Где хранятся данные блокчейн транзакций на компьютерах пользователей по всему миру

Обновлено: 05.07.2024

Blockchain – одна из самых острых технологических тем – крупные банки и тысячи стартапов работают над использованием идеи блочной цепочки. Некоторые аналитики говорят, что эта технология революционизирует мир не только в сфере финансов, но и в других областях.

Определение «blockchain»

Слово «blockchain» (цепочка блоков) обычно ассоциируется с биткойном. Благодаря ему впервые на практике создателям этой криптовалюты удалось проверить эффективность идеи, которая уходит своими корнями в концепции, созданные специалистами по криптографии в 1970-х годах. Независимо от того, что эффективность биткойна оценивается, как инструмента оплаты и определенного типа денег, специалисты считают, что реестр транзакций, лежащих в его основе, прошел экзамен.

Хранение информации в государственных учреждениях

Как хранится информация в системе Blockchain

Цепочка блоков – это особый способ хранения данных. В отличие от «классических» баз данных, она имеет распределенный характер (он не контролируется одной «защитой») и обеспечивает согласованность некогда введенной информации и механизма проверки добавленных данных вместе с методом достижения консенсуса, когда есть несколько несогласованных записей. Принцип работы Blockchain может быть представлен в упрощенном виде на примере Биткойна.

Как работает Bitcoin-blockchain?

Биткойн- блокчейн – это регистр транзакций, в котором записывается присвоение единиц криптовалюты конкретным адресам (учетным записям пользователей, «портфелям»), их выдаче, транзакциям, генерирующим новые единицы и сборы, взимаемые по транзакциям. Базовой единицей регистра является так называемый блок. Он содержит набор данных о транзакциях, сделанных с момента создания предыдущего блока. Поэтому его можно представить, как «часть» данных. Каждый блок содержит уникальный тег (хеш). Этот тег вычисляется на основе всех транзакций, включенных в блок, а также маркера предыдущего блока в истории. Благодаря этому создается цепочка – каждый блок ссылается на своего предшественника.

В реестре биткойнов есть распределенные узлы – пользователи blockchain имеют копии базы данных, а новые транзакции транслируются в сети, где отдельные узлы проверяют их правильность, а затем работают над созданием следующего блока. Таким образом, двойная версия единицы денег видна другим узлам в сети, проверяющими сделанные транзакции.

Невозможность модификации данных в системе Blockchain

Теоретически можно было бы удвоить единицу денег нечестным пользователем до того, как остальные узлы в сети получат информацию о предыдущей транзакции и обновят свою версию истории операций. В системе blockchain эта проблема была решена путем задержки транзакции. Последующие «части» информации о транзакции включаются в цепочку блоков не в режиме реального времени, а через несколько минут, необходимых для генерации блока. Кроме того, прежде, чем пытаться совершить несправедливую сделку, система защищена особым механизмомом (доказательство работы). Генерация другого блока требует проверки транзакций.

Проще говоря, узел в сети, который хочет создать новый блок, должен сделать следующее:

1. Собрать информацию о транзакциях, которые были сделаны с момента создания предыдущего блока.

2. Отправлять транзакции в сеть.

3. Проверять транзакции в соответствии с требованиями протокола схемы биткойнов.

4. Создать так называемый блок хеш.

Блок хэш является результатом односторонней хэш-функции, которая имеет определенные свойства. Результатом этой функции является строка символов определенной длины, кажущаяся случайной. Даже небольшое изменение одного из аргументов функции приводит к совершенно другому хешу. Важно, чтобы результат хеш-функции не мог «восстановить» свои аргументы иначе, чем путем проверки разных комбинаций символов. Для того, чтобы хеш принимался другими узлами в сети биткойнов, он должен соответствовать важному требованию – иметь правильное количество нулей в начале. На практике эта задача требует использования значительной вычислительной мощности и уровня сложности задачи, алгоритм генерации блоков периодически настраивается на мощность, которую имеют все узлы одновременно, так что новый блок будет генерироваться примерно каждые 10 минут. После генерации хеша, удовлетворяющей его требованиям, он отправляет новый блок остальным узлам со значением nonce. Каждый из шахтеров может легко проверить, действительно ли была выполнена трудоемкая задача, путем самоперечисления хеша.

Создание блоков в системе Blockchain

Создание следующих блоков – задача, в которой каждый узел сети конкурирует друг с другом. Создание блока вознаграждается назначением «шахтера» на приз в виде определенного количества биткойнов. Этот механизм отвечает за поставку новых биткойнов, а величина выигрыша уменьшается с течением времени – каждые несколько лет уменьшается вдвое. Победивший узел получает дополнительные поступления от транзакционных сборов. Таким образом, эта система создает экономический стимул для ведения общей истории транзакций и участия в добавлении последующих частей транзакций.

Стоит отметить, что генерация блочного хэша с использованием хэша предыдущего блока в истории заставляет блоки формировать строку, которая не может быть легко изменена. Можно вообразить, что нечестный пользователь хотел бы изменить транзакцию из прошлого, например, чтобы присвоить биткойн другому владельцу. Фальсификация истории потребует не только создания нового блока, в котором заключена поддельная транзакция, но и изменения последующих блоков. Но даже небольшое изменение при вводе алгоритма хэширования вызывает непредсказуемое изменение пароля и, как следствие, «аннулирует» хэши блоков, которые находятся в истории. В то время «честные» узлы все еще работают над созданием большего количества блоков.Таким образом, злоумышленник должен будет иметь больше вычислительной мощности, чем другие узлы.

Сейчас наблюдается бум блокчейн проектов. Некоторые блокчейны настолько мощные, что являются платформой для написания приложений. Приложения автоматически получаются децентрализованными, устойчивыми к цензуре и блокировке. Но действительно ли всё так хорошо и просто? В данной статье мы постараемся посмотреть на блокчейн как платформу для приложений, сняв розовые очки.

А что же это такое блокчейн?

Блокчейн (blockchain — цепочка блоков) — это неизменяемая структура данных, состоящая из списка блоков, где каждый следующий блок содержит хэш предыдущего блока. В результате такого хэширования цепочка блоков становится неизменяемой: нельзя изменить или удалить блок из середины цепи, не перестроив все блоки выше, потому что малейшее изменение потребует перестройки (пересчета хэшей) всех блоков выше изменения.

Если сделать ещё подсчет хэша каждого блока вычислительно или экономически сложной операцией, то изменение данных в середине цепи становится вообще практически невозможным. Сочетание сложности подсчета хэша нового блока, а также легкости проверки правильности хэша как раз и обеспечивает блокчейну серьёзную устойчивость к неправомерным изменениям. На этом и держится безопасность биткоина и других блокчейнов.

Благодаря этому своему свойству блокчейн проекты могут быть публично децентрализованы. То есть, кто угодно может поставить рабочий узел блокчейна и генерировать новые блоки. В большинстве реализаций блокчейна за генерацию блока дают награду — этот процесс называется майнинг. А поскольку майнить сложно, а результаты твои легко могут быть проверены, то выгодно действовать только честно. Иначе потратишь ресурсы на майнинг, а другие майнеры твой блок не примут — вся работа насмарку. Таким образом, при полной децентрализации и независимости отдельных узлов сеть блокчейнов работает как единое целое.

Но ладно, допустим, одного нечестного майнера легко вычислить и проигнорировать. Но что, если их много, и они сговорились? Представьте, что все люди вокруг вас считают красный свет зеленым. :) И смотрят на вас, как на ненормального, если вы считаете иначе. Социальные эксперименты показывают, что большинство людей в такой ситуации начинают сомневаться и присоединяются к мнению большинства. А ведь в блокчейне как раз и работает правило большинства!

Устойчивость сети к зловредным узлам называется устойчивостью к византийской проблеме (Byzantine Fault Tolerance, BFT). BFT очень важна для публичных сетевых систем, в которые могут свободно добавляться произвольные узлы. Именно такими системами является большинство проектов на блокчейне.

Применение блокчейна не ограничивается созданием криптовалют. Внутрь блока можно записывать что угодно. В биткоине туда записывается список новых транзакций, и применяется это для обмена криптовалютой между её владельцами. В NameCoin в блоках хранятся произвольные пары ключ-значение, что можно применить для создания децентрализованных DNS. В других реализациях блокчейна используются ещё какие-нибудь фишки. А вот Ethereum пошел значительно дальше. Он позволяет хранить в блокчейне не только транзакции, но и полноценные Тьюринг-полные программы, называемые смарт-контрактами, которые позволяют очень тонко настроить блокчейн на прикладную задачу. Например, NameCoin реализуется на Ethereum 5 строками кода.

Ethereum задумывался как универсальная платформа для создания децентрализованных проектов на основе блокчейна. Зачем реализовывать весь блокчейн заново, разворачивать собственную инфраструктуру, если можно парой-тройкой смарт контрактов реализовать то, что тебе нужно, на Ethereum, как, например, аналог NameCoin? Поэтому последнее время Ethereum переживает бурный рост. С марта 2017 ETH (криптовалюта Ethereum) всего за два месяца выросла в цене в 5 раз, и рост продолжается. На Ethereum работают уже сотни приложений, например, социальная сеть AKASHA, биржа фрилансеров Ethlance, игра в слова, да много их!

Блокчейн со смарт-контрактами предоставляет приложениям всю инфраструктуру. Приложения имеют выполняемый на блокчейне код в смарт контрактах. Приложения могут хранить в блокчейне любую информацию, передавая её в свои смарт контракты как данные. Приложения могут читать эту информацию из блокчейна, потому что состояние блокчейна Ethereum — это, по сути, база данных ключ-значение.

Казалось бы, что ещё нужно? Приложения получаются действительно децентрализованными, неподверженными цензуре и запрещению. В общем, блокчейн — это сплошные достоинства! Но если бы всё было так хорошо… При создании действительно мощных приложений сразу обнаруживаются и недостатки.

Неизменяемость. Неизменяемость — это, конечно, хорошо. Именно неизменяемость даёт блокчейну публичность и BFT. Однако есть и обратная сторона медали. Все данные, которые приложения пишут в блокчейн, остаются там навсегда. Поиграли в слова — блокчейн это запомнил. Разместили информацию в социальной сети — она навсегда сохранена в блокчейне, даже если вы потом удалили свой профиль. Взрывной рост числа приложений на блокчейне приводит к сильному раздуванию цепи блоков в размере. Уже сейчас размер полного блокчейна Ethereum перевалил за 130Гб, хотя он работает меньше 2 лет. У биткоина меньше при его солидном возрасте более 7 лет.

Конечно, в некоторые реализации Ethereum включают технологию State Tree Pruning, которая позволяет хранить только последнее состояние блокчейна, с ограниченной историей примерно на сутки, что на текущий момент позволяет сократить хранимую информацию в 20 раз. Например, go-ethereum full node требует для хранения блокчейна 130 Гб, а Parity с поддержкой данной технологии — всего 6 Гб. Однако, учитывая, что рост числа приложений только начинается, а каждому узлу Ethereum приходится хранить все данные всех приложений, это выглядит хоть и необходимой, но всего лишь отсрочкой проблемы. С ростом размера блокчейна он перестанет помещаться на массово выпускаемые жесткие диски, его обслуживание станет по карману лишь большим организациям, что ведет к опасной централизации — сосредоточению контроля над более чем 50% сети у одной организации. Это может нарушить BFT.

Медленность транзакций. За свою устройчивость блокчейны расплачиваются скоростью транзакций. У биткоина 7 транзакций в секунду, у Ethereum — 15. И это на всю сеть, потому что каждый узел полностью реплицирует другие узлы. Добавление нового узла повышает устойчивость системы, но никоим образом не увеличивает скорость её работы или максимальный объём хранения данных. То есть, изменение данных (а каждое изменение данных в блокчейне — это транзакция) является бутылочным горлышком. Популярные приложения сразу же натолкнутся на это ограничение.

Примитивное хранение данных. При том, что состояние блокчейна уже является базой данных «ключ-значение», она довольно примитивна. Поиск возможен только по первичному ключу, объем хранимых данных очень ограничен. Для серьёзных приложений этого явно недостаточно.

Таким образом, при разработке приложений на блокчейнах, например, для Ethereum, проблема хранения данных стоит очень остро. Сейчас нет удовлетворительных способов её решения.

Но ведь существующие приложения, например, AKASHA как-то выкручиваются… В следующей части мы рассмотрим существующие подходы к решению этой проблемы.

Блокчейн (от английского block chain, “цепочка блоков”) – это распределённая (децентрализованная) база данных, доступ к которой может получить любой человек. Иначе её называют “технологией распределённого реестра”, так как не существует какого-либо централизованного органа или регулятора, который мог бы распоряжаться блокчейном по собственному усмотрению. Потому что уже синхронизированные копии самого блокчейна уже раскопировались на миллионы площадок и считаются завершенными. Все изменения отсекаются как неправдивые, если они не были подтверждены соответствующими ключами с нужным уровнем доступа.

Чем отличается блокчейн от классической базы данных?

Классическая база данных хранится на специально для неё предназначенных серверах, которые принадлежат и контролируются организацией, владеющей этой базой данных. Сам блокчейн не контролируется каким-либо одним лицом или организацией, и его безопасность обеспечивается именно его распределённой архитектурой. Если часть компьютеров, на которых хранится блокчейн, будет взломана, это никак не скажется на работе всей системы, что немыслимо для классической базы данных.

Как работает блокчейн?

Иногда технологию блокчейн называют «Интернетом ценностей», и мы считаем, что это хорошая метафора.

Каждый человек может разместить в Интернете информацию, а затем другие люди могут получить к ней доступ из любой точки мира. Цепочки блоков позволяют отправлять в любую точку мира, где будет доступен файл блокчейна, какие-либо ценности. Но у вас должен быть закрытый ключ, созданный по криптографическому алгоритму, чтобы разрешить вам доступ только к тем блокам, которыми вы «владеете».

Предоставляя кому-либо ваш закрытый ключ, вы по сути передаете этому лицу денежную сумму, которая хранится в соответствующем разделе цепочки блоков.

В случае биткоинов такие ключи используются для доступа к адресам, по которым хранятся некоторые суммы в валюте, представляющие прямую финансовую ценность. Этим реализуется функция регистрации перевода средств, обычно такую роль выполняют банки.

Кроме того, реализуется еще одна важная функция: установка отношений доверия и подтверждение подлинности личности, потому что никто не может изменять цепочку блоков без соответствующих ключей. Изменения, не подтвержденные этими ключами, отклоняются. Конечно, ключи (как и физическая валюта) теоретически могут быть украдены, но защита нескольких строк компьютерного кода обычно не требует больших затрат. (Сравните, например, с расходами на хранение золотого запаса в пресловутом Форт-Ноксе).

Это означает, что основные функции, выполняемые банками: проверка подлинности личности (для предотвращения мошенничества) и последующая регистрация сделок (после чего они становятся законными) — могут выполняться цепочкой блоков быстрее и точнее.

Где хранится блокчейн?

Почему блокчейн привлекает столько внимания?

Блокчейн часто сравнивают с интернетом из-за его способности изменить мир. Сейчас людям необходимо содержать огромный штат из юристов, нотариусов, регуляторов, банкиров и прочих бюрократов для того, чтобы заверять и подтверждать события, например, выплату зарплаты или продажу квартиры. Технология блокчейн способна выполнять всю их работу совершенно автоматически, тем самым ликвидируя саму необходимость в наличии посредников.

А где сейчас используют блокчейн?

Технология блокчейн используется практически в любой криптовалюте, обеспечивая её работу. Также блокчейн начинают активно внедрять в банковские системы, системы регистрации прав собственности и различные государственные реестры в нескольких странах мира. В Тунисе на блокчейн перевели цифровую версию национальной валюты.

Чем отличается открытый блокчейн от приватного?

Открытый блокчейн доступен всем, а приватный – только избранным. Может быть очень много разных блокчейнов, некоторые из которых – открытые, а другие – закрытые. Взаимодействовать они пока что не могут, так как в каждом блокчейне можно внедрять свои правила работы, и правила одного блокчейна могут прямо противоречить правилам другого.

Как можно заставить несколько блокчейнов взаимодействовать?

Для решения этой проблемы предлагаются самые разные варианты. Наиболее популярный из них – так называемые сайдчейны (side chains, “боковые цепочки”) – специальные блокчейны, которые нужны исключительно для соединения одного блокчейна с другим в обход возможного противоречия между их правилами.

В чем важность технологии блокчейн?

Сегодня мы уже все привыкли делиться информацией через децентрализованную интерактивную платформу Интернета. Но когда речь заходит о пересылке ценностей (денег), мы обычно вынуждены снова пользоваться услугами старых централизованных финансовых учреждений (банков). Да, методы платежей через Интернет появились сразу же в момент рождения этой сети (наиболее очевидный пример — это PayPal), но они, как правило, требуют интеграции с банковским счетом или кредитной картой, иначе их нельзя реально использовать.

Технология блокчейн предлагает заманчивую возможность избавиться от этого «лишнего звена». Она может взять на себя все три важные роли, которые традиционно играет сектор финансовых услуг: регистрация сделок, подтверждение подлинности личности и заключение контрактов.

Это будет иметь огромное значение, поскольку во всем мире рынок финансовых услуг — самый большой по рыночной капитализации. Перевод хотя бы части этой системы на технологию блокчейн приведет к разрыву большого числа связей в сфере финансовых услуг, но одновременно позволит значительно повысить эффективность и прозрачность этих услуг.

Третья возможная роль этой технологии (заключение контрактов) может оказаться очень полезной и вне сектора финансовых услуг. Помимо ввода в обращение еще одной валюты (биткоина), технология блокчейн может использоваться также для хранения любого вида цифровой информации, включая компьютерный код.

Этот фрагмент кода можно запрограммировать так, чтобы он выполнялся, только когда обе договаривающиеся стороны вводят свои ключи, тем самым соглашаясь на заключение контракта. Этот же код может получать информацию из внешних потоков данных (цены на акции, метеорологические сводки, заголовки новостей и все остальное, что может быть проанализировано компьютером) и составлять контракты, которые будут автоматически регистрироваться при выполнении определенных условий.

Этот механизм называется «умные контракты», и возможности их применения практически бесконечны.

Например, интеллектуальная система терморегуляции может передавать данные об энергопотреблении в интеллектуальную электрическую сеть. При потреблении определенного количества электроэнергии другая цепочка блоков автоматически переводит нужную сумму с вашего счета на счет энергетической компании. В результате автоматизируются работа счетчика и процесс выставления счетов.

Технологии распределенных вычислений и децентрализованного хранения информации были представлены еще в 90-х годах. Однако, слово «блокчейн» стало известно лишь недавно — когда некий Сатоши Накамото показал, как эти технологии можно использовать для устройства новой финансовой системы. Так, в 2008 году появился биткоин, а вместе с этим началась история развития блокчейна.

В 2021 году популярность этих технологий оказалась настолько высока, что стоимость того самого биткоина уже превышает 40 000 долларов за штуку. И, если этим феноменом заинтересовался такой крупный игрок, как Tesla, то почему бы не приобщиться к технологии простым пользователям. Разбираемся пальцах, что такое блокчейн, децентрализованная сеть и криптовалюта.

Народная энциклопедия знает очень много, но это не всегда понятно и доступно простому человеку. Как и в случае с определением технологии блокчейн. Поэтому попробуем разобрать тему на части и узнать, что к чему относится в этих непонятных дебрях криптографии.

Простым языком

Давным-давно, когда еще не вышел десятый айфон, жили Роман и Антон. У Романа было несколько способов передать денежные средства Антону:

передать наличные средства самостоятельно (Роман приходит к Антону и лично передает деньги);
использовать услуги третьей стороны (Роман передает деньги банку, почтовой службе или курьеру, которые передают деньги Антону).

Обычно, третья сторона — это целая совокупность инстанций и сервисов. Поэтому мы имеем цепочку посредников, схема работы которых находится под грифом секретности. С одной стороны, это полезно в целях безопасности — даже если мы зайдем в банк и попросим рассказать технические детали нашего перевода — никто этого делать не станет. С другой стороны, безопасность легко превращается в незащищенность — не зная технических подробностей, остается лишь слепо доверять банковской системе и надеяться, что «третьи лица» окажутся добросовестными ребятами.

Дело в том, что, превращаясь из бумажных в электронные, деньги не меняют своей формы — актуальные системы просто формируют цифровой код с зашифрованной в нем информацией о типе валюты, ее стоимости и количестве, чтобы передать ее от одного хранилища другому. Физически бумажное подтверждение ценности остается на руках пользователя или в сейфе банкомата.

Посредники

Как работает стандартная банковская система переводов: на специальных компьютерах хранится вся информация о клиентах, операциях, имена, фамилии, отчества, адреса проживания, номера лицевых счетов. Нет, это не база данных КГБ — просто мы сами даем разрешение на обработку этой информации, когда регистрируемся на сайте. И это одна из брешей безопасности, которую блокчейн легко устраняет.

Когда Роман переводит деньги Антону через банкомат или онлайн-банк, он, так или иначе, делает запрос в эту базу данных, в реестр, где программное обеспечение проверяет некоторые условия:

Достаточно ли у Романа денег, чтобы переслать их Антону?
Откуда они появились у Романа?
А не занимался ли Роман нелегальным заработком?
Заплатил ли он со своей зарплаты налог?

И еще много подобных проверок, производимых программным обеспечением банков.

После того, как системе безопасности все понравилось, у Романа списывают необходимую сумму и зачисляют на счет Антона. Это привычная система и она централизована: здесь есть свой регулятор, органы управления, но, самое главное, — в системе есть обслуживающий персонал, без которого ничего не будет работать.

Программисты, аудиторы, операционисты, бухгалтеры, руководители, и еще два десятка должностных лиц, с помощью которых вся эта система функционирует, косвенно или прямо работают с переводом денег от Романа к Антону. Это следующая брешь в безопасности, которую блокчейн тоже закрывает.

Что такое блокчейн и как это работает

Еще совсем недавно все расчеты производились наличными деньгами. С развитием всемирной паутины изменился и способ передачи ценностей. Сегодня, в эпоху распределенных вычислений и автономных систем, в сети стало удобнее и безопаснее работать с помощью новых технологий. Например, блокчейн, где информация двигается между различными людьми без участия обслуживающего персонала, а также минуя централизацию, где существует вероятность, что вредная ошибка в коде ПО поможет хакеру забрать деньги или ценную информацию.

Начнем с того, что блокчейн (Block — блок, chain — цепь) — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналоговым примером его структуры представляется бесконечно длинная металлическая цепь, в которой нельзя разорвать или поменять местами звенья.

А еще цепочку блокчейна можно представить как книгу с возможностью добавлять страницы. Каждая новая страница пишется в режиме «онлайн», а остальные нельзя отредактировать или удалить.

Основное движение в такой системе происходит с помощью транзакций. Во время транзакции может выполняться какой-то скрипт, либо прописываться некая заметка с данными. То есть слово «транзакция» не равно денежному переводу и скорее обозначает способ обработки информации внутри сети.

Помимо основных данных, каждый блок имеет уникальный набор параметров: nonce, хеш предыдущего блока, хеш текущего блока и список транзакций.

Чтобы лучше понять, как устроены переводы внутри сети, снова представим страницу книги, где есть такая информация:

Олег перевел Никите 100 долларов.
Вася перевел Хуану 300 песо.
Никита подтвердил пополнение счета на 100 долларов.

В пределах одного блока может храниться несколько тысяч таких записей. Когда память в блоке заканчивается — он закрывается, подписывается и переходит на новый блок в виде хеша или «отпечатка».

Хеш — это некий набор символов, несущий в себе уникальный отпечаток. Он формируется исходя из того, какие транзакции и в каком количестве хранит в себе каждый блок.

В процессе обработки транзакций постоянно проверяются хеши, после чего, словно по пирамиде, система поднимается к последнему хешу, где подтверждается целостность и верность всех предыдущих кодов, чтобы блок закрылся.

Если вдруг кому-то захочется добавить себе в кошелек пару сотен долларов без подтверждения со стороны остальных участников сети, то такая транзакция будет считаться неверной и перезапишется теми хешами, что хранятся у большинства узлов. То есть, если изменить хоть один байт, хоть одну точку, запятую или ноль, то итоговый хеш изменится, и блокчейну придется проверять все эти суммы заново для того, чтобы понять, правда это или ложь.

Из всего этого можно сделать вывод: сеть состоит из блоков, которые можно менять здесь и сейчас, пока они не закрылись. Все записывается в виде транзакций с информацией, которая шифруется как хеши и постоянно хранится в сети в каждом последующем блоке. Если изменить что-то и не найти этому подтверждение у большинства участников, то такие изменения просто не применятся, а блок будет считаться невалидным.

Простыми словами — в системе больше не получится подделать документы задним числом, как бы этого не хотели даже сотни человек, если общая сеть контролируется миллионами участников.

Отсюда и название Blockchain — все работает по цепочке, последовательно и непрерывно.

Кто такие майнеры и зачем они нужны

Мы уже говорили, что основной фактор безопасности заключается в добросовестности третьих лиц, тех, кто занимается обработкой информации. Как и у банковской системы — у блокчейна есть свой обслуживающий персонал. Но это не люди, а программный код, установленный на системах с нодой (сетью) блокчейна, то есть, на компьютерах, которые поддерживают сеть блокчейн. Другими словами — с помощью майнеров.

Для того чтобы провести операцию в блокчейне, необходимо ее создать и поместить в mempool — некую область, где хранятся все транзакции, которые в данный момент хотят совершить люди в блокчейне.

Что делают майнеры: они подключаются к mempool и начинают обрабатывать всю очередь. В глобальном смысле это работает так: система узнает о всех транзакциях в мемпуле, обрабатывает их, записывает в блок, высчитывает хеши и переходит к обработке новых заявок. Чтобы подтвердить валидность (правильность) блока, майнеру необходимо предоставить решение в сеть, которое проверяют другие майнеры и, если все хорошо, и большинство участников принимают результат вычисления хешей, блок считается правильным. Или nonce.

Разберемся на жизненном примере:

За круглым столом сидят десять человек. У них есть пять слов, из которых нужно составить предложение, которое может быть единственно верным из всех вариантов, которые можно придумать. Так, один из участников составил предложение первым и записал его на бумагу. После того, как все закончили задание, полученные предложения сравниваются. Так получилось, что первому участнику удалось составить верное предложение, и остальные семеро подтвердили, что у них получилось то же самое. И только один участник представил другое решение — но, так как он является меньшинством, а его предложение отличается от остальных, этот вариант из пяти слов считают недействительным и выкидывают из системы.

Выходит, для подтверждения настоящей информации в сети нужно договориться, чье решение подходит всем участникам в сети. Этим и занимаются криптовалютные майнеры.

Именно поэтому, в момент появления блокчейна, началась гонка за производительностью распределенных вычислений. Ведь чем больше у майнера вычислительной мощности, тем быстрее и больше информации он обработает в сети. Соответственно, как и банковский персонал, майнеры получают вознаграждение за свою работу. Это и есть основная причина, по которой все стремятся принять участие в добыче криптовалюты.

Децентрализация и распределенность

Мы уже выяснили, что для поддержки сети требуется постоянная и непрерывная работа нескольких мощных компьютеров. На сегодняшний день блокчейн обладает самой большой вовлеченностью вычислительных систем на планете. Даже такие гиганты как Google, Amazon и Apple не могут соревноваться с этой сетью по мощности.

Чем больше людей используют блокчейн, тем мощнее и безопаснее он становится.

Участником сети может стать каждый: достаточно установить официальный кошелек и загрузить полную ноду к себе на диск. С этого момента компьютер станет полноправным узлом в сети.

Например, у одного человека на компьютере стоит копия блокчейна. Есть еще один компьютер, на котором есть еще одна копия блокчейна, и таких десятки тысяч по всему миру. Если какой-либо злоумышленник захочет взломать систему и «нарисовать» себе миллион, мало того, что ему придется пересчитывать все эти блоки самостоятельно, ему еще придется сделать это в каждом компьютере, на каждом узле. А это, конечно же, невозможно — система полностью децентрализована и не имеет управляющих узлов. И с каждым днем таких узлов становится все больше, а шансов на взлом все меньше.

В централизованной системе вся информация хранится на сервере, и, если с ним что-то произойдет — можно попрощаться с ценными данными. В случае с централизованной системой злоумышленникам также проще найти уязвимость, чтобы атаковать главные компьютеры. Это может быть простая брешь в программной безопасности или безответственная работа сотрудника безопасности банка.

Такой большой вопрос безопасности можно решить только с помощью такой же большой сети. А под эти критерии как раз подходит система блокчейн, где каждый блок с информацией копируется одновременно на тысячи устройств без главенствующих в структуре систем.

Транзакции в блокчейн

В отличие от банков и электронных счетов, где для работы требуется слишком много конфиденциальной информации, блокчейн не требует от пользователей ничего: для работы понадобятся лишь два ключа, которые система выдаст при регистрации.

Приватный ключ — это самое ценное. С помощью него подписываются все транзакции в пределах личного кошелька, а поэтому его нужно хранить в конфиденциальном месте. Например, как пароли от онлайн-банков.

Как это работает.

Например, у Романа и Антона есть кошельки и приватные ключи.

Все, что зашифровано приватным ключом пользователя, любой человек может расшифровать при помощи своего публичного ключа. Но не открыть! Так можно узнать информацию по каждому переводу, по каждой транзакции счета — система полностью прозрачна. И в то же время анонимна — ведь никакой личной информации о человеке ключи, кошельки и блоки не хранят.

Биткоин — это не деньги

Мы привыкли считать, что биткоин это какая-то разновидность валюты, денег. На самом деле, понятия баланса в блокчейне нет. Все потому, что блокчейн — это просто записная книга. Обратимся к примеру на картинке:

Понятно, что блокчейн собирает всю информацию о движениях Романа, Антона и Марины, а затем передает это в виде транзакций в мемпул блокчейна. А там все как по инструкции — майнеры подхватывают информацию, считают хеши и подписывают блоки, чтобы поддержать сеть и получить вознаграждение в виде комиссии, которую ребята заплатили во время своих переводов.

Блокчейн и его применение

Биткоин — это не золото и не деньги, а обобщенный и удачный пример работы децентрализованных сетей, где каждый может стать участником и следить за честным исполнением всех событий.

Стоимость таких технологий нельзя считать оправданной или наоборот, недостаточной — здесь все, как на настоящем фондовом рынке. Если продукт хороший и правда что-то из себя представляет, то и цифровой актив прибавит в капитализации и стоимости. Если наоборот — проект считается провалом.

Конечно, все, что связано с блокчейн и монетами, пока еще является сильно волатильными инструментами, которые порой неподвластны даже очень крутым игрокам на рынке. И все потому, что основной объем инвестиций в этой сфере делают обычные люди, а не профессиональные игроки с Уолл-стрит.

С биткоином или любым другим проектом, децентрализованные технологии станут неотъемлемой частью жизни современных структур. Ведь люди хотят обезопасить себя от мошенников, коррупционеров, хотят научиться контролировать свою жизнь больше, чем когда-либо. А блокчейн — это первый и самый большой шаг к новой системе.

Блокчейн — это распределенная база данных, которая содержит информацию обо всех транзакциях, проведенных участниками системы. Информация хранится в виде цепочки блоков. В каждом из них записано определенное число транзакций.

Что такое распределенная база данных? Слово «распределенная» означает: нет никакой централизованной организации, которая бы проверяла этот процесс.

Об эксперте: Артем Генкин, доктор экономических наук, профессор, один из ключевых спикеров онлайн-встреч с авторами онлайн-университета Skillbox и издательской группы «Альпина» –– «Новый мир, новый человек».

По мнению Банка Англии, блокчейн — «технология, позволяющая людям, которые не знают друг друга, доверенно и совместно использовать запись событий». Невозможно скрытно подделать данные внутри этой системы, поэтому она признана коррупционно-стойкой.

Аналогия с блокчейном — ожерелье. Каждая бусина –– это «блок» или запись действия. Это ожерелье — или «chain» (цепь) — не может быть уничтожено или разрушено. Таким образом, блокчейн — это нерушимая цифровая запись действий. Надежность этой системы позволила использовать ее для повышения эффективности денежных операций и обмена информацией среди частных лиц, корпораций и даже госсектора.

История понятия «блокчейн»

Понятие «блокчейн» не имеет национального происхождения, у него сетевое «гражданство». История термина началась в 2008 году, когда аноним или группа лиц, скрывшихся под псевдонимом Сатоши Накамото, опубликовали статью, ставшую манифестом этой инновационной технологии. В статье описывались ее сущностные характеристики и возможности создания децентрализованной системы денежных расчетов.

За последние годы было много версий того, кто мог быть автором этого манифеста. Убедительны некоторые доказательства в пользу его русскоязычного происхождения. Первый блок был сгенерирован в 2009 году, а на сегодня только криптоинструментов на базе разных модификаций блокчейна в мире циркулирует свыше 2 тыс. видов.

Как блокчейн связан с понятием биткоин?

Биткоин — исторически первое и наиболее известное применение блокчейн-технологии. Транзакции в нем –– это переводы средств между кошельками пользователей. Каждому участнику доступна информация о любой из транзакций, когда-либо происходивших в блокчейне, начиная с первого перевода в 2009 году.

Как первое применение блокчейна, биткоин поспособствовал глобальному росту популярности этой технологии и ознакомил мир с ее преимуществами. Но впоследствии в процессе развития на базе блокчейна и его модификаций появились и другие криптовалюты, а также другие, не связанные с криптоинструментами формы эффективного использования этой технологии.

Сферы применения блокчейна: криптовалюта

Внедрение блокчейна увеличивает скорость обмена, уменьшает временные затраты, улучшает качество, надежность и доступность услуг. При этом увеличивается прозрачность и надежность, снижаются риски.

Главная сфера применения блокчейна — криптоиндустрия. Но помимо этого проекты на блокчейне используются в банковском секторе, сфере финансовых услуг, платежных сервисах, госсекторе (госуслуги, реестры недвижимости, нотариат, электронное голосование и др.), транспорте и логистике, IoT, здравоохранении, управлении интеллектуальной собственностью, энергетике, и т. д.

В криптоиндустрии блокчейн стал технологической основой для выпуска криптовалют, которые являются осовремененной версией хайековских «частных денег». При этом крупнейшие из них, такие как биткоин и эфир, имеют глобальный характер обращения.

На основе этой технологии происходит токенизация. Выпуск токенов — это особая форма секьюритизации активов на базе массового и глобального спроса инвесторов. Снижение издержек при этом гораздо значительнее, по сравнению с процедурами традиционных финансовых рынков.

Сферы применения блокчейна: банковское дело

Блокчейн позволяет сделать все процессы в банковской индустрии безопаснее, надежнее и прозрачнее. Денежные переводы, расчеты при сделках с ценными бумагами, аккредитивы, KYC-комплаенс, рутинная работа бэк-офисов банков — все эти операции теперь проходят с внедрением этой технологии.

Блокчейн может сократить затраты банков до 50%. Об этом заявляли еще в 2017 г. аналитики Morgan Stanley. По их мнению, блокчейн мог бы оптимизировать инфраструктуру, радикально сократить затраты и обеспечить необходимое повышение RoE (доходности собственного капитала) банков. Многим банкам, несмотря на присущую им консервативность, опасно было бы недооценивать потенциал этой технологии. Повсеместное ее внедрение может привести к ликвидации некоторых участников мировой финансовой системы.

Сферы применения блокчейна: кибербезопасность

На каждом узле блокчейн-системы хранятся копии всей базы данных в целом, и они сверяются между собой. Это придает системе жизнеспособность даже в случае успешных хакерских атак на ее одиночные узлы. Несмотря на то, что приложения на блокчейне предлагают анонимность, технология может использоваться, чтобы прикреплять реальные идентификационные данные к криптографическим в базе данных.

Известен стартап, создавший удобный способ безопасного внесения данных, их отслеживания и передачи имущественных прав через блокчейн-платформу. Это помогает риэлторским фирмам: управление записями становится удобнее, сокращается время поиска, растет конфиденциальность и прозрачность. Другой кейс — система репутации интернет-юзеров, начисляющая денежное вознаграждение в криптовалюте эфир, исходя из показателей репутации.

Сферы применения блокчейна: удостоверения личности

Такие ID представляют собой перевод персональных данных о человеке на блокчейн, создание его цифрового профиля. Есть большой перечень госуслуг, доступ к которым может быть осуществлен посредством блокчейна, и есть статистика передовых блокчейн-стран (Эстония, некоторые эмираты ОАЭ). Использование блокчейна и блокчейн-ID активным гражданином может стать обычным паттерном поведения уже при жизни современного поколения.

И в России, и на Западе государства в последние десятилетия активно ищут пути оптимизации своей административной деятельности. Хорошим решением для этого было бы перевести в блокчейн все рутинные и архаичные процессы. Проблематику прайваси и защиты информационной безопасности при этом никто с повестки дня не снимал — напротив, в эру блокчейна она станет приоритетом.

Как работают платежные средства на блокчейне?

Можно выделить как минимум два типа платежных средств. Прежде всего, это традиционные негосударственные криптовалюты, такие как эфир и биткоин, которые имеют многомиллиардную (если измерять ее в «традиционных» фиатных долларах США) капитализацию.

Второй тип — криптовалюты центральных банков — это зачастую попытки фиатных государственных эмитентов влить «новое вино в старые меха»: представить новую форму зарабатывания сеньоража, т. е. эмиссию госвалюты, как нечто сверхмодное и прогрессивное. Только единицы проектов по выпуску КВЦБ на сегодня предусматривают подлинно децентрализованный характер их эмиссии.

Критика блокчейна: минусы технологии

Есть проблемы технологического характера. Прежде всего, масштабируемость: сегодня многие популярные системы распределенных реестров не могут обрабатывать большое количество транзакций, что приводит к торможению оборота и процессинга транзакций в них.

Другой минус — недостаток конфиденциальности в связи с квазианонимностью блокчейна. Некоторые типы блокчейна потенциально уязвимы перед хакерскими атаками, а также перед так называемыми «атаками 51%» — когда, в полном соответствии с правилами системы, коалиция пользователей, обладающих большими компьютерными мощностями, может изменить записи в конкретном блокчейне. Этот процесс аналогичен тому, как перехватывает контроль мажоритарный акционер в АО.

Кроме того, регуляторные и правовые риски, а также иногда зашкаливающая ресурсо- и энергоемкость остаются специфическими рисками криптовалютного сектора блокчейн-индустрии.

Прогнозы по рынку: будущее технологии в России и за рубежом

Крупнейшие игроки рынка еще в 2015-17 годах организовались в консорциумы. Ими уже реализованы сотни экспериментов и тестов с блокчейнами различного типа.

Обладание этой технологией остается пропуском в элитарный клуб, ее диффузия в «массы» бизнесменов и потребителей будет не одномоментной. Хайп (и расцвет множества мошеннических проектов с применением криптоактивов), который мы наблюдали в 2017-2018 годах, вряд ли повторится, но успешных внедрений блокчейна в различные сегменты коммерческого и госсектора будет все больше.

Конвергенция ICO / STO с традиционными IPO приведет к трансформации и частичному снятию лишних барьеров на фондовом рынке. Поляризация отношения различных юрисдикций к технологии и феномен blockchain-friendly states — а значит, и регуляторный арбитраж — продлятся еще несколько лет, сменившись глобальным осознанием преимуществ этой технологии и ее зрячим принятием законодателями.

Читайте также: