Как работает система блокчейн. Блокчейн: определение, блоки транзакций и применение вне сферы криптовалют

Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру - блок . Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке - первичный блок (англ. genesis block ) - рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок .

Блок состоит из заголовка и списка транзакций. Заголовок блока включает в себя свой хеш , хеш предыдущего блока, хеши транзакций и дополнительную служебную информацию. В системе Биткойн первой транзакцией в блоке всегда указывается получение комиссии, которая станет наградой майнеру за созданный блок . Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование , аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent . Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter ).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым , на данный момент нет алгоритма получения желаемого результата, кроме случайного перебора. Если хеш не удовлетворяет условию, то в заголовке изменяется параметр nonce и хеш пересчитывается. Обычно требуется большое количество пересчётов. Когда вариант найден, узел рассылает полученный блок другим подключенным узлам, которые проверяют блок. Если ошибок нет, то блок считается добавленным в цепочку и следующий блок должен включить в себя его хеш .

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков - около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы система генерировала блоки почти с постоянной скоростью, не зависящей от вычислительной мощности участников сети .

Цепочка блоков

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров ». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются» .

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хеш-цепочки (элемент цифровой подписи).

База публично хранит в незашифрованном виде информацию о всех транзакциях , подписываемых с помощью асимметричного шифрования . Для предотвращения многократной траты одной и той же суммы используются метки времени , реализованные путём разбиения БД на цепочку специальных блоков, каждый из которых, в числе прочего, содержит в себе хеш предыдущего блока и свой порядковый номер. Каждый новый блок осуществляет подтверждение транзакций, информацию о которых содержит и дополнительное подтверждение транзакций во всех предыдущих блоках цепочки. Изменять информацию в блоке, который уже находится в цепи, не практично, так как в таком случае пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этому успешная double-spending атака (повторная трата ранее израсходованных средств) на практике крайне маловероятна .

Чаще всего умышленное изменение информации в любой из копий базы или даже в достаточно большом количестве копий не будет признано истинным, так как не будет соответствовать правилам. Некоторые изменения могут быть приняты, если будут внесены во все копии базы (например, удаление нескольких последних блоков из-за ошибки в их формировании).

Для более наглядного объяснения механизма работы платёжной системы Сатоси Накамото ввёл понятие «цифровая монета » , определив его как цепочку цифровых подписей. В отличие от стандартизированных номиналов обычных монет, каждая «цифровая монета» имеет свой собственный номинал. Каждому биткойн-адресу может сопоставляться любое количество «цифровых монет». При помощи транзакций их можно делить и объединять, при этом сохраняется общая сумма их номиналов за вычетом комиссии.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB , начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB .

Подтверждение транзакций

Пока транзакция не включена в блок, система считает, что количество биткойнов на некоем адресе остаётся неизменным. В это время есть техническая возможность оформить несколько разных транзакций по передаче с одного адреса одних и тех же биткойнов разным получателям . Но как только одна из подобных транзакций будет включена в блок, остальные транзакции с этими же биткойнами система будет уже игнорировать. Например, если в блок будет включена более поздняя транзакция, то более ранняя будет считаться ошибочной. Есть небольшая вероятность, что при ветвлении две подобные транзакции попадут в блоки разных ветвей. Каждая из них будет считаться правильной, лишь при отмирании ветви одна из транзакций станет считаться ошибочной. При этом не будет иметь значения время совершения операции.

Таким образом, попадание транзакции в блок является подтверждением её достоверности вне зависимости от наличия других транзакций с теми же биткойнами. Каждый новый блок считается дополнительным «подтверждением» транзакций из предыдущих блоков. Если в цепочке 3 блока, то транзакции из последнего блока будут подтверждены 1 раз, а помещённые в первый блок будут иметь 3 подтверждения. Достаточно дождаться нескольких подтверждений, чтобы вероятность отмены транзакции стала очень низкой.

Для уменьшения влияния подобных ситуаций на сеть существуют ограничения на распоряжение только что полученными биткойнами. Согласно сервису blockchain.info , до мая 2015 года максимальная длина отвергнутых цепочек была 5 блоков . Необходимое число подтверждений для разблокирования полученного зависит от программы-клиента либо от указаний принимающей стороны. Клиент «Bitcoin-qt» для отправки не требует наличия подтверждений, но у большинства получателей по умолчанию выставлено требование 6 подтверждений, то есть реально воспользоваться полученным обычно можно через час. Различные онлайн-сервисы часто устанавливают свой порог подтверждений.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений , но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям - одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов , но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

Открытость цепочки блоков позволяет внести в произвольный блок изменения. Но тогда потребуется пересчёт хеша не только изменённого блока, но и всех последующих. Фактически, для такой операции потребуется мощность не меньше той, которая была использована для создания изменённого и последующих блоков (то есть всей текущей мощности), что делает такую возможность крайне маловероятной.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s . С начала 2014 года объединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети .

Двойное расходование биткойнов на практике не было зафиксировано ни разу. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков .

Сложность

За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт - соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается - длиннее . Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула) .

Применение вне сферы криптовалют

В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер. При этом степень заинтересованности компаний в разных секторах экономики значительно варьируется. Финансовый сектор активно готовится к повсеместному внедрению блокчейна, тогда как производственные предприятия оставляют эту технологию без внимания .

Банковский сектор, инвестиции и биржи

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ и Сбербанк .

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA , Mastercard , Unionpay и SWIFT .

Земельный реестр

В первом полугодии 2018 года будет проводиться эксперимент по использованию технологии блокчейн в целях мониторинга достоверности сведений Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) на территории Москвы .

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation , предоставляющая услуги традиционного государства , такие как удостоверение личности , нотариат и ряд других .

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий .

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства .

Платёжное средство

Критика

Международная межбанковская система передачи информации и финансовых транзакций SWIFT заявила об опасности нереалистичных ожиданий в отношении ажиотажа вокруг технологий цепочки блоков и распределённых реестров в банковской среде .

Китайская академия информационных и коммуникационных технологий (CAICT) недавно завершила исследование блокчейн проектов и показала, что около 92% из них терпят неудачу, а средний срок реализации составляет 1,22 года.

Россия

В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра . В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию .

19 октября 2017 года стало известно, что правительство Москвы готово предоставить Росреестру вычислительный сервер для внедрения технологии блокчейн при регистрации недвижимости.

См. также

Примечания

Merriam-Webster Dictionary , Oxford Dictionary .
, с. 2-3.
, с. 15.
Marco Iansiti and Karim R. Lakhani. The Truth About Blockchain (англ.) // Harvard Business Review : magazine. - 2017. - No. January-February 2017 issue . - P. 118-127 .
, с. 3.
Genesis Block, Block 0
, с. 4.
Finding 2016 Blocks (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Bitcoin Block Explorer - сайт, позволяющий просматривать цепочку блоков (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015. Архивировано 15 июля 2012 года.
, с. 5.
, с. 2.
The Mission to Decentralize the Internet , The New Yorker (12 декабря 2013). Дата обращения 30 декабря 2014. «The network’s „nodes“-users running the bitcoin software on their computers-collectively check the integrity of other nodes to ensure that no one spends the same coins twice. All transactions are published on a shared public ledger, called the „block chain“».
(неопр.) . Дата обращения 22 февраля 2013. 13 марта 2013 года.
Bitcoin is under attack (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Число брошенных блоков (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Bitcoin Developer Examples (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
(англ.) . Архивировано 21 мая 2013 года.
, с. 6-8.
Bitcoin Charts (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Bitcoin security guarantee shattered by anonymous miner with 51 % network power (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Графики изменения сложности сети Bitcoin (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
Bitcoin hash (англ.) . Дата обращения 21 декабря 2015.
«Наш ответ блокчейну»: российские банки намерены запустить свой аналог распределённого реестра (рус.) , CoinMarket.News (4 августа 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
(рус.) , CoinMarket.News (18 октября 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
Visa планирует запатентовать собственную систему цифровых активов (рус.) , CoinMarket.News (21 августа 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
Visa будет использовать блокчейн для международных платежей (рус.)
Mastercard разрабатывает собственную блокчейн-систему транзакций (рус.) , CoinMarket.News (22 сентября 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
Mastercard запускает платежную сеть на блокчейне (рус.) . Хайтек. Дата обращения 3 ноября 2017.
Китайский гигант UnionPay работает над блокчейном для банкоматов (рус.) , CoinMarket.News (28 августа 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
Межбанковская система Swift завершила тестирование смарт-контрактов на основе блокчейна (рус.) , CoinMarket.News (3 июля 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
«Единогласно»: SWIFT сообщает об успешном тестировании протоколов Proof-of-Concept (рус.) , CoinMarket.News (16 октября 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.
Nienhaus, Lisa . Kryptowährung: Der Blockchain-Code (de-DE), Die Zeit (28 февраля 2018). Дата обращения 28 февраля 2018.
(неопр.) (28 июля 2017).
Sweden tests blockchain technology for land registry , Reuters (16 июня 2016). Дата обращения 3 ноября 2017.
Государственный земельный кадастр Украины перешел на технологию Blockchain - ITC.ua (рус.) , ITC.ua (3 октября 2017). Дата обращения 13 декабря 2017.
Теперь официально: земельный реестр Дубая начал «переезд» в блокчейн (рус.) , CoinMarket.News (9 октября 2017). Дата обращения 3 ноября 2017.

В чем преимущества блокчейн-технологии? Как работает технология blockchain? Какие существуют варианты применения технологии блокчейн?

Оптимисты верят, что в недалёком будущем блокчейн-технологии избавят мир от бюрократии, коррупции, нечестных выборов, интернет-мошенников и невыполненных договорных обязательств. Блокчейн нас всех спасёт, и на Земле наступит эра благоденствия и процветания.

Не знаю, насколько оправданы столь радужные прогнозы, время покажет. Пока ясно одно: блокчейн – действительно революционный, принципиально иной способ хранения и передачи информации по сети, имеющий массу вариантов для практического применения.

С вами Денис Кудерин – эксперт ресурса «ХитёрБобёр» по финансовым и экономическим вопросам. Я расскажу, что собой представляют блокчейн технологии , в чём их преимущества и как они работают. А ещё я попытаюсь развеять самые распространённые заблуждения и мифы о блокчейне и объясню, почему биткоин вряд ли заменит традиционные деньги в ближайшие 10 лет.

1. Блокчейн – технологии будущего

Если вы до сих пор не в курсе, что представляет собой блокчейн, вы отстали от жизни. О блокчейне сейчас не говорит разве что ленивый. Правда, далеко не все представляют себе, что это за технология и с чем её едят. Знают только, что блокчейн как-то связан с биткоином , но как именно, сказать затрудняются.

Что ж, эта статья расставит все точки над «ё» и поможет понять суть, принцип работы и прикладной смысл блокчейна.

Дословно с английского blockchain переводится как «цепочка блоков ». Перевод довольно точно отражает суть явления. Блоки информации собраны в последовательную цепь и защищены криптографическим шифрованием.
Цепочки информации не хранятся на каком-то отдельном сервере, а существуют одновременно на всех компьютерах, связанных в сеть .

Считается, что повсеместное внедрение blockchain-технологий изменит весь мир. Почему? Всё просто – благодаря децентрализации цепочки блоков, её невозможно изменить – то есть взломать, подделать и вообще каким-либо образом контролировать.

Одновременно отпадает необходимость в посредниках при совершении транзакций и любых других операций, связанных с передачей ценной информации. Сведения передаются по протоколу peer-2-peer – от пользователя к пользователю.

При этом каждый участник имеет информацию о других участниках, а также доступ ко всей истории транзакций, совершенных в системе.

Информация находится сразу на всех компьютерах - участниках сети blockchain

Блокчейн – самодостаточная, но при этом предельно открытая структура , для работы которой не нужны третьи лица. Именно эту цель – отсутствие посредников – преследовали создатели биткоина, когда разрабатывали протокол передачи криптовалюты от пользователя к пользователю.

Цифровые деньги передаются по сети без участия помощников, а значит, отпадает нужда в услугах банков и платежных систем . При этом контролировать блокчейн-кошелёк имеет право только его владелец. Деньги не находятся у третьих лиц (банков), а ваши расходы и операции никто не контролирует.

Не только денежные транзакции, но и любые другие операции, в которых присутствует риск неисполнения одной из сторон определённых условий, защитит и обезопасит блокчейн-процедура.

Сферы использования «цепочки блоков» многообразны и многочисленны:

денежные транзакции;
коммерческие контракты, договоры, сделки;
покупки услуг и товаров;
передача конфиденциальной информации;
страхование;
защита и передача прав собственности;
управление личными данными;
архивирование официальных документов;
защита интеллектуальной собственности.

Блоки связываются в цепь при помощи сложных математических алгоритмов. Каждый новый блок присоединяется строго к предыдущему, имеет уникальную подпись и метку времени . Добавление нового звена в цепь подтверждается каждым участником системы и приводит к автоматическому обновлению реестра.

Если возникает новый блок, сведения об этом появляются во всех базах данных. Чтобы взломать эту систему, нужно получить доступ более чем к половине всех компьютеров, задействованных в сети, а это технически маловероятно.

Отношение государственных и финансовых учреждений к новой технологии неоднозначное. Правительства опасаются, что бесконтрольные сделки облегчат жизнь нелегальным торговцам оружием, наркотиками и человеческими органами. Банки, биржи и платежные системы боятся остаться не у дел – если не нужны будут посредники, кто будет им платить?
В то же время финансовые компании проявляют огромный интерес к блокчейну, намереваясь заставить эту технологию работать на себя.
Более 40 крупнейших банков даже объединились в консорциум под названием R3 , имеющим целью масштабное исследование блокчейна. Участники R3 считают, что «цепь блоков» - не однозначное зло для банков, а даже наоборот – возможность сократить расходы.
В частности, банкиры не против полностью перевести межбанковские платежи на блокчейн-основу и полностью отказаться от ныне действующей системы SWIFT .

В России отношение к блокчейну и криптовалютам неоднозначное. Правительство то предлагает полностью запретить, то призывает изучать. Минфин – за уголовную ответственность лиц, использующих криптовалюты, а глава Сбербанка Герман Греф, как и руководитель ЦБ Эльвира Набиуллина публично поддерживают новые технологии.

Сопротивляться прогрессу – себе дороже. Блокчейн уже действует, с этим нужно считаться, это нужно использовать в своих интересах и на благо всего человечества.

Занимательные факты о биткоине и блокчейне в этом видео:

2. В чем преимущества технологии блокчейн

У системы множество плюсов – она децентрализована, её почти невозможно взломать , а вся информация, которая формируется в блоки, автоматически подвергается шифрованию.

При этом данные, которые поступают в блокчейн, изменить задним числом невозможно – в теории они хранятся там вечно и не на серверах, а на каждом компьютере одновременно.

Распространение информации без копирования многие уже сейчас называют новым интернетом или интернетом ценностей . Чтобы получить общее представление о технологии, вообразите себе огромную базу данных, которая тысячи раз продублирована в сети и регулярно обновляется, когда в неё добавляются новые блоки.

Такая структура обладает массой преимуществ – поговорим о них подробно.

1) Прозрачность сделок

Сеть блокчейн пребывает в состоянии постоянного консенсуса – то есть регулярно проверяет сама себя, проводя своеобразный аудит цифровой экосистемы . При этом все данные, внедренные в сеть, остаются прозрачными – информация обо всех операциях доступна каждому пользователю.

К примеру, чтобы посмотреть всю историю о биткоин-транзакциях, достаточно зайти на ресурс BlockExplorer – здесь хранится информация обо всех операциях и переводах этой криптовалюты.

2) Отсутствие центрального сервера

Благодаря отсутствию централизованного хранилища информации, взять блокчейн-систему под контроль практически невозможно – чтобы изменить данные сразу во всей сети, нужны неограниченные вычислительные мощности. База распределяется среди всех участников, значит, остаётся почти неуязвимой.

Это кардинально новый подход к хранению важных данных. Сейчас любая значимая информация где-то хранится. Вы купили дом, автомобиль, зарегистрировали брак, оформили страховку или перевели деньги – все сведения об этих операциях фиксируются где-то на серверах.

А любой сервер можно взломать – это вам скажет любой хакер. Да и лица, которые имеют доступ к данным, могут залезть в базу и изменить информацию.

Высокая защищенность информации в Блокчейн-системе объясняется тем, что данные хранятся одновременно на всех узлах системы

Блокчейн строится по кардинально иному принципу – информация распределена по тысячам, а то и миллионам компьютеров : залезть сразу во все узлы и изменить данные практически нереально.

3) Наличие полной копии базы у каждого пользователя

Поскольку у каждого участника блокчейн-сети есть обновляемая копия базы данных, согласовывать информацию с другими пользователями не нужно.

Когда в цепь вводится новая транзакция, это подтверждается всеми участниками системы. Хронлогический порядок распределения блоков, а также сами данные изменить нельзя.

Ключ доступа к конкретному блоку информации (например, к ) есть только у его владельца.

4) Быстрые и точные транзакции

Децентрализованная система со встроенной защитой от взлома позволяет проводить транзакции быстро, точно и без посредников. Банки, обменники, платёжные системы, нотариусы больше не нужны – подлинность транзакций проверяют и подтверждают все участники системы .

На принципе точности основаны набирающие популярность в бизнесе смарт контракты – то есть умные контракты. В обычном договоре означены обязательства сторон, условия выполнения соглашения и последствия нарушения договора. Всегда есть риск, что одним не заплатят, а другие не получат, что хотели.
«Умный контракт» основан на другом принципе. Такой договор исполняется лишь при достижении определённых условий (принцип «если…, то…»). Нарушить смарт-контракт нельзя, как и изменить условия задним числом.

5) Шифрование данных

Данные, которые формируются в блок, шифруются в автоматическом режиме. Криптография – гарантия полной безопасности данных. Хеширование в блокчейнах гарантирует необратимость всей цепи транзакций, а цифровые подписи и ключи двух видов делают информацию внутри блоков недоступной для посторонних.

3. 5 способов применения технологии blockchain

В теории технология применима к любым типам деятельности, где присутствует риск обмана, недоверия или ошибок в передаче данных.

Рассмотрим наиболее перспективные и эффективные способы использования блокчейна.

Способ 1. Администрирование сетей

Блокчейн в этом случае играет роль неуязвимого хранилища ключей и списков пользователей , имеющих право доступа к каким-либо данным – серверам, терминалам, сети банкоматов.

Технология защищает от хакерских атак, ошибок сервера, взломов сетей и снимает проблему «единого администратора ».

Способ 2. Хранение цифровых сертификатов

Криптография надёжно защищает информацию от несанкционированного прочтения, изменения, распространения. Поскольку сертификаты хранятся не на серверах, а в сети, получить к ним незаконный доступ невозможно, как и перехватить пароли пользователей.

Способ 3. Подтверждение прав собственности

Подтверждение и передача прав собственности станут простыми, почти мгновенными и безопасными операциями, если применить к этой сфере блокчейн-технологию.

Достаточно лицу, имеющему доступ к своему блоку, внести в блокчейн новую информацию, и сведения о праве собственности распространятся по всей системе.

Способ 4. Создание системы DNS

С помощью блокчейна распределение имен в доменных сетях станет абсолютно безопасным. Никакие DDoS-атаки уже не будут страшны ни рядовым гражданам, ни финансовым, ни правительственным организациям.

Способ 5. Идентификация и подтверждение прав доступа

Уже сейчас некоторые передовые компании используют блокчейн для идентификации своих клиентов, сотрудников и пользователей систем. Применение «цепочки блоков» гораздо дешевле и эффективнее, чем любые другие способы защиты данных и подтверждения прав доступа.

Области применения блокчейна – сводная таблица:

№	Способы использования	Польза	Текущий статус
1	Администрирование сетей	Безопасность любых сетей	Используется некоторыми системами
2	Подтверждение прав собственности	Передача и подтверждение прав собственности	Есть несколько действующих платформ
3	Хранение цифровых сертификатов	Защита сертификатов от несанкционированного доступа	Используется
4	Подтверждение доступа и идентификация пользователей	Конфиденциальность данных, безопасный доступ	Применяется в некоторых зарубежных корпорациях
5	Создание DNS систем	Защита доменных имён	Есть действующие примеры технологии

4. Как работает технология blockchain – 5 основных этапов

Принцип работы цепи блоков станет понятен, если мы рассмотрим его на примере денежной транзакции в криптовалюте.

Поскольку цифровые деньги – это всего лишь блоки информации, алгоритм будет актуален для любых блокчейн-операций .

Этап 1. Принятие решения о транзакции и передача её в сеть

У вас есть биткоин-кошелёк, и вы захотели рассчитаться криптовалютой за покупку в интернет-магазине, который принимает цифровые деньги. Вы принимаете решение о выполнении транзакции и передаёте своё решение в сеть, состоящую из равноправных узлов.

Этап 2. Передача операции в P2P-сеть

Операция поступает в компьютерную сеть с помощью специальных алгоритмов. Автоматически запускается криптографическое шифрование транзакции и формируется новый уникальный блок, в котором есть ссылка на предшествующее звено и метка времени.

Этап 3. Валидация

Новый блок рассылается для проверки всем узлам системы, при этом каждый узел заносит его в свою базу данных. Цепочка обновляется, что автоматически и одновременно отражается в общем реестре.

Процедура подтверждения транзакции и статуса пользователя называется валидацией .

Этап 4. Подтверждение транзакции и создание нового блока данных

После подтверждения новый блок данных занимает своё уникальное место в цепочке и становится его полноценной частью. Сведения об операции доступны всем пользователям, но само содержимое блока – только тому, у кого есть закрытый ключ .

Этап 5. Добавление нового блока к цепочке

Адресат транзакции получает биткоины на свой кошелек, что подтверждается обоими участниками транзакции. Каждая такая транзакция – это отдельный блок, который становится полноценным звеном цепочки. Подлинность и уникальность нового блока подтверждается всеми участниками сети.

5. 5 мифов о блокчейне – так ли он надежен на самом деле

Несмотря на все преимущества блокчейн-технологии, до совершенства ей ещё далеко. Применение на практике сопряжено с рядом трудностей и ограничений .

Кроме того, есть несколько стойких заблуждений о блокчейне, которые не соответствуют действительности либо соответствуют лишь отчасти.

Миф 1. Блокчейн вечен

Считается, что информация, записанная в блоках, остаётся там навсегда. В теории это возможно, но не на практике. Рост вместимости жестких дисков просто не поспевает пока за ростом объёма цепочек.

Кроме того, что базы надо хранить, приложения для использования той же криптовалюты нужно ещё и скачивать на компьютер, если вы хотите пользоваться полноценным кошельком.

Каждый, кто хотя бы раз это делал, знает, что этот процесс занимает не один час. И даже не один день. Легче пользоваться онлайн-кошельком, но тогда это уже будет не совсем блокчейн.

Миф 2. Блокчейн – гигантский распределенный компьютер

Не совсем так, а точнее, совсем не так. Никакого распределения функций и синергии не происходит. Данные просто многократно дублируются . Каждый узел в системе делает одно и то же – проверяет транзакции, записывает их в блоки, хранит историю.

Миф 3. Блокчейн полностью заменит обычные деньги

Увы или к счастью, но до этого ещё далеко. Биткоин-система способна обработать за секунду максимум 7 операций . А записываются транзакции лишь раз в 10 минут. После этого нужно ещё подождать для надёжности минут 50.

Биткоин-система пока не заменит привычные нам деньги, поскольку пока что скорость обработки транзакций позволяет совершить лишь 7 операций в секунду

На оплату обычными деньгами уходит в сотни раз меньше времени. Та же система «Виза» выполняет тысячи операций в секунду и способна при необходимости увеличить мощности.

Миф 4. Блокчейн децентрализован, а поэтому – нерушим

Формально это правда – единого центра у блокчейна нет . Но зато майнеры – те, кто поддерживает работу системы – объединены в пулы.

Сообщества майнеров находятся, как правило, где-то в одной локации (например, в Китае). Это обстоятельство значительно упрощает задачу потенциальных злоумышленников, которые замыслят разрушить биткоин-систему.

Миф 5. Открытость блокчейна – это хорошо

Для кого как. Анонимность анонимностью, но если Вася переводит деньги Пете, с которым знаком лично, никакие псевдонимы тут не помогут. Петя будет знать обо всех финансовых операциях Васи и наоборот.

Для физических лиц это ещё терпимо, а вот для компаний раскрывать свои финансовые дела перед посторонними крайне нецелесообразно. Все операции с контрагентами, клиентами, продажи и закупки станут известны. И тогда прощай коммерческая тайна.

6. Заключение

Технологии блокчейн – будущее человечества. Но пока современные компьютеры не способны обеспечить блокчейны вычислительными мощностями в нужном объёме. Поэтому до повсеместного внедрения системы ещё далеко.

Вопрос к читателям
Как по-вашему, в какую криптовалюту вкладывать сегодня наиболее выгодно?

Желаем вам финансового благополучия в любых начинаниях! Комментируйте, делитесь опытом, задавайте вопросы. Если статья понравилась, расскажите о ней друзьям в соцсетях. До новых встреч!

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Что такое блокчейн? У многих (и у меня поначалу) сразу возникает ассоциация с биткоинами (или криптовалютой в ее общем понимании). С одной стороны, эти ассоциации верны, а с другой — нет. Почему так? Давайте разбираться.

Отчасти это происходит из-за того, что самый популярный в мире сервис предназначенный для — это , где хранятся биткоины у десятков миллионов пользователей, только укрепляет эту связь.

Сначала пройдемся по этимологии этого слова. Образовано оно от английского BlockChain, что в переводе означает «цепочка блоков». Но это мало о чем нам говорит — просто название технологи. Однако, мы использовали то самое ключевое слово, которое все должно объяснить.

Что такое BlockChain и в чем суть этой технологии?

Но виртуальные деньги лишь один из многих вариантов использования, хотя и весьма успешно демонстрирующий возможности данной технологии (еще не было случаев взлома или кражи биткоинов). Благодаря такой непогрешимой репутации блокчейн пророчат большое будущее и в других областях жизнедеятельности человека, столь же критичных в вопросах безопасности, как денежный оборот (хранение информации, проведение прозрачных выборов и т.п.).

Наверное, у вас уже образовался некий сумбур в голове — как можно связать электронные деньги и выборы? Но тут как раз все легко объяснимо. Blockchain — это по сути просто распределенная и отлично защищенная от взлома база данных . Вся фишка в том, как это все дело организовано.

Правда, если вдаваться в подробности, то получится нудно, а посему постараюсь передать суть простыми словами и понятиями. В этом мне, кстати, поможет девушка из следующего видео, которая наглядно иллюстрирует процесс использования блокчейна для создания криптовалюты и не только:

Вы знакомы, наверное, с такой технологией, как BitTorrent (хотя бы косвенно)? Чем она примечательна (кроме того, что на ее принципах сейчас проходит большая часть обмена , в том числе и с нарушением авторских прав)? А тем, что данные в ней хранятся распределенно — нет центрального сервера, но при этом все прекрасно работает (быстро и надежно).

Достоинства блочейна

Так вот, block chain чем-то на нее похожа (распределенной структурой и популярностью), но и обладает целым рядом других достоинств:

Тут тоже нет центрального сервера — вся база данных распределена среди участников, а значит взломать ее практически нереально (другие копии стразу отвергнут несанкционированные изменения внесенные в одном или ряде экземпляров — ломать нужно более половины всех пользователей этой системы).
У каждого из пользователей будет полная копия базы (содержащая всю цепочку транзакций) в зашифрованном виде. Копии синхронизируются, (это алгоритм принятия решений по конфликтующим версия блокчейна).
Любой желающий сможет отследить любую транзакцию (операцию с данными) — система полностью прозрачна (а вы думаете откуда СМИ знали точные суммы биткоинов, перечисленные владельцам недавно нашумевших вирусов?). Одно это чего стоит!

Информация в базу построенной по технологии блокчейн добавляется в виде новых блоков . Причем добавление согласовывается с другими пользователями сети. Если брать биткоин, то новая единица этой путем ресурсоемких расчетов (по сути перебора чисел и расчета для них хеша с целью вписаться в заранее заданный шаблон).

Так вот, добытую новую единицу биткоина (по сути, новый блок информации) проверяют другие участники системы (пересчитывают хеш) и только после этого новый блок дописывается во все базы всех пользователей системы.

Все нелегетивные попытки внесения изменений в базу, основанную на технологии блокчейн (добавить новые блоки, приписать их себе и т.д.), пресекаются путем сравнения с копиями баз хранимых у других пользователей системы. Взломать систему очень сложно благодаря децентрализации и многократного копирования хранимой информации. Это похоже на ДНК в клетках человека — их много, они несут в себе всю полноту информации и легко справляются со сбоями в отдельных копиях.

Аналогии и пример использования Block Chain для создания криптовалюты

Если приведенное выше описание не внесло ясности в ваши головы по поводу того, что такое BlockChain, то попробую объяснить на примере с простыми ассоциациями .

Представьте себе облачное хранилище доступное всем в полном объеме без разбора (или его устаревший аналог — ФТП сервер с файлами в общем доступе), где находятся тысячи папок с файлами. На нем вы можете просмотреть все что там на данный момент залито и знать где какой файл лежит, кто его залил и кто скачал. Но... Сами скачивать все подряд вы не можете, а лишь то, на что имеете право. Так же и заливать файлы можно будет только выполнив оговоренные системой условия.

Другой пример из области денег, что будет ближе к биткоину . Представьте себе, что в системе электронных денег нет индивидуальных кошельков (данные которых доступны только владельцу кошелька и работникам системы), а есть всего лишь один кошелек, но с полностью открытой для всех статистикой. Вы можете видеть, что Вася перевел Пете столько-то денег, а тот ему столько-то. Но вмешаться в процесс обмена или что-то украсть не сможете.

Получить же сможете только предназначенные исключительно вам деньги. Они привязываются к специальным адресам, между которыми и происходит транзакция (перевод). Перевод подтверждается секретным ключем (подписывается им) совместимым с этим адресом (по сути, это аналог логина и пароля). Данные о том, что вы деньги перевели, рассылаются по всем копиям базы. Деньги считаются переведенными, когда будут сверены записи об их отправке и об их получении.

Подробнее процесс описан в конце этой статьи, ну а пока передаю слово молодому человеку, рассказывающему очень простыми словами о сложном блок-чейне и реализации на его основе криптовалюты.

Очень легко смотрится, не правда ли?

BlockChain — это наше будущее?

Сейчас технология под названием блокчейн проходит довольно успешную обкатку в качестве инструмента виртуальных денег, типа Биткоина и других криптовалют. Собственно, с этого и началось ее триумфальное шествие, но вряд ли этим и закончится.

Блокчейн — это не то же, что Биткоин

По задумке, криптовалюта — это даже не деньги, а полный аналог золота в виртуальном мире — их количество ограничено (рассчитано на много лет вперед и количество «добытого» регулируется за счет увеличения\уменьшения сложности процесса добычи), а получить их можно (например, в ) или , либо путем добычи (в шахте, в качестве который может выступать ваш компьютер или специально собранная мощная система).

Но сам по себе биткоин довольно спорная вещь. Появился он в 2009 году и с тех пор вырос тысячекратно и продолжает во всю расти и по сей день (даже большими темпами).

Правда, очень похоже на пузырь? Лопнет? Весьма вероятно. Кроме этого имеет место быть неоднозначное отношение к криптовалюте государства.

Но бикткоин — это лишь продукт, созданный на принципах BlockChain, и все его недостатки не имеют никакого отношения к самой технологии. Криптовалюта — это по сути испытательный полигон для блокчейна и с технической точки зрения все идет просто замечательно. И тут совсем не важна дальнейшая судьба биткоина, ибо он просто «пробный шар».

На базе BlockChain запросто можно создать другую криптовалюту, например, полностью обеспеченную и легализованную на государственном уровне. Будет ли это? Посмотрим, но весьма вероятно. Штука удобная и не только благодаря описанным выше техническим особенностям.

Почему все сейчас говорят об этой технологии?

Давайте взглянем на те преимущества, которые позволит внести в нашу жизнь внедрение технологии блокчейна:

«Скрипач не нужен» — помните такую фразу из легендарной киноленты? Так вот, она тут очень даже применима. При использовании этой технологии пропадет необходимость привлечения «третьей стороны» при совершении сделки, ибо система, как я уже говорил, полностью прозрачна для всех. Тем самым могут быть существенно снижены накладные расходы и сроки проведения сделок (транзакций, т.е. операций с данными).
Блокчейн подойдет для тех систем, где существует риск мошенничества и сохранности информации. Всего, на что сейчас тратятся огромные деньги. Ведь кроме прозрачности технология обладает несравненной защищенностью и безопасностью использования всеми сторонами. Причем имеется защита и от мошенничества (и «удержания в узде») со стороны организатора системы за счет децентрализации (как в битторенте — технически никак не воспрепятствовать скачиванию).

Поэтому сейчас и идут активные эксперименты по внедрению BlockChain , например, в процесс выборов. Ту ведь очень важна прозрачность, защищенность и безопасность. В том числе и от подтасовок со стороны властьимущих, злопыхающих и прочих кознестроителей. И никаких тебе потом разговоров о вмешательстве в выборы (априори). Красота.

Так же данную технологию замечательно можно адаптировать для ведения различных кадастров, медицинских баз, юридических баз, любой логистики, а так же для проведения банковских операций (это уж точно «доктор прописал» — в разы сократятся расходы и время прохождения).

Весь вопрос в том, чтобы было принято волевое решение (многих не устраивает невозможность «незаметно» вмешаться в работу системы после ее внедрения), а уж все это реализовать и применить блокчейн на практике будет делом вторичным (благо биткоин дал отличную наработанную базу).

Проблемы внедрения BlockChain в жизнь

Например, для поддержания высокого уровня безопасности система нуждается в постоянных сложных вычислениях, которые возможно делать только обладая очень большой ресурсной базой. В биткоине эту проблему решили просто — назначили комиссию тем, кто предоставляет свои ресурсы (вычислительные мощности компьютеров или специально собранных систем — ферм для майнинга) для этой цели (на основе этого принципа и построен основной способ заработка биткоинов — майнинг).
Так же для безопасности всей системы крайне важно, чтобы эти ресурсы были бы распределены и не находились под управлением какой-то группы (например, объединившейся по сговору), которая может использовать сосредоточенные в руках мощности для различных нехороших манипуляций.
Кого-то все это может лишить работы или прибыли (различных посредников), а посему они вставляют палки в колеса еще на начальном (самом сложном) этапе внедрения технологии в жизнь.

Блокчейн на примере Биткоина

BlockChain — это просто обычный односвязный список блоков с информацией о транзакциях. Каждый новый блок изменяет состояние всей распределенной базы данных. А значит если что-то подменить (с умыслом), то хеши следующих блоков изменятся и подмененный кусок не встанет на место старого.

Общепризнанное мерило целостности. У любого числа можно вычислить хеш (по определенной формуле), но из хеша восстановить число невозможно, а значит невозможна становится и подделка в такой базе.

Теперь реальный пример работы BlockChain в системе биткоинов . Далее тезисно:

Транзакции в этой системе подписываются (считаются достоверными, ) пачками (т.е. блоками).
Периодичность появления (добавлении) новых блоков заложена в распределённый алгоритм системы: чтобы подписать один блок (выпустить новую денежную единицу), нужно найти требуемый хэш (методом перебора, ибо из хеша восстановить число априори невозможно и остается только вычислять хеш без конца для взятых наугад чисел, пока случайно не напоришься на нужный вариант хеша).
При этом сложность поиска хеша устанавливается алгоритмически в зависимости от задач системы (изменяется сложность шаблона, в который должен уложиться хеш). В Биткоине периодичность добычи новой единицы (появление нового блока) равна примерно десяти минутам. Соответственно, чем больше мощность системы майнера, тем выше вероятность, что очередной блок в систему добавит именно он и получить за это вознаграждение.
Клиенты системы могут генерировать хоть миллион транзакций (переводов) в секунду, но сеть узлов их примет только с момента подписания очередного блока (добычи очередной единицы).
Более того, транзакция будет считаться неподтвержденной до момента появления нескольких очередных новых блоков (генерации денежных единиц), для защиты от форка (расплодившихся единицах криптовалюты на «боковых ветках цепочки блоков», появившимся, например, в локальной сети, но потом отвергнутых основной цепью блоков).
Размер базы транзакций во избежании ее неконтролируемого роста специальным образом сжимается (по сути, урезается) за счёт «контрольных точек». Алгоритмы консенсуса периодически подтверждают так называемый «опорный» блок, ранее которого можно не хранить цепочку блоков. Такие контрольные блоки периодически создаются (маркируются). В противном случае база биткоинов была бы неподъемной.

Хочу подчеркнуть, что криптовалюта — это не вещь в себе . Во всяком случае биткоины являются вполне себе свободно конвертируемой валютой.

Для их быстрого обмена на рубли, доллары или другие электронные деньги можно использовать сервисы онлайн-обменников, например, эти:

А для более тонкой игры на курсах и дополнительного заработка можно посоветовать криптобиржи :

Вот так вот выглядит великий и ужасный блокчейн, если пытаться это описать более-менее простым языком. Хотя словами приходится пользоваться не совсем простыми, но что делать — технология 🙂

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога сайт

Вам может быть интересно

BlockChain.info - популярный криптовалютный онлайн-кошелек на русском языке на официальном сайте БлокЧейн.инфо CoinMarketCap - официальный сайт рейтинга криптовалют КоинМаркетКап (Cryptocurrency Market Capitalizations) Криптонатор - онлайн кошелек для криптовалют с простым входом, но не очень хорошими отзывами Токены (Tokens) - что это такое в криптовалюте и других областях Криптовалюта - что это такое простыми словами, как все устроено и список самых рейтинговых крипто-валют Кошелек для криптовалюты - как его создать и какой лучше: холодный, мультивалютный, аппаратный или онлайн-криптокошелек
Майнинг - что это такое простыми словами и как заработать деньги на майнинге биткоинов и других криптовалют Сатоши - что это такое, сколько satoshi в 1 биткоине, каков их курс к рублю и кто такой Сатоси Накамото Cloud Token и робот Jarvis осуществили мечту многих инвесторов

Блокче́йн (англ. blockchain или block chain) - выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Чаще всего копии цепочек блоков хранятся и независимо друг от друга (чрезвычайно параллельно) обрабатываются на множестве разных компьютеров.

Схема получения хеша транзакций

Общие сведения

Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто относят к транзакциям в различных криптовалютах, однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки.

Блок транзакций

Блок транзакций - специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру - блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке - первичный блок (англ. genesis block) - рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок.

Блок состоит из заголовка и списка транзакций. Заголовок блока включает в себя свой хеш, хеш предыдущего блока, хеши транзакций и дополнительную служебную информацию. В системе Биткойн первой транзакцией в блоке всегда указывается получение комиссии, которая станет наградой пользователю за созданный блок. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование, аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент нет алгоритма получения желаемого результата, кроме случайного перебора. Если хеш не удовлетворяет условию, то в заголовке изменяется параметр nonce и хеш пересчитывается. Обычно требуется большое количество пересчётов. Когда вариант найден, узел рассылает полученный блок другим подключенным узлам, которые проверяют блок. Если ошибок нет, то блок считается добавленным в цепочку и следующий блок должен включить в себя его хеш.

Цепочка блоков

Основная последовательность блоков (чёрные) является самой длинной от начального (зелёный) до текущего. Побочные ветви (фиолетовые) отсекаются.

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются».

Таким образом, цепочка блоков содержит историю владения, с которой можно ознакомиться, например, на специализированных сайтах.

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хэш-цепочки(элемент цифровой подписи).

База публично хранит в незашифрованном виде информацию о всех транзакциях, подписываемых с помощью асимметричного шифрования. Для предотвращения многократной траты одной и той же суммы используются метки времени реализованные путём разбиения БД на цепочку специальных блоков, каждый из которых, в числе прочего, содержит в себе хеш предыдущего блока и свой порядковый номер. Каждый новый блок осуществляет подтверждение транзакций, информацию о которых содержит и дополнительное подтверждение транзакций во всех предыдущих блоках цепочки. Изменять информацию в блоке, который уже находится в цепи, не практично, так как в таком случае пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этому успешная double-spending атака (повторная трата ранее израсходованных средств) на практике крайне маловероятна.

Для более наглядного объяснения механизма работы платёжной системы Сатоси Накамото ввёл понятие «цифровая монета», определив его как цепочку цифровых подписей. В отличие от стандартизированных номиналов обычных монет, каждая «цифровая монета» имеет свой собственный номинал. Каждому биткойн-адресу может сопоставляться любое количество «цифровых монет». При помощи транзакций их можно делить и объединять, при этом сохраняется общая сумма их номиналов за вычетом комиссии.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB.

Подтверждение транзакций

Пока транзакция не включена в блок, система считает, что количество биткойнов на некоем адресе остаётся неизменным. В это время есть техническая возможность оформить несколько разных транзакций по передаче с одного адреса одних и тех же биткойнов разным получателям. Но как только одна из подобных транзакций будет включена в блок, остальные транзакции с этими же биткойнами система будет уже игнорировать. Например, если в блок будет включена более поздняя транзакция, то более ранняя будет считаться ошибочной. Есть небольшая вероятность, что при ветвлении две подобные транзакции попадут в блоки разных ветвей. Каждая из них будет считаться правильной, лишь при отмирании ветви одна из транзакций станет считаться ошибочной. При этом не будет иметь значения время совершения операции.

Для уменьшения влияния подобных ситуаций на сеть существуют ограничения на распоряжение только что полученными биткойнами. Согласно сервису blockchain.info, до мая 2015 года максимальная длина отвергнутых цепочек была 5 блоков. Необходимое число подтверждений для разблокирования полученного зависит от программы-клиента либо от указаний принимающей стороны. Клиент «Bitcoin-qt» для отправки не требует наличия подтверждений, но у большинства получателей по умолчанию выставлено требование 6 подтверждений, то есть реально воспользоваться полученным обычно можно через час. Различные онлайн-сервисы часто устанавливают свой порог подтверждений.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений, но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям - одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов, но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s. С начала 2014 года объединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети.

Двойное расходование биткойнов на практике никогда не было зафиксировано. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков.

Сложность

За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт - соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается - длиннее. Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула).

Применение вне сферы криптовалют

В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер.

Банковский сектор

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ, и Сбербанк.

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA, Mastercard, Unionpay и SWIFT.

Земельный реестр

Швеция и ОАЭ планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.

Правительство Индии борется с земельным мошенничеством при помощи блокчейн.

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation, предоставляющая услуги традиционного государства, такие как удостоверение личности, нотариат и ряд других.

В июне 2017 Accenture и Microsoft представили систему цифровых удостоверений личности на блокчейне.

В августе 2017 правительство Бразилии начало тестирование системы удостоверений личности на блокчейн.

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий.

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства.

Критика

Россия

В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра. В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию.

По поручению президента Татарстана экспертами компании «Киви платформа» проведено исследование о применимости технологии блокчейн в государственном управлении, и предложено внедрение технологии блокчейн в системы межведомственного документооборота, нотариата, учёта дипломов, голосования, здравоохранения, земельного кадастра, цифровой личности, регистрационных действий (гражданские состояний). Решения находятся в стадии рассмотрения.

Сбербанк и SWIFT в ходе Sibos 2017 в Торонто «договорились о координации шагов по оценке возможности применения технологии блокчейн в платформах межбанковских расчётов.. платформа SWIFT использует возможности распределённого реестра, построенного на технологии блокчейн, для выверки информации по платежам в режиме реального времени».

18 октября 2017 года Внешэкономбанк и правительство Новгородской области на международном форуме «Открытые инновации» в Москве объявили о запуске в сентябре пилотного проекта по созданию системы контроля за обеспечением жителей области лекарственными препаратами. Губернатор области сообщил, что «использование технологии блокчейн при мониторинге всей цепочки поставок лекарственных препаратов позволит предотвратить злоупотребления и выявить нелегальный оборот дорогостоящих лекарств, а также сократить случаи смертности по причине приема некачественных лекарств». В декабре 2017 года планируется завершить тестирование рабочего прототипа проекта.

Википедия

Мир без банков, нотариусов, регистраторов, регуляторов – технология блокчейн заставляет по-новому взглянуть на обмен ценностями, документами, деньгами. Она убирает посредников и позволяет пользователям напрямую отправлять друг другу важные данные. Одни уже называют ее прорывом 21 века, величайшим изобретением, сравнимым с открытием интернета, другие поглядывают с опаской.

Рассмотрим простыми словами блокчейн для «чайников»

Если объяснять на пальцах, то блокчейн часто сравнивают со стандартным дневником или картотекой, куда последовательно в хронологическом порядке вносятся записи о том, что сделано – поспал, поел, постирал, погулял, взял в долг, заплатил 100 долларов за ужин и т.д.

Чтобы никто посторонний не мог внести по своему усмотрению изменения в дневник, вся информация особым образом шифруется, причем шифр продуман качественно. Если дневник в одном экземпляре, с ним всякое может случиться – сгорел дом и он вместе с ним, украли, при огромнейшем желании расшифровали и внесли коррективы.

А потому для надежности дневник имеет множество копий, которые хранятся в разных местах. Причем, когда в дневник вносится новая информация, она после проверки обновляется на всех экземплярах.

На этом лирика закончилась, переходим к делу.

Что такое блокчейн и для чего он нужен

Блокчейн происходит от англ. blockchain (block chain), что дословно означает «цепочка блоков». Иными словами — это база данных, которая в прямом смысле этого слова представляет собой непрерывную цепь из блоков и хранится одновременно на множестве компьютеров.

Новые блоки в этой базе-цепочке создаются постоянно. Каждый вновь созданный блок содержит группу накопившихся за последнее время и упорядоченных записей (транзакций), а также заголовок.

Транзакции – это любые действия, которые пользователи совершают в сети будь-то отправка средств, регистрация прав собственности, покупка игрового предмета и т.д. Когда транзакция сформирована пользователем, она отправляется в так называемый мемпул, где дожидается пока ее добавят в один из блоков и этим подтвердят.

Когда блок сформирован, он проверяется другими участниками сети и затем, если все согласны, подсоединяется к концу цепочки. Как только это произошло, внести в него изменения уже невозможно. Помимо новой информации блок также хранит в зашифрованном виде данные о предыдущих блоках.

База обновляется на всех подключенных к системе компьютерах, а майнеры (валидаторы) приступают к формированию следующего блока.

Основные принципы блокчейн:

децентрализация и распределенность;
безопасность и защищенность;
открытость и прозрачность;
неизменность уже записанного.

Распределенное хранение

Любая значимая информация, относящаяся к той или иной сфере жизни людей, где-то хранится. Покупка дома или машины, взятие кредита, регистрация брака, переводы денег – все данные об этих операциях фиксируются и размещаются централизовано на серверах госучреждений или частных компаний. Это часто приводит к злоупотреблениям – при желании в любую базу можно залезть и внести в нее коррективы.

Технология блокчейн кардинально меняет такой подход. Ее суть заключается в том, что база данных хранится не в одном месте, а распределенно на тысячах, а то и десятках тысяч, а порой и миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру.

Вероятность, что все они будут выведены из строя, ничтожна мала и выглядит фантастической. А пока хотя бы один компьютер сети работает, система, основанная на блокчейн, существует.

Безопасность

Как уже упоминалось, любую централизованную базу данных можно взломать, внести в нее изменения. С блокчейн такой номер не пройдет. Взломать один из блоков и изменить информацию в нем смысла нет, поскольку ломать придется все блоки, а для этого нужны гигантские вычислительные мощности – как мы помним, новые блоки содержат в себе в зашифрованном виде данные о предыдущих блоках. А потому попытка взлома обязательно будет замечена другими участниками сети.

К тому же препятствием к фальсификациям станет и мощный алгоритм шифрования с использованием хеш-функций, а также цифровой подписи. В подписи используется два ключа — открытый и закрытый. Первый необходим для проверки самой подписи, второй используется при ее создании и является секретным. Ключи обеспечивают доступ участникам к той или иной информации.

Хеш-функция выглядит, на первый взгляд, как последовательность случайных цифр и букв. Именно она и обеспечивает неизменность всех записанных данных.

Как видим, работа сети базируется не на мифическом доверии пользователей друг к другу, а на строгих математических вычислениях.

Открытость

Вся база находится в публичном доступе, а потому посмотреть данные того или иного блока может любой желающий. Например, один пользователь перевел другому 10 тысяч долларов – при желании узнать об этом может каждый. Вопрос в другом, кто и кому перевел деньги – остается тайной. Эта информация доступна непосредственным участникам обмена, если они сами не пожелают ее обнародовать.

Взаимодействие без посредников

Немаловажный момент, нам постоянно необходимо иметь дело с посредниками – финансовые операции производим при посредничестве банков, платежных систем, обменников, документы заверяем у нотариусов.

Нередки ситуации, когда деньги могут не дойти до адресата, поскольку банку не понравится транзакция и он заинтересуется ею. Подделка документов также не редкость. Таким образом хоть мы и не доверяем сполна всевозможным посредникам, однако пользоваться их услугами вынуждены, часто на свой страх и риск, поскольку альтернативы нет.

Блокчейн позволяет напрямую обмениваться данными. Подлинность транзакций в системе проверяют непосредственно ее участники.

Устройство сети

Сеть формируют пользователи, заинтересованные в использовании того или иного вида информации. Участников разделяют на два типа:

простые пользователи;
строители блоков или, как их еще называют, майнеры, валидаторы.

Обычные пользователи отправляют в сеть новые записи-транзакции. Например, пользователь Х желает перевести пользователю Y 100 условных единиц». А майнеры из этих транзакций уже формируют блоки. Записи подтверждаются и вносятся в блок только если с этим согласно большинство. Остальные игнорируются и не считаются достоверными, пока не попадут в содержимое одного из последующих блоков. Воспользоваться той или иной записью в блокчейне может только владелец ключа, открывающего к ней доступ.

Чтобы стать майнером, достаточно выделить мощности своего компьютера для выработки новых блоков. К сети подключаются с помощью специального софта.

Есть и системы, в которых вместо традиционного майнинга по алгоритму Proof-of-Work используются другие протоколы, например, Proof-of-Stake, когда для подтверждения транзакций валидаторам необходимо зарезервировать на счету определенное количество криптомонет.

Типы систем

На технологии блокчейн строятся разные типы систем. Есть публичные наднациональные системы, к которым присоединиться и стать простым пользователем или майнером может любой желающий. Администрированием такого объединения занимается само сообщество.

Есть и приватные или так называемые эксклюзивные блокчейн-сети, которые поддерживаются и контролируются своими создателями. Чтобы стать их участником, нужно выполнить определенные условия, установленные организаторами. Майнить новые блоки в таких системах может четко установленный сертифицированный круг лиц.

Сферы применения блокчейн

Как видим, платформа blockchain — это распределенная база данных для общего пользования, в которой преимущественно отсутствует централизованный надзор над процессом. С помощью блокчейн вести учет, хранить данные, совершать транзакции можно в любой сфере жизнедеятельности:

финансовые операции;
сделки с недвижимостью;
страхование;
логистика;
нарушения ПДД;
регистрация браков и многое другое.

Первое применение блокчейн на практике произошло в 2009 году, когда на его основе была создана криптовалюта биткоин. Позднее таких криптовалют появилось великое множество на самый разный вкус.

Сегодня государства активно рассматривают способы внедрения blockchain в систему голосования на выборах. Китай на блокчейн хочет перевести работу Национального фонда социального страхования.

Тесно вплетена эта технология будет и в систему «умных городов», которые активно воплощают в реальность в КНР.

На основе блокчейн уже создаются стартапы в сфере медицины, защите интеллектуальной собственности, авторского права. На базе технологии разрабатываются системы идентификации, веб-браузеры, децентрализованные облачные хранилища данных, а также социальные сети.

Мало того, создана уже целая виртуальная нация — BITNATION, которая открывает посольства в разных странах. Стать ее гражданином может каждый.

Все больше на слуху так называемые умные контракты, или иначе говоря , которые работают на блокчейне и значительно упрощают процедуру подписания договоров. Впервые они появились в сети Эфириума.

В этом случае нет необходимости привлекать к процессу третью сторону, которая выступала бы гарантом соблюдения условий. Здесь программный код на основе заранее прописанных условий автоматически решает, что делать с тем или иным активом. Все заинтересованные участники процесса в любой момент могут провести аудит сделки.

В международной торговле технологию впервые опробовали в начале осени 2016 года. Тогда на платформе Wave британским банком Barclays был проведен аккредитив на 100 тысяч долларов, обеспечивающий экспорт предприятием из Ирландии Ornua крупной партии молочных продуктов в адрес Сейшельской компании. Стандартно такая сделка занимает минимум неделю, здесь на все ушло около четырех часов.

Плюсы и минусы технологии

Как видим, блокчейн – универсальная технология, применимая в разных сферах жизни, что является однозначным ее плюсом. Помимо уже рассмотренных выше открытости, безопасности и защищенности, блокчейн также:

Уменьшает транзакционные издержки.
Сокращает время проведения сделок с нескольких дней, а то и недели, необходимых для проверки данных и обмена документами, до нескольких часов.
Позволяет организациям, учреждениям избавиться от лишних статей расходов.

К минусам стоит отнести масштабируемость. Сегодня блокчейн не способен обеспечивать огромное количество транзакций за короткое время. К примеру, платежные системы MasterCard или Visa обрабатывают около 45 тысяч транзакций в секунду, в то время как у биткоина их всего 7. Также ежедневно растет и вес базы, которая хранится на компьютерах сети.

Не стоит забывать и о нагрузке на электрические сети, когда речь идет о сетях, работающих на основе алгоритма POW. Все эти сложные вычисления заставляют компьютеры потреблять большое количество энергии.

Говоря о неуязвимости блокчейна эксперты указывают также на вероятность так называемой «атаки 51%». Иными словами, если группа участников сети сконцентрирует в своих руках 51% вычислительных мощностей, она может начать действовать в своих интересах, подтверждая только выгодные для себя транзакции. Однако для этого потребуются настолько мощные ресурсы, что осуществить на практике эту идею чрезвычайно сложно.

Блокчейн в России и Украине

В РФ технологию собираются официально узаконить и начать внедрять в 2019 году, приняв к тому времени необходимые нормативно- правовые акты. Пока что крупные банки страны совместно с Центробанком с целью повышения эффективности финансовой системы создали платформу «Мастерчейн».

Интересный проект на блокчейне действует в Москве. Платформа называется «Активный гражданин», и с ее помощью проводят всевозможные голосования, касающиеся улучшения жизни в столице.

В Украине уже сегодня на блокчейн частично перевели Государственный земельный кадастр. В частности, на этой технологии работает процесс проверки выписки. На втором и третем этапе блокчейнизации кадастра на распределенный реестр переведут существующую базу данных, а затем приступят и к хешированию всех проводимых транзакций. На очереди также Государственный реестр вещевых прав на недвижимое имущество.

Save