Блокчейн для чайников — что это такое и как работает

Сегодня криптовалюты уже довольно прочно вошли в нашу жизнь. О знаменитом Биткоин сейчас не знает разве что отшельник, отказавшийся от всех благ цивилизации. Но когда люди говорят о Биткоин, то очень часто в их лексиконе проскакивает странное слово «блокчейн». Для неискушённого обывателя блокчейн может показаться специфическим инструментом, работающим только в Биткоин, но на самом деле это технология, на которой строится подавляющие большинство вообще всех криптовалют мира.

Если вы хотите разбираться в криптовалютах и понимать их специфику, то вам непременно стоит начать с того, что такое блокчейн и как он работает. Ведь невозможно понять суть всей системы, не разобравшись для начала в основных принципах её работы. Сегодняшняя статья — это своеобразный небольшой рассказ о блокчейн для чайников, людей, которые лишь недавно приобщились к этому удивительному миру криптовалют. Не ожидайте увидеть здесь сложных технических терминов или формул, мы попробуем максимально просто поведать вам о том, что же такое этот блокчейн и с чем его едят.

Вводная информация для чайников и тех, кто не в теме

Многие аналитики называют данную технологию самым большим техническим прорывом со времён изобретения интернета. И хотя некоторые люди настроены скептически, уже сейчас становится понятно, что прогресс не остановить, и технология блокчейн во многом изменит нашу жизнь. Само слово blockchain можно перевести с английского как «цепь блоков» и это название, по большому счёту, раскрывает всю суть технологии. Дело в том, что сеть blockchain представляет собой своеобразное хранилище цифровой информации, где все данные записываются последовательно в виде блоков. Представить это можно как дневник, хозяин которого чётко записывает все свои действия одно за другим, или архив, в котором карточки с данными складываются последовательно, и следующая карточка не будет вложена до тех пор, пока своё место не займет предыдущая.

Технология блокчейн характерна высокой степенью децентрализации и уровнем безопасности. В системе нет единого централизованного управляющего органа, вместо этого действительность сделок и транзакций подтверждает сама система при помощи вычислительных машин всех участников сети. То есть в момент проведения транзакции или сделки данные о ней рассылаются на все компьютеры, подключённые к сети блокчейна, а когда каждый из компьютеров предоставит подтверждение, тогда транзакция считается завершённой. После этого данные о транзакции записываются в блок и отдельно сохраняются на каждом компьютере сети.

Такая система даёт возможность избавиться от посредников, ведь, по сути, она сама выступает для себя заверяющим органом, в следствии чего очень сильно ускоряется работа и обмен между клиентами. Кроме того, такой подход предоставляет высочайший уровень безопасности. Ведь невозможно украсть или подменить информацию в одном блоке, не изменив все остальные. Уже только для этого нужны огромные вычислительные мощности и масса времени, а если учитывать, что нужно взломать не один компьютер, а сразу все, так как система очень быстро выявит подмену, то затея кажется даже теоретически нереализуемой.

Исторический экскурс

Что такое блокчейн, мир узнал в 2009 году после запуска знаменитой криптомонеты Биткоин. Однако теоретические основы для различных реализаций данной технологии разрабатывались ещё в девяностых годах прошлого века Адамом Баком, Хэлом Финни, а также Веем Даем и Ником Сабо.

Бытует мнение, что именно на основе этих исследований японский программист Сатоши Накамото разработал свою технологию blockchain. Разработка началась в 2007 году, согласно популярному в сети слуху, после того как Сатоши разозлили высокие комиссии за денежные переводы и другие транзакции в обычных платёжных системах. Накамото задумал реализовать систему, лишённую этих недостатков, и уже в 2008 году в сети был опубликован первый протокол с принципами работы нового вида электронных денег – криптовалюты Биткоин. Спустя примерно год, после небольших доработок Сатоши передал в открытый доступ программу «клиент» и создал первый блок в системе Биткоин.

С ростом популярности Биткоина, как грибы после дождя, начали появляться новые криптовалюты, основанные на технологии блокчейн. А сегодня внедрение этой технологии планируется уже во многие сферы жизни общества.

Принцип работы Блокчейна и его преимущества

Для того чтобы лучше понять, как работает блокчейн, нам нужно немного поговорить о таком понятии как «майнинг». Мы уже знаем, что блокчейн – это в своем роде хранилище данных, которое постоянно пополняется новой информацией о транзакциях и сделках. Но, поскольку система является децентрализованной, она не может обслужить сама себя, для этого ей нужны участники, которые предоставят свои вычислительные машины для хранения тела блокчейна, а также расчёта и подтверждения самих транзакций в обмен на вознаграждение. В мире криптовалют таких людей назвали майнерами, поскольку процесс нахождения правильного блока транзакций немного напоминает раскопки в шахте с целью найти ценные ресурсы.

Процесс формирования нового блока блокчейна основан на принципах криптографии с применением алгоритмов хеширования. Это нужно для того чтобы зашифровать информацию о транзакциях и уместить все данные о них в одну строчку кода. По сути, блок включает в себя информацию обо всех транзакциях за определённый промежуток времени, информацию о предыдущем блоке или его ключ, а также случайные числа для обеспечения дополнительной безопасности. После этого к блоку применяется хеш-функция для получения определённой хеш-суммы, которая потом станет уникальной подписью этого блока. Если все условия были выполнены, майнер добавляет этот блок в конец блокчейна, а информация об этом копируется на компьютеры всем участникам через пиринговою сеть.

Некоторые из преимуществ системы мы уже затронули немного выше, но децентрализованная структура и высокая безопасность — это ещё не всё, чем может похвастаться блокчейн. Благодаря принципам криптографии, систему можно сделать открытой, но в то же время очень анонимной. Когда клиент совершает сделку внутри системы, он получает уникальный ключ, который доступен только ему и его абоненту. Любой пользователь может просмотреть архив сделок и понять динамику развития системы, например, вчера кому-то было отправлено сто долларов, но только владельцы ключа могут видеть, от кого и кому. Только по ключу можно получить неограниченный доступ к информации, а значит, пользователи защищены от недобросовестного использования личных данных. В современном мире, когда в сеть каждый день сливается конфиденциальная информация частных лиц, это выглядит очень актуальным.

Что дает Блокчейн и зачем он нужен современной экономике?

В современном мире при проведении практически всех финансовых операций мы вынуждены столкнуться с посредниками. В случае перевода денег такими посредниками служат банки, а при заключении сделок ими выступают нотариусы. Само собой, при каждой такой сделке посредники берут комиссию, за счёт чего и зарабатывают. Применяя технологию блокчейн, мы избавляемся от необходимости в посредниках, так как система построена по принципам самопроверки и гарантирует честность сделки. Соответственно, теперь нам не нужно платить комиссию третьим лицам, и сделка автоматически становится выгодней. Кроме того, отсутствие лишних звеньев в цепи даёт короткие транзакции, или другими словами, транзакции становятся очень быстрыми, в некоторых случаях даже моментальными.

Сначала банковский сектор пытался, по мере возможности, бороться с новой системой, так как та грозила отнять у них весомую часть прибыли. Однако теперь стало ясно, что эта перспектива далеко не ближайшего будущего, и банки будут существовать вместе с блокчейн ещё минимум лет десять, а скорее всего, и значительно дольше. Как известно, бороться с прогрессом бессмысленно, а раз не можешь побороть, тогда используй. Сейчас банки активно внедряют технологию блокчейн для межбанковских переводов, экономя тем самым очень значительные финансовые средства, а в будущем эта система, возможно, полностью заменит уже устаревающую систему SWIFT. Также данная технология активно применяется крупными корпорациями для совершения транснациональных сделок. Если раньше подобные сделки подписывались неделями, то теперь процесс занимает всего несколько дней, а в подобных масштабах экономия может составлять миллионы долларов.

Применение Blockchain-технологий

Применение этой технологии не ограничивается только финансовой сферой. В будущем данная технология может плотно войти во многие сферы деятельности человека. Хотим представить вам четвёрку наиболее вероятных способов применения блокчейн в ближайшем будущем:

1. Хранение цифровых сертификатов. Как мы выяснили, получить доступ к анонимным данным блокчейна без ключа практически невозможно, а значит, данная система очень хорошо подходит для хранения сертификатов.
2. Администрирование сетей. Поскольку система отлично защищена от хакерских атак и внутренних ошибок, то она отлично подходит для хранения паролей и списков пользователей.
3. Подтверждение прав собственности. С помощью технологии блокчейн подтверждение прав собственности станет простым и удобным. Для этого пользователю нужно будет всего лишь внести информацию в свой личный блок блокчейна.
4. Подтверждение прав доступа. Блокчейн очень удобен для идентификации в системе, так как данный способ имеет неоспоримые преимущества над существующими системами и в то же время обойдётся дешевле.

Заключительная часть

Технология blockchain уже довольно неновая, но тем не менее практически незнакомая для большинства людей. Мы боимся того, чего не понимаем, ставимся скептически и не желаем принимать. Однако не стоит бояться блокчейна и криптовалют. По сути, это просто новый шаг в развитии экономики, которым в своё время стала её отвязка от золотого резерва. Пусть на первых порах это было очень нелегко и болезненно, но со временем послужило огромным толчком к развитию. Блокчейн-технология очень перспективна и сулит очень большие преимущества как для бизнеса, так и для других сфер деятельности. Нам следует только запастись терпением и ждать, пока ситуация стабилизируется и станет абсолютно прогнозированной, а это рано или поздно непременно произойдёт.

Что такое технология блокчейн? Пошаговое Руководство для начинающих — Deex blog

21-й век – это век технологий. В условиях растущей потребности в модернизации в нашей повседневной жизни люди открыты для новых технологий. От использования пульта дистанционного управления для управления устройствами до использования голосовых заметок для подачи команд – современные технологии окружают обычного человека повсюду.

Такие технологии, как дополненная реальность и IoT, за последнее десятилетие набрали популярность, а теперь в игру вступила еще и блокчейн-технология.

Блокчейн – технология, которая чудесным образом влияет на различные отрасли, была представлена на рынках посредством самого первого современного приложения биткойна. Биткойн – это форма цифровой валюты (криптовалюта), пришедшей на замену бумажных денег для торговли. А базовая технология, лежащая в основе успеха криптовалют, и называется блокчейном.
Тем не менее, утверждать, что биткойн и блокчейн – это одно и то же, не совсем правильно. Создание криптовалют является одним из примеров блокчейн-технологии в действии, но помимо биткойна есть еще немало сфер, где сейчас активно применяется блокчейн.

Представьте, что вам нужно совершить транзакцию. В частности, перевести деньги со своего счета на счет друга или дальнего родственника. Но процесс не проходит. Что-то идет не так, и деньги возвращаются на ваш счет.
Такие проблемы, как нехватка денег на вашем счету, превышение лимитов перевода в день, технические работы в банке и так далее решаются с использованием криптовалют, таких как биткойны. Цифровые валюты обеспечивают проверку передачи активов, контроль над добавлением новых активов и защиту финансовых транзакций. Все это стало возможным благодаря надежным криптографическим алгоритмам.

Из настоящего Руководства вы узнаете, что представляет блокчейн-технология, а также ряд каких свойств делает ее настолько уникальной. Поэтому продолжайте читать дальше.

Если же вы уже знакомы с особенностями технологии блокчейн, рекомендуем вам ознакомиться с расширенным Руководством по технологии блокчейн, чтобы вы смогли самостоятельно создать свой первый блокчейн.

Особенности блокчейн-технологии

Блокчейн имеет 4 особенности, которые делают эту технологию такой неповторимой.

1. Открытый публичный бухгалтерский реестр

Блокчейн доступен всем, кто входит в сеть. Пользователи могут даже получить доступ к деталям транзакции с момента создания блокчейна. Однако пользователи не получают доступа к личностям людей, участвующих в транзакциях.

Детали транзакции, добавленные в блокчейн, являются постоянными и не могут быть изменены.

Просто не предусмотрено такого централизованного органа, как банк, который контролирует блокчейн. Это предотвращает любые изменения данных, которые могут вступить в силу после взлома хакерами. Пользователи в сети гарантируют, что никакие изменения в блоке не могут носить постоянный характер, поскольку у каждого пользователя есть копия блокчейна.
Блок может хранить детали транзакции не только относительно денег, но и недвижимости, транспортных средств и так далее.

2. Хэш-шифрование

Блокчейн использует алгоритм SHA256 для защиты своих данных.
Адрес отправителя (его / ее открытый ключ), адрес получателя, детали транзакции и его / ее закрытый ключ передаются по алгоритму SHA256. Зашифрованные данные на выходе затем передаются по всему миру. После прохождения проверки адрес добавляется в блокчейн.
Алгоритм SHA256 делает почти невозможным взлом данных и значительно упрощает проверку подлинности отправителя и получателя.

3. Доказательство работоспособности

Каждый блок в блокчейне имеет 4 основных заголовка.

• Предыдущий хэш – адрес хеша, который может однозначно идентифицировать предыдущий блок.
• Детали транзакции – детали различных транзакций, которые должны быть выполнены.
• Одноразовый номер – случайное значение, которое используется для изменения значения хэш-адреса блока
• Хеш-адрес блока – значения предыдущего хеша, детали транзакции и одноразовые номера передаются через алгоритм хэширования. Полученный результат, представляющий собой 256-битное 64-символьное длинное значение, является хэш-адресом, который используется для уникальной идентификации блока.

Доказательством работоспособности системы являются несколько человек по всему миру, использующих вычислительные алгоритмы для поиска подходящего значения хэш-функции, которое удовлетворяет заданному условию. (к примеру, выходное шестнадцатеричное значение должно начинаться с 5 нулей)

4. Майнинг

Человек, который находит одноразовый номер, который удовлетворяет требованию хэша для блока, получает 12,5 биткойнов. Последняя транзакция в каждом блоке присваивает майнеру 12,5 BTC в качестве награды. Это единственный способ генерировать новые биткойны. Каждые 4 года награда за майнинг блока уменьшается. Следующее сокращение запланировано на 2020 год и составит до 6,25 BTC.

Почему же именно у блокчейн-технологии есть все шансы подорвать промышленность и уничтожить некоторые сферы в том виде, в котором они существуют теперь?

Во-первых, в силу того, что сеть блокчейнов не имеет центрального органа, она способна демократизировать систему. Поскольку это общий и неизменный регистр, информация, отображаемая в нем, становится общедоступной. Следовательно, все, что, так или иначе, строится на блокчейне, по самой своей природе прозрачно, и все участники несут ответственность за предпринимаемые ими действия.

Что такое блокчейн в простом смысле

Блокчейн – это распределенный регистр, который полностью открыт для всех и каждого в сети.

Каждая транзакция в блокчейне защищена цифровой подписью, которая подтверждает ее подлинность. Благодаря использованию шифрования и цифровых подписей данные, хранящиеся в цепочке блоков, защищены от несанкционированного доступа и не могут быть изменены.

Блокчейн-технология позволяет всем участникам сети достичь соглашения или консенсуса. Все данные, хранящиеся в блокчейне, записываются в цифровой форме и имеют общую историю, которая доступна для всех участников сети. Таким образом, шансы на любую мошенническую деятельность или дублирование транзакций исключаются за счет исключения участия третьей стороны.

Чтобы лучше понять блокчейн, рассмотрим пример, когда вы подбираете оптимальный вариант отправки денежного перевода своему дальнему родственнику из другого города или даже другой страны. Вы можете воспользоваться услугами банка или приложением для перевода платежей вроде PayPal или Paytm. В этом варианте участвуют третьи стороны для обработки транзакции, из-за которой дополнительная сумма ваших денег вычитается в качестве комиссии за перевод. Более того, в подобных случаях вы не можете обеспечить безопасность своих денег, поскольку весьма вероятно, что хакер может нарушить работу сети и украсть ваши деньги. В обоих случаях страдает клиент. Вот где в игру вступает блокчейн, и весь процесс становится намного проще и безопаснее.

Дополнительная плата не взимается, поскольку средства обрабатываются вами напрямую, что устраняет необходимость в услугах посредника. Кроме того, база данных блокчейна децентрализована и не ограничивается каким-либо одним местоположением, что означает, что вся информация и записи, хранящиеся в блокчейне, являются публичными и децентрализованными. Поскольку информация не хранится в одном месте, нет никакой возможности взломать данные.

Основное преимущество состоит в том, что весь процесс абсолютно бесплатный. Блокчейн может не только передавать и хранить денежные средства, но также может заменить собой все процедуры и бизнес-модели, сопряженные с уплатой небольших комиссионных за проведение любой операции или же двухсторонней сделки.

По сути, вы не просто отказываетесь от услуг посредников, занимающихся сбором платежей, вы устраняете необходимость самого существования любой платформы для таких посредников.

Но технология идет еще дальше. Электронные книги могут быть оснащены блокчейн-кодом. Вместо покупки пользователем фрагмента книги в интернет-магазинах с получением прибыли от сделки банком-эмитентом, занимающимся выпуском кредитных карт, книги будут распространяться в зашифрованном виде, а в случае успешной операции технология блокчейна будет переводить авторский гонорар и открывать книгу на устройстве, куда она была скачана. При этом автору перечисляется вся сумма гонорара, а не его незначительная часть. А в случае успешной операции для пользователя могут отображаться обзоры и иная полезная информация о книге. В случае успеха блокчейн-технологии необходимость в торговых площадках чем-либо, включая книги, также отпадает.

В сфере финансов преимущества использования блокчейнов куда очевиднее. Так, блокчейны изменят методы работы фондовых бирж, процедуры объединения кредитов и заключения договоров страхования. Они позволят исключить необходимость в банковских счетах, а также любых услугах, оказываемых банками в настоящее время. В результате все финансовые учреждения обанкротятся или будут вынуждены кардинально изменить способы работы, как только преимущества обеспечения безопасности записей бухгалтерского регистра без взимания комиссий за операции будут реализованы. Как известно, финансовая система построена на принципе взимания небольших комиссионных за облегчение процедуры проведения сделки. Иными словами, в случае успешности блокчейн-технологии банкиры станут просто консультантами, а не контролерами денежной наличности и ее потоков. Биржевые брокеры больше не смогут получать комиссионные, а курсовая разница на покупку/продажу исчезнет за ненадобностью.

Принцип работы блокчейн-технологии

Блокчейн – это цепочка блоков, которые содержат данные или информацию.

Каждый блок в сети блокчейнов хранит некоторую информацию вместе с хэшем своего предыдущего блока. Хэш – это уникальный математический код, который принадлежит конкретному блоку. Если информация внутри блока будет изменена, хэш блока также будет изменен. Соединение блоков с помощью уникальных хэш-ключей – вот что делает блокчейн безопасным.

Хотя транзакции выполняются в блокчейне, в сети есть узлы, которые проверяют эти транзакции. В биткойн-блокчейне эти узлы называются майнерами, и они используют концепцию проверки работоспособности для обработки и проверки транзакций в сети. Чтобы транзакция была действительной, каждый блок должен ссылаться на хэш своего предыдущего блока. Транзакция будет выполняться только в том случае, если хэш верен. Если хакер попытается атаковать сеть и изменить информацию о каком-либо конкретном блоке, хэш, прикрепленный к блоку, также будет изменен.

Даже если вы внесете небольшое изменение во введенные вами данные, изменения, отображаемые в хэше, будут огромными. Давайте протестируем это свойство, используя упомянутый ранее алгоритм SHA-256:

Понимаете? Даже если вы только что изменили регистр первого набора символов входных данных, посмотрите, насколько это повлияло на внешний вид хэша на выходе.

Преимущества блокчейн-технологии

• Децентрализованность
• Неизменность
• Прозрачность

Децентрализация

До появления систем Bitcoin и BitTorrent пользователи пользовались централизованными системами, предполагающими наличие одного централизованного объекта, при взаимодействии с которым пользователи извлекают интересующую их информацию.

Хорошими примерами таких централизованных объектов являются, например, деятельность банков или модель взаимодействия сервер-клиент.
В первом случае банки выступают депозитариями ваших денежных средств. Чтобы получить свои деньги, вам придется обратиться в банк, который выступает посредником.

Во втором случае, если вы что-то ищете в поисковой системе Google, вы отправляете запрос на сервер, который затем выдает вам нужную вам информацию на экран вашего устройства.

Блокчейны по своей природе децентрализованы, и это означает, что ни один человек или группа не обладают полномочия всей сети. В то время как у всех в сети есть копия распределенного бухгалтерского регистра, никто не может изменить его самостоятельно. Эта уникальная особенность блокчейна обеспечивает прозрачность и безопасность, предоставляя пользователям соответствующие полномочия.

Недостатки централизованных систем

• Доступ к истории данных об операциях есть у ограниченного круга лиц или учреждений.
• Построение системы по принципу «все яйца в одной корзине», вследствие чего возникает угроза хищения данных после совершения хакерских атак.
• Останов всей системы на период модификации или обновления программного обеспечения. Это приводит к невозможности доступа к данным на период обновления или внесения изменений в систему.
• В случае повреждения одного элемента данных или заражения вирусом, все данные в сети окажутся под угрозой.

В децентрализованной блокчейн-системе все данные общедоступны. При этом исключается необходимость в посреднике при взаимодействии с другим пользователем сети. Именно это было взято за основу при создании биткойна. Фактически только вы несете ответственность за сохранность ваших средств. И вы можете отправить свои деньги кому угодно, не приходя банк.

Прозрачность

Одним из наиболее привлекательных аспектов блокчейн-технологии является степень конфиденциальности, которую она может обеспечить. Тем не менее, все равно возникают вопросы об эффективном сосуществовании таких разных по своей природе понятий – конфиденциальности и прозрачности. Поэтому давайте с вами рассмотрим, как блокчейн уравновешивает эти две концепции в интересах пользователей.

В блокчейне личность пользователя скрыта благодаря мощным криптографическим механизмам, а это значит, что связать публичные адреса с отдельными пользователями особенно трудно.

Прозрачность блокчейна проистекает из того факта, что транзакции каждого публичного адреса открыты для просмотра. Так, если вы знаете публичный адрес одной из этих крупных компаний, вы можете просто вставить его в строку папки «Проводник» и просмотреть все операции, в которых была задействована указанная компания. Это заставляет компании придерживаться принципов честности, чего никогда не наблюдалось раньше.

В прошлом крупные финансовые учреждения могли использовать средства своих клиентов так, как они считали нужным, без чьего-либо ведома и не всегда честным и эффективным образом. Финансовый кризис 2008 года является одним из таких примеров.

Теперь вы понимаете, почему подобная технология может иметь некоторые преимущества для финансовой отрасли, верно?

Неизменность

Свойство неизменности блокчейна относится к тому факту, что любые данные, однажды записанные в блокчейне, не могут быть изменены. Неизменность можно объяснить на примере отправки электронной почты. Так, если вы отправите письмо нескольким адресатам, вернуть его обратно уже не получится. Вы можете попросить адресатов лишь удалить ваше письмо.

После того, как данные были обработаны, они не могут быть изменены. В случае с блокчейном, если вы попытаетесь изменить данные одного блока, вам придется изменить весь блокчейн, следующий за ним, так как каждый блок хранит хэш своего предыдущего блока. По законам хэширования изменение в одном хэше приведет к изменению во всех следующих хэшах. Для кого-то чрезвычайно сложно изменить все хэши, поскольку для этого требуется много вычислительных ресурсов. Следовательно, данные, хранящиеся в блокчейне, не подвержены изменениям.

Благодаря свойству неизменности, встроенному в цепочки блоков, становится легче обнаруживать подделку любых данных. Цепочки блоков считаются защищенными от несанкционированного доступа, поскольку любое изменение хотя бы одного отдельного блока может быть легко обнаружено и устранено.

Криптографическая хэш-функция – это особый класс хэш-функций, который обладает различными свойствами, что делает его идеальным для криптографии. Есть определенные свойства, которые должна иметь криптографическая хэш-функция, чтобы считаться защищенной.

Каждая хэш-функция, связанная с блоком, уникальна. Вы можете рассматривать это как отпечаток пальца блока. Любое изменение данных приведет к изменению хэш-функции. Поскольку хэш-функция одного блока связана со следующим блоком, для того, чтобы хакер мог внести какие-либо изменения, он / она должен будет изменить хэши всех блоков после этого блока, что довольно сложно сделать.

Блокчейн представляет собой связанный список, который содержит данные и хэш-указатель, который указывает на предыдущий блок, и, следовательно, создает цепочку. Что такое хэш-указатель? Хэш-указатель похож на указатель, но помимо того, что в нем содержится адрес предыдущего блока, он также содержит хэш данных внутри предыдущего блока.

Именно эта небольшая настройка делает блокчейны настолько по-настоящему надежными и новаторскими.

Представьте себе, что за какую-то долю секунды, хакер атакует блок 3 и пытается изменить данные. Из-за свойств хэш-функций небольшое изменение данных приведет к существенному изменению хэша на выходе. А это значит, что любые незначительные изменения, сделанные в блоке 3, изменят хэш, который хранится в блоке 2, что, в свою очередь, изменит данные и хэш блока 2, что приведет к изменениям в блоке 1 и т. д. Но это приведет к изменению всей цепочки, что практически не осуществимо. Именно так блокчейны достигают неизменности.

Почему необходимо использовать блокчейн?

В блокчейне криптология полностью заменяет третьи стороны в качестве регулятора доверия. Участники сети запускают сложные консенсусные протоколы, чтобы единогласно и надежно договориться о том, что должно быть добавлено в распределенный бухгалтерский регистр, а также обеспечить его целостность в любое время. Поскольку именно эти отказоустойчивые протоколы обеспечивают основу для доверия, это позволяет устранить посредников и, как следствие, снизить общую стоимость транзакций. Бухгалтерский регистр, построенный на базе блокчейн-технологии, может не только облегчить транзакции, но и может бесспорно доказать право собственности на что-либо, от информации до земли, без необходимости в центральном органе.

В каких сферах может использоваться блокчейн-технология?

Характер блокчейн-технологии мотивировал компании, отрасли и предпринимателей по всему миру досконально исследовать потенциал технологии и произвести революционные изменения в различных секторах.
Хотя основная идея надежных записей и предоставления полномочий пользователям, имеет огромный потенциал, она, несомненно, вызвала ажиотаж на рынках. Преимущества этой технологии, несомненно, способны трансформировать отрасли.

С ростом популярности IoT (Интернет вещей) и автоматизации практически всех аспектов жизни, потенциальные варианты использования для блокчейна будут постоянно расти, поскольку блокчейн-технология позволят записывать информацию достоверным образом.

1. 1. «Умные» контракты

Различные предприятия взаимодействуют друг с другом для обмена товарами или услугами. Все условия предоставления и получения оформляются заинтересованными сторонами в форме соглашений или контрактов. Тем не менее, эти бумажные контракты подвержены рискам ошибок и мошенничества, что ставит под сомнение фактор доверия между обеими сторонами и повышает риски. Блокчейн же предлагает решение для исключения подобных проблем – «умные» контракты.

Умные контракты выполняют те же функции, что и бумажные соглашения. Отличительная черта умных контрактов в том, что они имеют двоякую природу: как цифровой, так и самоисполняемый характер. Самоисполняющийся контракт означает, что при выполнении определенных условий в коде этих контрактов они автоматически развертываются. Ethereum, платформа блокчейна с открытым исходным кодом, внедрила умные контракты в экосистему блокчейна. Умные контракты могут быть использованы для различных ситуаций, например, оформления финансовых соглашений, медицинских страховок, документов на недвижимость, краудфандинг и т. д.

Например, умные контракты могут использоваться в здравоохранении для управления поставками лекарственных препаратов.

После того, как название и количество лекарственного препарата отправлено из производственной компании для предварительной доставки фармацевту, может быть составлен умный контракт со всеми действительными данными, такими как информация о лекарственном средстве, количество для поставки и т. п. Этот умный контракт будет отвечать за управление записями по всей цепочке поставок между различными посредниками. Поскольку умный контракт работает на определенных условиях, никто не может их изменять или вносить какие-либо изменения в контракт, таким образом, обеспечивая доверие и подлинность лекарств.

1. 1. Хранение данных

Регистр позволяет использовать радикально иной метод хранения информации в новую эру данных, которые не монополизированы одним центральным органом, а принадлежат и разрешены децентрализованной сетью узлов. Кроме того, зашифрованная, природа блокчейн-технологии открывает новые пути для хранения и защиты все более расширяющихся сетей обмена данными, которые ежегодно увеличивают трафик и объем данных.

1. 1. Организация процедуры выборов и голосования

Делая результаты полностью прозрачными и общедоступными, технология распределенных баз данных может обеспечить полную прозрачность выборов или голосования любого другого типа. «Умные» контракты на основе системы Эфириум помогают автоматизировать процесс.

Приложение Boardroom позволяет принимать организационные решения на блокчейне. На практике это означает, что управление компанией становится полностью прозрачным и поддающимся контролю на уровне управления цифровыми активами, акциями или информацией.

1. 1. Услуги нотариального заверения

Еще одна ключевая особенность управления, которая будет революционизирована благодаря использованию блокчейна, – это услуга нотариального заверения.
Так, административные отметки времени позволят подтвердить точное время дееспособности гражданина; начиная с таких событий, как рождение и смерть, но также и любые действия при получении новых документов, удостоверяющих личность, получении сертификатов об образовании или регистрации прав собственности.

На данный момент большая часть этих процессов по-прежнему осуществляется либо на основе изолированных баз данных, либо с массой бюрократических проволочек, нередко сопряженной с коррупцией в верхах власти. Однако по причине того, что данные, хранящиеся на блокчейне, зашифрованы, все эти записи будут безопасными и будут видны только владельцу или сторонам, которым предоставлено разрешение или доступ к таким данным.

То, что энтузиасты технологий называют «ответственными открытыми данными», позволит государственным органам, поддерживающим блокчейн, обрабатывать транзакции с несколькими гражданами одновременно, например, регистрировать транспортное средство или обрабатывать документы социального страхования не выходя из дома с полной уверенностью в том, что данные об их транзакциях были сохранены с применением протокола шифрования в бухгалтерском регистре.

1. 1. Файловое хранилище

Децентрализация хранения файлов в интернете приносит очевидные преимущества. Распространение данных по сети защищает файлы от взлома или потери данных.

Технология распределенной файловой системы InterPlanetary File System, IPFS) позволяет легко понять, как может работать распределенная сеть. Подобно тому, как BitTorrent перемещает данные по Интернету, IPFS избавляет от необходимости централизованных отношений клиент-сервер (т. е. текущего веб-сайта). Интернет, состоящий из полностью децентрализованных веб-сайтов, может ускорить передачу файлов и время потоковой передачи. Такое улучшение значимо не только с точки зрения удобства. Это необходимое обновление для перегруженных в настоящее время систем отдачи контента в сети Интернет.

1. 1. Блокчейн в банковской сфере

Самые ранние случаи использования блокчейн-технологии были зафиксированы в области валютных операций и платежей. По этой причине, и, возможно, из-за повышенного интереса к рыночной полезности и капитализации блокчейн-проектов, финансовая индустрия проявила значительный интерес к этой зарождающейся технологии, предвещая новую эру блокчейн-банкинга.

Консалтинговая компания Accenture недавно подсчитала, что глобальная финансовая индустрия может сэкономить до 10 миллиардов долларов США, используя блокчейн для хранения и обработки клиринговых и иных расчетов.
Банки смогут извлечь выгоду из блокчейна, сумев обойти растущие затраты на поддержание стареющей инфраструктуры и соблюдение нормативных требований. Принятие технологии блокчейна на вооружение в банковской и более широкой финансовой средах может привести к совершенствованию отрасли, проложив варианты перехода к гораздо более гибкой и эффективной инфраструктуре.

1. 1. Блокчейн в здравоохранении

Когда дело доходит до глобального здравоохранения, все, от устройств носимой электроники до достижений в области медицинских исследований, может быть более эффективным и безопасным.

Сфера здравоохранения является одной из самых активных и заинтересованных в переходе на систему здравоохранения на основе этой революционной технологии, причем более четверти заинтересованных сторон, опрошенных исследовательской компанией Deloitte, отмечают поступление инвестиций на развитие этого направления в объеме 5 млн. долларов США и более. Такая статистика говорит об очевидном. Будущее здравоохранения будет связано с эффективной обработкой и обменом данными, что приведет к новой эре расцвета качественного и современного здравоохранения.

Повсеместная оцифровка записей в предыдущем десятилетии позволила решить проблемы доступности, открыла возможности для анализа медицинских показаний и оценки качества оказания медицинской помощи.

Тем не менее, эти процессы все еще нуждаются в доработке из-за массовой изоляции локально централизованных данных.

В целом, переход на блокчейн-систему здравоохранения позволит сократить расходы и улучшить безопасность, конфиденциальность и совместимость медицинских данных, за счет внедрения новой модели обмена медицинскими данными для получения более точных сведений о состоянии здоровья и подбора оптимальных методов лечения пациентов. Аналогичным образом, бухгалтерский регистр может также использоваться для контроля приема и распределения лекарственных средств, соблюдения правил обращения медицинских приборов.

1. 1. Блокчейн в валеологии

Мы обсудили, как здравоохранение можно перевести на блокчейн. Но как насчет прогресса в валеологии?

Как и в других областях науки, прогресс в области здравоохранения зависит от прорывных исследований, разработки новых клинических исследований, профилактики заболеваний или технологий, помогающих совершенствовать методы лечения пациентов.

В условиях централизованного и зачастую скудного финансирования многие перспективные проекты отходят на второй план или же остаются неисследованными. Разумно предсказать, что исследователи смогут создавать свои собственные токены или участвовать в исследовательской книге блокчейн-системы здравоохранения для финансирования своих исследований.

1. 1. «Интернет вещей» (IoT)

Блокчейн поможет зарождающейся индустрии Интернета вещей (IoT) обезопасить новые децентрализованные сети и обрабатывать огромные массивы информации в реальном времени. Это также откроет новые возможности для взаимодействия между устройствами и последующей монетизации данных.

Так, по последним оценкам, среднестатистический пользователь создает почти гигабайт данных ежедневно.

Учитывая эту статистику, идея экосистемы «умных» повседневных устройств, взаимодействующих с нами во время нашей повседневной деятельности, иначе известной как Интернет вещей, быстро становится реальностью. Практически повсеместное использование различных устройств потребует новых, безопасных децентрализованных сетей для поддержки огромных объемов данных, производимых этими устройствами. В этом смысле это явление представляет собой один из самых захватывающих случаев использования блокчейн-технологии.

1. 1. Управление идентификацией

Существует определенная потребность в улучшении качества управления идентификацией в сети Интернет. Подтверждение подлинности личности является основой осуществления всех финансовых операций, которые происходят в Интернете. Тем не менее, средства защиты от рисков безопасности, которые связаны с электронной торговлей, в лучшем случае несовершенны.

Распределенные данные бухгалтерских регистров предлагают расширенные способы идентификации вашей личности, наряду с возможностью оцифровки личных документов. Наличие защищенного профиля личности также будет иметь решающее значение для онлайн-взаимодействия, в частности, в сфере шеринговой экономики. В конце концов, хорошая репутация является одним из самых важных условий для проведения операций в режиме онлайн.

Разработка стандартов цифровой идентификации является весьма сложным процессом. Помимо проблем технического характера, универсальное онлайн-решение для идентификации предполагает установление сотрудничества частных лиц с органами государственной власти. Прибавьте сюда наличие юридической грамотности, позволяющей разбираться в тонкостях правовых систем разных стран, и масштабы проблемы значительно расширяются. Для электронной торговли в сети Интернет в настоящее время используется SSL-сертификат (символ маленького зеленого замочка на экране) для совершения безопасных операций в сети Интернет. Netki – это стартап-компания, которая нацелилась на создание стандарта SSL-сертификатов для блокчейн-технологии. Объявив об окончании сбора первоначальных инвестиций в размере 3,5 миллиона долларов, Netki запланировала выпуск своего детища на начало 2017 года.

1. 1. Блокчейн в сфере недвижимости

Перспективный рынок блокчейн-недвижимости может помочь в создании новых бизнес-моделей взаимодействия потенциальных покупателей и продавцов. В результате этого сдвига в сфере недвижимости появятся новые определения прав собственности и договоров аренды.

Простая и понятная процедура автоматизации всех соответствующих процессов и документации на децентрализованной блокчейн-платформе позволит сократить дополнительные расходы на проверку, регистрационные и иные сборы, а также налоги на имущество, все это обеспечивается количественными «умными» контрактами.

В контексте платежей внедрение «умных» контрактов в блокчейн-регистры недвижимости и транзакций имеет явный потенциал для оптимизации различных процессов в сфере недвижимости, таких как выпуск документов на собственность или аренду после завершения передачи криптовалюты.
Преимущества этого аспекта использования блокчейна применительно к сфере недвижимости уже признаются различными частными учреждениями и государственными органами.

1. 1. Регистрация прав собственности на землю

Поскольку бухгалтерские регистры находятся в публичном доступе, блокчейны позволят повысить эффективность всех видов ведения учета. В качестве примера можно привести процедуру оформления прав собственности на недвижимость. Сделки с недвижимостью, как известно, наиболее подвержены риску совершения недобросовестных действий, а также сопряжены с трудоемкими бюрократическими процедурами административного характера.

Неудивительно, что ряд стран уже осуществляет операции, связанные с земельным кадастром на основе блокчейн-технологии. Гондурас стал первым государством, объявившим о такой инициативе в 2015 году, хотя текущий статус этого проекта пока не понятен. Республика Грузия в 2016 году заключила соглашение с группой Bitfury о разработке системы блокчейнов для сделок, связанных с регистрацией прав собственности. По сообщениям грузинских СМИ, консультантом по данному проекту выступал известный экономист и защитник прав собственности Эрнандо де Сото (Hernando de Soto). Не так давно о своих экспериментах в сфере блокчейн-технологий заявила и Швеция.

1. 1. Торговля акциями

Потенциал для повышения эффективности расчетов по акциям дает веские основания использовать блокчейны в сфере торговли акциями. При осуществлении торговли по одноранговой сети, подтверждения приходят практически мгновенно (в отличие от трехдневных клиринговых операций). Потенциально это означает, что посредники, а именно: расчетная палата, аудиторы и кастодиальные депозитарии, не участвуют в процессе.

Многочисленные фондовые и торговые биржи создают прототипы блокчейн-приложений для предлагаемых ими услуг, включая фондовые биржи Австралии, Франкфурта и Японии. Наиболее заметным игроком и признанным первопроходцем в этой области является Linq от системы автоматической котировки Национальной ассоциации дилеров по ценным бумагам (NASDAQ) – платформа для торговли акциями на частном рынке (как правило, речь идет о предварительных первичных размещениях акций стартапов и инвесторов). Благодаря установлению партнерских отношений с технологической блокчейн-компанией Chain в 2015 году платформа Linq подтвердила успешное завершение сделки по торговле акциями. Совсем недавно Nasdaq объявила о разработке пробного блокчейн-проекта для реализации процедуры голосования по доверенности или через представителя на фондовой бирже Эстонии.

Помимо этих нескольких примеров, революционная блокчейн-технология обладает высоким потенциалом применения во многих отраслях и секторах экономики.
Блокчейн – это новое имя в мире технологий, но оно определенно будет последним. Даже на ранних этапах технология приобрела огромную популярность, начиная с самого первого применения криптовалюты. Как только технология будет принята и внедрена на глобальном уровне, она изменит то, как мы живем сегодня. У этой технологии есть все шансы реализовать изменения уровня и качества на глобальном уровне.

Как настроить транзакции на блокчейн?

Для того, чтобы настроить транзакции на блокчейн, Вам нужно зайти на официальный сайт Blockchain.com и пройти на нём регистрацию. При регистрации желательно указывать почту, пароль от которой Вы не забудете, потому что на вашем Blockchain Wallet будут храниться деньги. Обязательно прочитайте пользовательское соглашение.

Вам должно пройти уведомление, что необходимо пройти верификацию через почту.

После прохождения регистрации нужно выйти из аккаунта и войти в него снова, система вышлет Wallet Id, который в дальнейшем будет использоваться Вами как логин для входа в кошелёк.

При входе система попросит зайти на почту для двухфакторной авторизации, которая может быть как однократной, так и многократной. Заходим в раздел Sequrity Centre, из него дважды в Backup Funds, где будут написаны 12 слов, которые стоит скопировать для себя в установленном порядке, чтобы установить фразу для восстановления.

Как получить адрес биткойн-кошелька?

На главной странице нажимаем кнопку “Получить”, где Вы можете скопировать номер Вашего кошелька. Из соображения безопасности сделано так, что после каждой транзакции этот адрес будет меняться, но все эти адреса ведут конкретно на Ваш кошелёк. Все старые адреса также остаются актуальны.

работа специфической базы данных и суть технологии

Многим до сих пор непонятно, как работает блокчейн и что он из себя представляет в принципе. Несмотря на то, что о блокчейне стали широкого говорить начиная с 2012-го года (когда резко вырос курс BitCoin), эта технология существует уже достаточно давно. Её зачатки появились еще в 90-х годах XX века, но в то время шла речь о централизованных системах, из-за чего те вызывали мало интереса. Блокчейн в том виде, в котором он известен сейчас, появился в 2009-м году, когда был разработан БитКоин. С того момента технология начала активно обсуждаться в СМИ.

Блокчейн – это надёжная база данных, распределенная по компьютерам пользователей

Блокчейн – это особая база данных

Blockchain – это формируемая особым образом база данных (БД). При этом она необязательно должна хранить информацию исключительно о денежных транзакциях. В неё может быть записана практически любая информация.

Отличительная особенность базы данных, построенной в соответствии с этой технологией, заключается в том, что сведения в ней практически невозможно подменить. Это работает за счёт шифрования.

Еще одно отличие состоит в том, что блокчейн, в том виде, в котором существует сейчас, является распределенной (реплицированной) базой данных. То есть она хранится не на одном компьютере, а на множестве.

Каждая БД состоит из записей, здесь же в качестве них выступают так называемые блоки. Они создаются в системе с определенной периодичностью. Каждый из них, в свою очередь, включает группу записей, которые накопились за последнее время.

Но до той поры, пока блок не проверен другими участниками, он не может встроиться в систему. Для этого ему необходимо соответствовать некоторым требованиям. В частности, кроме непосредственно информации о новой транзакции, в нем должны присутствовать и данные о предыдущих блоках. И если они достоверны, то происходит встраивание новой записи в существующий список.

На самом деле принцип работы blockchain несколько сложнее. Однако, чтобы разобраться во всех тонкостях соответствующей технологии, необходимо иметь глубокие познания в математике, а главное – в криптографии.

Принцип шифрования

Все-таки возможно просто объяснить принцип работы блокчейн, по крайней мере его главной особенности – шифрования, которое не позволяет никому подделать старые записи. Чтобы понять, как функционирует блокчейн, рассмотреть конкретные примеры.

Предположим, человек (назовем его Алексом) имеет небольшую кредитную организацию и ведет журнал, в котором пишет кому и сколько денег он выдал:

• $1000 – Джону;
• $5000 – Майклу;
• $2000 – Лизе и т.д.

Не все заёмщики являются честными, и, возможно, кто-то (пусть это будет Майкл) взломает офис компании Алекса, и поменяет сумму своего долга с 5 тысяч до 500 долларов. И это ему удастся, если журнал не зашифрован определенным образом, а еще хуже – будет представлен одним экземпляром.

Но если использовать принцип Blockсhain, то у Майкла ничего не выйдет. Чтобы у Алекса все записи оставались в порядке, ему нужно сделать так: вначале вычислить хэш-сумму, например, в соответствии с алгоритмом md5 для первой записи. Результатом этого будет 32-символьный цифро-буквенный код. Далее ему нужно вычислить хэш для второй записи, но добавив к ней хэш предыдущей. Затем то же самое нужно сделать с третьей и так далее.

Теперь, чтобы изменить конкретную запись, понадобится переписать абсолютно весь журнал. И, естественно, его по-прежнему можно подделать, хоть для этого и потребуется проделать больше работы. Чтобы максимально усложнить задачу, нужно проделать еще один фокус.

Перед тем, как получать хэш очередной записи, следует добавить к ней и хэшу предыдущей какое-то число. При этом нужно, чтобы полученный код соответствовал определенному условию, например, содержал на конце число 12345. Это возможно выполнить только перебором.

Теперь, чтобы подделать запись, нужно переписать не только весь журнал, но при этом произвести около (100,000*количество записей) операций.

Приблизительно так и выполняется работа шифрования в блокчейн. Благодаря ему практически невозможно (то есть бесконечно сложно) подделать записи в БД.

Распределённость

Одна из особенностей blockchain заключается в том, что он является распределенным. То есть у него нет какого-то одного центра управления системой. Каждый её пользователь имеет точно такие же права, как и любой другой.

У этого есть несколько преимуществ. Во-первых, подобное позволяет пользователям при соблюдении определённых мер сохранять анонимность. А, во-вторых, систему, построенную на блокчейне, очень трудно уничтожить. Если платёжные системы или даже банки возможно заблокировать, просто не пропуская трафик с нескольких (возможно, десятков или сотен) IP-адресов, то для предотвращения использования того же BitCoin понадобится заблокировать миллионы IP-шников. При этом большинство из них принадлежат частным лицам.

Открытость

Большинство систем, которые сейчас работают на основе блокчейн, являются полностью открытыми. Это можно сказать об исходном коде протоколов, но главное – о передаче данных.

Благодаря последнему каждый желающий в любой момент времени может увидеть, например, с какого кошелька на какой была произведена транзакция и какова была сумма. Но при этом узнать реальных владельцев этих счетов, например, в системе BitCoin практически невозможно.

Отсюда вытекает еще одна особенность – отсутствие посредника. Чтобы выполнять транзакции в соответствующей сети не нужно платить кому-то комиссию. Она, конечно, есть, но является опциональной.

Как пользоваться блокчейном

Сейчас на основе этой технологии созданы уже сотни (а возможно, что даже тысячи) различных систем. Каждая из них имеет свои отличия по входу и эксплуатации, но общие принципы взаимодействия с ними все-таки имеют очень схожие черты.

Помогут разобраться в вопросе как пользоваться блокчейн примеры. Не  будем отклоняться от общей тенденции, и в качестве этого самого примера рассмотрим BitCoin. Им пользуются больше всего людей, и именно он вызывает наибольший интерес у тех, кто только начинает интересоваться блокчейном.

Стать участником соответствующей системы довольно просто. Для этого нужно зайти на официальный сайт проекта, который находится по адресу bitcoin.org, и проследовать опубликованной там инструкции. На ресурсе имеются в том числе русскоязычный интерфейс и материалы. Поэтому в соответствующем вопросе можно разобраться даже без знания английского.

В общих чертах работа с блокчейн очень проста. Для начала нужно загрузить клиентское приложение и установить его на компьютер (также есть мобильные версии программ). Затем нужно пройти несколько простых шагов в мастере настройки. По завершению этого процесса будет создан BTC-кошелек, который рекомендуется сохранить на флешку, а еще лучше – дополнительно продублировать где-нибудь.

Следует отметить, что существует два вида программ-клиентов для BitCoin: толстые (они же – тяжелые) и тонкие (легкие). Первые (в том числе официальное приложение) после установки загружают на компьютер копию всей базы данных (по состоянию октябрь 2017-го года ее объем составляет около 100 гигабайт). Эта информация будет постоянно находиться на устройстве, а также регулярно синхронизироваться. Поэтому использовать толстые клиенты можно в том случае, если есть хороший интернет-канал и достаточный объем места на накопителе. Но, устанавливая «тяжелую» программу, вы становитесь полноценным участником системы.

Тонкий клиент, в свою очередь, пользуется наибольшей популярностью. Его данные не занимают на диске много места, а также он не потребляет значительного количества трафика. Его недостаток заключается в наличии некоего посредника. При использовании тонкого клиента ухудшается анонимность (так как она теперь зависит в том числе от разработчика клиента), а также появляется зависимость от доступности серверов провайдера, который хранит у себя базу данных.

Итог

Блокчейн – это по-настоящему революционная технология, которая уже в обозримом будущем может перевернуть представление о многих привычных вещах. Её возможно использовать не только в экономике, но и в других сферах деятельности: логистике, праве, страховании и т.д. При этом у блокчейн полностью прозрачная работа, что является огромным преимуществом по сравнению с традиционными технологиями.

Блокчейн по большому счету имеет только один недостаток: если какой-то группе людей будет принадлежать 51% и более от всей мощности Сети, они смогут взять ее под свой контроль. В результате у них появится возможность подтверждать только те транзакции, которые для них выгодны. Но в случае, например, с тем же BitCoin подобное сделать трудно из-за большого количества участников, каждый из которых имеет свои интересы.

Технология Блокчейн что это: принцип работы и преимущества


В связи с активным внедрением виртуальных криптовалют, наблюдающимся в последние месяцы, появляется и множество систем транзакций, вспомогательных платформ и т. п. Достаточно часто встречаются упоминания о базе транзакций в интернете, но не все пользователи понимают о чём ведётся речь. В этом материале мы рассмотрим понятие технологии блокчейн что это такое простыми словами, и как он работает?

Связь блокчейна с биткоином

Блокчейн, Биткоин и другая криптовалюта: что это, какие отличия имеют? Технологии и основы blockchain и крипто валюты неразрывно связаны, т. к. взаимодействуют в комплексе. Потому говоря о блокчейне, отвечая на вопрос, что это такое и как им пользоваться, нельзя не упомянуть о крипто валютах.

Криптовалюты – это виртуальные деньги, добываемые путём расходования аппаратных мощностей или их объединения в виде устройств всех пользователей. Что такое, и как работает сеть, технология блокчейн (blockchain) и криптовалюта?

Производственные мощности расходуются на поддержку системы. После сбора блока данных они подписываются, а юзеру начисляются виртуальные деньги. Технология blockchain нужна для осуществления транзакций в этой сфере.

Наиболее известной единицей криптовалюты считается биткоин. И хотя использование технологии блокчейн может показаться излишним, т. к. часто речь идёт об очень небольших суммах, она необходима. Ведь крипто валюты приобретают устойчивые позиции. Теперь их используют не только в онлайн-казино и для оплат в онлайн-играх, но и обменивают на реальные деньги. Эта технология, чьё будущее не вызывает сомнений.

Далее, в статье мы объясним принцип и суть криптовалюты и blockchain для биткоинов, простыми словами.

Что такое блокчейн простыми словами?

Что такое блокчейн на понятном языке? С технической точки зрения, это система организации транзакций, построения чётко структурированной цепочки переводов средств, применимая к криптовалюте. Технология blockchain имеет основную отличительную черту – полную прозрачность схемы транзакций и переводов на всех этапах их проведения. Благодаря прозрачному подходу blockchain – платформа с максимальным уровнем безопасности и защищенности всех переводов, при этом без снижения степени конфиденциальности.

Blockchain технология — значение термина если перевести на русский язык, то оно состоит из двух слов Block и Chain и точно переводится, как «цепочка блоков». В этом суть технологии блокчейн для криптовалют.

Даже из простого описания алгоритма ясны её преимущества:

1. Высокая безопасность транзакций;
2. Прозрачность переводов и движений средств;
3. Сохранение анонимности при полном доступе ко всей хранимой информации.

Кому и зачем нужен блокчейн? Он необходим, прежде всего, самим пользователям криптовалют и майнерам (тем, кто их добывает), т. к. обеспечивает безопасность, и их денежным средствам.

Blockchain по преследуемым целям напоминает банк для крипты. Ещё он простыми словами описывается, например, как прозрачный сейф, куда все юзеры вносят средства. Но забирать они могут лишь ту часть, к которой им открывает доступ их личный ключ.

Особенности технологии блокчейн

Система или цепочка блоков – это упорядоченная база данных, хранящая всю информацию на всех компьютерах взаимодействующих с сетью. В базе постоянно хранится список подписанных блоков с пометкой времени, ссылкой на предыдущий блок и другими необходимыми данными. Добыча никогда не прекращается, и список блоков постоянно пополняется.

Блокчейн-технологии и проекты – это удобная и перспективная система. Однако они существуют не для всех видов криптовалюты (их множество и постоянно становится всё больше). Но, например, для bitcoin блокчейн существует. Потому многие пользователи сейчас интересуются тем, как сделать blockchain проект, с как начать и т. п.

Блокчейн: что за технология, и какие преимущества она имеет? Важный плюс в том, что именно благодаря системе достигается мгновенная синхронизация данных между всеми пользователями проекта. База транзакций сети в интернете хранится одновременно на всех ПК майнеров, ведущих работы с биткоинами.

Технология blockchain и зачем она нужна? Близкая аналогия – это история болезни пациента. В неё вносятся записи с пометками о дате и времени, при этом записи задним числом невозможны. Ключи для доступа к блокам информации – записям имеется только у врача и пациента. Доступ ко всем блокам в истории могут получить лишь те, кому врач либо пациент предоставят свои ключи.

Запись блоков в системе

Как заносятся блоки в блокчейн, как это работает? Как только создаётся блок данных, он пытается присоединиться к сети. Т.к. сам реестр, по сути, хранится одновременно на устройствах большого числа пользователей, он проверяется всеми этими компьютерами. Если сбоев в блоке не обнаружено, то его записывают к цепочке блоков-транзакций. И с этого времени внести в него изменения невозможно. Кстати, именно на данном этапе чаще всего происходит явление потери блоков, когда заработанный участниками-майнерами блок не получает подписи и не оплачивается.

После внесения изменения (добавления нового блока) база данных автоматически обновляется на всех подключенных к ней устройствах.

Что такое блокчейн с точки зрения участника-майнера? Это система записи и учёта подписанных блоков всех пользователей проекта, наиболее удобная для применения на платформах и майнинговых фермах, когда несколько юзеров объединяют мощности своих устройств для заработка.

Кто создал блокчейн?

Технология блокчейн первый раз была предложена в 2008 году Сатоши Накамото. Около 10 месяцев ушло на её техническое обеспечение и реализацию. А в 2009 году она была первый раз применена в виде, известном сейчас. В системе биткоин blockchain являет собой единый реестр информации и данных. Bitcoin стал первой криптовалютой, решившей проблему перерасхода средств за счёт дублирования файла, когда один блок мог копироваться и тратиться два или три раза.

При этом создатель  обеспечил подход без привлечения авторитетного органа, и без хранения всей информации на одном физическом сервере. Это могло бы нанести урон безопасности каждого участника-майнера.

Безопасность в системе

Выше неоднократно отмечалось, что blockchain-перевод (транзакция) отличается высокой степенью безопасности. На чём же она основана? Изначально, на этапе создания проекта в него была заложена безопасность на уровне базы данных, и осуществляемая по тому же принципу.

Прозрачность гарантируется путём применения универсальной и современной системы шифрования. То есть каждый юзер проекта или участник может изменять только ту часть цепочки, к которой имеет особый ключ. Без наличия же этого ключа запись нового блока, подписанного пользователем, в систему невозможна.

Если рассматривать понятие блокчейн подробно, то становится ясно, что весь принцип его работы в отсутствии центрального сервера. Децентрализованные же сервера помогают проставлять метки времени. Но само хранение, пополнение и поддержание реестра обеспечивается за счёт одноранговых сетей.

Подход позволяет подтверждать подлинность источника, управлять идентификацией, легко регистрировать и обновлять события и т. п.

Биткоин – криптовалюта, начисляемая, после обработки данных блока путём аппаратных мощностей. Блокчейн – автономная база информации (реестр), записывающий все эти блоки, а соответственно и начисления биткоинов.

Пользователь, передавая свой ключ третьим лицам фактически предоставляет им доступ к денежным средствам, полученным им за блоки. Как то воздействовать на блоки других юзеров с помощью личного ключа невозможно.

Для чего нужен блокчейн?

Для чего нужен blockchain, и что значит блокчейн с точки зрения вращения денег и участия в этом криптовалюты? Строго говоря, использование метода даёт возможность участникам избавиться от промежуточных процессов при переводе денежных средств, интеграции с банками т.д. Рассматривая блокчейн, определение само по себе даёт понять, что платформа может выполнять три основные банковские функции:

1. Регистрацию сделок;
2. Заключение контрактов;
3. Подтверждение личности пользователя на стадии его идентификации.

Вполне уместно сравнение блокчейн платформ с банками для криптовалюты. Т.к. в условиях капитализации сфера вращения денежных средств постоянно разрастается. Перевод какой-то её части на эту платформу, хотя и приведёт к разрыву многих финансовых связей, одновременно с этим значительно повысит эффективность оказываемых услуг.

Как использовать блокчейн вне банковской сферы? Эта технология достаточно многогранна, в частности, она может применяться не только для хранения блоков и данных по ним (время), но и для хранения любого другого компьютерного кода. То есть код программируется на автоматическое выполнение только тогда, когда два участника сделки используют свои ключи (подписывают контракт). Кроме того, задаются особые показатели или параметры. При их наступлении сделка будет подписываться в автоматическом порядке. Это могут быть изменения показателей на бирже, погодные прогнозы и что угодно другое.

Как работать в блокчейне владельцам интеллектуальной собственности? В этой сфере система помогает защитить собственность, т. к. может определять сколько раз тот или иной участник сети вправе иметь доступ к необходимому содержимому (просмотреть её, скачать и т. д.).

Преимущества, возможности и недостатки блокчейна имеют относительный характер. Например, скорость его работы довольно низкая в некоторых проектах и глобально его ещё не внедрили. Но высокий уровень безопасности «перевешивает» эти минусы. Потому отношение к данному способу достаточно неоднозначное.

Создание платформы блокчейн

С чего начать и какую платформу выбрать? Как создать проект и работать на blockchain-платформе? На начальных этапах необходимо тщательно изучить условия, структуру, виды и теорию блокчейна. Если уверены, что возможные недостатки вас не смущают, то воспользуйтесь для создания бизнес-приложения одной из платформ:

1. EmcSSH. Эта платформа рассматривает систему как глобальную базу ключей для обеспечения прав доступа к данным и материалам. Ключи эти быстро заменяются. Метод подходит для организации работы большого количества серверов, компьютеров, банкоматов и т. д. Пользователь может получить свой ключ доступа на всех терминалах;
2. EmcSSL. Ещё одна блокчейн-платформа, что это такое в этом случае? Это единая база хранения подписей, сертификатов и цифровых отпечатков юзеров и компаний. При авторизации пользователя в системе аутентификация осуществляется на основании этих данных;
3. Emc InfoCard – пространство для применения информационных визиток в электронной форме в связке с сертификатами юзеров SSL;
4. EmcTTS – система записи, размещения и публикации документов с предоставлением доступа к ним по личному ключу;
5. Emc DPO – основа системы доказательства и закрепления авторских либо имущественных прав на материальные и творческие активы;
6. Atom Atom Emc используется для создания и подписания контрактов без посредников и каких-либо привлечений третьих лиц;
7. Emc DNS – сервис для организации и выдачи имён доменов, и закрепления их за пользователями;
8. Ethereum – об этой платформе, знают все, кто слышали про блокчейн. Она очень многофункциональна, но работать на ней сложно.

В зависимости от того, какие цели преследует создание системы выбирается наиболее удобный и заточенный под эту цель, сервис.

Примеры проектов на блокчейн

Кроме, собственно перечисления криптовалюты на кошелёк, эту платформу используют и иначе. Например, blockchain применяется в сферах:

1. Хранение информации и данных в Облаке;
2. Идентификация личности и авторизация в системе и в сети;
3. Верификация материалов и информации;
4. Автоматическая генерация и подписание контрактов;
5. Доказательные процессы;
6. Услуги нотариуса;
7. Сдача в аренду собственности;
8. Голосование онлайн;
9. Курсирование информации в СМИ и интернете;
10. Использование в сфере страхования и другое.

Широкое применение подхода позволяет обезопасить многие процессы, сделать их проще.

Инвестирование в блокчейн

Суть технологии блокчейн и криптовалюты описаны выше. Из этого ясно, что эта отрасль очень перспективна, успешна, быстро развивается. Потому некоторые пользователи заинтересованы в инвестировании в подобные проекты.

Развитием в этом направлении занимается несколько компаний. Инвестор может вложить в них свои средства.

• Первый вариант – самостоятельная торговля на бирже, которая требует времени, сил, навыка аналитики. Необходимо предугадывать поведение рынка самостоятельно или же воспользоваться платными услугами компаний, проводящих такой анализ;
• Доверительное управление активами осуществляется через паевые фонды, но оно не слишком распространено в России. Наиболее известный – это Rubus Fund;
• Крупные холдинги. Один из больших и стабильных биржевой холдинг, работающий с криптовалютой и blockchain, это ICN Holding. Он способен обеспечить своим клиентам доход до 20% в год.

Блокчейн – перспективная технология будущего, занимающая устойчивые позиции благодаря ряду преимуществ. Однако прежде чем заниматься подобным инвестированием стоит разобраться в блокчейн технологии подробно.

Как вы считаете есть ли будущее у технологии блокчейн? И как быстро она войдет в повседневную жизнь? Напишите об этом в комментариях к статье.

Интересны новости? Смотрите здесь и в Telegram. Следите за нами в соц. сетях: Twitter, Instagram, Facebook, VK. Подписывайтесь. Понравилась статья поделитесь с друзьями, на форумах, в соц. сетях — Вам не сложно. И Вы очень поможете другим людям, интересующимся данной темой.

Как сделать свой блокчейн. Часть 1 — Создание, Хранение, Синхронизация, Отображение, Майнинг и Доказательная работа

Доброго всем! Мы тут потихоньку начали исследовать новое совсем для нас направление для обучения — блокчейны и нашли то, что оказалось интересным в рамках нашего курса по Python, в том числе. Чем, собственно, и хотим поделиться с вами.
Я могу узнать, когда у меня появился первый Bitcoin, из истории кошелька в моем аккаунте на Coinbase — входящая транзакция в 2012 году в подарок за регистрацию. Bitcoin в то время стоил около 6.50$. Если бы я сохранил те 0.1 BTC, на момент написания статьи это бы уже стоило более 500$. Если кому-то интересно, я продал их, когда Bitcoin стоил 2000$. Так что я получил только 200$ вместо ныне возможных 550$. Не стоило торопиться.

О существовании Bitcoin я знал, но особо не интересовался. Я видел взлеты и падения курса $/BTC. Я видел, как люди говорят, что за ним будущее, а видел статьи о его полной бессмысленности. Но личного мнения у меня не было — просто наблюдал со стороны.

Точно так же я почти не следил за блокчейнами. Но в последнее время мой отец несколько раз упоминал, что на CNBC и Bloomberg, которые он смотрит по утрам, часто рассказывают о блокчейнах, и он понятия не имеет, что это.

И тогда я внезапно понял, что нужно чуть глубже разобраться в этой теме. И начал с “исследования” — прочитал огромное количество статей в интернете, объясняющую их суть. Некоторые были хорошие, некоторые плохие, некоторые глубокие, а некоторые очень поверхностные.

Чтения оказалось недостаточно, а если существует одна вещь, которую я знаю наверняка, так это то, что чтение не объяснит и сотой доли того, что объяснит программирование. И так я понял, что стоит написать свой собственный локальный блокчейн.

Нужно учитывать, что есть большая разница между базовым блокчейном, который я описываю и “профессиональным” блокчейном. Эта цепь не создаст криптовалюту. Блокчейны не требуют производства монет, которые можно продавать и менять на физические деньги.

Блокчейны используются для хранения и подтверждения информации. Монеты побуждают узлы участвовать в валидации, но их наличие не обязательно.

Я пишу пост по нескольким причинам: 1) Чтобы люди, прочитавшие его, смогли узнать больше о блокчейнах; 2) Чтобы я смог понять больше, объяснив код, а не просто написав его.

В этом посте я покажу способ хранения данных блокчейна и генерации начального блока, синхронизацию узла с локальными данными блокчейна, отображение блокчейна (что впоследствии будет использоваться для синхронизации с другими узлами), а затем, майнинг и создание валидных новых блоков. В первом посте не будет никаких других узлов. Никаких кошельков, пиров, важных данных. О них поговорим позднее.

В двух словах

Если вы не хотите углубляться в детали и читать код, или если вы наткнулись на этот пост, рассчитывая на статью, которая бы понятным языком объясняла блокчейны, я постараюсь кратко резюмировать, как они работают.

На самом высоком уровне, блокчейн — база данных, где каждый, участвующий в блокчейне, может хранить, просматривать, подтверждать и никогда не удалять данные.

На более низком уровне, данные в этих блоках могут быть чем угодно, пока это позволяет конкретный блокчейн. Например, данные в Bitcoin блокчейне — исключительно транзакции Bitcoin между аккаунтами. Ethereum блокчейн позволяет как аналогичные транзакции Ether, так и транзакции, использующиеся для запуска кода.

Прежде чем блок будет создан и объединен в блокчейн, он подтверждается большинством людей, работающих над блокчейном — их называют узлами. Настоящий блокчейн — цепь, состоящая из огромного множества блоков, подтвержденных большинством узлов. Таким образом, если узел попытается изменить данные предыдущего блока, новые блоки не будут валидны, и узлы не будут доверять данным из некорректного блока.

Не волнуйтесь, если это сбивает с толку. Мне понадобилось время, чтобы самому вникнуть в это, и еще больше времени на написание такого поста, чтобы даже моя сестра (которая ничего не знает о блокчейнах) смогла понять.

Если хотите изучить код, посмотрите ветку part 1 на Github. Смело присылайте мне любые вопросы, комментарии, правки и похвалы (если вы в настроении сделать что-то особо хорошее), или просто пишите в твиттер.

Шаг 1 — Классы и Файлы

Первый шаг — написание класса, обрабатывающего блоки при запуске узлов. Я назову этот класс Block. Честно говоря, много делать не придется. В функции __init__ мы будем верить, что вся необходимая информация уже представлена в словаре. Для производственного блокчейна — это не самое мудрое решение, но подходит в качестве примера, потому что код пишу только я. Также я напишу метод, запаковывающий важную информацию блока в словарь, а после заведу более удобный способ для отображения информации блока при его печати в терминал.

class Block(object):
  def __init__(self, dictionary):
  '''
    We're looking for index, timestamp, data, prev_hash, nonce
  '''
  for k, v in dictionary.items():
    setattr(self, k, v)
  if not hasattr(self, 'hash'): #in creating the first block, needs to be removed in future
    self.hash = self.create_self_hash()

  def __dict__(self):
    info = {}
    info['index'] = str(self.index)
    info['timestamp'] = str(self.timestamp)
    info['prev_hash'] = str(self.prev_hash)
    info['hash'] = str(self.hash)
    info['data'] = str(self.data)
    return info

  def __str__(self):
    return "Block<prev_hash: %s,hash: %s>" % (self.prev_hash, self.hash)

Чтобы создать первый блок, запустим этот простой код:

def create_first_block():
  # index zero and arbitrary previous hash
  block_data = {}
  block_data['index'] = 0
  block_data['timestamp'] = date.datetime.now()
  block_data['data'] = 'First block data'
  block_data['prev_hash'] = None
  block = Block(block_data)
  return block

Отлично. Последний вопрос в этой части — где хранить данные в файловой системе. Это необходимо, если мы не хотим потерять локальные данные блока при отключении узла.
Я назову папку с данными ‘chaindata’, в какой-то степени подражая схеме папок Etherium Mist. Каждому блоку теперь присвоен отдельный файл, названный по его индексу. Нужно убедиться, что имена файлов содержат в начале достаточное количество нулей, чтобы блоки перечислялись по порядку.

С учетом кода выше, нужно написать следующее для создание первого блока:

#check if chaindata folder exists.
chaindata_dir = 'chaindata'
if not os.path.exists(chaindata_dir):
  #make chaindata dir
  os.mkdir(chaindata_dir)
  #check if dir is empty from just creation, or empty before
if os.listdir(chaindata_dir) == []:
  #create first block
  first_block = create_first_block()
  first_block.self_save()

Шаг 2 — Синхронизация блокчейна, локально

Прежде чем начать майнинг, интерпретацию данных или отправку/создание новых данных для цепи, необходимо синхронизировать узел. В нашем случае других узлов нет, поэтому я говорю только о чтении блоков из локальных файлов. В будущем частью синхронизации будет не только чтение из файлов, но и коммуникация с пирами для сбора блоков, которые были сгенерированы, пока ваш узел не был запущен.

def sync():
  node_blocks = []
  #We're assuming that the folder and at least initial block exists
  chaindata_dir = 'chaindata'
  if os.path.exists(chaindata_dir):
    for filename in os.listdir(chaindata_dir):
      if filename.endswith('.json'): #.DS_Store sometimes screws things up
        filepath = '%s/%s' % (chaindata_dir, filename)
        with open(filepath, 'r') as block_file:
          block_info = json.load(block_file)
          block_object = Block(block_info) #since we can init a Block object with just a dict
          node_blocks.append(block_object)
return node_blocks

Пока просто и красиво. Чтение строк из файлов их загрузка в структуры данных не требуют чрезмерно сложного кода. Пока это работает. Но в будущих постах, где я буду писать о возможностях коммуникации разных узлов, эта функция sync станет значительно сложнее.

Шаг 3 — Отображение блокчейна

Теперь наш блокчейн находится в памяти, и поэтому я хочу отобразить цепь в браузере. Для того, чтобы сделать это прямо сейчас, есть две причины. Во-первых, необходимо подтвердить в браузере, что изменения произошли. Во-вторых, я буду использовать браузер в будущем для просмотра и совершения каких-либо операций, связанных с блокчейном. Например, отправка транзакций или управление кошельком.

Для этого я использую Flask — у него низкий порог вхождения, и я решил, что он подходит для наших целей.

Ниже представлен код для отображения json блокчейна. Я проигнорирую импорты для экономии места.

node = Flask(__name__)

node_blocks = sync.sync() #inital blocks that are synced

@node.route('/blockchain.json', methods=['GET'])
def blockchain():
  '''
  Shoots back the blockchain, which in our case, is a json list of hashes
  with the block information which is:
  index
  timestamp
  data
  hash
  prev_hash
  '''
  node_blocks = sync.sync() #regrab the nodes if they've changed
  # Convert our blocks into dictionaries
  # so we can send them as json objects later
  python_blocks = []
  for block in node_blocks:
    python_blocks.append(block.__dict__())
  json_blocks = json.dumps(python_blocks)
  return json_blocks

if __name__ == '__main__':
  node.run()

Запустите этот код, зайдите на localhost:3000/blockchain.json и увидите текущий блок.

Шаг 4 — “Майнинг”, также известный как создание блока

Сейчас есть только генезис блок, но если у нас появится больше данных, которые необходимо хранить и распределять, нужен способ включить это в новый блок. Вопрос — как создать новый блок и соединить его с предыдущим.

Сатоши описывает это следующим образом в Bitcoin whitepaper. Учтите, что “timestamp сервер” назван “узлом”.

“Начнем описание нашего решения с timestamp сервера. Его работа заключается в хэшировании блока данных, на который нужно поставить timestamp, и открытой публикации этого хэша… Timestamp показывает, что в данный момент конкретные данные существовали и потому попали в хэш блока. Каждый хэш включает в себя предыдущий timestamp: так выстраивается цепь, где очередное звено укрепляет все предыдущие.”

Скриншот изображения, прикрепленного под описанием:

Основная идея раздела — при необходимости соединить блоки, мы создаем хэш информации о новом блоке, включая время создания блока, хэш предыдущего блока и информацию в самом блоке. Я буду называть всю эту информацию “хедером” блока. Таким образом, мы можем проверить корректность блока, посчитав все хэши перед ним, подтвердив последовательность.

В данном случае хедер, который я создаю, объединяет значения строки в одну огромную строку. Я включил следующие данные:

1. Индекс, показывающий каким по счету является блок;
2. Хэш предыдущего блока;
3. Данные — просто случайные строки. Для bitcoin они называются Merkle root и содержат информацию о транзакциях;
4. Timestamp майнинга этого блока.

def generate_header(index, prev_hash, data, timestamp):
  return str(index) + prev_hash + data + str(timestamp)

Поясню один момент — объединение строк информации не является обязательным для создания хедера. Требование состоит в том, чтобы каждый знал, как генерировать хедер блока и хэш предыдущего блока внутри него. Делается это для того, чтобы каждый мог убедиться в корректности хэша в новом блоке и подтвердить связь между двумя блоками.

Хедер Bitcoin значительно сложнее объединения строк. Он использует хэши данных и времени и завязан на то, как данные расположены в памяти. Но в нашем случае объединения строк достаточно.

Теперь у нас есть хедер и можно вычислить валидность хэша. Я буду использовать метод, отличающийся от метода Bitcoin, но все равно запущу хедер блока через функцию sha256.

def calculate_hash(index, prev_hash, data, timestamp, nonce):
  header_string = generate_header(index, prev_hash, data, timestamp, nonce)
  sha = hashlib.sha256()
  sha.update(header_string)
  return sha.hexdigest()

Для майнинга блока мы используем функцию выше, чтобы получить хэш, положить его в новый блок и сохранить этот блок в директории chaindata.

node_blocks = sync.sync()

def mine(last_block):
  index = int(last_block.index) + 1
  timestamp = date.datetime.now()
  data = "I block #%s" % (int(last_block.index) + 1) #random string for now, not transactions
  prev_hash = last_block.hash
  block_hash = calculate_hash(index, prev_hash, data, timestamp)

  block_data = {}
  block_data['index'] = int(last_block.index) + 1
  block_data['timestamp'] = date.datetime.now()
  block_data['data'] = "I block #%s" % last_block.index
  block_data['prev_hash'] = last_block.hash
  block_data['hash'] = block_hash
  return Block(block_data)

def save_block(block):
  chaindata_dir = 'chaindata'
  filename = '%s/%s.json' % (chaindata_dir, block.index)
  with open(filename, 'w') as block_file:
    print new_block.__dict__()
    json.dump(block.__dict__(), block_file)

if __name__ == '__main__':
  last_block = node_blocks[-1]
  new_block = mine(last_block)
  save_block(new_block)

Готово! Но при таком типе создания блока кто угодно с самым быстрым CPU сможет создавать самые длинные цепи, которые другие узлы посчитают корректными. Нужен способ снизить скорость создания блока и подтверждение до перехода к следующему блоку.

Шаг 5 — Доказательство выполнения работы

Для снижения скорость я использую Доказательство выполнения работы, как и Bitcoin. Доказательство доли владения — другой способ, используемый в блокчейнах для достижения консенсуса, но в этом случае я воспользуюсь работой.

Способ сделать это — установить требования к структуре хэша блока. Как и в случае с bitcoin, необходимо убедиться, что хэш начинается с определенного количества нулей, перед тем, как перейти к следующему. А для этого нужно добавить в хедер дополнительную информацию — случайно перебираемое число (nonce).

def generate_header(index, prev_hash, data, timestamp, nonce):
  return str(index) + prev_hash + data + str(timestamp) + str(nonce)

Теперь функция майнинга настроена для создания хэша, но если хэш блока не содержит достаточного количества нулей, мы увеличиваем значение nonce, создаем новый хедер, вычисляем новый хэш и проверяем хватает ли нулей.

NUM_ZEROS = 4

def mine(last_block):
  index = int(last_block.index) + 1
  timestamp = date.datetime.now()
  data = "I block #%s" % (int(last_block.index) + 1) #random string for now, not transactions
  prev_hash = last_block.hash
  nonce = 0

  block_hash = calculate_hash(index, prev_hash, data, timestamp, nonce)
  while str(block_hash[0:NUM_ZEROS]) != '0' * NUM_ZEROS:
    nonce += 1
    block_hash = calculate_hash(index, prev_hash, data, timestamp, nonce)
  block_data = {}
  block_data['index'] = int(last_block.index) + 1
  block_data['timestamp'] = date.datetime.now()
  block_data['data'] = "I block #%s" % last_block.index
  block_data['prev_hash'] = last_block.hash
  block_data['hash'] = block_hash
  block_data['nonce'] = nonce
  return Block(block_data)

Отлично. Новый блок содержит валидное значение nonce, поэтому другие узлы могут подтвердить хэш. Мы можем сгенерировать, сохранить и распределить новый блок остальным.

Заключение

На этом все! Пока что. Осталось еще много вопросов и фичей в блокчейнах, которые я не объяснил.

Например, как задействовать другие узлы? Как узлы передают данные, когда включаются в блок? Существуют ли иные способы хранения данных кроме огромных строк данных?

Ответы на эти вопросы можно будет найти в следующих частях этой серии постов, как только я сам найду на них ответы. Пожелания по содержанию можно писать мне в твиттер, в комментарии к посту или через форму обратной связи!

Спасибо моей сестре Саре за уточняющие вопросы о блокчейнах и помощь в редактировании поста!

THE END

Комментарии, вопросы, как всегда, приветствуются и тут, и на дне открытых дверей.

Шесть мифов о блокчейне и Биткойне, или Почему это не такая уж эффективная технология

Автор статьи — Алексей Маланов, эксперт отдела развития антивирусных технологий «Лаборатории Касперского»

Неоднократно слышал мнение о том, что блокчейн — это очень круто, это прорыв, за ним будущее. Спешу вас разочаровать, если вы вдруг поверили в это.

Уточнение: в этом посте мы поговорим о том варианте реализации технологии блокчейн, который используется в криптовалюте Биткойн. Существуют другие применения и реализации блокчейна, в некоторых из них устранены какие-либо недостатки «блокчейна классического», но обычно они построены на одинаковых принципах.

О Биткойне в целом

Саму по себе технологию Биткойн я считаю революционной. К сожалению, используется Биткойн слишком часто для криминальных целей, и мне, как специалисту по информационной безопасности, это совсем не нравится. Но если говорить о технологиях, то прорыв налицо.

Все составные части протокола Биткойн и идеи, заложенные в нем, в общем-то, были известны и до 2009 года, но вот слепить все вместе и заставить это работать удалось именно авторам Биткойна и именно в 2009-м. За почти 9 лет в реализации была найдена лишь одна критическая уязвимость: на одном счету злоумышленник получил 92 млрд биткойнов, исправление потребовало отката всей финансовой истории на сутки. Тем не менее всего одна уязвимость за такой срок — это достойный результат, снимаю шляпу.

У авторов Биткойна была задача: заставить это как-то работать при условии, что центра нет и что никто никому не доверяет. Авторы задачу выполнили, электронные деньги функционируют. Но те решения, которые они приняли, чудовищны по своей неэффективности.

Сразу оговорюсь, что цель этого поста — вовсе не дискредитация блокчейна. Это полезная технология, которая уже находит и еще обязательно найдет много замечательных применений. Несмотря на свои недостатки, она имеет и уникальные преимущества. Однако в погоне за сенсационностью и революционностью многие концентрируются на плюсах технологии и зачастую забывают трезво оценивать реальное положение дел, игнорируя минусы. Поэтому я считаю полезным для разнообразия рассмотреть именно недостатки.

Пример книги, в которой автор возлагает на блокчейн большие надежды. Далее по тексту будут цитаты из этой книги

Миф 1: Блокчейн — это гигантский распределенный компьютер

Цитата №1: «Блокчейн может стать «бритвой Оккама», наиболее эффективным, прямым и естественным средством координации всей человеческой и машинной деятельности, соответствующим естественному стремлению к равновесию”.

Если вы не вникали в принципы работы блокчейна, а только слышали отзывы об этой технологии, у вас могло сложилось впечатление, что блокчейн — это некий распределенный компьютер, выполняющий, соответственно, распределенные вычисления. Мол, узлы по всему миру собирают по крупицам нечто большее.

Такое представление в корне ошибочно. В действительности, все узлы, обслуживающие блокчейн, делают ровно одно и то же. Миллионы компьютеров:

1. Проверяют одни и те же транзакции по одним и тем же правилам. Производят идентичную работу.
2. Записывают в блокчейн (если повезло и дали возможность записать) одно и то же.
3. Хранят всю историю за все время, одинаковую, одну на всех.

Никакого распараллеливания, никакой синергии, никакой взаимопомощи. Только дублирование, причем сразу миллионократное. О том, зачем это нужно, мы поговорим ниже, но эффективности, как видите, никакой. Скорее наоборот.

Миф 2: Блокчейн вечен. Все, что в него записано, останется навсегда

Цитата №2: „В условиях распространения децентрализованных приложений, организаций, корпораций и обществ может появиться много новых видов непредсказуемого и сложного поведения, напоминающего искусственный интеллект (ИИ)”.

Да, действительно, как мы выяснили, каждый полноценный клиент сети хранит всю историю всех транзакций, и уже набежало более 100 гигабайт данных. Это полный объем диска дешевенького ноутбука или самого современного смартфона. И чем больше транзакций в сети Биткойн совершается, тем быстрее растет объем. Большая часть появилась за последние пару лет.

Рост объема блокчейна. Источник

И Биткойну еще повезло — у его конкурента, сети Ethereum, всего за два года после запуска и полгода активного использования в блокчейне уже набежало 200 гигабайт. Так что в текущих реалиях вечность блокчейна ограничена десятком лет — рост вместимости жестких дисков определенно не поспевает за ростом объема блокчейна.

Но помимо того, что это надо хранить, это надо еще и скачать. Каждый, кто пробовал пользоваться полноценным локальным кошельком для какой-нибудь криптовалюты, с изумлением обнаруживал, что он не может совершать и принимать платежи, пока не скачается и не проверится весь указанный объем. Вам повезет, если этот процесс займет всего пару дней.

Вы спросите, а нельзя ли не хранить это все, раз уж это одно и то же, на каждом узле сети? Можно, но тогда, во-первых, это будет уже не одноранговый блокчейн, а традиционная клиент-серверная архитектура. А во-вторых, тогда клиенты будут вынуждены доверять серверам. То есть идея «не доверять никому», ради которой, в том числе, блокчейн и был придуман, в этом случае пропадает.

Уже давно пользователи Биткойна делятся на энтузиастов, которые «мучаются» и качают все, и на обычных людей, которые пользуются онлайн кошельками, доверяют серверу и которым, в общем-то, все равно, как оно там работает.

Миф 3: Блокчейн эффективен и масштабируем, обычные деньги отомрут

Цитата №3: “Комбинация «блокчейн-технология + персональный коннектом организма» позволит кодировать и делать доступными в стандартизированном сжатом формате все мысли человека. Данные можно будет захватывать путем сканирования коры головного мозга, ЭЭГ, интерфейсов мозг-компьютер, когнитивных нанороботов и т. д. Мышление можно будет представить в виде цепочек блоков, записав в них практически весь субъективный опыт человека и, возможно, даже его сознание. После записи в блокчейн различные составляющие воспоминаний можно будет администрировать и передавать – например, для восстановления памяти в случае болезней, сопровождающихся амнезией”.

Если каждый узел сети делает одно и то же, то очевидно, что пропускная способность всей сети равна пропускной способности одного узла сети. И знаете, чему именно она равна? Биткойн может обработать максимум 7 транзакций в секунду — на всех.

Кроме того, в Биткойн-блокчейн транзакции записываются лишь раз в 10 минут. А после появления записи для надежности принято подождать еще 50 минут, потому что записи регулярно самопроизвольно откатываются. А теперь представьте, что вам надо купить за биткойны жвачку. Всего-то часок постоите в магазине, подумаешь.

В рамках целого мира это смешно уже сейчас, когда Биткойном пользуется едва ли каждый тысячный житель на Земле. А при такой скорости проведения транзакций существенно увеличить число активных пользователей и не получится. Для сравнения: Visa обрабатывает тысячи операций в секунду, а при необходимости легко увеличит мощности, ведь классические банковские технологии как раз масштабируемы.

Даже если обычные деньги и отомрут, то явно не потому, что их вытеснят блокчейн-решения.

Миф 4: Майнеры обеспечивают безопасность сети

Цитата №4: „Автономные предприятия в облаке, действующие на базе блокчейна и работающие на основе умных контрактов, могли бы заключать электронные договоры с соответствующими организациями, например, с правительствами, чтобы самостоятельно регистрироваться под любой юрисдикцией, под которой они хотят работать”.

Вы наверняка слышали о майнерах, о гигантских майнинг-фермах, которые строят рядом с электростанциями. Что они делают? Они 10 минут впустую жгут электричество, «трясут» блоки, пока те не станут «красивыми» и их можно будет включить в блокчейн (о том, что такое «красивые» блоки и зачем их «трясти», мы рассказывали в предыдущем посте). Это нужно для того, чтобы переписывание финансовой истории занимало столько же времени, сколько и ее написание (при условии, что у вас такая же суммарная мощность).

Электричества тратится столько же, сколько потребляет город на 100 000 жителей. Но добавьте сюда еще и дорогое оборудование, которое подходит исключительно для того, чтобы майнить. Принцип майнинга (так называемый proof-of-work) тождественен понятию «сжигать ресурсы человечества».

Блокчейн-оптимисты любят говорить, что майнеры не просто делают бесполезную работу, а обеспечивают стабильность и безопасность сети Биткойн. Это правда, вот только проблема в том, что майнеры защищают Биткойн от других майнеров.

Если бы майнеров было в тысячу раз меньше и сжигалось бы в тысячу раз меньше электричества, то Биткойн функционировал бы ничуть не хуже — тот же один блок раз в 10 минут, то же самое количество транзакций, та же скорость.

Применительно к блокчейн-решениям существует риск «атаки 51%». Суть атаки в том, что, если кто-то контролирует больше половины всех майнинг-мощностей, он может скрытно ото всех писать альтернативную финансовую историю, в которой он свои деньги никому не передавал. А потом показать всем свою версию — и именно она станет реальностью. Тем самым он получает возможность тратить свои деньги несколько раз. Традиционные же платежные системы такой атаке не подвержены.

Выходит так, что Биткойн стал заложником собственной идеологии. «Лишние» майнеры не могут перестать майнить, потому что тогда резко увеличится вероятность, что кто-то один будет контролировать больше половины оставшейся мощности. Пока майнить выгодно, сеть стабильна, но, если ситуация изменится (например потому, что электричество подорожает), сеть может столкнуться с массовыми «двойными тратами».

Миф 5: Блокчейн децентрализован и поэтому нерушим

Цитата №5: “Для того чтобы стать полноценной организацией, децентрализованное приложение должно содержать более сложную функциональность, например, конституцию”.
Вам возможно кажется, что, раз уж блокчейн хранится на каждом узле сети, то спецслужбы не смогут закрыть Биткойн, если захотят, потому что у него нет какого-то центрального сервера или чего-то типа того — не к кому прийти закрывать. Но это иллюзия.

В действительности все «независимые» майнеры объединены в пулы (по сути, картели). Им приходится объединяться, потому что лучше иметь стабильный, но маленький доход, чем огромный, но раз в 1000 лет.

Распределение мощностей Биткойн по пулам. Источник

Как видите на диаграмме, крупных пулов порядка 20, а всего 4 из них контролируют более 50% всей мощности. Достаточно постучаться в четыре двери и получить доступ к четырем управляющим компьютерам, чтобы у вас в сети Биткойн появилась возможность тратить одни и те же биткойны более одного раза. А такая возможность, как вы понимаете, несколько обесценит биткойн. И эта задача вполне осуществима.

Распределение майнинга по странам. Источник

Но угроза еще реальнее. Большинство пулов вместе с их вычислительными мощностями находятся в одной стране, что упрощает потенциальный захват контроля над Биткойном.

Миф 6: Анонимность и открытость блокчейна — это хорошо

Цитата №6: „В эпоху блокчейна традиционное «правительство 1.0» во многом становится устаревшей моделью и появляются возможности для перехода от доставшихся нам по наследству структур к более персонализированным формам правления”.

Блокчейн открыт, все всё видят. Так что в Биткойне нет анонимности, у него «псевдонимность». Например, если злоумышленник требует выкуп на кошелек, то все понимают, что кошелек принадлежит плохому парню. А поскольку за транзакциями с этого кошелька может следить кто угодно, то воспользоваться полученными биткойнами мошеннику так просто не удастся, ведь стоит где-то раскрыть личность, как его тут же посадят. Почти на всех биржах для обмена на обычные деньги необходимо пройти идентификацию.

Поэтому злоумышленники пользуются так называемым «миксером». Миксер смешивает грязные деньги с большим количеством чистых, и тем самым «отмывает» их. Злоумышленник платит за это большую комиссию и сильно рискует, ведь миксер либо сам анонимный (и может сбежать с деньгами), либо уже под контролем кого-то влиятельного (и может сдать властям).

Но оставим проблемы преступников, чем же псевдонимность плоха для честных пользователей? Вот простой пример: я перевожу маме немного биткойнов. После этого она знает:

1. Сколько у меня всего денег в любой момент времени.
2. Сколько и, главное, на что именно я их тратил за все время. Что я покупал, в какую рулетку играл, какого политика поддерживал «анонимно».

Или если я другу вернул долг за лимонад, то и он теперь знает все о моих финансах. Вы считаете, что это ерунда? А слабо для всех открыть финансовую историю своей кредитной карты? Причем, не только прошлую, но и всю будущую.

Если для физических лиц это еще куда ни шло (ну мало ли, кому-то хочется быть «прозрачным»), то для компаний это смертельно: все их контрагенты, закупки, продажи, клиенты, объем счетов и вообще всё-всё-всё — становится публичным. Открытость финансов — это, пожалуй, один самых больших недостатков Биткойна.

Заключение

Цитата №7: “Не исключено, что именно блокчейн-технологии предстоит стать верхним экономическим слоем органично связанного мира разнообразных вычислительных устройств, в числе которых – носимые вычислительные устройства, сенсоры “интернета вещей”.
Я перечислил шесть основных претензий к Биткойну и используемой в ней версии блокчейна. Вы спросите, а почему вы узнали об этом от меня, а не раньше от кого-то другого? Неужели никто не видит проблем?

Кто-то ослеплен, кто-то просто не понимает, как это работает, а кто-то все видит и осознает, но ему просто невыгодно об этом писать. Подумайте сами, многие из тех, кто прикупил биткойнов, начинают их рекламировать и пропагандировать. Эдакая пирамида выходит. Зачем писать, что у технологий есть недостатки, если вы рассчитываете на рост курса?

Да, у Биткойна есть конкуренты, которые попытались решить те или иные проблемы. И хотя некоторые идеи очень хороши, в основе все равно лежит блокчейн. Да, существуют и другие, не денежные применения технологии блокчейн, но ключевые недостатки блокчейна сохраняются и там.

Теперь, если кто-то вам скажет, что изобретение блокчейна сопоставимо по значимости с изобретением Интернета, отнеситесь к этому с изрядной долей скепсиса.

Как работает блокчейн в 7 шагов — ясное и простое объяснение. | by Jimi S.

Блоки в цепочке блоков общедоступны для всех. Таким образом, если предполагается, что изменение должно оставаться незамеченным в цепочке блоков, все блоки должны оставаться правильно связанными (в противном случае люди могут сказать, что определенные блоки не связаны друг с другом должным образом). Это означает, что для изменения одного блока требуется новая подпись для каждого следующего блока, который следует за ним до конца цепочки.Это считается практически невозможным. Чтобы понять почему, вам нужно понять, как создаются подписи.

Шаг 3. Как создается подпись (хэш)

Итак, давайте снова изобразим блок; блок 1. Блок 1 — это запись только одной транзакции. Томас отправляет Дэвиду 100 биткойнов. Эта конкретная строка данных теперь требует подписи. В блокчейне эта подпись создается криптографической хеш-функцией . Криптографическая хеш-функция — это очень сложная формула, которая принимает любую строку ввода и превращает ее в уникальную 64-значную строку вывода.Вы можете, например, вставить слово Jinglebells в эту хеш-функцию (есть и другие варианты алгоритмов хеширования, но мы используем этот для этого примера), и вы увидите, что вывод для этой конкретной строки данных:

761A7DD9CAFE34C7CDE6C1270E17F773025A61E511A56F700D415F0D3E199868

Если одна цифра ввода изменяется, включая пробел, то при изменении заглавной буквы или добавлении точки будет, например, заглавная буква.Если вы добавите точку к этому слову и вместо этого сделаете его «Jinglebells.», Вы увидите, что вывод для этой конкретной строки данных для будет:

B9B324E2F987CDE8819C051327966DD4071ED72D998E0019981040958FEC291ED72D998E0019981040958FEC291 опять же, мы получим тот же результат, что и раньше:

761A7DD9CAFE34C7CDE6C1270E17F773025A61E511A56F700D415F0D3E199868

Выходной криптографический хэш-функция всегда дает один и тот же вход для разных входных данных, но всегда дает один и тот же результат для разных входных данных.Эта криптографическая хеш-функция используется блокчейном Биткойн, чтобы дать блокам их подписи. Входом криптографической хеш-функции в этом случае являются данные в блоке, а на выходе — подпись, которая к этому относится. Давайте еще раз посмотрим на блок 1. Томас отправляет Дэвиду 100 биткойнов.

Теперь представьте, что строка данных из этого блока выглядит так:

Блок 1 Thomas -100 David +100

Если эта строка данных вставлена ​​в алгоритм хеширования, результат (подпись) будет следующим. :

BAB5924FC47BBA57F4615230DDBC5675A81AB29E2E0FF85D0C0AD1C1ACA05BFF

Эта подпись теперь добавлена ​​к данным блока 2.Допустим, Дэвид теперь переводит 100 биткойнов Джими. Блокчейн теперь выглядит так:

Строка данных блока 2 теперь выглядит так:

Блок 2 Дэвид -100 Джимми +100 BAB5924FC47BBA57F4615230DDBC5675A81AB29E2E0FF85D0C0AD1C1ACA05BFF

, если в выходной строке вставлен алгоритм данных, подпись) будет такой:

25D8BE2650D7BC095D3712B14136608E096F060E32CEC7322D22E82EA526A3E5

Итак, это подпись блока 2.Криптографическая хеш-функция используется для создания цифровой подписи для каждого уникального блока. Существует большое количество разнообразных хэш-функций, но хеш-функцией, которая используется блокчейном Биткойн, является алгоритм хеширования SHA-256. Но как подписи могут помешать кому-то просто вставить новую подпись для каждого блока после изменения одного (изменение остается незамеченным, если все блоки правильно связаны, люди не смогут определить, что было изменение)? Ответ заключается в том, что в блокчейне принимаются только хэши (подписи), отвечающие определенным требованиям.Это процесс майнинга, который объясняется в шаге 4.

Шаг 4 — Когда подпись соответствует требованиям и кто подписывает блок?

Подпись не всегда соответствует требованиям. Блок будет принят в цепочку блоков только , если его цифровая подпись начинается, например, с порядкового номера из нулей . Например; только блоки с подписью, начинающейся как минимум с , десять последовательных нулей могут быть добавлены в цепочку блоков. Однако, как объяснялось в главе 3, каждая строка данных имеет только и один уникальный хэш , связанный с ней.Что делать, если подпись (хеш) блока не начинается с десяти нулей? Итак, чтобы найти блок с подписью, которая соответствует требованиям, строку данных блока необходимо изменять несколько раз , пока эта конкретная строка данных не приведет к подписи, начинающейся с десяти нулей. Поскольку данные транзакции и метаданные (номер блока, отметка времени и т. Д.) Должны оставаться такими, какими они есть, к каждому блоку добавляется небольшой конкретный фрагмент данных, который не имеет никакой цели, кроме повторного изменения, чтобы найти подходящую подпись. ,Этот фрагмент данных называется nonce блока. Одноразовый номер — это полностью случайная строка из чисел (примечание: на рисунках показаны также и другие цифры, но одноразовый номер может быть только числами). Подводя итог тому, что было только что объяснено, теперь блок содержит; 1) данные транзакции, 2) подпись предыдущего блока и 3) одноразовый номер. Процесс многократного изменения одноразового номера и хеширования данных блока для поиска подходящей подписи называется mining , и это то, что делают miners .Майнеры расходуют электроэнергию в виде вычислительной мощности, постоянно меняя состав блока (nonce) и хешируя его, пока не найдут подходящую подпись (вывод). Чем больше у них вычислительной мощности, тем быстрее они могут хэшировать различные композиции блоков и тем выше вероятность, что они быстрее найдут подходящую подпись. Это форма метода проб и ошибок . Вы можете представить это так:

.

Что такое технология блокчейн? | IBM Blockchain

Основы цепочки блоков

Блокчейн — это общий неизменяемый реестр, который облегчает процесс записи транзакций и отслеживания активов в бизнес-сети. Актив может быть материальным (дом, машина, деньги, земля) или нематериальным (интеллектуальная собственность, патенты, авторские права, брендинг). Практически все ценное можно отслеживать и продавать в сети блокчейнов, что снижает риски и сокращает расходы для всех участников.

Потребность в блокчейне

Вы можете получить более глубокое понимание блокчейна, изучив контекст, в котором он был разработан: потребность в эффективной, рентабельной, надежной и безопасной системе для проведения и регистрации финансовых транзакций.

Недостатки действующих систем транзакций

На протяжении всей истории инструменты доверия, такие как чеканка монет, бумажные деньги, аккредитивы и банковские системы, появлялись для облегчения обмена ценностями и защиты покупателей и продавцов.Важные инновации (например, телефонные линии, системы кредитных карт, Интернет и мобильные технологии) повысили удобство, скорость и эффективность транзакций, сократив, а иногда и практически устранив расстояние между покупателями и продавцами.

Несмотря на это, многие бизнес-операции остаются неэффективными, дорогостоящими и уязвимыми, имея следующие ограничения:

• Наличные деньги используются только при проведении местных операций и в относительно небольших суммах.
• Время между транзакцией и расчетом может быть большим.
• Дублирование усилий и необходимость сторонней проверки и / или присутствие посредников усугубляют неэффективность.
• Мошенничество, кибератаки и даже простые ошибки увеличивают стоимость и сложность ведения бизнеса, подвергая риску всех участников сети в случае взлома центральной системы, такой как банк.
• Организации кредитных карт — это огороженные сады с высокой стоимостью входа.Продавцы должны оплачивать высокие затраты на адаптацию, что часто связано с большим объемом документов и длительным процессом проверки.
• Половина людей в мире не имеет доступа к банковским счетам, что требует от них разработки параллельных платежных систем для проведения транзакций.
• Ограниченная прозрачность и непоследовательная информация препятствуют эффективному перемещению товаров в судоходной отрасли.

Объемы транзакций во всем мире растут в геометрической прогрессии и, несомненно, увеличат сложность, уязвимость, неэффективность и стоимость существующих систем транзакций.Рост электронной коммерции, онлайн-банкинга и покупок в приложениях в сочетании с растущей мобильностью людей во всем мире способствовал росту объемов транзакций. А объемы транзакций резко возросли с развитием Интернета вещей (IoT) — автономных объектов, таких как холодильники, которые покупают продукты, когда запасы заканчиваются, и автомобили, которые доставляются к вашей двери, останавливаясь для топлива по пути.

Для решения этих и других проблем миру нужны более быстрые платежные сети, которые предоставляют механизмы для установления доверия, не требуют специального оборудования, не имеют возвратных платежей или ежемесячных сборов и предлагают решение для коллективного учета для обеспечения прозрачности и доверия.

.