Блокчейн что это такое

Что такое блокчейн? Расскажем простыми словами

Наверняка вы уже слышали термин «блокчейн», но, может быть, не обратили на него особого внимания, посчитав несерьёзным модным словечком или техническим жаргонизмом. Но мы считаем, что технология блокчейн — это прорыв с очень масштабными последствиями, которые затронут не только сферу финансов, но и многие другие отрасли. В этой статье мы расскажем, что такое блокчейн, простыми словами.

Блокчейн (цепочка блоков) — это распределённая 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.

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 обеспечивает синхронизацию копий распределённой цепочки блоков у всех пользователей.

Представьте себе цифровую историю болезни: каждая запись и есть такой блок. У этой записи есть метка: дата и время внесения. Изначально считается обязательным запрет на изменение записей задним числом, потому что нужно, чтобы записи о диагностике, лечении и т.д. не допускали разных толкований и оставались в исходном виде. К записям могут получить доступ только врач, у которого есть один закрытый ключ, и пациент, у которого есть другой. Затем к этой информации получат доступ только те, кому один из этих пользователей предоставит свой закрытый ключ (например, больница в целом или отдельный специалист). Так, например, может использоваться технология блокчейн в медицинской базе данных.

В технологию блокчейн изначально заложена безопасность на уровне базы данных. Концепцию цепочек блоков предложил в 2008 году Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto). Впервые реализована она была в 2009 году как компонент цифровой валюты — биткоина, где блокчейн играет роль главного общего реестра для всех операций. Благодаря технологии блокчейн 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.

Визуальное отображения децентрализованного биткоин-сервера

Как же работает технология 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 свой закрытый ключ, вы по сути передаёте 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 ещё одна важная функция: установка отношений доверия и подтверждение подлинности личности, потому что никто не может изменять цепочку блоков без соответствующих ключей. Изменения, не подтверждённые 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.

В чём важность технологии блокчейн?

Сегодня мы уже 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 практически в момент рождения этой сети (наиболее очевидный пример — PayPal), но они, как правило, требуют интеграции с банковским счётом или кредитной картой, иначе их нельзя полноценно 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 всём мире рынок финансовых услуг — самый большой по рыночной капитализации. Перевод хотя бы части этой системы на технологию блокчейн приведёт к разрыву большого числа связей в сфере финансовых услуг, но одновременно позволит значительно повысить эффективность таких услуг.

Третья возможная роль этой технологии (заключение контрактов) может оказаться очень полезной и вне сектора финансов. Помимо ввода в обращение ещё одной валюты (биткоина), технология блокчейн может использоваться 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 всё остальное, что может быть проанализировано компьютером) и составлять контракты, которые будут автоматически регистрироваться при выполнении определённых условий.

Этот механизм называется «умные контракты» (смарт-контракты), и возможности его применения практически бесконечны.

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

В нашем примере с медицинскими записями врач или пациент могут передать свой закрытый ключ медицинскому устройству, например монитору уровня сахара в крови. Тогда это устройство может автоматически, с соблюдением требований безопасности регистрировать значения уровня сахара в крови пациента, а затем, например, обмениваться данными с устройством для инъекций инсулина, которое будет на основании этих данных автоматически поддерживать нормальный уровень сахара.

Данный подход подходит и для контроля использования интеллектуальной собственности: он может определить, сколько раз пользователю разрешено получить доступ к информации, поделиться ею или скопировать её. Ещё его можно использовать для создания систем голосования с защитой от фальсификаций, распространения информации без цензурных ограничений и многого другого.

Хотите больше новостей? Facebook. Быстрее всех? Telegram и Twitter. Подписывайтесь!

Читайте далее наш биткоин-гид:
Что такое биткоин?
Майнинг биткоинов и других криптовалют
Как купить биткоин?
Заработок биткоинов: биткоин-краны
Кто придумал биткоин?
Зачем использовать биткоин?
Как работает биткоин?

что это такое и есть ли будущее у технологии Blockchain

Не в таком уж далеком прошлом большинство людей даже предположить не могли, что жизнь возможна без таких привычных и необходимых атрибутов, как нотариусы, банки, регуляторы, регистраторы и т. п. Ведь убери все это, и наступит хаос!

Но с появлением и популяризацией технологии blockchain стало приходить понимание того, что возможен другой формат обмена важной информацией, денежными средствами, документами – без посредников, напрямую между заинтересованными сторонами.

И все же, только немногие понимают настоящую суть и ценность этой технологии, и не без оснований считают ее величайшим прорывом. Большинство же относятся ко всему, связанному с данным вопросом, с определенной опаской и считает, что ни к чему, кроме криптовалют, блокчейн отношения не имеет, поэтому и интересоваться этой технологией нужно только поклонникам цифровых денег.

Так это или нет, и в чем же суть данной технологии, мы и будем рассматривать сегодня. И постараемся сделать это максимально понятно и доступно.

Для начала, объясним, что называется, «на пальцах»

Объяснение это, конечно же, не имеет никакого отношения к блокчейну, как таковому (его структуре и предназначению), но дает понятие об идее, заложенной в суть данного изобретения. Представьте себе, что вы завели дневник (или, например, картотеку), куда решили скрупулезно заносить каждое свое действие, сохраняя хронологию. Поспали – записали, пообедали в ресторане – отметили это событие в дневнике, указав название блюд и их стоимость, встретились с друзьями, посетили выставку, провели уборку квартиры – все в дневник, с подробностями.

Но при этом, вы еще хотите сохранить свои записи в секрете и обезопасить их от изменений, которые могли бы внести посторонние люди. Значит, вам нужно их зашифровать, причем качественно и надежно, чтобы ваш шифр не был взломан.

И, наконец, нужно обеспечить своему дневнику сохранность, а то мало ли что может случиться – его могут украсть, вы можете его потерять, он может сгореть при пожаре и т. д. Чтобы не утратить вместе с дневником всю важную для вас информацию, вы делаете много-много копий и раздаете на хранение всем друзьям и знакомым. Причем, когда вы вносите в свой экземпляр новые данные, они автоматически появляются и в копиях.

Вот такая схема. Конечно, вряд ли кто-то в здравом уме станет настолько подробно фиксировать каждый свой шаг, да еще шифровать эту информацию и хранить в сотнях копий, но если речь пойдет о важных конфиденциальных данных или неких финансовых взаимоотношениях, то почему бы и нет? Естественно, здесь речь пойдет уже не о дневнике и его бумажных «двойниках», розданных родным и друзьям, а о технологическом решении, способном обеспечить и секретность, и сохранность, и невозможность вмешательства третьих лиц. А именно этими качествами и отличается bloclchain-технология, о которой мы продолжим говорить уже в более серьезном ключе.

Блокчейн – что это и как это работает?

Для начала нужно осознать, что это не что иное, как технология или инструмент, на базе которой (или при помощи которого) создаются какие-то полезные «вещи». На данный момент широкой публике из этих «вещей» наиболее близко знакомы криптовалюты (в частности, Биткоин), поэтому, наверное, многие и считают, что блокчейн и цифровые деньги это, в принципе, одно и то же.

Но это не совсем так, вернее, совсем не так. Просто в основу цифровой валюты (Bitcoin, например) заложена рассматриваемая нами технология. И именно в этом варианте очень хорошо видны все ее преимущества, такие как конфиденциальность, безопасность, защищенность от постороннего доступа, прозрачность и т. п. Но вы не можете не понимать, что такие критерии очень важны не только в денежных вопросах, но и во многих других сферах человеческой жизнедеятельности, например, для обеспечения прозрачности выборного процесса или для сохранности и защищенности важной информации. Да мало ли еще для чего.

Если вы все еще не можете объединить в своем сознании крипто деньги и выборы, то просто забудьте (на время) про криптовалюту, и отнеситесь к blockchain просто, как к распределенной и очень хорошо защищенной от взлома базе данных (любых данных), чем он, по сути, и является. А такая база, согласитесь, может пригодиться в очень разных сферах.

Как это работает?

Будем, как и положено, двигаться от более простого к более сложному. Потому что объяснить, что собой представляет рассматриваемая технология, было куда проще, чем, не злоупотребляя специальными терминами и понятиями, рассказать о том, как она работает. Ну, попробуем:

Общее понятие. Итак, мы с вами пришли к выводу, что блокчейн это база данных. Состоит она из множества блоков (blockchain – цепочка блоков), одновременно сохраняется на тысячах компьютеров и характеризуется такими особенностями, как децентрализованность, распределенность, прозрачность, защищенность от постороннего вмешательства, конфиденциальность и невозможность изменить записанную информацию. Устройства, на которых хранится информация, не имеют подключения к единому серверу.

Блоки представляют собой список упорядоченных записей, их количество постоянно растет. То есть появляются новые блоки, содержащие ссылки на предыдущие и временные метки. Шифрование данных обеспечивает доступ к изменению информации только непосредственно владельцу, то есть человеку, имеющему закрытый ключ, а также за счет шифрования решается вопрос синхронизации копий цепи у всех ее участников.

Попробуем объяснить на примере из жизни. Допустим, мы имеем дело с историей болезни, естественно с ее цифровым вариантом. Любую запись в такой истории можно считать звеном (блоком) блокчейн-цепи, она имеет временную метку, то есть отмечено, какого числа и в какое время она была сделана. Понятно, что корректировать записанное в истории категорически запрещается, поскольку это может исказить картину болезни и привести к неправильному лечению. Другими словами, нельзя допустить, чтобы кто-либо мог вносить в документ какие-то изменения по своему усмотрению, возможно, с целью навредить больному. Поэтому единственные люди, имеющие доступ к этому документу, это лечащий врач и пациент, каждый из которых имеет свой секретный ключ. Если в этом возникнет необходимость, то доступ, конечно, может быть открыт и другим людям (например, какому-нибудь узкому специалисту, приглашенному для консультации), но это возможно лишь при передаче этим людям ключа одним из владельцев.

Децентрализация и распределение данных. В нашей жизни много значимой информации, которая находится где-то на хранении. Женились вы, купили машину или дом, родились у вас дети – обо всех этих событиях есть записи на сервере какого-то государственного или частного учреждения. Хранятся они централизовано. А нет такой централизованной базы, которую нельзя было бы взломать, чтобы внести в данные изменения.

В blockchain подход принципиально другой. Информация хранится не в одном определенном месте, а распределена по огромному количеству компьютеров, расположенных в самых разных уголках планеты. Система существует, пока хоть один из этих компов работает, а вариант, когда все они одновременно вышли из строя, согласитесь, выглядит почти нереальным.

Безопасность. За безопасность можно не беспокоиться. Во-первых, в отличие от централизованного хранения, здесь нужно взломать все компьютеры сети, чтобы произвести изменения, а для этого нужны такие вычислительные мощности, что «овчинка» себя явно не окупит. А, во-вторых, на пути фальсификаторов есть еще одно серьезное препятствие в виде шифра и цифровой подписи, в которой используются открытый и закрытый (секретный) ключи.
Открытость и анонимность. С одной стороны, база открыта всем желающим, и каждый может ознакомиться с содержимым блоков. К примеру, узнать, что был осуществлен перевод на сумму в 100 тысяч долларов. Но вот узнать, кто именно перевел эту сумму и кому она адресована – нельзя, это конфиденциальная информация, раскрыть которую могут только сами участники обмена.

Плюсы и минусы технологии

Блокчейн-технология, конечно, не совершенна, она имеет свои достоинства и недостатки, с которыми мы вас сейчас и познакомим.

Плюсы:

Система децентрализована, то есть не привязана к единому центральному серверу. Все данные распределены среди пользователей-участников, что делает ее взлом практически невозможным. Если хакеру даже удастся внести изменения в одну или несколько копий, то остальные ее, в любом случае, отвергнут. А «ломать» больше половины участников сети вряд ли под силу самому крутому взломщику.
Каждый пользователь имеет полноценную зашифрованную копию базы данных. Для достижения консенсуса копии синхронизируются.
Благодаря полной прозрачности системы, информация о проведенных транзакциях доступна всем желающим.
База на основе блокчейн-технологии пополняется информацией в виде новых блоков, но добавляются они только при согласии всех участников.

Минусы:

Здесь главная проблема – масштабируемость. Количество транзакций, обеспечиваемое blockchain за секунду, на сегодня очень мало по сравнению с теми же платежными системами. И база с каждым днем «весит» все больше. Эти проблемы решаются, вернее, предпринимаются попытки их решить, но пока особенных успехов нет.
Еще один минус, это возможность «атаки 51%» (сосредоточение более половины вычислительных мощностей, условно говоря, в одних руках). Но этот «минус», скорее, из области невероятного – слишком уж огромные ресурсы нужно задействовать для осуществления такого предприятия.

Почему blockchain-технология так важна?

Поделиться информацией сейчас не проблема, интерактивная интернет-платформа открывает для этого широкие возможности, и вы легко можете мгновенно передать свои мысли и чувства друзьям, живущим на другом конце света. А вот с материальными ценностями (деньгами) ситуация другая. Конечно, систем перевода денег в сети предостаточно, и появились они давным-давно. Но использовать их можно лишь путем интеграции с кредиткой или вашим счетом в банке, то есть опять-таки прибегая к услугам централизованной финансовой системы в лице банков.

Рассматриваемая нами технология позволяет это посредническое звено исключить из цепочки. Ведь здесь можно и зарегистрировать сделку, и заключить контракт, и заверить подлинность того или иного лица. Если на эти «рельсы» перевести, хотя бы, какую-то часть наиболее крупного по капитализации рынка финуслуг, то эффективность этих самых услуг возрастет многократно, хотя, не спорим, многие связи в этой сфере будут разорваны.

Очень заманчивые перспективы, выходящие за рамки финансовой темы, обещает заключение контрактов на базе блокчейна. Ведь в блоках может храниться любая цифровая информация, в том числе и компьютерные коды, что позволяет разрабатывать так называемые «умные» контракты. Например, код получает необходимую информацию из внешних источников (это может быть все что угодно, от прогноза погоды до цен на акции) и составляет договор, регистрация которого будет автоматической в случае выполнения оговоренных условий. Сфера применения таких «умных» контрактов (смарт-контрактов), практически, неограниченна.

Вернемся, хотя бы, к нашему медицинскому примеру. Ведь владелец закрытого ключа может передать его не человеку, а какому-то медицинскому аппарату, например, тому, что отслеживает показатели содержания сахара в крови больного. Этот аппарат, отслеживая соответствующие параметры, может передавать их другому устройству, отвечающему за введение инсулина. И как только возникнет необходимость, исходя из запрограммированных условий, пациенту будет введено лекарство, чтобы нормализовать уровень сахара.

Можно использовать такой подход и для предотвращения фальсификаций во время голосования, и для защиты интеллектуальной собственности, и в нотариальном деле, и в логистике, и много где еще.

Сейчас уже вовсю проводятся эксперименты с внедрением данной технологии в самые разные области нашей жизни. Нельзя сказать, что все так уж безоблачно в этом деле, но в силу своих очевидных преимуществ технология блокчейн просто не может не быть востребованной, а значит, ее время стремительно приближается.

Читайте также: Биржи криптовалют: полезные советы при выборе подходящей площадки в 2018 году

Что мешает широкому внедрению blockchain?

Есть несколько препятствий, тормозящих этот процесс:

Во-первых, это необходимость постоянно поддерживать надлежащий (а значит, очень высокий) уровень безопасности системы, для чего необходимы постоянные сложные вычисления в больших объемах. Чтобы их осуществлять, нужно обеспечить наличие огромной ресурсной базы. В случае с BTC проблема была решена привлечением ресурсов пользователей за определенные комиссионные отчисления.
Второй момент заключается в том, что ресурсы должны быть распределены и ни в коем случае не должны попадать под управление какого-то единого центра или группы, так как в противном случае они могут быть использованы этой группой в своих, не факт, что хороших, целях.
И третий фактор противодействия – банальные «палки в колеса» со стороны тех, кто на внедрении прозрачной и децентрализованной технологии теряет заработок или возможность влиять на события не совсем честными способами.

А что же на просторах СНГ?

Некоторые подвижки в плане внедрения данной технологии в странах бывшего союза есть. Например, Украина начала с перевода на блокчейн части Государственного земельного кадастра, а именно той части системы, которая отвечает за проверку выписки. Но это только начало. В дальнейшем планируется еще несколько этапов блокчейнизации – сначала на распределенный реестр будет переведена вся база данных кадастра, а потом будет внедряться хеширование всех производимых операций. Есть планы и в отношении Госреестра прав на недвижимость.

В Российской Федерации блокчейнизироваться собираются в следующем году (2019), подготовив предварительно нормативно-правовую «подушку». На текущий же момент есть попытки окунуться в тему, получившие воплощение в виде платформы «Мастерчейн» (совместная разработка Центробанка и ряда крупных банков страны), а также «Активного гражданина» – это изобретение московских властей, представляющее собой платформу для голосования по поводу тех или иных инициатив по улучшению жизни в столичном граде, где свою точку зрения может оставить любой москвич.

Подробный разбор термина блокчейн простыми словами, преимущества и возможности

В данной статье речь пойдет не о авторитетном ресурсе blockchain.info, а о технологии блокчейн! Если вам необходим обзор того самого кошелька, тогда читайте статью — как создать кошелек биткоина.
Blockchain является технологией, на основе которой разработан биткоин. Многие считают, что данная разработка используется только в сфере криптовалют. Однако есть множество вариантов применения блокчейна и вне сферы цифровых активов. Так, эксперты считают блокчейн наиболее значимым прорывом последнего времени наравне с появлением интернета. Что такое блокчейн-технология, говоря простыми словами? Давайте же попытаемся разобраться в этой теме подробнее.
Содержание:
Вступление

Что такое блокчейн-технология?

Как это работает?

Почему блокчейн так популярен?

Где все это можно применять сегодня?

Какие есть реальные перспективы на будущее?

Заключение

Блокчейн что это за технология?

Блокчейн что это такое — если не особо углубляться в технические подробности, то саму схему работы системы блокчейна возможно объяснить достаточно просто. Образно выражаясь, это виртуальная учетная книга, что есть у каждого пользователя системы, которая при этом регулярно обновляется вследствие произошедших событий. Так, в такую книгу возможно записать какое-угодно событие. Начиная от финансовых сделок с какими-нибудь криптовалютами и заканчивая результатами голосований при выборе правительства либо просто вашими личными данными.

Казалось бы, что здесь особенного? Однако ключевым отличием блокчейна от уже существующих баз данных является тот фактор, что виртуальные страницы (блоки информации) данной учетной книжки единовременно сохраняются у всех участников сети, регулярно обновляются и перепроверяются. Так, если кто-либо захочет обмануть либо взломать данную систему, пытаясь убрать или добавить новую страницу, то вся система тут же сделает запрос к тысячам иных версий данной книги, найдет несоответствие по структуре блоков и отменит некорректные изменения.

То есть если кто-нибудь занесет в блокчейн данные о том, что, к примеру, конкретная жилая квартира принадлежит именно вам с указанием всей соответствующей документации, то уже никакие злоумышленники и целые государственные структуры не смогут умышленно исказить эту информацию и переписать ваше имущество на кого-нибудь другого. Как вы понимаете, такие примеры возможностей использования системы блокчейна можно приводить еще очень долго.

Как работает блокчейн?

Вся базовая система технологии blockchain является постоянно возрастающей последовательностью из блоков, что распределяются между пользователями при помощи пиринговой сети – многие люди используют эти же сети для загрузки и скачивания торрент-файлов.

Так, в каждый новый блок прибавляется определенная временная отметка, что называется хэш-суммой – проще всего ее представить в виде уникальных отпечатков пальцев. Такие блоки строго в установленном системой порядке укладываются в своего рода цепочки. Отсюда и происходит название технологии blockchain, что переводится с английского как «цепочка блоков». Как уже было указано ранее, если кто-то попробует переставить установленную последовательность из блоков, то такая цепь будет отвергнута системой из-за многих нарушений по структуре и самим хеш-суммам.

А как раз для того, чтобы никто не сумел поменять временные отметки от блоков и пересчитать все хэш-суммы, система блокчейна применяет несколько методов защиты, которые называются ProofofWork, что переводится как «доказательство от работы» и метод ProofofStake, что означает «доказательство по владению». Но здесь информация о том, что такое блокчейн, отнюдь не заканчивается.

Почему блокчейн так популярен?

Все вышеописанные технологические нюансы предоставляют множество весьма выгодных особенностей для участников в системе. Так, участники транзакций по определению не способны как-то обмануть друг друга. В этой сети вам не нужны различные посредники наподобие банка. Вся система полностью децентрализована – в ней нет конкретного центрального узла, давление на который способно уничтожить всю сеть. Соответственно, нет и одного конкретного управляющего органа, который способен «вертеть» всю систему, как ему выгодно. Операции в блокчейне прозрачны для всех его пользователей из-за того, что все данные находятся в одной базе.

Где все это можно применять сегодня?

Кроме уже всемирно популярных криптовалют, перспективная технология всей системы блокчейна привлекает к себе пристальное внимание даже традиционных финансовых секторов. Согласно данным фонда SantandaterInnoventures, в конце 2017 года было зафиксировано более 48 удачных случаев применения технологии в области традиционного «финтеха».

Кроме этого, нельзя забывать про смарт-контракты, благодаря которым можно избавиться от массы проблем с юридической волокитой и бюрократией. Так, сегодня многие электронные нотариусы, как например, компания Stampery, заверяют документы при использовании блокчейна.

Еще один удачный вариант применения системы – это область авторского права, а также личных сведений пользователей. Так, популярный сервис Ascribe дает возможность многим художникам и многим другим представителям творческих профессий подтверждать их авторство с применением блокчейн-технологий. А такие стартап-проекты, как Civic и UniqWallet, дают возможность людям создавать свои цифровые ID при помощи блокчейна. Данные записи невозможно подделать, и они имеют все шансы заменить в будущем обыкновенные удостоверения проверки личности.

Естественно, областей для внедрения блокчейн-технологий существует огромное множество – от торговли драгметаллами до разработки систем по распределению энергии и проведения президентских выборов в конкретном государстве.

Какие есть реальные перспективы на будущее?

После понимания того, что такое блокчейн, стоит разобраться в перспективах данной технологии. Так, несмотря на всю инновационность и технологичность блокчейна, у этой системы хватает и собственных проблем.

Так, для эффективного внедрения блокчейн-технологий необходимо основательно перестраивать большие системы с огромным количеством пользователей. А каждая устоявшаяся система старается сохранить свои параметры и сложившуюся структуру, сопротивляясь каким-либо изменениям. То есть внедрение такой удобной технологии лучше всего начинать с малых масштабов. Наилучшим примером здесь является Швеция, где постепенно переводят свой земельный кадастр на технологию блокчейна.

На текущий момент блокчейн не подконтролен какой-либо законодательной базе и очень далек от этого. Эксперты считают, что для приобретения широкого доверия технологии нужно соответствовать определенным стандартам.

К тому же для поддержания всей системы необходимо большое количество многих вычислительных ресурсов. Специалисты дают прогноз, что затраты на поддержание сети биткоина к 2022 году достигнут уровня энергопотребления в Дании.

Заключение

В качестве заключения о том, что такое блокчейн, стоит добавить, что все технические тонкости, процессы и возможности современных блокчейн-технологий за один раз объяснить крайне трудно. В любом случае, большинству людей знание всех нюансов и не нужно. Куда важнее понимать общий принцип технологии и то, как она устроена. А вместе с этим придет и понимание огромного потенциала данной системы, которая, вполне возможно, в скором будущем изменит в том числе и вашу жизнь.

Что такое блокчейн простыми словами

Что такое блокчейн, нужно определится в самом начале статьи. Когда в разговоре слышишь слово блокчейн, сразу понимаешь — собрались майнеры, трейдеры, инвесторы — люди зарабатывают на криптовалютах. Однако это понятие уже давно вышло из узкой среды профессионалов, и теперь им оперируют многие. Если вы до сих пор не разобрались, что это такое, читайте нашу статью, где мы простыми словами расскажем про блокчейн.

Предприятия-посредники осложняют жизнь, затрудняют операции и тратят наше время. Возьмем, к примеру, банк — мало того, что для многих операций будет запрашиваться личная информация, так вы еще потратите много времени и денег — банки живут на проценты от финансов, крутящихся в системе.

Во время глобализации появление криптовалют и блокчейна закономерно и оправдано. Те, кто «в теме», называют эту систему прорывом века и новым шагом в развитии общества. Те же, кто не посвящен в нюансы криптомира, относятся к блокчейну, биткоину, майнингу и криптовалютам настороженно, ожидая, что «мыльный пузырь» лопнет со дня на день.

Блокчейн самыми простыми словами

Допустим, вы ведете личный дневник учета. Вы записываете в него, что делали, как потратили деньги, сколько заработали. Обычно этот дневник имеется в одном экземпляре.

С блокчейном иначе — записи о транзакциях зашифрованы, а сам дневник (его копии) одновременно хранится у всех ваших знакомых. Записи в нем постоянно обновляются, информация актуальна, и риски потерять дневник отсутствуют – вы можете восстановить его заново.

Блокчейн (перевод с английского «цепочка блоков») – это, если говорить простыми словами, тот же дневник или база данных, которые представлены в виде блоков, которые хранятся на большом количестве компьютеров. Новые элементы появляются постоянно — по мере накопления информации. В каждом блоке содержится вся накопившаяся информация (то есть записи транзакций).

Безопасность, децентрализация, доступность данных в любое время суток и в любом месте – это блокчейн.

Blockchain: зачем он нужен

Вся информация об операциях, транзакциях, выплатах и других действиях где-то хранится. Чаще всего это сервера банков, государственных организаций, предприятий. Эту информацию можно изменить, чем пользуются недобросовестные люди. Технология blockchain или же цепь блоков, если нужен перевод с английского, гораздо надежнее. История операций не хранится в одном месте — она распределена по тысячам компьютеров в мире. В таком виде данные хранить надежнее — они не пропадут, не потеряются, не исчезнут.

В этом и есть смысл blockchain — создать такую систему хранения данных, которая была бы прозрачна, безопасна. У системы имеются главные признаки:

Безопасность;

Открытость;

Распределенность.

Вся информация в системе закодирована, и подобрать код нереально — он слишком сложен, и это экономически нецелесообразно.

Чтобы похитить или изменить данные, придется не просто раскодировать и поменять данные на одном сервере или компьютере, а на всех, входящих в систему. Еще один вариант —обладать контролем над 51% мощностями майнинга биткоина.

Учитывая, что компьютеров может быть как несколько сотен тысяч, так и несколько миллионов, поменять информацию на всех устройствах практически невозможно. Даже в подписи присутствует два ключа — публичный и приватный. Только ключ позволяет открыть доступ к данным участника.

Цифровые данные распространяются по цепочкам без необходимости копирования. Данное качество привело к тому, что технология blockchain стала фундаментом нового типа интернета. Blockchain изначально был разработан в качестве основы для криптовалюты bitcoin, однако специалисты в области цифровых технологий пророчат ему большое будущее, находя все новые перспективы использования.

Возьмем еще один пример — Википедия. Она была создана не одним пользователем, а многими, и каждый может вносить в нее новую информацию, следить за ней и контролировать записи. Нечто подобное существует и в блокчейне: цепочки блоков — не продукт создания отдельного человека, а результат действия людей, участвующих в сети. В этом заключается принцип распределения — каждый участник является и создателем, и контролером.

Суть технологии блокчейн

Что такое блокчейн биткоина? В рамках сети создается таблица, которая повторяется много раз (миллионы и тысячи) на компьютерах, подключенных к этой сети. Каждый компьютер следит за информацией и может ее контролировать, однако попытка изменения этой таблицы на одном компьютере сразу раскроется. Это сразу будет замечено другими пользователями, у которых хранится не измененная таблица. Сеть защищена от мошенников и фальсификаций.

Открытость информации для пользователей сети является принципом данной технологии. Важным преимуществом распределения стало отсутствие посредников. Да, иногда можно услышать, что Национальный банк через некоторое время станет своеобразным гарантом, выполняя функцию посредника, но на практике места посреднику нет.

Как работает блокчейн сети биткоин

Несмотря на обилие информации, разобраться с blockchain, даже если это объяснять простыми словами, довольно сложно. В чем же заключается самая суть — проще рассмотреть на примере.

У вас есть некоторая сумма денег, которую вы хотите отправить своему другу из России в Штаты. Вы можете воспользоваться банком, но он снимет с вас комиссию, и скорее всего немалую, а кроме того – потребуется время. Если нет желания ждать неделю или переплачивать проценты, воспользуйтесь блокчейном.

Вы создаете кошелек и покупаете на нужную сумму биткоины. Ваш приятель также создает кошелек, на который вы должны будете отправить сумму в биткоинах.

Майнеры создают блок, в который входят транзакции. Он выстраивается в цепочку. Для создания используется хеш предыдущего блока, хеш всех транзакций и переменная nonce. Эти значения прогоняются через определенный алгоритм, и на выходе получается хеш нового блока. Так происходит процесс майнинга.

Транзакция подтверждается, и ваш знакомый получает на кошелек биткоины на нужную сумму. Биткоины можно перевести в фиатные деньги, обменять на другую криптовалюту (альткоины). Основной смысл в том, что blockchain позволил быстро перевести деньги.

Величина комиссии может быть различной — ее сумму устанавливает создатель перевода. Транзакция с маленькой комиссией происходит медленнее — ведь все майнеры заинтересованы в большем вознаграждении, они настраивают оборудование с приоритетом на наибольшую комиссию. Чтобы операции с маленькими комиссиями также переводились быстро, структура блока позволяет обрабатывать только 10% супервыгодных переводов.

Что надо знать о хешировании

Выше мы писали о хешировании, но подробно этот термин не рассматривали.

Хеширование — основной элемент криптографии, без которого вся работа системы не была бы возможна.

Хеширование представляет собой проверку целостности цифрового или буквенного сообщения и выполняется с помощью специального алгоритма. Прогоняя сообщение через этот алгоритм, участник системы его хеширует, в результате чего получает хеш. Этот хеш своего рода код, который состоит из 60 символов — букв или цифр.

Хеш вместе с сообщением отправляется получателю. Получатель прогоняет его через этот же алгоритм, то есть раскодирует сообщение. Получается хеш, идентичный тому, который был отправлен ему раннее. Такая кодировка (иными словами хеширование) подтверждает, что никаких изменений в сообщение не вносилось. Хеширование — процесс необратимый. Сообщение нельзя дехешировать. Если сообщение уже получено и подтверждено, снова хешировать нельзя.

Основатель биткоина Сатоши Накамото (кстати, до сих пор не ясно, один ли это человек или группа лиц под псевдонимом) решил соединить хеши в цепочку, получив цепочку блоков.

Транзакции в блокчейне и роль приватных ключей

Выше мы говорили о создании биткоин кошелька, но на самом деле то, что считается кошельком, как таковым не является. Если говорить о кошельке WebMoney или другой виртуальной валюте, то в блокчейне биткоины хранятся по другому принципу. Контроля над финансовым балансом не происходит. Но как же система узнает, достаточно ли у вас средств, чтобы отправить, к примеру, 100 биткоинов вашим знакомым?

Рассмотрим подробнее, как происходят транзакции. Сумма биткоинов значится только у вас в кошельке, то есть она записана только у вас, к примеру, на телефоне в виде хеша. Blockchain эту информацию не знает — он ее не хранит, не записывает, не проверяет. Если необходимо отправить кому-то 100 btc, сеть блокчейна будет искать поступления на кошелек, чтобы сумма поступлений составляла 100 биткоинов. Допустим, на кошелек приходила тысяча транзакций по 0,1 биткоину — система сложит эти транзакции, получит нужную сумму и поймет, что у вас достаточно средств, которые можно отправить, кому захотите.

Развитие технологии Blockchain

Майнеры, обрабатывая транзакции, выпускают новые блоки и новую порцию биткоинов, за что получают награду. Простота и возможность получить криптовалюту практически из воздуха – вот основные причины, почему биткоин и блокчейн стали так популярны.

Blockchain или же цепочка блоков, как говорит перевод с английского, с самого начала позиционировал себя как простая, прозрачная и быстрая технология. Ее прародина — Япония, и уже потом она пришла в другие страны. Изначально она была задумана, как противостояние несовершенной банковской системе, поэтому разработки преимущественно используются в сфере финансов. Однако если раньше с ней работали только узкие специалисты, то сегодня эта технология входит в нашу жизнь семимильными шагами, и отмахнуться от нее уже не получится. Да и стоит ли? Многие современные экономисты считают, что за блокчейном будущее, а отражение этого мы находим в новостях мира криптовалют.

Безопасность, быстрота, открытость транзакций и принципы анонимности привели к тому, что даже представители государств и госструктур больше не могут закрывать глаза на технологии блокчейна, используемые в криптовалютах.

А за рубежом виртуальные деньги применяют не только для проведения транзакций, но и для приобретения почти любых товаров:

интернет-магазины Amazon и eBay;

некоторые рестораны сети Subway;

за битки можно купить билет на самолеты airBaltic;

на Кипре можно оплатить обучение криптой;

Dell стала принимать платежи за технику криптовалютой одной из первых.

Отличие эфириума от биткоина

Биткоин (bitcoin) и эфириум (ethereum) — основные криптовалюты, о которых слышал, наверное, каждый продвинутый пользователь интернета. Кто-то считает их конкурентными системами, кто-то – аналогами. Эфириум и биткоин постоянно сравнивают по выгоде, капитализации и популярности. Сегодня с отрывом выигрывает биткоин, однако ситуация может поменяться. В блокчейне биткоина и эфира применен метод достижения распределенного консенсуса PoW (Proof of Work), именно майнеры благодаря PoW обеспечивают безопасность сети.

Что такое блокчейн Ethereum? С эфириумом все сложнее, он изначально создавался как платформа, которая должна была превзойти биткоин. Эфириум — некая экосистема для интеграции новых децентрализованных приложений, своеобразный сервисный комплекс и основа для создания программного продукта с возможностью майнинга монет эфира.

Новым технологиям есть куда развиваться, а закономерные подъемы курсов криптовалют подтверждают тот факт, что blockchain сегодня нужен, и со временем он будет только набирать обороты. Есть уверенность, что скоро мы увидим его во многих сферах нашей жизни, не только в финансовой. Повсеместное распространение – только дело времени. Совсем скоро уже каждый школьник будет знать о технологии блокчейн.

Отличная статья 2

Что такое блокчейн простыми словами?

Что такое блокчейн?

Термин Блокчейн (Blockchain) дословно переводится как «цепочка блоков» (block – блок, chain – цепочка). По своей сути блокчейн – это распределенная база данных, состоящая из блоков, в которых записывается и хранится информация. При этом копии данной базы данных существуют единовременно и независимо друг от друга на множестве компьютеров - узлов, составляющих сеть.

Каждый блок хранит в себе тот или иной тип данных об операциях, которые выполняют пользователи. Таким образом, в сети регулярно формируются новые блоки, а blockchain содержит в себе всю историю операций в сети.

В очередном созданном блоке хранится заголовок и список транзакций, выполненных за прошедшее время. После формирования блока он подвергается проверке другими пользователями. Если они дает согласие, то блок добавляется в конец цепочки, после чего его уже невозможно изменить. Блок содержит в себе не только новые данные, но и зашифрованную информацию о предшествующих блоках. В конечном итоге происходит автоматическое обновление базы данных на всех устройствах, имеющих подключение к системе.

Технология Блокчейн простыми словами

Если объяснять термин blockchain простыми словами, то данную технологию можно сравнить, например, с рабочим журналом какого-либо предприятия, куда в хронологическом порядке с указанием времени записываются произведенные операции или действия. Например: включение оборудования, диагностика его работоспособности, выполнение каких-либо операций или экспериментов на оборудовании, полученные результаты и тп. Каждая такая запись – это аналогия «блока» в блокчейне.

Представьте, что данный дневник хранится в сейфе с кодовым замком. Таким образом, каждый раз, когда работнику нужно внести новую запись, необходимо сначала извлечь журнал из сейфа, набрав секретный код. Это аналог приватного ключа в системе blockchain.

Теперь самая главная особенность. Представим, что сейф в данном примере не обычный, а со встроенным сканером. Каждый раз, когда журнал с новой записью убирается обратно в сейф, внутри срабатывает автоматика и производится сканирование страницы с обновленным содержимым. Данный скан тут же отправляется на почту сразу нескольким ответственным лицам. Т.е. создается множество копий текущего состояния журнала.

Таким образом, если недобросовестный работник захочет подправить запись в журнале, то в принципе, физически он это сделать сможет. Но элементарная проверка истории сканов сразу же выявит нарушителя. Поэтому смысл таких исправлений теряется.

Аналогично работает и технология блокчейн. При создании каждого блока, или записи, он дублируется сразу на всех компьютерах сети - узлах. Таким образом, каждый узел имеет свою копию blockchain, что делает невозможным совершения поддельных операций.

Кто создал блокчейн?

По легенде, сформировавшейся в криптовалютном сообществе, разработчиком системы blockchain является Сатоши Накамото. Однако существуют мнение, что на самом деле за этим псевдонимом скрывается целая группа американских программистов. Как бы там ни было, о Сатоши Накамото впервые узнали в 2009 году, когда он продемонстрировал криптовалюту Bitcoin. Примечательно, что это произошло через два года после создания технологии блокчейн. Биткоин осуществляет свою работу именно по технологии blockchain.

Некоторые эксперты полагают, что Накамото не имеет прямого отношения к созданию блокчейна, поскольку он лишь позаимствовал идеи других людей (децентрализация валют, формирование независимых друг от друга цепочек блоков, метод подтверждения осуществленных транзакций и т.д.). Все, что сделал Сатоши Накамото — это собрал все решения воедино.

Благодаря возникновению Bitcoin, развитие технологии blockchain стало более активным. В 2013 году молодой российский программист Виталик Бутерин продемонстрировал Ethereum — новую децентрализованную площадку, основанную на блокчейне, но обладающую более широким спектром применения. Таким образом в цифровом мире произошла еще одна революция. Раньше все пользователи сети были вынуждены участвовать в создании новой системы для того, чтобы сделать возможным выпуск мобильного приложения. С появлением Ethereum необходимость в этом отпала сама собой. На сегодняшний данная система является основой множества криптовалют, приложений и сервисов.

Как работает блокчейн?

Блокчейн работает следующим образом. Пользователи сети формируют данные, которые подлежат сохранению в отдельных блоках. Далее происходит создание блока данных, которому необходимо подключиться к сети. Поскольку реестр находится на компьютерах многочисленных пользователей, он подвергается проверке всеми этими устройствами. Блок присоединяется к цепочке блоков-транзакций в случае отсутствия сбоев при проверке. Место каждого нового подключенного блока зависит от времени его создания.

После этого изменить блок становится невозможно, потому что криптографический шифр защищает данные в сети. Использовать данные может только обладатель этого шифра. В конце концов происходит автоматическое обновление базы данных на всех компьютерах, подключенных к системе.

Абсолютная прозрачность — одно из основных преимуществ технологии блокчейн. Пользователи имеют возможность отслеживания транзакций криптовалют с одного кошелька на другой. При этом для доступа к данной информации криптографический ключ не нужен. Самое интересное, что сетевую политику определяют ее участники.

Например, за последние несколько лет количество майнеров, занимающихся добычей Bitcoin, возросло во много раз. Соответственно, сеть оказалась под неимоверной нагрузкой. Пользователи нашли выход из сложившейся ситуации, решив разделить данную криптовалюту на две. Однако для создания новой криптовалюты была необходима независимая цепочка блоков, которую можно было получить только при разделении старой. Это было выполнено только после одобрения всех пользователей сети.

Устройство сети

Формированием сети занимаются ее участники, которые разделяются на два типа: обычные пользователи и майнеры. Первые отвечают за создание новых записей-переводов в сети, вторые — за формирование блоков из этих записей.

Подтверждение записей и внесение их в блок происходит только после всеобщего одобрения. Другие записи подлежат игнорированию до тех пор, пока они не окажутся в каком-либо из последующих блоков. Использовать ту или иную запись имеет право только обладатель специального ключа. Для занятия майнингом необходимы существенные вычислительные мощности компьютера, поскольку только так создаются новые блоки. Подключение оборудования к сети возможно при использовании профильного программного обеспечения.

Типы систем

На базе blockchain существуют разнообразные приложения и сервисы. Например, ими могут быть наднациональные системы, подключение к которым доступно любым пользователям. Руководством такого сообщества занимаются сами участники системы. В то же время существуют приватные сервисы и сети, за управление которых отвечают только создатели. Для того, чтобы подключиться к такой сети или сервису, необходимо соответствовать требованиям администраторов. Заниматься майнингом новых блоков в приватных системах могут только сертифицированные майнеры.

Особенности технологии blockchain

Основные принципы блокчейна – это:

распределенность и децентрализация;

высокий уровень безопасности;

абсолютная прозрачность;

невозможность изменения уже записанных данных.

Распределенность

Любые данные, имеющие отношение к какой-либо сфере человеческой жизни, хранятся в каком-то месте. Приобретение недвижимости или автомобиля, получение займа в банке, денежные переводы — вся информация об этих действиях сохраняется на серверах государственных организаций или частных предприятий. К сожалению, подобные базы данных зачастую не обладают достаточным уровнем безопасности, поэтому злоумышленники могут вносить в них изменения ради собственной выгоды.

Технология блокчейн надежно защищает данные от несанкционированного доступа, ведь они хранятся на миллионах компьютеров по всему миру. Одновременно сломать все эти устройства попросту невозможно. До тех пор, пока в сети будет работать хотя бы один компьютер, система на базе технологии blockchain будет продолжать работу.

Безопасность

Как уже было сказано выше, злоумышленники могут проникнуть в любую базу данных для того, чтобы внести определенные коррективы. Однако получить доступ к какому-либо из блоков и внести изменения в данные, которые он содержит, невозможно. Для этого хакерам придется взламывать все остальные блоки и резервные копии базы данных. Поскольку они хранятся на миллионах компьютеров по всему миру, для взлома необходимые фантастические вычислительные мощности.

Кроме того, за безопасность информации отвечает алгоритм шифрования с применением хэш-функций и цифровые подписи. Хэш-функция — это набор произвольных символов, который гарантирует неизменность всей записанной информации. А в цифровых подписях используются ключи — закрытый (для создания) и открытый (для проверки). Именно с помощью ключей пользователи получают доступ к информации.

Таким образом работа сети целиком построена на математических вычислениях, а не на доверительных отношениях между ее участниками.

Прозрачность

База данных находится в открытом доступе, за счет чего просматривать информацию может кто угодно. Допустим, один участник сети выполнил перевод на 5 тысяч долларов другому пользователю, и данные об этой транзакции может изучить любой желающий. Однако информация об отправителях и получателях недоступна никому, кроме них. Впрочем, участники обмена могут опубликовать свои данные при желании.

Отсутствие необходимости в посреднических услугах

Все денежные переводы осуществляются при непосредственном участии банков, электронно-платежных систем, пунктов обмена валют, нотариусов и т.д. Иногда бывает так, что перевод не доходит до получателя, потому что та или иная финансовая организация подвергает сомнению выполняемую транзакцию. Также бывают случаи фальсификации каких-либо документов. Тем не менее люди просто вынуждены пользоваться услугами посредников, ведь других вариантов у них нет.

Однако технология блокчейн предоставляет уникальную возможность прямого обмена информацией, при котором подтверждениями транзакций занимаются только пользователи системы.

Достоинства и недостатки blockchain

Блокчейн является универсальной технологией, которую можно применять в самых разных областях. Кроме вышеуказанных достоинств (прозрачность, высокий уровень безопасности, отсутствие необходимости в посредниках), блокчейн обладает другими плюсами, среди которых:

уменьшение издержек по транзакциям;

значительное сокращение времени проведения сделок;

возможность сокращения расходов организаций.

Среди недостатков технологии blockchain можно отметить плохую масштабируемость. На текущий момент технология не может обеспечить проведение большого количества переводов в максимально сжатые сроки. Например, система VISA способна обрабатывать примерно 50 тысяч переводов в секунду, тогда как система Bitcoin — всего лишь 7 тысяч.

Помимо этого, каждый день увеличиваются размеры базы данных, хранящейся на компьютерах пользователей. Вычисление блоков также становится все сложнее, что заставляет оборудование использовать все большее количество электроэнергии, сильно нагружая электросети.

Высокий уровень безопасности блокчейна вызывает сомнения у некоторых специалистов. Они считают, что в случае захвата какой-либо пользовательской группой 51% вычислительных мощностей, она может начать подтверждение только тех транзакций, которые принесут ей выгоду. Впрочем, для реализации этого плана необходимые ресурсы невероятной мощности, т.е. вероятность подобного развития событий на практике крайне мала.

Блокчейн в России и мире

На территории Российской Федерации технология должна быть официально принята и внедрена уже в 2019 году. Крупнейшие российские финансовые организации, заручившись поддержкой Центрального банка, разработали платформу «Мастерчейн», основная цель которой заключается в повышении эффективности финансовой системы. Помимо этого, в Москве существует платформа под названием «Активный гражданин», предназначенная для проведения голосований по поводу повышения уровня жизни в городе.

На территории Украины технология блокчейн была использована ради модернизации Государственного земельного кадастра. Например, проверку выписок выполняют при помощи данной технологии. В дальнейшем на blockchain собираются перевести имеющуюся базу данных, а после этого наступит черед хэширования все выполняемых переводов.

что такое блокчейн / Emercoin corporate blog / Habr
В 2017 году блокчейн стал предметом научного интереса, когда в Торонто открылся первый институт исследований блокчейна. Около 30 ведущих экспертов приступили к разработке различных проектов, связанных с этой технологией.
Блокчейн — это надёжный способ хранения данных о сделках, контрактах, транзакциях, обо всём, что необходимо записать и проверить. Сегодня блокчейн проник практически во все сферы жизнедеятельности, готов в корне изменить финансовую систему государства и в разы упростить работу среднего и крупного бизнеса. Блокчейн не секретная технология: в сети огромное количество статей о том, как он устроен и по какому принципу работает. Мы собрали самые интересные и нужные факты в одну статью, на которую можно давать ссылку, когда вас спросят: «Что же такое блокчейн?»

Эта технология начала завоёвывать внимание с 2008 года. Поначалу блокчейн ассоциировался лишь с криптовалютой Биткоин. Но кто-то вовремя разглядел его многофункциональность и большие возможности.
Принцип работы

Суть работы блокчейна как цепочки блоков можно сравнить с пазлом. Блок — массив данных, в него вносится информация о транзакциях, которые попали в сеть после создания предыдущего блока (примерно за последние 10 минут). Каждый новый блок данных крепится к предыдущему с помощью сложных математических алгоритмов, что позволяет скрепить эти блоки на века. Чтобы создать новый блок, необходимо вычислить его криптографический отпечаток (хеш), удовлетворяющий определённым условиям.
Этот процесс производится большим количеством разных компьютеров, работающих в одной сети, которые решают некую сложную криптозадачу, в ходе которой необходимо рассчитать хеш (выходные данные) заголовка блока в блокчейне. Другими словами, подобрать особый код, который позволит получить хеш, содержащий определённое количество нулей в начале этого хеша. Процесс поиска блоков называется майнингом. Когда задача решена, формируется новый блок, который нельзя ни удалить, ни изменить. Зато каждый пользователь сети может увидеть всю информацию, находящуюся в блокчейне. Как если бы вы собирали пазлы по онлайн-трансляции перед многомиллионной аудиторией.
На криптографических хешах держится вся надёжность и защищённость блокчейна. Хеш выдаётся системой в формате огромного числа. Для заданного набора данных хэш-функция даёт один хеш, который обладает двумя крайне важными свойствами:
первое заключается в том, что, даже обладая ключом, нельзя узнать исходный набор данных;

второе свойство — практически невозможно найти другой набор данных, дающий такой же хеш.

Здесь тот случай, когда у медали две стороны: открытость и защищённость. К тому же при малейших изменениях данных результирующий хеш полностью меняется.
Это одно из главных правил технологии. Все данные блокчейн-блоков открыты для всех и всегда. Их легко проверить, легко отследить любое изменение информации. Поэтому вам не придётся гадать о том, насколько достоверны интересующие вас сведения — проверка их подлинности проста и доступна.
Техническая сторона более-менее понятна. А как это выглядит в реальном действии для обычных пользователей? Всем известно, как работает электронная почта. Представим, что одно письмо равно одной денежной единице, и мы можем отправить эти деньги конкретному адресату. Только, в отличие от электронной почты, у нас есть определённый лимит на письма (наличие денежных средств) и одно письмо мы можем отправить лишь одному адресату. После чего лимит наших писем сразу уменьшится, а информация об отправленном переводе зафиксируется как у отправителя, так и у получателя. При этом все письма надёжно защищены. Информацию о проведённой транзакции нельзя ни удалить, ни изменить. К тому же её видят все пользователи сети — адресаты вашей электронной книги.
Наше «письмо» может быть не только денежной единицей, но и ценной бумагой, акцией. Всем, чем угодно, что необходимо записать и проверить.
Блокчейн полностью децентрализирован, над ним не стоит никакой орган власти, который может запретить транзакции или заблокировать доступ к блокчейну. Не нужна никакая третья сторона для подтверждения передачи информации. Если мы передаем деньги, то необходимо подтверждение банка, если отправляем права на собственность, то требуется участие нотариуса. Блокчейн полностью исключает необходимость участия третьего доверенного лица.
Сегодня блокчейн перестаёт ассоциироваться с биткоином и становится самостоятельной технологией, которая ложится в основу новых приложений и систем. Эксперты уверены: как в своё время конные повозки уступили место автомобилям, так и блокчейн становится логичным эволюционным продолжением традиционных инструментов учёта. К тому же, если раньше о блокчейне говорили, как о хранилище данных, то теперь его возможности становятся гораздо шире, потому что он также может исполнять программы. Некоторые блокчейны позволяют каждому факту содержать мини-программу. В криптовалюте это можно проследить при совершении транзакций с условиями, например: пользователь А передаст пользователю B 12 BTC, если сегодня 15 апреля, 13:30.
В блокчейне нет магии, лишь математика. И всё же одно важное свойство этой технологии не перестаёт удивлять даже самых видных экспертов: возможности блокчейна ограничены лишь человеческой фантазией. Поэтому время покажет, на что ещё способен блокчейн.
Алгоритмы

2002 год. Америка. Агентство национальной безопасности США объявляет о создании хеш-функции SHA-2. Криптография выходит на новый уровень.
Пройдёт шесть лет, и алгоритм SHA-256 (один из видов SHA-2) ляжет в основу самой первой в мире криптовалюты, и до сегодняшнего дня останется той самой классикой, которую не истребят даже новомодные разработки.
Хеширование необходимо для того, чтобы преобразовать входные данные какой угодно длины в битовую или иначе выходную строку определённого размера. Происходит это преобразование благодаря хеш-функции или функции свёртки.
Применяется хеширование в различных приложениях, созданных для защиты информации. Не обошлось без хеш-функции и в блокчейне.
Чтобы закрыть блок, необходимо перебрать различные комбинации и подобрать правильный хэш. На первый взгляд, кажется, что хэш — это случайная последовательность букв и цифр. Но на самом деле это надёжная гарантия того, что, если в блоке изменится хотя бы один бит, каждый узел быстро узнает о попытке фальсификации истории транзакций.
Технически алгоритм SHA-256 работает так: исходное сообщение разбивается на блоки, затем каждый блок делится на 16 слов. Каждый блок сообщения алгоритм пропускает через цикл с 64 или 80 раундами. Результаты обработки каждого блока складываются, полученная сумма и является значением хеш-функции.
Для данного алгоритма необходимо мощное оборудование, тогда процесс будет эффективным. Сильное железо способно вычислять более 2 миллиардов хэшей в секунду. SHA-256 стал прототипом для самого массового алгоритма хеширования.
С целью противодействия вычислениям хеша на специализированном оборудовании (ASIC), был изобретён алгоритм хеширования под названием Scrypt. Его задача та же: найти хеш, только здесь упор сделан не на мощность оборудования, а на оперативную память и время, которое требуется для вычисления хеша.
Данный алгоритм во время производимых операций хранит в памяти более одной тысячи различных значений хэша. На выходе он комбинирует все значения и даёт конечный результат. Поэтому, по сравнению с SHA-256, здесь необходим большой объем памяти для вычисления scrypt-хэшей.
Есть и ещё один довольно популярный вид алгоритмов группы Х, и его разновидности Х15, Х13, Х11. Цифра после Х — это то количество последовательных функций, которые используются для вычисления блока. Эти алгоритмы достаточно часто используют различные форки криптовалют. Такие криптовалюты очень нравятся майнерам-любителям, так как эти криптовалюты можно майнить на видеокартах, без затрат на покупку специализированного оборудования.
Следующий алгоритм называется Blake. Как и SHA-2, BLAKE имеет два варианта: первый использует 32-битные слова, используемые для вычисления хешей длиной до 256 бит, а второй использует 64-битные слова, используемые для вычисления хешей длиной до 512 бит. Преобразование базового блока объединяет 16 слов ввода с 16 рабочими переменными, но между блоками сохраняется только 8 слов (256 или 512 бит).
На этом алгоритмы не заканчиваются, каждый год программисты придумывают что-то новенькое. Постепенно популярность набирают алгоритмы крипто 2.0: N-Scrypt, Scrypt-jane и CryptoNote.
Зачем так много и так часто? Создатели криптовалют стремятся создать алгоритмы, которые было бы трудно перевести на специализированное оборудование, ASIC. Мы в этом подходе видим сразу четыре потенциально слабых места:
Асики всё равно делают, и уже сделаны асики под Скрипт и N-Скрипт;

Ошибочно полагают, что таким образом можно избежать централизации. На самом деле в любом бизнесе, а майнинг это бизнес, централизация неизбежна;

Алгоритмы, выполняемые на процессорах общего назначения, это неиссякаемый источник мотивации для вирусописателя-ботнетовода;

Новые алгоритмы, созданные «на коленке», серьёзно не тестированы, какие там могут быть уязвимости и дыры, неизвестно.

Что такое PoW и PoS?

Каждому из нас хотя бы раз приходилось отчитываться о проделанной работе. Кто-то это делает постоянно, кто-то — от случая к случаю, но, так или иначе, если хочешь получить зарплату, докажи, что усердно работал. К чему бы вся эта демагогия? Так проще понять, что такое PoW.
Мы уже писали об одном потрясающем свойстве блокчейна — децентрализации. Чтобы подтвердить транзакцию или сделку, не нужна третья сторона. Но необходим особый алгоритм. Proof of Work или доказательство выполнения работы — принцип защиты распределённых систем от хакерских атак или спама. Главное назначение Proof of Work — проверить вычисления, произведённые при создании нового блока. Из-за того, что процесс вычисления блока сложен и случаен, нельзя точно предсказать, какой из майнеров решит задачу и закроет блок. Чтобы блок признали истинным, нужно, чтобы значение его хеша было меньше, чем текущая цель. Таким образом, каждый блок показывает, что была проделана работа по его нахождению.
В первой части мы писали, что все блоки имеют хеш предыдущего блока. Изменить какой-либо блок нельзя, но возможно создать новый. Для этого нужно найти все предыдущие блоки. Высокая сложность этого процесса и защищает блокчейн от хакерских атак и несанкционированных модификаций.
Для более простого понимания приведём пример: какой-то человек совершает сложную и долгую работу, затем результаты этой работы отправляет в систему на проверку. У этой системы есть специальный «шаблон проверок», благодаря которому правильность решения устанавливается за секунды. Важная особенность этого алгоритма заключается в разности затрат времени — большой срок запроса и быстрая скорость ответа. Очень долго что-то вычисляем, но быстро проверяем.
Но, помимо преимуществ, у алгоритма есть и недостатки. Главный минус — огромные затраты вычислительных мощностей. Многие видные обозреватели крипто и блокчейн технологий сравнивали PoW со страшным монстром, который день и ночь пожирает электричество.
Альтернативу долго ждать не пришлось. Многие майнеры возликовали, когда появился новый алгоритм под названием Proof of Stake, или, иначе, подтверждение доли. И здесь важны не мощность вашей техники, не количество затраченного времени, а баланс вашего кошелька. Это тот принцип, когда деньги делают деньги: чем больше денег у вас есть в кошельке, тем большую прибыль вы получите. Если приводить примеры, то PoW-модель — это когда вы идёте на работу и зарабатываете деньги (работник), а PoS-система — это когда вы свои сбережения кладете в надёжный банк и живёте на проценты (рантье).
Степень защиты от атак при PoS гораздо выше. Так как, чтобы провести атаку, нужно хорошенько потратиться. Но если купить 51% монет, то рынок отреагирует быстрым ростом цены. Кроме того, какой смысл делать атаку на сеть, если большая часть ресурсов атакующего вложены в виртуальные монеты этой же сети, и атака ударит по самому больному — по кошельку? Если у атакующего найдётся много средств, и он её произведёт, то он сам же и пострадает от атаки, поскольку это нарушит устойчивость криптовалюты. Минусы у Proof of Stake, к сожалению, тоже имеются.
Поэтому кому-то из гениев блокчейн сообщества пришла в голову идея — найти золотую середину, объединив два алгоритма Proof of Stake и Proof of Work.
Гибридная схема PoW + PoS

Ресурсы, расходуемые на хеширование блоков при алгоритме PoW, огромны и намного превышают мощности крупнейших суперкомпьютеров. К тому же PoW-криптовалюту можно атаковать, временно арендовав огромные вычислительные мощности.
PoS-криптовалюты потенциально уязвимы для других видов атак. К примеру, атакующий захотел создать форк блокчейна — более длинную альтернативную цепочку за счёт траты «несуществующих» ресурсов. К тому же он может получить поддержку других майнеров, ведь им также не придётся расходовать «подлинные» ресурсы.
С помощью форка атакующий может блокировать те или иные транзакции и производить атаки «двойного расхода». Подобные атаки могут делиться на ближние и дальние. При ближних атаках происходит замена большинства последних блоков, а в момент дальней атак атакующий может заменить всю историю сети.
Гибридный же механизм наиболее безопасен, поэтому и лёг в основу проекта Emercoin и ряда других.
При стандартной гибридной схеме блокчейн состоит из двух типов блоков. Одновременно ищутся как блоки PoW, так и PoS. «Доказательство работы» можно сравнить с пропускным пунктом, ведь в основном PoW используется для распределения новых монет. Подтверждение доли необходимо для защиты транзакций, то есть в качестве основного средства для генерации блоков транзакций.
Для успешной атаки на проект с гибридным механизмом атакующий должен иметь 51% всей вычислительной мощности сети и 51% всей денежной массы. Это создаёт для атакующего два барьера разной природы, которые и защищают сеть от компрометации.
Как мы уже упоминали, Emercoin имеет гибридный механизм консенсуса, но в нашем проекте упор больше сделан на PoS. По сути, Emer является PoS-криптовалютой, в которой механизм PoW оставлен по соображениям безопасности, и играет хоть и важную, но вспомогательную роль, а примерно 80% блоков закрываются именно PoS-ом.
Объяснение блокчейна для веб-разработчиков / Habr
Предисловие переводчика

Предлагаю читателям Хабрахабра перевод статьи «The Blockchain Explained to Web Developers, Part 1: The Theory» за авторством Francois Zaninotto. Эту статью я нашел в блоге компании Marmelab. Статья представляет собой отличное введение в технологию блокчейн «с нуля», но может оказаться интересной и для тех, кто уже «в теме». Она касается не только того, как работает блокчейн, но и перспектив его развития, а также с чего начать, если вы хотите создать свой проект, использующий блокчейн.
Объяснение блокчейна для веб-разработчиков, Часть первая: Теория

Блокчейн – это новая популярная технология. Даже если вы не слышали о ней, вы, вероятнее всего, знаете о Bitcoin. Блокчейн — это одна из фундаментальных технологий на которых основан Bitcoin. Эксперты говорят, что блокчейн вызовет революцию схожую с той, которую некогда вызвал Интернет. Но что это на самом деле и как его можно использовать для создания приложений? Эта статья является первой в серии из трех, рассказывающей о феномене Блокчейна. Мы обсудим теорию, покажем фактический код и поделимся своим опытом, основанным на реальном проекте.

Для начала попытаемся понять что из себя представляет Блокчейн.
Что такое Блокчейн, Часть первая

Несмотря на то, что блокчейн создан для поддержки Bitcoin, идея блокчейна может быть определена независимо от экосистемы Биткоина. Литература обычно определяет блокчейн следующим образом:
Блокчейн – это журнал с фактами, реплицируемый на несколько компьютеров, объединенных в сеть равноправных узлов (P2P). Фактами может быть что угодно, от денежных операций и до подписания контента. Члены сети — анонимные лица, называемые узлами. Все коммуникации внутри сети используют криптографию, чтобы надежно идентифицировать отправителя и получателя. Когда узел хочет добавить факт в журнал, в сети формируется консенсус, чтобы определить, где этот факт должен появиться в журнале; этот консенсус называется блоком.

Я не знаю как у вас, но у меня после чтения этих определений все еще оставались проблемы с пониманием блокчейна. Давайте заглянем немного глубже.
Упорядочивание фактов

Децентрализованные сети с равноправными узлами не новы. Napster и BitTorrent — это P2P сети. Просто вместо обмена фильмами, участники сети блокчейна обмениваются фактами. Так в чем же реальная особенность блокчейна?
P2P-сетям, как и прочим распределенным системам, приходится решать очень сложную проблему информатики: разрешение конфликтов, или согласование. Реляционные базы данных предлагают ссылочную целостность, но такой особенности нет в распределенной системе. Если два несовместимых факта прибывают в одно и тоже время, система должна иметь правила для определения того, какой факт считать правильным.
Возьмем, к примеру, проблему двойного расходования: у Алисы есть 10$ и она отсылает их дважды Бобу и Чарли. Кто будет иметь 10$ в итоге? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучший способ это упорядочить факты. Если два несовместимых факта появятся в сети, то победит тот, который будет первый записан.
В P2P сетях, два факта отправленные примерно в одно время могут прибыть в разном порядке в удаленные узлы. Тогда как всей сети согласовать какой же факт пришел первым? Чтобы гарантировать целостность в P2P сети, вам нужен способ согласования порядка фактов. Вам нужна система консенсуса.
Алгоритмы консенсуса для распределенных систем это очень активное поле для исследований. Возможно, вы слышали о алгоритмах Paxos или Raft. Блокчейн реализует другой алгоритм, консенсус, основанный на доказательстве выполнения работы (proof-of-work), использующий блоки.
Блоки

Блоки – это хитрый трюк, чтобы упорядочить факты в сети с недоверенными узлами. Идея проста: факты группируются в блоки, и есть только одна цепочка блоков, реплицируемая по всей сети. Каждый блок ссылается на предыдущий. То есть, если факт F находится в блоке 21, и факт E в блоке 22, то факт E рассматривается всей сетью как следующий за фактом F. Перед добавлением к блоку, факты находятся на рассмотрении, т.е. не подтверждены.
Майнинг

Некоторые узлы в цепочке создают новые локальные блоки с неподтвержденными фактами. Они соревнуются, чтобы узнать, станет ли их локальный блок следующим блоком в цепи для всей сети, путем броска игральных костей. Если узел выбрасывает две шестерки, то он получает возможность опубликовать его локальный блок, и все факты в этом блоке становятся подтвержденными. Этот блок посылается всем узлам в сети. Все узлы проверяют, что блок правильный, добавляют его к их копии цепи и пытаются построить новый блок с новыми неподтвержденными фактами.
Но на самом деле узлы не просто бросают пару игральных костей. Задача, которую решают майнеры в блокчейне подразумевает бросок огромного количества игральных костей. По замыслу, обнаружение случайного ключа для проверки блока маловероятно. Это предотвращает мошенничество и делает сеть безопасной (до тех пор, пока злоумышленник не имеет контроль более чем над половиной узлов в сети). Как следствие, новые блоки будут публиковаться в цепь через фиксированный интервал времени. В Bitcoin блоки публикуются, в среднем, каждые 10 минут.
В Bitcoin, задача представляет из себя двойной SHA-256 хэш строки из непроверенных фактов, идентификатора предыдущего блока и случайной строки. Узел выигрывает, если его хэш содержит как минимум n ведущих нулей.
// проигрышный хэш для Bitcoin 787308540121f4afd2ff5179898934291105772495275df35f00cc5e44db42dd // выигрышный хэш для Bitcoin, если n=10 00000000009f766c17c736169f79cb0c65dd6e07244e9468bc60cde9538b551e
Число n время от времени корректируется, чтобы сохранить длительность вычисления блока, несмотря на изменение количества узлов. Это число называется сложностью. Другие реализации блокчейна используют специальные методы хэширования, которые препятствуют использованию графических процессоров для вычислений (например, требуют передачи больших объемов памяти).
Процесс поиска блоков называется майнингом. Все дело в том, что так же как и добыча золота (прим. перев. Mining — добыча (англ.)), майнинг блоков приносит экономическое вознаграждение — некоторую форму денег. Вот почему людей, которые содержат узлы в блокчейне, называют майнерами.
Примечание: По умолчанию, узел не майнит – он просто получает блоки, которые майнят другие узлы. Это добровольный процесс — превращение узла в узел майнер.
Деньги и криптовалюты

Каждую секунду, каждый майнер тестирует тысячи случайных строк, чтобы сформировать новый блок. То есть работа майнера в блокчейне требует огромное количество компьютерных ресурсов (памяти и CPU). Вот почему вы должны платить, чтобы записывать факты в блокчейн. С другой стороны, чтение фактов бесплатно: вам достаточно запустить собственный узел и вы будете получать полную историю фактов созданную другими узлами. Итак, подведем итог:
Чтение данных бесплатно

За добавление фактов взимается небольшая комиссия

Майнинг блока приносит деньги в размере комиссионных за все факты, входящие в блок

Речь здесь идет не о реальных деньгах. Как факт, каждый блокчейн имеет свою собственную (крипто-)валюту. Она называется bitcoin (BTC) в сети Bitcoin, ether (ETH) в сети Ethereum, и т.д. Чтобы совершить платеж в сети Bitcoin, вы должны заплатить небольшую комиссионные в bitcoin'ах – так же как вы должны были бы заплатить комиссионные банку. Однако, откуда взялись первые деньги?
Майнеры получают вознаграждение за поддержание работы и безопасности сети. Каждый раз, когда они успешно формируют блок, они получают фиксированное количество криптовалюты. В Bitcoin вознаграждение – 25 BTC за блок, в Ethereum– 5 ETH за блок. Таким образом, блокчейн сам генерирует свои собственные деньги.
Криптовалюты быстро стали конвертируемы в реальные деньги. Их номинальная стоимость определяется только спросом и предложением, поэтому криптовалюта — это объект спекуляции. К моменту написания статьи, процесс майнинга bitcoin все еще требовал меньше расходов на энергию и оборудование, чем деньги которые вы можете получить, продавая монеты, полученные за него. Вот почему люди добавляют новых майнеров каждый день, надеясь превратить электричество в деньги. Однако колебания в стоимости BTC делают майнинг все менее и менее выгодным.
Контракты

До сих пор, мы в основном говорили о блокчейне как о хранилище фактов, но он также может исполнять программы. Некоторые блокчейны позволяют каждому факту содержать мини программу. Такие программы реплицируются вместе с фактом, и каждый узел выполняет их, получая факт. В Bitcoin это используется для совершения транзакций с условиями, например: Боб получит 100 BTC от Алисы только если сегодня 29 февраля.
Другие блокчейны разрешают более сложные контракты. Например, в Ethereum каждый контракт несет в себе мини-базу данных и предоставляет методы для изменения ее данных. Поскольку контракты реплицируются по всем узлам, то и их базы данных тоже. Каждый раз, когда пользователь вызывает метод из контракта и, соответственно, изменяет данные, эта команда реплицируется и повторяется всей сетью. Это позволяет создать распределенный консенсус для выполнения обещаний.
Эта идея сопряжения блокчейна с реальным миром при помощи заранее запрограммированных условий и их передачи всем узлам называется умный контракт. Контракт — это обещание, которое стороны подписывают, чтобы закрепить его юридически. Умный контракт – это то же самое, только закрепление происходит «технически», а не «юридически». Благодаря этому отпадает необходимость в нотариусе или любом другом полномочном лице, признаваемом обеими сторонами.
Представьте, что вы хотите сдать ваш дом на неделю за 1000$ c 50%-ой предоплатой. Вы и арендующий подписываете контракт, вероятнее всего, написанный юристом. Вам также нужен банк для получения платежа. В начале недели вы просите о депозите в 5000$; арендующий предоставляет вам чек на него. В конце недели он отказывается заплатить оставшиеся 50%. Вы также узнаете, что он сломал окно, и чек с депозитом ведет на пустой счет. Теперь вам понадобится адвокат, чтобы передать ваш договор на аренду в суд.
Умные контракты в блокчейне позволяют вам обойтись без банка, юриста, адвоката и суда. Просто напишите программу, которая определяет, сколько денег должно быть передано в случае определенных условий:
Две недели перед арендой: передача 500$ от арендующего к владельцу

Отмена владельцем: передача 500$ от владельца к арендующему;

Конец периода аренды: передача 500$ от арендующего к владельцу

Доказательство механических повреждений после периода аренды: передача 5000$ от арендующего к владельцу

Добавьте этот умный контракт в блокчейн и больше никаких проблем. Ко времени указанному в контракте произойдет передача денег и, если владелец сможет представить доказательства механических повреждений, он автоматически получит 5000$ (и нет никакой нужды в депозите).
Вероятно, вы задаетесь вопросом, как получить доказательства механических повреждений. Здесь в дело вступает «интернет вещей» (IoT). Для взаимодействия с реальным миром блокчейну необходимы датчики и приводы. Блокчейн революция невозможна без IoT революции.
Такие приложения, опирающиеся на умные контракты, называются децентрализованными приложениями или DApps.
Умные контракты легко расширяются на умную собственность и многие другие умные вещи. Запомнить надо только одно: «умные» означает «нет посредников» или «исполняется технически». Блокчейн – это новый способ ведения бизнеса без посредников – также как продажа музыки в Интернете.
Что такое блокчейн. Часть вторая

Как мне кажется, лучший способ понять блокчейн – это взглянуть на него с разных сторон.
Что он делает? Блокчейн позволяет безопасно распространять и/или обрабатывать данные между несколькими лицами через недоверенную сеть. Данными может быть что угодно, но наиболее интересным вариантом данных является возможность передачи информации, которая требует наличия третьей доверенной стороны. Примерами такой информации являются деньги (требуют участия банка), права на собственность (требуют участия нотариуса), договор на заем и т.д. В сущности, блокчейн устраняет необходимость в участии третьего доверенного лица.
Как он работает? С технической точки зрения, блокчейн является новшеством, которое опирается на три понятия: P2P сети, асимметричная криптография и распределенный консенсус, основанный на решении математической задачи. Ни одна из этих идей не является новой сама по себе. Если вы не разбираетесь во всех, не беспокойтесь: немногие люди обладают необходимыми знаниями, чтобы разработать блокчейн (что является проблемой). Но отсутствие полного понимания блокчейна не мешает вам использовать его, так же как вы можете создавать веб-приложения, не зная о медленном старте TCP или центрах сертификации.
На что он похож? Блокчейн можно рассматривать как (слабо)синхронизированную базу данных реплицируемую столько же раз, сколько узлов в сети, или как суперкомпьютер, образованный комплексом всех CPU/GPU входящих в него узлов. Вы можете использовать этот суперкомпьютер для хранения и обработки данных, т.е. также как вы можете использовать удаленный API. Отличие только в том, что вам не нужно создавать бэкэнд, и вы можете быть уверены, что данные надежно защищены и обрабатываются в сети должным образом.
Практические следствия

Факты, хранящиеся в блокчейне, не могут быть утеряны. Они остаются там навсегда, реплицируясь на каждый узел. Даже более того, блокчейн не просто хранит конечное состояние, он хранит и все предыдущие состояния. Поэтому каждый может проверить правильность конечного состояния, пересчитывая факты с самого начала.
Фактам в блокчейне мы можем доверять, т.к. они технически подтверждаются консенсусом. Даже если в сети находятся злоумышленники, вы все равно можете доверять ее суждению в целом.
Помещение данных в блокчейн достаточно медленная операция, поскольку она требует достижения распределенного консенсуса.
Подсказка: Если у вас есть 20 свободных минут для более глубокого понимания, посмотрите это прекрасное вводное видео о Bitcoin, которое также объясняет, как работает блокчейн.
Почему это важно

«Блокчейн это самая потрясающая технология из тех, которые я когда либо видел.» Salim Ismail
«Самая интересная интеллектуальная разработка в Интернете за последние 5 лет.» Julian Assange
«Я думаю тот факт, что благодаря Bitcoin вселенной, алгоритм замещает функции [государства] … это действительно очень круто.» Al Gore

Эти умные люди увидели огромный потенциал в блокчейне. Потенциально блокчейн может заменить всех посредников, которые необходимы для установления доверительных связей. Давайте взглянем на несколько приложений которые построены на блокчейне и реализуют идеи отказа от посредника.
Monegraph позволяет авторам закрепить права на свою работу и установить правила (и выплаты) за использования их работы.

La Zooz это децентрализованный Uber. Предлагай свою машину, найди перевозчика без платы Uber’у.

Augur – это онлайн букмекер. Делай ставки и получай выигрыш.

Storj.io – это P2P хранилище данных. Сдавай свое неиспользуемое место на диске или найди самое дешевое онлайн хранилище.

Muse – это распределенная, открытая и прозрачная база данных специально для музыкальной индустрии.

Ripple позволяют проводить недорогие трансграничные платежи в банки

На сегодняшний день многие успешные интернет предприятия являются посредниками. Подумайте о Google: им удалось стать посредником между вами и всем интернетом. А Amazon? Они стали посредником между продавцами и покупателями любых типов товаров. Вот почему технология, которая позволяет устранить посредников может взорвать Интернет.
Получат ли выгоду пользователи, которым больше не понадобятся посредники для обмена товарами и услугами? Пока нельзя сказать точно. Интернет и ранее ориентировался на отсутствие посредников. Тем не менее, Google удалось построить свой рынок, будучи посредником. Вот почему крайне важно инвестировать в блокчейн быстро, потому что победители и проигравшие следующего десятилетия определяются прямо сейчас.
Вы не захотите создавать свой блокчейн

Технологии, на которых строится блокчейн, используют передовую криптографию, пользовательские сетевые протоколы и оптимизацию производительности. Все это слишком сложно, чтобы разрабатывать это каждый раз, когда проекту требуется блокчейн. К счастью, помимо Bitcoin, есть еще несколько реализаций блокчейна с открытым кодом. Вот самые передовые:
Ethereum: платформа блокчейна с открытым исходным кодом от Ethereum Foundation

Hyperledger: другая открытая реализация, только от Linux Foundation. Первая реализация была опубликована совсем недавно.

Eris Industries: Инструменты, помогающие использовать Ethereum,Bitcoin или полностью независимые блокчейны, в основном для создания частных сетей. Их инструкции и руководства являются отличной отправной точкой для обзора блокчейна.

Сложность этих реализаций сильно различается. Если вам необходимо создать приложение прямо сейчас, мы советуем:
Eris для небольших частных блокчейнов или для того, чтобы поиграться с технологией и общего ознакомления.

Ethereum для крупных блокчейн проектов

Кроме того, Bitcoin это не лучший выбор для платформы разработки. Он был разработан для денежных транзакций и только, хотя вы и можете запрограммировать псевдо-умные контракты. В настоящее время сеть испытывает серьезный кризис роста, транзакции ждут в очереди до часа, чтобы быть помещенными в блок. Майнеры часто выбирают транзакции с наибольшими комиссионными, так что передача денег в Bitcoin становится дороже, чем в банке. Сообщество разработчиков находится на грани войны, и спекуляции с криптовалютой делают номинальную стоимость слишком изменчивой.
Цифры

Насколько велик блокчейн сегодня? Взглянем на некоторые цифры.
Bitcoin:
Ethereum:

Заключение

Технология блокчейна одновременно интригующая и захватывающая. Станет ли она революцией, которую предсказывают компьютерные гуру? Или это просто экономический пузырь опирающийся на непрактичные идеи? После изучения большого количества информации на эту тему мы все еще не можем сформировать окончательное мнение.
Когда мы сталкиваемся с неопределенностью, мы знаем отличный способ с ней разобраться: пробовать. Это как раз то, что мы решили делать. Читайте следующую статью в серии, чтобы увидеть, что мы узнали, создавая приложение работающее на блокчейне.
Послесловие переводчика
Перевод этой статьи и нескольких других источников я выполнял, чтобы разобраться, как же все-таки работает блокчейн. И этот цикл статей, пожалуй, лучшее, что я нашел в Интернете о блокчейне. Но все же, эта статья не дает ответ на очевидный вопрос: «Решение сложной математической задачи уменьшает вероятность одновременной публикации блоков, но что же произойдет, если все же несколько узлов решат ее одновременно?». Ответ прост: блокчейн разветвится, и поэтому для таких ситуаций в блокчейне существует специальное правило: «выбирать наиболее длинную ветвь». Есть вероятность того, что несколько узлов решат одну задачу одновременно, но вероятность того, что они сделают это два или более раз подряд сильно снижается, поэтому, рано или поздно, появится наиболее длинная ветвь, которая и будет помещена в блокчейн, т.е. блокчейн быстро стабилизируется. Более подробно об этом и влиянии ветвления на безопасность транзакций можно узнать из видео, которое уже предлагалось раньше.
Blockchain (компания) — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Blockchain.com
URL blockchain.com
Коммерческий Да
Тип сайта Онлайн-хранилище криптовалюты
Регистрация Люксембург
Язык(-и) Английский
Язык программирования Си
Начало работы 30 августа 2011 года
Текущий статус Работает и активно развивается
Blockchain.info — обозреватель биткойн-блоков и сервис криптовалютных кошельков^[1] (удалённого хранения и использования ключей доступа к криптовалютам). Сервис также позволяет просматривать блокчейн-информацию, например транзакции и хешрейт сети.
Сервис предоставляет по системе «Биткойн» данные о созданных блоках и других параметрах блокчейна, статистику, в том числе в графическом виде. Информация с сайта и ссылки на него часто публикуются в средствах информации и биткойн-форумах^[2].

Мобильное приложение Blockchain.info для Android позволяет пользователям работать с системой ключей Bitcoin, Bitcoin Cash, Ethereum^[3], в том числе создавать новые транзакции, в то время как просматривать блокчейн - только сети Bitcoin. Имеется возможность обмена криптовалют между собой, благодаря интеграции с сервисом ShapeShift.

Сервис запущен в августе 2011 года.
В декабре 2013 года компания купила ZeroBlock LLC, разработчика мобильного приложения для работы с биткойн^[4].
Blockchain.info стал наиболее посещаемым сайтом по тематике «Биткойн» в 2013 году (более 118 млн просмотров и 3 млн уникальных посетителей в ноябре 2013 года)^[5]. В январе 2014 года количество биткойн-кошельков на Blockchain.info превысило 1 млн^[2].
В феврале 2014 года Apple Inc. удалила приложение Blockchain.info из iOS AppStore, вызвав публичный протест в биткойн-сообществе, в том числе в сообществе пользователей Reddit^[6]^[7]^[8] В июле 2014 года Apple восстановила приложение Blockchain.info в iOS AppStore.^[9].
В октябре 2014 года Blockchain.info получила финансирование в объёме 30,5 млн долларов от Lightspeed Venture Partners и Mosaic Ventures, что стало крупнейшим на то время привлечением финансирования среди криптовалют^[10].
В декабре 2014 года Blockchain.info запустила анонимную скрытую службу в Tor для пользователей, желающих осуществлять транзакции с большей приватностью и меньшим наблюдением посторонних, а также сквозного шифрования^[11]^[12]^[13].
В начале 2015 года на сервисе зарегистрировано 3 млн пользователей^[14].
В августе 2015 года CEO Blockchain.info Питер Смит был приглашён сопровождать премьер-министра Великобритании Дэвида Кэмерона в ходе поездки по Юго-Восточной Азии для демонстрации местным представителям ведущей роли Великобритании в качестве глобального хаба финансовых технологий^[15]. Также в августе 2015 года количество биткойн-кошельков достигло 4 млн.^[16]
В мае 2016 года Blockchain.info анонсировал реализацию Lightning Network^[17].
В августе 2016 года количество транзакций через сервис Blockchain.info превысило 100 млн^[18].
В июне 2017 года основатели Blockchain.info объявили о привлечении 40 млн долларов инвестиций^[19].
В июле 2018 года Blockchain.info "переехал" на новый адрес - Blockchain.com^[20]. Вместе с этим был произведён редизайн главной страницы сайта. В приложение для IOS добавлена поддержка Bitcoin Cash^[21]. Предыдущий адрес доступен для посещения, но все запросы перенаправляются на Blockchain.com
В середине 2018 года количество созданных онлайн-кошельков превысило 25 млн^[21].

Blockchain / Habr
Данный текст будет являться новой главой для учебного пособия по защите информации кафедры радиотехники и систем управления МФТИ (ГУ). Полностью учебник доступен на github. На хабре я же планирую выкладывать новые «большие» куски, во-первых, чтобы собрать полезные комментарии и замечания, во-вторых, дать сообществу больше обзорного материала по полезным и интересным темам.
Когда у вас есть знания о том, что такое криптографически стойкая хеш-функция, понять, что такое blockchain («цепочка блоков») очень просто. Blockchain – это последовательный набор блоков (или же, в более общем случае, ориентированный граф), каждый следующий блок в котором включает в качестве хешируемой информации значение хеш-функции от предыдущего блока.
Технология blockchain используется для организации журналов транзакций, при этом под транзакцией может пониматься что угодно: финансовая транзакция (перевод между счетами), аудит событий аутентификации и авторизации, записи о выполненных ТО и ТУ автомобилей. При этом событие считается случившимся, если запись о нём включена в журнал.
В таких системах есть три группы действующих лиц:
источники событий (транзакций)

источники блоков (фиксаторы транзакций)

получатели (читатели) блоков и зафиксированных транзакций.

В зависимости от реализации эти группы могут пересекаться. В системах типа BitCoin, например, все участники распределённой системы могут выполнять все три функции. Хотя за создание блоков (фиксацию транзакций) обычно отвечают выделенные вычислительные мощности, а управляющими их участников называют майнерами (см. раздел про децентрализованный blockchain далее).
Основное требование к таким журналам таково:
Невозможность модификации журнала: после добавления транзакции в журнал должно быть невозможно её оттуда удалить или изменить.

Для того чтобы понять, как можно выполнить требование на запрет модификации, стоит разобраться со следующими вопросами:
Каким образом гарантируется, что внутри блока нельзя поменять информацию?

Каким образом система гарантирует, что уже существующую цепочку блоков нельзя перегенерировать, тем самым исправив в них информацию?

Ответ на первый вопрос прост: нужно снабдить каждый блок хеш-суммой от его содержимого. И эту хеш-сумму включить в качестве дополнительной полезной информации (тоже хешируемой) в следующий блок. Тогда для того, чтобы поменять что-то в блоке без разрушения доверия клиентов к нему, нужно будет это сделать таким образом, чтобы хеш-сумма от блока не поменялась. А это как раз практически невозможно, если у нас используется криптографически стойкая хеш-функция. Либо поменять в том числе и хеш-сумму блока. Но тогда придётся менять и значение этой хеш-суммы в следующем блоке. А это потребует изменений, в свою очередь, в хеш-сумме всего второго блока, а потом и в третьем, и так далее. Получается, что для того, чтобы поменять информацию в одном из блоков, нужно будет перегенерировать всю цепочку блоков, начиная с модифицируемого. Можно ли это сделать?
Тут нужно ответить на вопрос, как в подобных системах защищаются от возможности перегенерации цепочки блоков. Мы рассмотрим три варианта систем:
централизованный с доверенным центром

централизованный с недоверенным центром

децентрализованный вариант с использованием доказательства работы

Централизованный blockchain с доверенным центром

Если у нас есть доверенный центр, то мы просто поручаем ему через определённый промежуток времени (или же через определённый набор транзакций) формировать новый блок, снабжая его не только хеш-суммой, но и своей электронной подписью. Каждый клиент системы имеет возможность проверить, что все блоки в цепочке сгенерированы доверенным центром и никем иным. В предположении, что доверенный центр не скомпрометирован, возможности модификации журнала злоумышленником нет.
Использование технологии blockchain в этом случае является избыточным. Если у нас есть доверенный центр, можно просто обращаться к нему с целью подписать каждую транзакцию, добавив к ней время и порядковый номер. Номер обеспечивает порядок и невозможность добавления (удаления) транзакций из цепочки, электронная подпись доверенного центра – невозможность модификации конкретных транзакций.
Централизованный blockchain с недоверенным центром

Интересен случай, когда выделенный центр не является доверенным. Точнее, не является полностью доверенным. Мы ему доверяем в плане фиксации транзакций в журнале, но хотим быть уверенными, что выделенный центр не перегенерирует всю цепочку блоков, удалив из неё ненужные ему более транзакции или добавив нужные.
Для этого можно использовать, например, следующие два метода.
Первый метод с использованием дополнительного доверенного хранилища. После создания очередного блока центр должен отправить в доверенное и независимое от данного центра хранилище хеш-код от нового блока. Доверенное хранилище не должно принимать никаких изменений к хеш-кодам уже созданных блоков. В качестве такого хранилища можно использовать и децентрализованную базу данных системы, если таковая присутствует. Размер хранимой информации может быть небольшим по сравнению с общим объёмом журнала.

Второй возможный метод состоит в дополнении каждого блока меткой времени, сгенерированной доверенным центром временных меток. Такая метка должна содержать время генерации метки и электронную подпись центра, вычисленную на основании хеш-кода блока и времени метки. В случае, если «недоверенный» центр захочет перегенерировать часть цепочки блоков, будет наблюдаться разрыв в метках времени.
Стоит отметить, что этот метод не гарантирует, что «недоверенный» центр не будет генерировать сразу две цепочки блоков, дополняя их корректными метками времени, а потом не подменит одну другой.

Децентрализованный blockchain

Наибольший интерес для нас (и – наименьший для компаний, продающих blockchain-решения) представляет децентрализованная система blockchain без выделенных центров генерации блоков. Каждый участник может взять набор транзакций, ожидающих включения в журнал, и сформировать новый блок. Более того, в системах типа BitCoin такой участник (будем его назвать «майнером», от англ. to mine — копать) ещё и получит премию в виде определённой суммы и/или комиссионных от принятых в блок транзакций.
Но нельзя просто так взять и сформировать блок в децентрализованных системах. Надёжность таких систем основывается именно на том, что новый блок нельзя сформировать быстрее (в среднем) чем за определённое время. Например, за 10 минут (BitCoin). Это обеспечивается механизмом, который получил название доказательство работы.
Механизм основывается на следующей идее. Пусть есть криптографически стойкая хэш-функция и задан некоторый параметр (от англ. target – цель). , где — размер выхода хэш-функции в битах. Корректным новым блоком blockchain-сеть будет признавать только такой, значение хэш-суммы которого меньше текущего заданного параметра . В этом случае алгоритм работы майнера выглядит следующий образом:

Для каждой итерации цикла вероятность получить корректный блок равна . Так как обычно мало, то майнерам нужно сделать большое количество итераций цикла, чтобы найти нужный . При этом только один (обычно — первый) из найденных блоков будет считаться корректным. Чем больше вычислительная мощность конкретного майнера, тем больше вероятность, что именно он первым сумеет найти нужный .
Зная суммарную вычислительную мощность blockchain-сети, участники могут договориться о таком механизме изменения параметра , чтобы время генерации нового корректного блока было примерно заданное время. Например, в сети Bitcoin параметр пересчитывается каждые 2016 блоков таким образом, чтобы среднее время генерации блока было 10 минут. Это позволяет адаптировать сеть к изменению количества участников, их вычислительных мощностей и к появлению новых механизмов вычисления хэш-функций.
Кроме задания параметра можно оперировать другими величинами, так или иначе относящимися к мощности вычислений.
Hashrate — количество хешей, которые считают за единицы времени конкретный майнер или сеть в целом. Например, в ноябре 2017 года общий hashrate для сети Bitcoin составлял примерно хэшей в секунду.

Difficulty — сложность поиска корректного блока, выражаемая как , где — некоторая константа сложности, а t — текущая цель (англ. target). В отличие от параметра t, который падает с ростом вычислительной мощности сети, d изменяется вместе с hashrate, что делает его более простым для восприятия и анализа человеком.

В случае примерно одновременной генерации следующего блока двумя и более майнерами (когда информация о новом блоке публикуется вторым майнером до того, как ему придёт информация о новом блоке от первого) в направленном графе блоков происходит разветвление. Далее каждый из майнеров выбирает один из новых блоков (например – какой первый увидели) и пытается сгенерировать новый блок на основе выбранного, продолжая «ответвление» в графе. В конце-концов одна из двух таких цепочек становится длиннее (та, которую выбрало большее число майнеров), и именно она признаётся основной.
В случае нормального поведения системы на включение конкретных транзакций в блоки это влияет мало, так как каждый из добросовестных майнеров следует одному и тому же алгоритму включения транзакций в блок (например, в сети BitCoin – алгоритму максимизации комиссии за блок). Однако можно предположить, что какой-нибудь злоумышленник захочет «модерировать» распределённый blockchain, включая или не включая в блоки транзакции по своему выбору. Предположим, что доля вычислительных ресурсов злоумышленника (направленных на генерацию нового блока) равна ( 0% < < 50%). В этом случае каждый следующий сгенерированный блок с вероятностью будет сгенерирована мощностями злоумышленника. Это позволит ему включать в блоки те транзакции, которые другие майнеры включать не захотели.
Но позволит ли это злоумышленнику не включать что-то в цепочку транзакций? Нет. Потому что после его блока с вероятностью будет следовать блок «обычного» майнера, который с радостью (пропорциональной комиссии-награде) включит все транзакции в свой блок.
Однако ситуация меняется, если мощности злоумышленника составляют более 50% от мощности сети. В этом случае, если после блока злоумышленника был с вероятностью сгенерирован «обычный» блок, злоумышленник его может просто проигнорировать и продолжать генерировать новые блоки, как будто он единственный майнер в сети. Тогда если среднее время генерации одного блока всеми мощностями , то за время злоумышленник сможет сгенерировать , а легальные пользователи блоков, . Даже если с некоторой вероятностью легальные пользователи сгенерируют 2 блока быстрее, чем злоумышленник один, последний всё равно «догонит и перегонит» «легальную» цепочку примерно за время . Так как в blockchain есть договоренность, что за текущее состояние сети принимается наиболее длинная цепочка, именно цепочка злоумышленника всегда будет восприниматься правильной. Получается, что злоумышленник сможет по своему желанию включать или не включать транзакции в цепочки.
Правда, пользоваться чужими деньгами злоумышленник всё равно не сможет – так как все блоки транзакций проверяются на внутреннюю непротиворечивость и корректность всех включённых в блок транзакций.
Кроме концепции «доказательство работы» используются и другие. Например, в подходе «доказательство доли владения» (англ. proof of stake), используемой в сетях Etherium и EmerCoin, вероятность генерации блока пропорциональна количеству средств на счетах потенциальных создателей нового блока. Это намного более энергоэффективно по сравнению с PoW, и, кроме того, связывает ответственность за надёжность и корректность генерации новых блоков с размером капитала (чем больше у нас средств, тем меньше мы хотим подвергать опасности систему). С другой стороны, это даёт дополнительную мотивацию концентрировать больше капитала в одних руках, что может привести к централизации системы.
Механизм внесения изменений в протокол

Любая система должна развиваться. Но у децентрализованных систем нельзя просто «включить один рубильник» и заставить участников системы работать по новому – иначе систему нельзя назвать полностью децентрализованной. Механизмы и способы внесения изменений могут выглядеть на первый взгляд нетривиально. Например:
апологеты системы предлагают изменения в правилах работы

авторы ПО вносят изменения в программный код, позволяя сделать две вещи:
указать участникам системы, что они поддерживают новое изменение

поддержать новое изменение

участники системы скачивают новую версию и выставляют в новых блоках транзакций (или самих транзакциях) сигнальные флаги, показывающие их намерение поддержать изменение

если к определённой дате определённое число блоков содержат сигнальный флаг (обратите внимание на привязку числа голосов к числу сгенерированных блоков), то изменение считается принятым, и большая (по числу новых блоков) часть участников системы в определённую дату включают эти изменения

те участники, которые не приняли изменения, или приняли изменения вопреки отсутствию согласия на них большей части участников, в худшем случае начнут генерировать свою цепочку блоков, только её признавая корректной. Основную цепочку блоков они будут считать неверно сгенерированной. По факту это приведёт к дублированию (разветвлению, форку) системы, когда в какую-то дату вместо одного журнала транзакций появляется два, ведущимися разными людьми. Это журналы совпадают до определённой даты, после чего в них начинаются расхождение.

Подводя итоги, Сатоши Накамото (псевдоним), автор технологий blockchain и bitcoin, сумел предложить работающий децентрализованный механизм, в котором и само поведение системы, и изменения к этой системе проходят через явный или неявный механизм поиска консенсуса участников. Для получения контроля над системой в целом злоумышленнику придётся получить контроль как минимум над 50% всех мощностей системы (в случае PoW), а без этого можно лишь попытаться ограничить возможность использования системы конкретными участниками.
Однако созданная технология не лишена недостатков. Существуют оценки, согласно которым использование метода PoW для системы bitcoin приводит к затратам энергии, сравнимой с потреблением электричества целыми городами или странами. Есть проблемы и с поиском консенсуса – сложный механизм внесения изменений, как считают некоторые эксперты, может привести к проблемам роста (например, из-за ограниченности числа транзакций в блоке), и, в будущем, к отказу использования механизма как устаревшего и не отвечающего будущим задачам.
Хотелось бы узнать у сообщества, про какие ещё технологии стоит рассказывать студентам. С одной стороны, им обязательно надо рассказать про базовые вещи — классическую криптографию и криптографию на открытых ключах. Но хочется дать понятие и про современные вещи, которые, возможно, не станут лишним грузом знаний и через пять-десять лет. С текущим содержание учебной программы можно ознакомиться здесь.
История изменений

2017-11-17: Добавлено указание лицензии CC-BY

2017-11-18: Уточнёна и расширена информация про механизм proof-of-work и связанные определения

Что такое блокчейн | Журнал Популярная Механика

О блокчейне впервые массово заговорили в связи с криптовалютами, но на самом деле эта технология нашла своё применение во многих сферах — компьютерных играх, хранении и обработке персональных данных и других областях, где нужно работать с информацией и обеспечивать её безопасное хранение.

16 февраля 2020 09:03

Блокчейн представляет собой непрерывную последовательно соединённую цепочку содержащих какую-либо информацию блоков, порядок которых подчиняется определённым правилам. Все эти блоки с информацией хранятся не на каком-то едином централизованном сервере, а у всех участников этой цепочки. Каждый новый блок данных содержит свои сведения и информацию о предыдущих блоках.

Безопасность в блокчейне достигается за счёт того, что у каждого пользователя есть полная база информации о всех операциях, и эти сведения постоянно обновляются, поэтому изменить какие-то данные невозможно — если поменять что-то в блоке сведений у одного пользователя, то обращение системы к аналогичным блокам данных у других пользователей выявит несоответствие информации и не даст внести корректировки.

В этом и заключается отличие от любой базы данных — в блокчейне нельзя удалить или изменить уже имеющуюся информацию, можно только добавить новую запись, которая будет ссылаться на предыдущие блоки записей. При этом пользователи «видят» весь массив данных, но имеют доступ только к тем, которые принадлежат им.

Отсутствие централизованного сервера делает блокчейн практически неуязвимым для сбоев или хакерских атак, поскольку вся информация хранится на множестве независимых друг от друга устройств. Это же позволяет участникам системы отказаться от посредников в своей работе, поскольку в блокчейне все операции прозрачны и отражаются в единой базе. Чтобы передать какую-то информацию другому пользователю достаточно дать ему ключ от нужного массива данных и тем самым обеспечить взаимодействие и гарантировать, что передан будет только тот актив (физический или цифровой), что позволил его владелец.

Удобство технологии блокчейн первыми оценили владельцы криптовалюты, а сейчас к новинке присматриваются в банковских организациях, государственных структурах, юридической сфере, когда речь заходит о контрактах, защите авторских прав и личных данных. При этом повсеместное внедрение блокчейна пока ограничивается отсутствием законодательной базы, регулирующей эту область отношений и это на сегодняшний день главное препятствие на пути новой технологии.

Блокчейн — Вікіпедія

Блокчейн, тобто ланцюжок блоків транзакцій (англ. Blockchain, Block chain від block — блок, chain — ланцюг) — розподілена база даних, що зберігає впорядкований ланцюжок записів (так званих блоків), що постійно довшає.^[2]^[3] Дані захищено від підробки та спотворення.^[2] Кожен блок містить часову позначку, геш попереднього блока та дані транзакцій, подані як геш-дерево.^[4]^:6^[5]
Таку розподілену базу даних закладено в основу криптовалюти Bitcoin (вона була описана 2008 і реалізована 2009 року), де слугує бухгалтерською книгою для всіх операцій.^[2] Таку базу називають Блокчейн.
У квітні 2017 року в ЗМІ з'явилася інформація, що Україна планує перевести державні дані у блокчейн.^[6]
Кількість транзакцій біткоіна по днях (Січень 2009 — Вересень 2017)
Перша робота над криптографічно захищеним ланцюгом блоків була описана 1991-го року Стюартом Хабером (англ. Stuart Haber) та У. Скоттом Сторнеттою (англ. W. Scott Stornetta).^[7]^[3] Вони хотіли запровадити систему, де часові позначки документів неможливо спотворити чи пошкодити. 1992-го року Байєр, Хабер і Сторнетта використали в проекті дерево Меркла, що покращило ефективність, дозволяючи включати в один блок декілька документів.^[3]^[8]
Задум першого блокчейну було розроблено людиною (або гуртком людей), відомою як Сатоші Накамото 2008-го року. Цей задум Накамото втілив наступного року, розробивши основний складник криптовалюти Bitcoin, де він служить відкритою книгою обліку для всіх транзакцій в мережі.^[2] Завдяки блокчейну, Bitcoin став першою цифровою валютою, де проблему подвійних витрат^[en] було вирішено без залучення довірених вузлів або централізованого сервера. Відтак устрій Bitcoin став взірцем для багатьох інших застосувань.^[9]
У серпні 2014 р. розмір блокчейн-файлу Bitcoin, що містить відомості про всі транзакції мережі, сягнув 20 Гб (гігабайтів).^[10] У січні 2015 року розмір зріс до майже 30 Гб, а з січня 2016 року по січень 2017 року Bitcoin блокчейн виріс з 50 ГБ до 100 ГБ.^[11]
Слова «блок» і «ланцюг» використовувались окремо в первинній роботі Сатоші Накамото, але потім, з 2016 року, вони стали вживатись як одне слово — блокчейн. Термін блокчейн 2.0 належить до нових застосувань розподіленої блокчейн бази даних, яка вперше виникла 2014 року.^[12]The Economist описав одну з реалізацій цього блокчейну другого покоління як «мову програмування, що дозволяє користувачам писати більш складні та витончені угоди, створюючи таким чином рахунки-фактури, які сплачують себе після доставки товару, або сертифікати, що самі надсилають своїм власникам дивіденди, щойно прибуток сягає певного рівня». Очікується, що вони допоможуть людям інтегруватись у світову економіку, захистять конфіденційність учасників, дозволять людям «монетизувати свою власну інформацію» та забезпечать творцям компенсацію за їхню інтелектуальну власність. Технологія блокчейн другого покоління дозволяє зберігати «стійкий цифровий ідентифікатор та особу» індивідуума та надає просунутий шлях вирішення проблеми суспільної нерівності шляхом «потенційної зміни способів розподілу багатства».
У травні 2018 року Gartner з'ясував, що лише 1 % ІТ-директорів з інформаційних технологій заявляли про будь-яке використання блокчейнів у своїх компаніях, а лише 8 % директорів «планували або розглядають можливість спробувати використання блокчейну» найближчим часом.^[13]

Блок транзакцій — спеціальна структура для запису нових транзакцій в системі Біткоїн та аналогічних їй.
Блок містить відомості про транзакції, дерево їхніх гешів, а також заголовок зі службовими даними, де зокрема наведено і геш попереднього блока, тож кожен наступний блок є також підтвердженням попереднього.
Щоб транзакція вважалася достовірною («підтвердженою»), її формат та підписи мусять перевірити й записати (разом з іншими транзакціями) в новий блок. Але справді надійна перевірка достовірності транзакції потребує наявності декількох наступних блоків. Кожен наступний блок посилається на попередній, тож усі блоки можна вишикувати в один ланцюжок, що являтиме собою історію транзакцій за ввесь час існування системи. Перший блок ланцюжка — первинний блок (англ. genesis block) — то окремий випадок, бо в нього відсутній материнський блок^[15].
Блок складається із заголовка та списку транзакцій. Заголовок блоку містить свій геш, геш попереднього блоку, геші транзакцій та додаткову службову інформацію. Першою транзакцією в блоці завжди вказується отримання комісії, яка стане нагородою користувачеві за створений блок.
Далі йдуть всі або деякі з останніх транзакцій, які ще не були записані в попередні блоки. Для транзакцій в блоці використовується деревисте гешування, аналогічне формуванню геш-суми файлу в протоколі BitTorrent. Транзакції, крім нарахування комісії за створення блоку, містять всередині атрибута input посилання на транзакцію, за якою на цей рахунок були отримані біткоїни. Комісійні операції можуть містити в атрибуті будь-яку інформацію (для них це поле носить назву англ. Coinbase parameter), оскільки у них немає батьківських транзакцій.
Створений блок буде прийнятий іншими користувачами, якщо числове значення гешу заголовка менше або дорівнює певному числу, величина якого періодично коригується. Оскільки результат гешування (функції SHA-256) необоротний, немає алгоритму отримання бажаного результату, окрім повного перебору чи пошуку навмання. Якщо геш не задовольняє умову, то довільно змінюється блок службової інформації в заголовку, а геш обчислюється знов. Зазвичай потрібно чимало переобчислень. Коли умову дотримано, вузол висилає створений блок іншим підключеним вузлам, а ті його перевіряють. Якщо помилок немає, то блок вважається доданим в ланцюжок, і вже його геш міститиме наступний блок.
Величина цільового числа, з яким порівнюється геш, коригується через кожні 2016 блоків. Заплановано, що вся мережа витрачатиме на створення одного блоку приблизно 10 хвилин, на 2016 блоків — близько двох тижнів. Якщо 2016 блоків сформовано швидше, то ціль трохи зменшують і досягти її стає важче, інакше ціль збільшують. Зміна складності обчислень не впливає на надійність мережі Біткоїн і потрібна лише для того, щоб система створювала блоки з майже постійною швидкістю незалежно від потужності мережі^[17].
Основна послідовність блоків (чорні) є найдовшою від початкового (зелений) до поточного. Побічні гілки (фіолетові) відсікаються.
Над створенням нових блоків одночасно працює чимало «майнерів». Новостворений блок, що відповідає певним умовам, негайно надсилається решті членів мережі і має стати наступною ланкою ланцюжка. Постійно трапляється таке, що з різних частин мережі (від різних учасників) надходять блоки, що попереднім називають той самий блок, тобто відбувається галуження. Навмисне чи ненароком можна обмежити поширення новостворених блоків (наприклад, одне з галужень ланцюжка може деякий час розвиватися в межах локальної мережі). Тоді одночасно відбувається створення кількох гілок одного ланцюжка, що суперечать одна одній.
Коли поширення блоків поновлюється, майнери розв'язують суперечність, обираючи найдовшу гілку з найбільшим рівнем складності за єдину «достовірну». За однакової складності і довжини перевага віддається гілці, кінцевий блок якої з'явився раніше. Суперечні гілки можуть містити різні множини транзакцій, тобто не всяка транзакція конче присутня в усіх гілках. Тож транзакції, що входять лише до відхиленої гілки (зокрема, транзакції з виплати винагороди), втрачають підтвердженість.
Кожну транзакцію переказу коштів, що містилась лише у відхилених гілках, знов буде поставлено в чергу, а відтак включено в черговий блок. Натомість транзакції з одержання винагороди за створення відхилених зрештою блоків не отримають дальших підтверджень і відповідні «зайві» кошти буде втрачено.
Розподілена база даних Blockchain — це ланцюжок блоків, що постійно зростає, зберігаючи всю історію транзакцій. Копія бази даних або її частини одночасно зберігаються на безлічі комп'ютерів та синхронізуються відповідно до формальних правил побудови ланцюжка блоків. Дані блоків не шифровані і доступні у відкритому вигляді, проте захищені від змін криптографічно через геш-ланцюжок.
Зазвичай умисна зміна інформації в будь-якій копії бази або навіть в багатьох копіях не буде визнана істинною, бо не відповідатиме правилам. Деякі зміни може бути прийнято, якщо їх внести в усі копії бази (наприклад, видалення кількох останніх блоків через помилку в їхньому формуванні).
До версії 0.8.0 для зберігання ланцюжка блоків основний клієнт використовував Berkeley DB, починаючи з версії 0.8.0 розробники перейшли на LevelDB^[en]^[19].

Підтвердження транзакцій[ред. | ред. код]

Поки транзакція не включена в блок, система вважає, що кількість біткоїнів за якоюсь адресою залишається незмінною. У цей час є технічна можливість оформити кілька різних транзакцій для передачі з однієї адреси одних і тих же біткоїнів різним одержувачам^[20]. Але як тільки одна з подібних транзакцій буде включена в блок, то інші транзакції з цими ж біткоїнами система вже буде ігнорувати.
Наприклад, якщо в блок буде включена більш пізня транзакція, то більш рання буде вважатися помилковою. Є невелика ймовірність, що при розгалуженні дві подібні транзакції потраплять в блоки різних гілок. Кожна з них буде вважатися правильною, лише при відмиранні гілки одна з транзакцій стане вважатися помилковою. При цьому не буде мати значення час здійснення операції.
Отож попадання транзакції в блок є підтвердженням її достовірності незалежно від наявності інших транзакцій з тими ж біткоїнами. Кожен новий блок вважається додатковим підтвердженням транзакцій з попередніх блоків. Якщо в ланцюжку три блоки, то транзакції з останнього блоку будуть підтверджені один раз, а поміщені в перший блок будуть мати три підтвердження. Досить дочекатися декількох підтверджень, щоб звести ймовірність скасування транзакції до мінімуму.
Для зменшення впливу таких ситуацій на мережу існують обмеження на розпорядження щойно отриманими біткоїнами. Згідно сервісу blockchain.info до травня 2015 року максимальна довжина відкинутих ланцюжків була 5 блоків^[21]. Необхідне число підтверджень для розблокування отриманого залежить від програми-клієнта або від вказівок приймаючої сторони. Клієнт «Bitcoin-qt» для відправлення не потребує наявності підтверджень, однак у більшості одержувачів за замовчуванням виставлено вимогу 6 підтверджень, тобто реально скористатися отриманим зазвичай можна через годину. Різні онлайн-сервіси часто встановлюють свій поріг підтверджень.
Біткоїни, отримані за створення блоку, протокол дозволяє використовувати після 100 підтверджень^[22], але стандартна програма-клієнт показує комісію через 120 підтверджень, тобто зазвичай скористатися комісією можна приблизно через 20 годин після її нарахування.

«Подвійне витрачання»[ред. | ред. код]

Якщо контролювати понад 50 % сумарної обчислювальної потужності мережі, то існує теоретична можливість при будь-якому порозі підтверджень одні і ті ж біткоїни передати два рази різним одержувачам^[23] — одна з транзакцій буде публічною і буде підтверджуватися в загальному порядку, а друга не буде афішуватися, її підтвердження відбуватиметься блоками прихованої паралельної гілки. Лише через деякий час мережа отримає відомості про другу транзакцію, вона стане підтвердженою, а перша втратить підтвердження і буде ігноруватися. В результаті не відбудеться подвоєння біткоїнів, але зміниться їхній поточний власник, при цьому перший отримувач втратить біткоїни без будь-яких компенсацій.
Відкритість ланцюжка блоків дає змогу внести зміни в довільний блок. Але тоді стане потрібним перерахунок гешу не лише зміненого блоку, а й усіх наступних. Фактично, для такої операції буде потрібна потужність не менша за ту, яка була використана для створення зміненого і наступних блоків (тобто всієї поточної потужності), що робить таку можливість вкрай малоймовірною.
Подвійне витрачання біткоїнів на практиці ніколи не було зафіксовано. На травень 2015 року паралельні ланцюжки ніколи не перевищували 5 блоків.^[21]

За вимогу до гешів блоків відповідає спеціальний параметр, званий «складність».
Оскільки обчислювальні потужності мережі непостійні, цей параметр перераховується клієнтами мережі через кожні 2016 блоків таким чином, щоб підтримувати середню швидкість формування розподіленої БД на рівні 2016 блоків за два тижні. Таким чином 1 блок повинен створюватися приблизно раз на десять хвилин. На практиці, коли обчислювальна потужність мережі зростає — відповідні часові проміжки коротші, а коли знижується — довші^[25].
Перерахунок складності з прив'язкою до часу можливий завдяки наявності в заголовках блоків часу їх створення. Він записаний в Unix-форматі і взятий за системним годинником автора блоку (якщо блок створений у пулі, то за системним годинником сервера цього пулу)^[26].

В 2016 році Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO) було створено комітет для напрацювання міжнародного стандарту з технологій блокчейн^[27].

Україна[ред. | ред. код]

В 2017 році технологія блокчейн була використана для оновленої системи електронних торгів арештованим майном СЕТАМ. У жовтні 2017 року із використанням блокчейн було реалізовано оновлену версію інформаційної системи державного земельного кадастру^[28].

У світі[ред. | ред. код]

Мер столиці Південної Кореї оголосив про намір зробити з Сеула «розумне» місто на блокчейні. Стратегія, що має назву Blockchain Urban Plan, розрахована на 2018—2022 роки. Загалом інновації охоплять 14 державних служб у 5 галузях. Основні служби, які переведуть на блокчейн, — це соцзабезпечення, архів експлуатації транспортних засобів, видача сертифікатів, керування пожертвами та система голосування.^[29]

↑ ^а ^б ^в ^г Economist Staff (2015-10-31). Blockchains: The great chain of being sure about things. The Economist. Процитовано 18 June 2016. «[Subtitle] The technology behind bitcoin lets people who do not know or trust each other build a dependable ledger. This has implications far beyond the crypto currency.»

↑ ^а ^б ^в Narayanan, Arvind; Bonneau, Joseph; Felten, Edward; Miller, Andrew; Goldfeder, Steven (2016). Bitcoin and cryptocurrency technologies: a comprehensive introduction. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-17169-2.

↑ Blockchain. Investopedia. Процитовано 19 March 2016. «Based on the Bitcoin protocol, the blockchain database is shared by all nodes participating in a system.»

↑ «Merkle trees are a fundamental part of what makes blockchains tick.», blog.ethereum.org/2015

↑ Ukraine launches big blockchain deal with tech firm Bitfury, 14 квітня 2017

↑ Haber, Stuart; Stornetta, W. Scott (January 1991). How to time-stamp a digital document. Journal of Cryptology 3 (2): 99–111. doi:10.1007/bf00196791. Процитовано 4 July 2017.

↑ Bayer, Dave; Haber, Stuart; Stornetta, W. Scott (March 1992). Improving the Efficiency and Reliability of Digital Time-Stamping. Sequences 2: 329–334. doi:10.1007/978-1-4613-9323-8_24. Процитовано 4 July 2017.

↑ Nakamoto, Satoshi (October 2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. bitcoin.org. Архів оригіналу за 20 March 2014. Процитовано 28 April 2014.

↑ Nian, Lam Pak; Chuen, David LEE Kuo (2015). A Light Touch of Regulation for Virtual Currencies. У Chuen, David LEE Kuo. Handbook of Digital Currency: Bitcoin, Innovation, Financial Instruments, and Big Data. Academic Press. с. 319. ISBN 978-0-12-802351-8.

↑ Blockchain Size. Blockchain. Blockchain Luxembourg S.A. Архів оригіналу за 2017-03-03.

↑ Bheemaiah, Kariappa (January 2015). Block Chain 2.0: The Renaissance of Money. Wired. Архів оригіналу за 14 November 2016. Процитовано 13 November 2016.

↑ Hype Killer - Only 1% of Companies Are Using Blockchain, Gartner Reports | Artificial Lawyer. Artificial Lawyer (en-GB). 2018-05-04. Процитовано 2018-05-22.

↑ Genesis Block, Block 0 (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Finding 2016 Blocks (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Релиз Bitcoin 0.8.0 - OpenSource - Новости. Архів оригіналу за 2013-03-13. Процитовано 2013-02-22.

↑ Bitcoin is under attack (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ ^а ^б Число брошенных блоков (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Bitcoin Developer Examples (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Статья о вероятности Double Spending атаки (en). Архів оригіналу за 2013-05-21. Процитовано 2016-05-17.

↑ Графики изменения сложности сети Bitcoin (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Bitcoin hash (en). Процитовано 2015-12-21.

↑ Paul Rosenzweig (August 19, 2017). Blockchain Standards. Lawfare.

↑ Державний земельний кадастр перейшов на технологію Blockchain. Міністерство аграрної політики та продовольства України. 03.10.2017. Архів оригіналу за 03.10.2017. Процитовано 03.10.2017.

↑ До 2022 року Сеул стане розумним містом на блокчейні. Tokar.ua (uk-UA). 2018-10-25. Процитовано 2018-11-06.

Смотрите также

Чревоугодие что это такое

Эмоциональная лабильность что это такое у детей

Луцентис что это такое

Трифала что это такое

Внутриклеточные инфекции что это такое

Социальная карта пенсионера что это такое

Регенерация кожи что это такое

Мобилункус в мазке лечение что это такое

Всд по гипертоническому типу что это такое

Эндоцервицит шейки матки что это такое и лечение

Синтоизм что это такое

Blockchain.com
URL	blockchain.com
Коммерческий	Да
Тип сайта	Онлайн-хранилище криптовалюты
Регистрация	Люксембург
Язык(-и)	Английский
Язык программирования	Си
Начало работы	30 августа 2011 года
Текущий статус	Работает и активно развивается