Что такое Blockchain

Что такое Blockchain

Приветствую. В данной статье мы поговорим о технологии blockchain. Об этом много говорят, пишут и вздыхают даже по телевизору. Герман Греф неоднократно называл данную технологию тем, что изменит облик нашей финансовой и политической жизни до неузнаваемости в ближайшее десятилетие.
И если Вы не хотите проспать это время, быть в тренде и понимать какие тенденции будут менять наш мир, данная статья для Вас!
Опишу, что собой представляет эта технология, как работает и чем может быть полезна, а так же как на этом можно заработать.

План статьи:
1. История возникновения
2. BlockChein
3. Blockcein в биткойне
4. Типы удостоверяющих центров и алгоритмы консенсуса
5. Механизм формирования блокчейна
6. Внесение изменений
7. Использование технологии
8. В завершении


1.История возникновения
Всё началось с биткойна и его создателя Сатоши Накомото, в далёком 2008 году. Именно тогда этот феномен появился в том виде, в котором мы его знаем сегодня. В то время он предложил новую криптовалюту, которая бы смогла стать прорывом в области электронных расчетов в сети интернет. Ядро и сердце этой системы представляла из себя специфическая база данных, которая работала без участия удостоверительного центра. И называлась она блокчейн.
С тех пор прошло много времени и этот самый блокчейн теперь применяется в совершенно разных программах и технологических решениях. В этом посте мы начнём с описания того что такое блокчейн в биткойнах и затем посмотрим на то, что такое блокчейн в иных проектах.


2.Blockchain
Blockchain – это цепочка блоков с информацией, надёжно защищающие данные при помощи хеширования.

Иными словами, это база данных, содержащая связную таблицу. Но в отличие от простой базы, каждая строка в ней подписана не цифровым нумератором, а так называемым хешем. Который гарантирует списку блоков целостность и то, что никто ничего в нём не подменил.


Хеш-функция содержит в себе информацию с суммой хеша предыдущего сегмента. То есть если изменить текущую информацию, то изменится и ее хеш и он не будет удовлетворять значению предыдущего блока. Придется менять предыдущий, а за ним полетят и все остальные, что приведет к изменениям во всей цепочке blockchain. В итоге, данная особенность структуры списка, позволяют гарантировать целостность всей информации.
Блокчейн может хранить в себе совершенно разную информацию, не обязательно связанную с криптовалютами. Там может сделка о покупке квартиры , машины , регистрация чего-либо или информация о чем-то. При этом событие считается свершившимся если есть информация о нем в цепочке blockchain.
В такой системе обязательно есть следующие составляющие:
1) источники событий, создающие сообщения, в случае с криптовалютой это информация о транзакциях;
2) создатели цепочек блокчейн, для криптовалют это майнеры создающие блоки и вписывающие туда сообщения со сделками;
3) трансляторы сообщений, для криптовалют это горячие кошельки (ноды)

3. Blockchain в биткойне
В экосистеме BitCoin майнеры выступают в роли создателей blockchain и в роли ретрансляторов всех сделок.
Про транзакции
Транзакция представляет из себя запись о передачи с одного кошелька на другой энного количества монет. Каждый сегмент содержит информацию о транзакциях накопленных и принятых в сеть с момента появления последнего блока. Для формирования нового кирпичика blockchain с транзакциями майнеры вычисляют хеш накопленного массива данных.
Получается, что в системе Bitcoin две категории участников: пользователи и майнеры. Пользователи совершают сделки, а вторые образуют сеть, являясь обработчиками транзакций записывая их при появлении в новый блок с помощью специального программного обеспечения.
Майнеры подбирают значения, чтоб получился красивый хеш.
Для Bitcoin в 2018 году заголовок хеша должен начинаться с 18 нулей. Это достаточно сложная задача и для этого нужно перебрать порядка триллиона значений к имеющемуся хешу при этом сложность в экосистеме Bitcoin только нарастает.
Именно в момент получения этого красивого хеша, майнер получает некоторое кол-во монет и привелегию положить новый блок с транзакциями в блокчейн. Но это мы обсудим немного ниже.


4.Типы удостоверяющих центров

Для того чтоб не было возможности изменить всю цепочку целиком нужен способ цепочку блоков удостоверить. Бывают следующие варианты:
1) централизованный удостоверяющий центр

2) Blockchain консорциумов

3) децентрализованное удостоверение


1) Централизованный удостоверяющий центр для blockchain
Это центр которому мы доверяем, ему поручают через определенное количество времени или записей создавать новые блоки с хеш-суммой и цифровой подписью центра. При этом каждый использующий может проверить цепочку и выявить , что все сегменты blockchain были подписаны доверенным центром и он не был скомпрометирован и целостность не была нарушена. Если есть доверенный центр, то наверно использование технологи blockchain является избыточным так как есть доверенный центр, который занимается целостностью и контролем данных. Хороший пример это биржа MOEX , есть клиринговый центр и всё четко, есть номера у каждой транзакции и они подписаны.

2) Blockchain консорциумов - создание новых блоков цепочки доступно ограниченному количеству узлов, а информация внутри только для ограниченного числа пользователей. Такой вид блокчейна используется для корпоративного использования или для объединения группы организаций и ведения общих дел. Хорошим примером может стать применение данного вида цепи в межбанковской деятельности. Нахождение консенсуса может быть найдено через одобрение большей части сети транзакций, которые запечатываются в блок одним из участноков. Такая модель является частично децентрализованной, ее еще можно назвать централизованное с недоверительным центром.

3) Децентрализованное удостоверение.
Децентрализованная система blockchain представляет из себя распределенную сеть без единого центра. Каждый участник может создать новый блок и запечатать в него ожидающие включения в общий журнал транзакции. Такие участники называются майнерами, от английского mine - копать. При этом майнер формирующий блок получает премию в виде определённой суммы эмиссионных монет или комиссионных от принятых транзакций, а так же может быть и то и другое одновременно.
Но нельзя просто так формировать сегмент blockchain. Для формирования нового в цепочке Blockchain нужно предоставить доказательство работы или доказательство владения. Мы подошли к такому понятию как консенсус. В децентрализованных системах существует два варианта:
a) Proof of Work (PoW)- протокол blockchain работающий по принципу консенсуса на основании работы. В случае доказательства работы хеш сообщения, объединенного со специальным дополнительной переменной nonce. То есть полученный хеш должен быть меньше определенного значения или начинаться с определенного числа нулей, как Bitcoin (на текущий момент их должно быть 18). Значение nonce не меняет само сообщение - это поле перебирается автором доказательства для получения красифой хеш-функции. Работа, которую надо при этом проделать для всех участников равна и общее максимальное количество комбинаций, которое надо перебрать известно заранее и равно для всех участников системы. По данной технологии работает Bitcoin

Bitcoin

b) Децентрализованное удостоверение. Proof of Stake (PoS)
Proof of Stake - протокол blockchain работающий по принципу консенсуса на основании владения. Он похож на PoW, тут так же происходит процесс хеширование и перебор переменных nonce для поиска наименьшего значения, но при этом степень сложности пропорционально распределена и соответствует балансу владельца. Для протокола Proof of Stake вероятность формирования нового блока гораздо выше для участников с большим количеством монет, чем больше монет на счету тем выше вероятность формирования нового.Криптовалюты работающие по протоколу PoS привлекают пользователей с небольшими техническими ресурсами хранящих монеты на балансе. Это немного похоже на банковский депозит, где за размещение денежных средств платится вознаграждение. По данной технологии работает Ethereum. Это более энергоэффективный процесс и большинство майнеров добывающих монеты с помощью домашних компьютеров и запараллеленых видеокарт майнят именно такие монетки.

Ethereum


5. Механизм формирования blockchain

Рассмотрим пример формирования блокчейн для Биткоин. Происходит сбор транзакций из пула с максимальным комиссионным вознаграждением за проведения транзакции при этом берется ограниченное количество записей помещающиеся в один мегабайт данных. К этим данным добавляется:
- информация о майнере
- сумма хеша предыдущего кирпичика blockchain
- плюс переменная, которую подбираем для формирования красивого хеша.
Получается формула такого типа H=SHA256(блок + nonce) По сути формируется заголовок для блока с ограниченной хеш-суммой методом перебора перебора nonce в цикле. Первый сформировавший заголовок удовлетворяющий заданному условию рассылает его в сеть и при подтверждении его участниками формирует блок в цепочке. Сложность вычисления хеша при этом зависит от мощностей участников и меняется так чтоб процесс приблизительно занимал около десяти минут. Информация о транзакциях при этом храниться в открытом виде, но изменить ее не получится так как это приведет изменению хеша. Копии блокчейн одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются. Кошельки находящиеся в сети и хранящие все записи цепочки называются горячими.
Блоки цепочки могут быть созданы майнерами параллельно, если они работают в локальной сети. В такой ситуации может появиться ответвление блоков, в которые могут быть включены разные сделки. Главной цепочкой при этом будет та, у которой больше транзакций и выше сложность хеша и более раннее появление. Ответвления при этом от основной blockchain отмирают, а выплаты сгорают. Все транзакции вошедшие в отмершие блоки blockchain считаются неподтвержденными.

Цепочка blockchain

1) первый блок
2) подтвержденные блоки
3) недействительные ответвления от основной blockchain


6. Внесение изменений в систему blockchain
В децентрализованной системе не так просто внести изменения, то есть создатель не может внести их в одностороннем порядке. Для введения изменений работы создатели или защитники и сторонники вносят изменения в работу программы и системы и предлагают его сообществу, а дальше большая его часть должна его поддержать. В случае с работой по PoW протоколу должна поддержать часть с большими вычислительными мощностями, а в случае с PoS с большим денежным владением. При ютом если участники одобряют изменения , то в новом блоке ставится флаги о принятии.
Те изменения, которые не были приняты большинством участников могут ответвится и вестись их приверженцами образовав форк. То есть до определенного момента транзакции в журнале одинаковые , а потом различны и получается два различных журнала.
Получается так , что при наличии контроля в системе PoW более 50% мощностей , а для PoS более 50% всех монет можно получить контроль над системой и формировать блоки, но завладеть чужими средствами всё равно не получится.


7. Использование технологии блокчейн
Технология регистрации является безусловно интересной и применима не только в монетах. Первое как можно использовать технологию это проведение различных транзакций в области продаж, заключение договоров или в банковской деятельности. SWIFT, MasteCard и другие уже рассматривают внедрение данных технологий.
Данная технология так же интересна стартапам. С помощью платформы Ethereum можно выпустить свои монеты и провести ICO (Initial Coin Offering) для привлечения денежных средст для развития бизнеса. Это аналог IPO только на него могут выйти компанией с гораздо меньшей капитализацией. За 2017 год благодоря ICO блокчейн-стартапы привлекли более двух миллиардов долларов.
Более подробно, о том что можно делать с использованием блокчейна можно почитать здесь

8. В завершении
Блокчейн имеет свои проблемы. Да. Алгоритм консенсуса основанный на доказательстве работы весьма тяжёл и расходует слишком много человеческих ресурсов.
Но сама технология является крайне интересной для изменения централизованных систем. Допустим применение болокчейн технологии в государственном аппарате сделало бы систему прозрачной и понятной.

11:55
833

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!