Технология блокчейна что это
Технология блокчейн: что надо знать в 11 карточках
Что такое блокчейн простыми словами
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.
Что нам стоит блокчейн построить?
Вся история человечества — это непрерывное избавление от цепей и создание новых, еще более крепких. (Анонимный автор)
Анализируя многочисленные blockchain проекты (Bitshares, Hyperledger, Exonum, Ethereum, Bitcoin и др.), я понимаю, что с технической точки зрения все они построены по одним принципам. Блокчейны напоминают дома, у которых при всем разнообразии конструкций, декора и назначений имеются фундамент, стены, крыша, окна, двери, которые связаны друг с другом определенными способами. И если понять основные принципы проектирования зданий, знать свойства применяемых материалов, то можно определить целевое назначение конкретного дома. В настоящее время с блокчейном возникла ситуация, что все про него слышали, но мало кто понимает архитектуру и принципы работы. Поэтому возникает непонимание для чего и как имеет смысл использовать технологии блокчейна.
В данной статье мы разберем общие для всех блокчейнов свойства и принципы. Далее посмотрим на задачи, которые можно решать с помощью блокчейна и для закрепления материала построим маленький, но настоящий блокчейн на своем виртуальном участке!
Итак, давайте вспомним какие проблемы изначально решил блокчейн.
Уверен, что многие скажут про распределенную, децентрализованную, публичную и неизменяемую базу данных. Но зачем это все было нужно?
Я предпочитаю начинать изучение любой технологии с чтения стандартов, так как именно на них основываются все статьи и книги по исследуемой теме. Но стандарты блокчейна в настоящее время отсутствуют, в ISO созданы только комитеты для их разработки. На текущий момент в каждом публичном блокчейн проекте имеется свой документ White paper, который по сути является техническим заданием. Первый общеизвестный блокчейн проект — это сеть Bitcoin. Идем на официальный сайт сети и смотрим с чего все начиналось.
Задача блокчейна
Итак, задача, которую решил блокчейн в сети пионере Bitcoin — это совершение доверительной передачи собственности на цифровые активы (assets) в недоверительной среде без посредников. Например, в сети Bitcoin цифровой актив — это цифровые монеты bitcoin. И все технические решения Bitcoin и других блокчейнов сводятся к решению этой задачи.
Проблемы, которые решает блокчейн
Предположим некая финансовая организация говорит, что построила сеть по всему миру, с помощью которой можно переводить деньги любому человеку. Поверите ли вы ей? Если эта организация Visa или MasterCard, скорее всего, поверите, а если, условно говоря, AnonymousWorldMoney, наверное, нет. Почему же? А потому, что мы прекрасно знаем, как делаются распределенные системы частными компаниями, с какими целями, и к чему это может привести. Рассмотрим подробнее проблемы таких систем, и как они могут быть решены с применением технологий блокчейна.
Допустим, в условной AnonymousWorldMoney стоят сервера с базами данных, и хорошо, если их будет несколько в разных дата-центрах. Когда отправитель переводит деньги, регистрируется транзакция, которая реплицируется на все сервера, и деньги доходят до получателя.
В идеальном мире такая схема прекрасно работает, в нашем же возникают следующие проблемы:
Как блокчейн решает эти проблемы
Архитектура блокчейна
Составные части блокчейна
Каждый участник может запустить свою ноду с полной копией блокчейна (full node). Полные ноды, которые могут записывать транзакции в блокчейн, называются узлами консенсуса (witness) или майнерами (miner). Полные ноды, которые только проверяют правильность транзакций называются узлами аудита (audit). Легкие клиенты (light clients) не хранят полных копий блокчейна, а взаимодействуют с сетью, используя полные ноды.
Большинство пользователей для совершения транзакций используют именно легких клиентов или web кошельки. Все ноды связаны друг с другом. При таком наборе элементов архитектура сети становится более устойчивой:
Жизненный цикл транзакции
Посмотрим на жизненный цикл транзакции и разберем его по частям:
Технологии блокчейна
Остановимся подробнее на технических решениях и их связях друг с другом.
Идентификация
Каждая блокчейн транзакция должна быть подписана цифровой подписью. Поэтому для совершения транзакции каждый участник должен иметь пару ключей: private / public. Иногда пару ключей называют кошелек (wallet), т.к. ключи однозначно связаны с уникальным цифровым адресом и балансом участника. В реальности ключи и адреса — это просто строки цифр в разных системах счисления. Примеры ключей и адреса кошелька:
Для создания цифровой подписи в блокчейнах используется алгоритм, основанный на эллиптических кривых: Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA). Для его работы приватный ключ (256 битное число), обычно, берется случайно. Число вариантов ключей составляет 2 в степени 256, поэтому можно говорить о практической невозможности совпадения значений приватных ключей.
Далее, публичный ключ получается из приватного путем умножения его значения на координаты точки, находящейся на эллиптической кривой, в результате чего получаются координаты новой точки этой же кривой. Это действие гарантирует получение пары ключей, пригодной для цифровых подписей транзакций. И наконец адрес кошелька однозначно вычисляется из публичного ключа.
Есть масса статей с подробностями по криптографии, используемой в блокчейне, например: Bitcoin in a nutshell — Cryptography
Приватный ключ должен быть строго секретен и храниться в безопасности. Публичный ключ известен всем. При утере приватного ключа доступ к активу (монетам) восстановить невозможно и деньги будут утеряны навсегда. Поэтому задача надежного хранения приватных ключей крайне актуальна, т.к. это не банк, куда всегда можно прийти с паспортом и восстановить счет. Существует целая индустрия по производству, так называемых, холодных криптокошельков, похожих на флешки:
или можно использовать более надежные способы, как пример, выбивать значение приватного ключа на жетонах:
Транзакции
Подробнее про структуру транзакции можно посмотреть в статье Bitcoin in a nutshell — Transaction. Нам же важно понимать, что каждая транзакция имеет по крайней мере следующие данные:
Далее транзакция подписывается приватным ключом и рассылается (см. подробности по работе протокола Bitcoin in a nutshell-Protocol) всем нодам в блокчейне, которые проверяют транзакции на валидность. Алгоритм проверки транзакции нетривиален и включает два десятка шагов.
Блоки транзакций
Проверив валидность транзакций, ноды формируют из них блоки. Помимо транзакций в блок записывается хеш предыдущего блока, число (счетчик Nonce), и происходит вычисление хеша текущего блока по алгоритму SHA-256. Хеш должен обладать установленным условиям сложности. Например, в сети Bitcoin сложность хеша автоматически меняется раз в 2 недели в зависимости от мощности сети так, чтобы блок генерировался примерно раз в 10 минут. Сложность определятся следующим условием: найденный хеш должен быть меньше заранее заданного числа. Если данное условие не выполняется, то к Nonce прибавляется 1, и работа по вычислению хеша повторяется. Для подбора хеша используется поле Nonce, т.к. это единственные данные в блоке, которые можно изменить, остальные должны оставаться неизменными. Правильный хеш должен иметь определенное число нулей в начале, например, один из реальных хешей:
После успешного нахождения хеша блок и сам найденный хеш записываются в блокчейн следующим блоком. Подробнее по структуру блоков можно посмотреть в статье Bitcoin in a nutshell-Blockchain, а ниже приведу упрощенную схему:
Блокчейн начинается с блока, у которого еще нет хеша предыдущего блока. Такой блок в блокчейне один и имеет собственное название Genesis block. У остальных блоков одинаковая структура и отличаются они только числом транзакций. Реальные транзакции и блоки создающиеся в настоящее время в Bitcoin или Ethereum можно смотреть в Block Explorer.
Размер блоков в Bitcoin ограничен 1Мб и при минимальном объеме информации в транзакции около 200 байт, максимально в блоке может быть около 6000 транзакций. Отсюда, кстати, и следует производительность Bitcoin, над которой все смеются: блок генерируется примерно раз в 10 мин * 60 сек = 600 сек, что и дает формальную производительность около 10 TPS. Хотя на самом деле — это не производительность, а сознательно реализованный алгоритм работы. В Ethereum для конкуренции просто сделали время генерации блока 15 сек. и производительность формально взлетела. Поэтому в блокчейнах, использующих PoW в качестве консенсуса вообще бессмысленно сравнивать производительность, т.к. она напрямую зависит от сложности вычисления кеша, которую можно назначить любую.
Форки
А что происходит, если, например, несколько узлов нашли хеши удовлетворяющие условиям сложности, но разные по значению (иными словами, пришли к разным консенсусам) и записали блоки в блокчейн? Давайте посмотрим, как блокчейн защищается от данной ситуации. В этом случае происходит, так называемый, форк (‘вилка’), и блокчейн имеет две версии цепочки:
Что происходит далее? Далее часть сети начинает работать над блоком N+2 от одной цепочки, а часть от другой:
Какой-то из этих блоков будет найден раньше и отправлен в блокчейн и тогда по правилам блокчейн должен будет переключиться на более длинную цепочку и отменить все транзакции из альтернативного блока:
При этом, может сложиться ситуация, когда транзакция участника находилась только в одном из блоков форка, который и был отменен. Поэтому, чтобы быть уверенным, что нужная транзакция записалась в блокчейн, есть общая рекомендация — прежде чем доверять транзакции надо подождать пока следующие несколько блоков не будут добавлены в блокчейн. Рекомендации, сколько блоков ждать для разных блокчейнов различаются. Например, для сети Bitcoin минимум — это 2 блока, максимум 6.
Такая же картина с форком блоков будет наблюдаться и при, так называемой, атаке 51% — это когда группа майнеров будет пытаться вырастить альтернативную цепочку блоков, добиваясь отмены цепочки cо своими мошенническими транзакциями. Хотя в настоящее время, вместо мошенничества, выгоднее тратить свои мощности на честный майнинг.
Консенсус
Для записи блока в блокчейн сеть должна прийти к консенсусу. Давайте вспомним, задачу достижения консенсуса в компьютерных сетях связи. Проблема формулируется, как задача византийских генералов BFT (Byzantine fault tolerance). Опуская живописное описание проблем византийской армии, задачу можно сформулировать так: как узлам сети прийти к общему результату, если часть узлов сети могут сознательно их искажать. Существующие алгоритмы решения задачи BFT показывают, что сеть может функционировать правильно, если мошенников меньше 1/3. Почему в сети Bitcoin не был применен консенсус BFT? Зачем нужно было использовать PoW? Есть несколько причин:
Консенсус PoS основан на выборе узла, который может записать блок с транзакциями в блокчейн в зависимости от количества средств на счету, вернее, не на счету, а в залоге, Т.е. чем у тебя больше средств в залоге, тем с большей вероятностью сеть выберет твой узел для записи блока. Залог не возвратится, если блок окажется невалидным. Таким образом реализована защита от мошенничества. Есть следующие вариации PoS:
Надежность и модели развертывания блокчейнов
Устойчивость Public или другое название Permissionless blockchain достигается тем, что каждый может подключиться и просмотреть информацию или даже подключить свой узел, а доверие строится на консенсусе PoW.
Private или Private Permissioned blockchain. В этих блокчейнах только определенная группа участников (организаций или людей) имеет доступ к информации. Такие блокчейны строят организации с целью увеличения общей выгоды или эффективности. Их надежность обеспечивается общими целями участников и алгоритмами консенсуса PoS и BFT.
Существуют Consortium или Public Permissioned blockchain. Это такие блокчейны, к которым каждый может подключиться для просмотра, но добавлять информацию или подключить свой узел участник может только с разрешения других участников. Такие блокчейны строят организации с целью повышения доверия со стороны заказчиков или потребителей продукции или общества в целом. Здесь надежность также достигается присутствием доверия между участниками и теми же алгоритмами консенсуса PoS и BFT.
Smart Contracts
В блокчейны, реализованные после Bitcoin, в той или степени добавлена возможность выполнения смарт-контрактов. По сути смарт-контракт — это транзакция, в которой помещен программный код для выполнения. Смарт-контракты в сети Ethereum выполняются в EVM (Ethereum Virtual Machine). Для начала выполнения смарт-контракта его надо явно запустить другой транзакцией, или должно выполниться предусловия для выполнения. Результаты выполнения смарт-контракта также запишутся в блокчейн. Получение данных извне блокчейна возможно, но крайне ограничено.
Какую бизнес логику можно реализовать с помощью смарт-контракта? На самом деле не так уж много, например проверка условий по данным из блокчейна, изменение собственников цифровых активов в зависимости от этих условий, запись данных в постоянное хранилище внутри блокчейна. Реализуется логика на специальном языке высокого уровня Solidity.
Классическим примером функциональности, которую реализуют с использованием смарт-контрактов — это выпуск токенов для проведения ICO. Например, мной был реализован смарт-контракт на выпуск скромных 500 000 000 AlexToken. По ссылке в Etherscan находится
Больше подробностей про смарт-контракты можно узнать в статье: Что такое смарт-контракты в Ethereum.
Заключение
Мы перечислили технологии на которых построены современные блокчейны и как они связаны друг с другом. Теперь давайте сформулируем, какие задачи можно решить с помощью блокчейна, а решения каких будет, в лучшем случае, неэффективно. Итак, использование блокчейна не обязательно, если:
Что такое Блокчейн (Blockchain)? Технология распределенного реестра простыми словами
Блокчейн (Blockchain) — это способ записывать и хранить цифровую информацию, так, чтобы ее невозможно было подделать, удалить или изменить, не привлекая к себе внимания. Блокчейн состоит из цепочки блоков содержащих информацию, при этом каждый последующий блок связан с предыдущим. Если заменить или убрать хотя бы один из них, разрушится вся цепочка.
Блокчейн как вечный цифровой распределённый журнал экономических транзакций, который может быть запрограммирован для записи не только финансовых операций в качестве криптовалюты, но и практически всего, что имеет ценность (права на недвижимость, автомобили, нотариальные договоры, контракты и т.п.).
Но такое определение не даёт достаточного понимания, что это такое и как он работает. Рассмотрим блокчейн более подробно и постараемся просто и доходчиво объяснить, что же это за технология.
Блокчейн — это универсальный инструмент для построения различных баз данных, который обладает следующими преимуществами:
Позволяя цифровой информации распространяться, но не копироваться, технология блокчейн создала основу нового вида интернета. Технология была первоначально разработана для цифровой валюты, биткоина, но в настоящее время техническое сообщество ищет другие потенциальные варианты использования данной технологии.
Навигация по материалу:
Технология блокчейн простыми словами
Блокчейн (цепочка блоков) — это распределенная база данных, у которой устройства хранения данных не подключены к общему серверу. Эта база данных хранит постоянно растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Каждый блок содержит метку времени и ссылку на предыдущий блок.
Если объяснять на пальцах, то блокчейн часто сравнивают со стандартным дневником или картотекой, куда последовательно в хронологическом порядке вносятся записи о том, что сделано – поспал, поел, постирал, погулял, взял в долг, заплатил 100 долларов за ужин и т.д. Чтобы никто посторонний не мог внести по своему усмотрению изменения в дневник, вся информация особым образом шифруется, причем шифр продуман качественно. Если дневник в одном экземпляре, с ним всякое может случиться – сгорел дом и он вместе с ним, украли, при огромнейшем желании расшифровали и внесли коррективы.
А потому для надежности дневник имеет множество копий, которые хранятся в разных местах. Причем, когда в дневник вносится новая информация, она после проверки обновляется на всех экземплярах.
Применение шифрования гарантирует, что пользователи могут изменять только те части цепочки блоков, которыми они «владеют» в том смысле, что у них есть закрытые ключи, без которых запись в файл невозможна. Кроме того, шифрование гарантирует синхронизацию копий распределенной цепочки блоков у всех пользователей.
В технологию блокчейн изначально заложена безопасность на уровне базы данных. Концепцию цепочек блоков предложил в 2008 г. Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto). Впервые реализована она была в 2009 г. как компонент цифровой валюты — биткоина, где блокчейн играет роль главного общего реестра для всех операций с биткоинами. Благодаря технологии блокчейна биткоин стал первой цифровой валютой, которая решает проблему двойных расходов (в отличие от физических монет или жетонов, электронные файлы могут дублироваться и тратиться дважды) без использования какого-либо авторитетного органа или центрального сервера.
Безопасность в технологии блокчейн обеспечивается через децентрализованный сервер, проставляющий метки времени, и одноранговые сетевые соединения. В результате формируется база данных, которая управляется автономно, без единого центра. Это делает цепочки блоков очень удобными для регистрации событий (например, внесения медицинских записей) и операций с данными, управления идентификацией и подтверждения подлинности источника.
Чем блокчейн отличается от базы данных?
Блокчейн похож на реестр, или базу данных, которая хранится на разных устройствах и постоянно синхронизируется в режиме реального времени. Но есть отличия:
Где используют блокчейн?
Технологию блокчейн используют там, где нужно хранить сведения о различных событиях или транзакциях.
Это лишь несколько наиболее очевидных примеров. Многие называют блокчейн-технологии революционными, а их возможности — безграничными. Например, глава Сбербанка Герман Греф еще в 2016 году говорил о том, что блокчейн перевернет все индустрии без исключения,_ в том числе и государственные органы.
Как работает система 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.
Что такое распределённая база данных?
Представьте таблицу, которая тысячи раз продублирована в компьютерной сети. Затем представьте, что эта сеть разработана таким образом, что она регулярно обновляет эту таблицу, – и у вас уже есть общее представление о блокчейне.
Информация, хранящаяся в блокчейне существует как общая и постоянно сверяемая база данных. Такой способ использования сети имеет очевидные преимущества. База данных блокчейна не хранится в каком-то единственном месте, а это означает, что он сохраняет записи действительно публично и они легко проверяются. Не существует централизованной версии этой информации, которую бы мог повредить хакер. Копии хранятся на миллионах компьютеров одновременно, и ее данные доступны для всех желающих в Интернете.
Для того, чтобы перейти к аналогии с электронными таблицами Google, предлагаю прочитать следующее мнение специалиста в сфере блокчейн.
Типы блокчейнов — приватный и публичный
Поскольку на данной технологии могут строиться разные типы сервисов и приложений, то и выделяют приватный и публичный blockchain.
Приватный блокчейн
Такие блокчейны считаются эксклюзивными и создаются для развития частного бизнеса. Они закрытые и централизованные, поддерживаются и контролируются своими создателями и подчинены корпоративным целям. Чтобы стать участником приватного Blockchain нужно выполнить определенные условия, а майнить новые блоки могут только определенные сертифицированные пользователи.
Публичный блокчейн
К публичным системам блокчейн может присоединиться и стать майнером любой желающий, поскольку их администрированием занимается само сообщество.
Какова надёжность и долговечность блокчейна?
Блокчейн-технология, как и Интернет, имеет встроенную устойчивость к ошибкам. Сохраняя блоки информации, идентичные во всей сети, блокчейн не может:
Биткоин был изобретен в 2008 г. С этого времени блокчейн Биткоина работает без существенных сбоев. (На сегодняшний день, проблемы, связанные с Биткойном, были из-за взлома сервисов, построенных поверх него, или недостаточного контроля. Другими словами, эти проблемы возникают из-за плохих намерений и человеческих ошибок, а не из-за недостатков в архитектуре протокола).
За почти 30 лет Интернет доказал свою надёжность. Это достижение служит хорошим предзнаменованием для блокчейн-технологии, которая продолжает развиваться.
Как бы революционно это ни звучало, блокчейн действительно представляет собой механизм, обеспечивающий высшую степень учета и идентификации. Больше не будет пропущенных транзакций, ошибок человека или машины, или даже изменений, сделанных без согласия вовлеченных сторон. А наиболее важно то, что блокчейн помогает гарантировать законность транзакции путем записи её не только в главном реестре, а в распределённой системе реестров, связанных через защищенный механизм проверки.
Сферы применения блокчейна
Сущность «цепи блоков» как общедоступной, распределенной и 100% достоверной базы данных делает применение блокчейн весьма привлекательным для компаний, работающих в разных областях.
В настоящее время уже существует ряд расширений для разработки бизнес-приложений на блокчейн, обеспечивающих:
Внедрение технологии блокчейн в России и на Украине
В РФ технологию собираются официально узаконить и начать внедрять в 2021 году, приняв к тому времени необходимые нормативно- правовые акты. Пока что крупные банки страны совместно с Центробанком с целью повышения эффективности финансовой системы создали платформу «Мастерчейн».
Интересный проект на блокчейне действует в Москве. Платформа называется «Активный гражданин», и с ее помощью проводят всевозможные голосования, касающиеся улучшения жизни в столице.
В Украине уже сегодня на блокчейн частично перевели Государственный земельный кадастр. В частности, на этой технологии работает процесс проверки выписки. На втором и третем этапе блокчейнизации кадастра на распределенный реестр переведут существующую базу данных, а затем приступят и к хешированию всех проводимых транзакций. На очереди также Государственный реестр вещевых прав на недвижимое имущество.
Плюсы и минусы технологии
Как видим, блокчейн – универсальная технология, применимая в разных сферах жизни, что является однозначным ее плюсом. Помимо уже рассмотренных выше открытости, безопасности и защищенности, при внедрении блокчейна на глобальном уровне можно навсегда забыть о таких проблемах, как:
Скептики выдвигают следующие контраргументы:
По поводу угрозы 51% надо сказать, что на молодые экосистемы «атака Голдфингера» вполне реальна, но, чтобы сосредоточить под своим контролем свыше 50% вычислительной мощности сетей Ethereum или Bitcoin нужно выбросить на ветер огромнейшую сумму. И не факт, что блокчейн обрушится, хотя такой сценарий серьезно повлияет на стоимость криптовалюты. Хакеры уже давно стали частью системы, ее темной стороной, и они не заинтересованы в обвале цен и тем более уничтожении виртуальных активов.
Что же касается проблемы роста блокчейна, то и прогресс не стоит на месте. Жесткие диски в 1ТБ давно уже доступны обычным пользователям. На момент написания статьи размер блокчейна Bitcoin 234 ГБ, а в будущем, несомненно, будут изобретены еще более объемные и компактные носители цифровой информации.
Блокчейн кошелек
От названия инновационной базы данных получил свое имя один из кошельков для хранения биткоинов, который был основан в 2011 году. Это лишь один из многих блокчейн кошельков, он дан здесь для примера, со всеми их видами можете ознакомиться в нашем обзоре криптовалютных кошельков.
Также отдельно мы разобрали самые популярные кошельки для блокчейнов Bitcoin (BTC) и Ethereum (ETH):
Blockchain-кошелек предлагает нам не просто хранить наши монеты, но и является обозревателем блоков, то есть именно здесь можно просмотреть какая транзакция, куда была отправлена, а также проследить цепочку передачи монет от момента их возникновения (если неосторожно купить криптовалюту или продать, то можно выдать данные о себе, которые будут доступны каждому).
Кошелек давно пользуется хорошей репутацией как надежный и удобный сервис, и если бы не высокие комиссии, то площадку и впрямь можно было бы назвать лучшей. Но, в последнее время, Blockchain требует слишком много за совершение транзакции, а при маленьких сборах (их устанавливает сам пользователь) транзакция может долго где-то блуждать, а потом так и возвращаться к своему владельцу неподтвержденной. Несмотря на это, многие пользователи верны сервису — завести на нем аккаунт можете и вы.
Регистрация Blockchain кошелька для биткоина
Если вы решились зарегистрировать онлайн биткоин-кошелек, то почему бы не сделать это прямо сейчас? Представляем короткое руководство пользователя, которое в несколько шагов сделает вас счастливым обладателем кошелька для блокчейна биткоина.
Для входа в систему выберите в разделе «Кошелек» функцию «Login in», а затем укажите данные, которые были заданы при регистрации. Уже из личного кабинета вы можете настроить уровень безопасности аккаунта, который вам будет наиболее удобен.
Также очень важно хранить пароль доступа к кошельку, ведь его потеря грозит потерей денег. Для того, чтобы иметь шанс восстановления доступа советую сразу же запросить мнемонический код и хранить его в надежном месте.
Регистрация мульти-кошелька Матби
Если вам нужен кошелек сразу для нескольких криптовалют, оптимальным выбором будет онлайн-кошелек “Матби» (https://matbea.com). Сервис предлагает наиболее низкие комиссии на транзакции, удобный интерфейс и безопасное хранение криптовалютных активов.
Матби это сервис для обмена криптовалют, работающий с 2014 года, который предлагает еще и функционал кошелька, защищая средства пользователей трехфакторной аутентификацией:
Это делает “Матби” относительно безопасным сервисом для хранения цифровых денег.
Кошелек на “Матби” появится автоматически после регистрации, состоящей в заполнении пары полей и подтверждения. Для каждой криптовалюты “Матби” предлагает отдельный кошелек: для Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dash, Zcash, Monero и других.
Транзакции в сети блокчейн
Блокчейн — это защищенный от несанкционированного доступа цифровой реестр общего пользования, который ведет учет транзакций в публичной или закрытой одноранговой сети. Распределенный между всеми узлами сети реестр непрерывно записывает историю операций с активами между одноранговыми (одного порядка) узлами сети в виде блоков информации.
Все утвержденные блоки транзакций соединяются в цепочку — с начального блока до последнего добавленного, отсюда и название технологии — блокчейн (англ. block chain — цепочка блоков). Таким образом, блокчейн выступает в качестве единого источника достоверных данных, а участники блокчейн-цепи видят только те транзакции, которые относятся именно к ним.
Вместо того чтобы обращаться к третьим лицам, например, финансово-кредитным организациям, в качестве посредников при проведении транзакций, узлы блокчейн-сети используют специальный протокол консенсуса для согласования содержимого реестра, а также криптографические алгоритмы хеширования и электронно-цифровые подписи для обеспечения целостности транзакции и передачи ее параметров.
Механизм консенсуса гарантирует, что распределенные реестры являются точными копиями, что снижает риск появления мошеннических транзакций, поскольку постороннее вмешательство может возникнуть во многих местах одновременно. Криптографические алгоритмы хеширования, такие как алгоритм вычислений SHA256, гарантируют, что любое изменение входных данных транзакции, даже самое незначительное, приведет к появлению другого значения хеша в результатах расчетов, что указывает на вероятность компрометации входных данных транзакции. Электронно-цифровые подписи гарантируют, что транзакции осуществляются легитимными отправителями (подписаны закрытыми ключами), а не злоумышленниками.
Децентрализованная одноранговая блокчейн-сеть лишает отдельных участников или групп участников возможности контролировать базовую инфраструктуру или дестабилизировать всю систему. Все участники сети равны и подключаются к ней по одним и тем же протоколам. Участниками могут быть физические лица, государственные структуры, организации или объединения всех перечисленных типов участников.
По сути система записывает хронологический порядок проведения транзакций со всеми узлами сети, признавшими действительность транзакций посредством выбранной модели консенсуса. Результатом являются не подлежащие отмене транзакции, согласованные всеми участниками сети децентрализованно.
Блокчейн сейчас и в будущем
Вполне возможно, что сейчас – именно то время, когда технология проходит обкатку вживую на весьма значимых областях общественной жизни, и в скором времени мы увидим все больше и больше проектов и платформ, использующих блокчейн. Уже сейчас банки пытаются активно внедрять это у себя (в том числе и для снижения операционных расходов), на рынке появляются все новые и новые игроки, стремящиеся популяризовать использование технологии.
Новые проекты на блокчейне будут основываться на его главных преимуществах – открытости, защищенности, безопасности.
Поэтому блокчейн станет хорошим подспорьем для любых сервисов, где пользователи могли переживать о возможном мошенничестве или о сохранности данных:
Всего за несколько лет блокчейн уже прошел путь от новинки в технологическом мире до инструмента, которым начинают пользоваться крупные банки, корпорации и государства.
Что только укрепляет уверенность в том, что в будущем технология раскроет свой потенциал еще сильнее.
Сферы применения
Ситуация на рынке наглядно демонстрирует, что технология блокчейн работает не только в финансовой индустрии. Существуют десятки отраслей экономики, в которых нашла практическое применение система распределенных реестров:
Список можно было еще продолжить, но для полного обзора недостаточно формата данной статьи.
Блокчейн в России и Украине
Не только на Западе, но и на просторах СНГ предприниматели сумели оценить потенциал блокчейн технологий. Вот несколько примеров.
В начале 2018 года была запущена лаборатория блокчейн в Сбербанке. Она предназначена для:
Команда лаборатории будет работать с другими участниками крипторынка, поддерживать новые проекты, заниматься популяризацией блокчейн технологии.
Альфа-Банк и компания S7 продают авиабилеты через систему блокчейн Ethereum. Следующей авиакомпанией заинтересовавшейся реализацией авиабилетов в системе распределенных реестров стал Аэрофлот.
В 2017 году Украина создала государственную блокчейн-платформу OpenMarket. За прошедший период оборот средств на этом онлайн-аукционе составил несколько миллионов гривен.
Примеры самых популярных проектов на технологии блокчейн
Таких проектов существует очень много и постоянно появляются новые, здесь рассмотрим лишь несколько из них.
Преимущества, которые дает использование блокчейна, раскрываются при решении широкого спектра задач, возникающих в реальной жизни: отправка валюты, документооборот, хранение файлов и децентрализованная торговля. При этом любой человек может вложить деньги в стартапы, использующие цепочку блоков в качестве базовой платформы для разработки. Блокчейн находится на раннем этапе своего развития, поэтому прибыль инвесторов в перспективе может оказаться еще более внушительной, чем рост биткоина в течение последних шести лет.
Представляем вашему вниманию самые перспективные блокчейн-проекты, которые всего через несколько лет могут кардинально изменить нашу жизнь.
Ethereum
Ethereum (Эфириум) — второй по капитализации проект среди всех публичных криптовалют. Основной идеей «Эфириума» является использование умных контрактов — записей, содержащих условия выполнения определенных действий. Условием может стать любое действие — например, передача товара заказчику или появление записи об отгрузке новой партии шоколадных конфет. Разработчик, использующий блокчейн Ethereum, может запрограммировать необходимые триггеры и действия с помощью встроенного языка сценариев. При этом каждая запись может быть проверена всеми заинтересованными сторонами: реестр данных остается открытым и децентрализованным.
Благодаря высокой гибкости умных контрактов именно Ethereum стал одной из наиболее популярных платформ для создания новых блокчейн-проектов. Разработчикам больше не нужно придумывать собственную реализацию цепочки блоков: достаточно лишь создать нужную надстройку над уже существующей системой.
Главный недостаток умных контрактов Ethereum — отсутствие внятных моделей взаимодействия с некоторыми реальными процессами: например, с помощью программного кода невозможно отследить физическую передачу товара от поставщика к покупателю. Следующий проект пытается решить эту проблему.
Aragon
Aragon стал одним из наиболее успешных блокчейн-стартапов 2017 года: его создатели собрали более 25 миллионов долларов на развитие своего проекта в течение 15 минут, после чего капитализация плавно выросла еще в 3 раза в течение недели.
Идея, предложенная разработчиками Aragon, кому-то может показаться излишне амбициозной: проект реализует концепцию децентрализованных организаций, существующих исключительно в рамках блокчейна: никаких бумаг и бюрократических процедур, только цифровые данные. Между тем, даже беглая оценка проекта показывает, что ничего утопического в этих декларациях нет. На сайте Aragon уже доступна альфа-версия программного обеспечения, которая успешно справляется с задачами, возникающими при создании стартапов и других частных онлайн-проектов:
Согласно дорожной карте Aragon, именно малые инновационные бизнесы станут первыми пользователями проекта. В ближайшие месяцы планируется значительное расширение функциональности и введение системы разрешения споров, которая позволит привязать исполнение умных контрактов к реальным бизнес-процессам. Таким образом, Aragon закладывает основы новой децентрализованной экономики и позволяет существенно снизить издержки компаний.
Проект NEM, созданный крупной командой разработчиков из Японии, во многом похож на уже рассмотренный нами Ethereum и является платформой для разработки различных блокчейн-проектов. Однако, в отличие от Эфириума, данный стартап ставит во главу угла скорость обработки транзакций: подтверждение действия в системе занимает считанные секунды. Данное преимущество позволяет NEM конкурировать с биткоином, который в последнее время испытывает большие проблемы со скоростью и стоимостью совершения денежных переводов.
В отличие от Bitcoin, ориентированного на совершение переводов между частными лицами, NEM предлагает платформу, позволяющую осуществлять миллиарды транзакций на межбанковском рынке. Разработчики проекта активно работают над дальнейшим увеличением пропускной способности сети и снижением комиссий. Благодаря высокой скорости отправки средств NEM является привлекательной криптовалютой для банков и других крупных финансовых организаций.
Ripple
Ripple — главный конкурент проекта NEM. Использование блокчейна Ripple позволяет банкам существенно снизить транзакционные издержки и сократить время прохождения денежных переводов по всему миру.
Примечательно, что Ripple уже тестируется несколькими крупными финансовыми корпорациями, что косвенно говорит о хорошем потенциале проекта. О своем участии в проекте заявили такие мощные структуры, как Mitsubishi UFG, UniCredit и Национальный банк Абу-Даби.
Недостатком Ripple считается не слишком прозрачная система распределения активов: более 50% капитала находится под контролем разработчиков. Таким образом, при составлении инвестиционного портфеля наиболее разумным выбором станет равное распределение средств между конкурирующими проектами NEM и Ripple.
Sia — проект децентрализованного облачного хранилища. В отличие от традиционных сервисов по типу Google Drive или Amazon S3, хранящих пользовательские данные на собственных серверах, Sia предлагает механизм распределения зашифрованной информации на множестве независимых компьютеров.
Рассмотрим модель работы Sia более подробно.
В чем же состоит преимущество Sia перед традиционными облачными сервисами? Все дело в стоимости подписки: затраты на хранение файлов в децентрализованном хранилище в 10-15 раз ниже, чем у традиционных файловых хостингов. Кроме того, зашифрованные файлы не могут быть вскрыты по требованию полиции и других государственных структур.
Еще один проект, практически идентичный Sia — распределенное хранилище Storj. При инвестировании разумнее всего распределить средства между обоими проектами.
ДАШ — это цифровая наличность с улучшенными характеристиками конфиденциальности и анонимности. Ключевым преимуществом Биткоина была надёжная децентрализованная система обмена ценностью между людьми, у которых были все причины не доверять друг другу.
Такова природа “Темных рынков” (Даркнет). Печально известный “Шелковый Путь” был закрыт властями США за торговлю наркотиками, поддельными паспортами и прочими нелегальными товарами. Люди, которые пользовались этой системой во многих странах, очевидно, работали вне закона — можно смело предположить, что большинство пользователей этой системы были преступниками. Как два преступника, у которых есть все причины не доверять друг другу, могут надёжно совершить сделку через Интернет? Здесь и нашлось первичное “убойное” применение для Биткоина (хотя собственно сами случаи оплаты заказных убийств через эту торговую площадку не известны).
К сожалению, кричащие заголовки в прессе тех лет захватили внимание и воображение публики таким образом, что криминал и криптовалюты всё ещё тесно ассоциируются друг с другом. Все “забыли”, что преступники также были первыми пользователями мобильной связи, пейджеров, радиосвязи, автомобилей, электронной почты и всех прочих передовых технологий. Создается впечатление, что полиция вечно находится в роли догоняющего.
Сегодня уже с большой долей вероятности можно говорить о том, что любая транзакция Биткоина может быть отслежена, и несколько преступников из Даркнета уже испытали это на собственной шкуре. Так что кажущаяся конфиденциальность Биткоина быстро исчезает, когда властям действительно надо кого-то найти.
DASH возвращает нас в те ранние времена нетронутой конфиденциальности, действующей на принципах наличных денег. Наличность, как и любой инструмент, сама по себе не имеет морали — она не может быть “плохой” или “хорошей”. Это просто средство для передачи ценности. И вполне естественно, что люди хотят сохранять конфиденциальность своих финансов. Законы в разных странах могут сильно отличаться, и попытка купить Библию в Северной Корее может закончиться тюремным заключением… или чем-то похуже…
ДАШ обеспечивает анонимизацию транзакций на уровне протокола сети, что позволяет сохранить неопределенность источника и получателя денежных переводов. И если правительства высказывали претензии даже по отношению к Биткоину, то возможности DASH им точно не понравятся. Этот функционал достаточно интересный, а главное — востребованный в современном мире тотальной слежки. Помимо этого, в ДАШ реализован механизм моментального подтверждения транзакций, а также уникальная модель управления и самофинансирования — Биткоину тут есть чему поучиться.
Bitshares
Bitshares позиционирует себя как блокчейн 3-го поколения. Его токены могут использоваться в качестве доказательства владения объектами. Даже собственность в физическом мире может быть связана с этими токенами для её распознавания и идентификации. Это позволяет торговать и прослеживать смену прав собственности в децентрализованной сети.
Также Bitshares работает как децентрализованная торговая площадка для обмена объектами собственности. При этом их текущую цену можно зафиксировать, выразив её в более стабильных единицах, таких как доллар или золото.
Утверждается, что торги могут вестись в глобальных масштабах. Bitshares вполне может стать чем-то вроде платформы для электронной торговли следующего поколения для любого вида объектов.
Применение криптовалют и других децентрализованных технологий все еще находится на этапе осмысления. Предсказать, какие из ныне существующих проектов смогут пробить себе дорогу в большую жизнь, достаточно трудно. При этом блокчейн используется не только реальными разработчиками, но и создателями финансовых пирамид, желающих заработать на росте интереса к данной технологии.
Перед принятием решения об инвестировании средств в конкретный блокчейн-стартап советуем подробно изучить доступную информацию о проекте:
Есть еще сотни интересных и перспективных блокчейн проектов, за новостями о них следите на нашем сайте.
Заключение
Заканчивая рассказ о системах распределенных реестров нужно сказать, что технологию недооценивают, а часто и не желают принимать как государственные деятели, так и простые граждане. Все новое часто встречается в штыки. Важно объяснить людям принцип действия, потенциал и экономическую необходимость внедрения децентрализованных систем. В будущем блокчейн изменит нашу жизнь.
По большому счету Всемирная паутина является децентрализованной веб-платформой. Но к сожалению ее оккупировали посреднические службы. Если нужно совершить перевод денег в сети, мы прибегаем к услугам сторонних сервисов. Всевозможные электронные кошельки для фиатных средств, обычно интегрируются с банковским счетом или картой.