Технология блокчейн: расшифровка, суть, понятия

Blockchain

blockchain

Call me Bion Еще в 2000 году за фразу «позвони мне, я буду в лесу», можно было угодить в психбольницу. Сегодня выражение вызовет только сомнения по поводу наличия там сотового покрытия. Технологии в один момент завладели миром, и их победное шествие продолжается семимильными шагами. Одним из последних изобретений стала разработка блокчейн — системы децентрализованных блоков для хранения информации. Попробуем рассказать об одном из самых сложных и инновационных изобретений простыми словами.

 

Определение блокчейн

Понятия блокчейн и биткоин неразрывно связаны, но, если разобраться в сути, — это совершенно разные вещи. Биткоином называется популярная криптовалюта. Это универсальное средство расчета за товары и услуги с неподтвержденным статусом. Также биткоин является уникальным инструментом инвестирования.

Блокчейн — своего рода электронный архив. Представьте, что все записи вносятся в огромное цифровое бюро. Это бюро сосредоточено не в одном месте, а размножено на все компьютеры, подключенные к системе Вlockchain. Вносить можно данные любого вида, от проведения транзакций по международному переводу до фиксации рождения нового человека.

Благодаря тому, что архив децентрализован, невозможно единолично изменить информацию. Для внесения корректировок необходимо иметь доступ ко всем компьютерам, подключенным к системе. А это миллионы машин. Каждый блок с записанной информацией несет не только сведения о конкретной операции, но и содержит предшествующие ей условия. Изменение на одной машине не повлияют на общую картину.

 opredelenie blockchain

В переводе с английского дословно block chain означает цепочка блоков. Блоки генерируются постоянно. Каждый из них содержит:

blocks title keys

После формирования новой единицы — блока — она проверяется всеми участниками. Если противоречий нет, новый блок присоединяется в конец цепочки. После этого внести в него изменения невозможно.

Посмотреть информацию может каждый. Зашифрованными данными являются только личности тех, кто проводил транзакции, и то не всегда.

Децентрализованная база данных

Блокчейн служит для создания, подтверждения и безопасности операций с криптовалютами. Но его применение не ограничено только этой сферой. В базу данных заносится информация о чем угодно. Систему можно назвать электронным дневником, копии которого хранятся на нескольких устройствах, гарантируя:

сохранность информации

недоступность для изменения отдельными лицами

 защищенность от хакерских атак

Генерируются блоки пользователями, которые создают контракты, готовящие к подтверждению. Подтверждают операции майнеры, предоставляющие свои компьютеры для работы системы. Огромные мощности вычислительных технологий позволяют поддерживать множество операций в минуту, при этом сохраняя в памяти все записи.

Безопасность и надежность в одной технологии

Чтобы понять систему, по которой работает блокчейн, нужно понимать принципы шифрования, криптографии, углубленной математики и программирования. Но объяснить технологию работы можно на простом и понятном примере.

 

Предположим, Михаил должен деньги:

 

Алексею

15 000$

Юрию

5 000$ и еще нескольким людям

 

 

 

 

Все свои долги и выплаты он внес в электронную таблицу. Но Юрий оказался нечестным заемщиком и решил увеличить свой капитал. Он взломал компьютер Михаила и изменил 5 000$ на 50 000$. Возможно, компьютер хорошо защищен, существует копия таблицы и т. д. Но теоретически Юрию все удастся.

 

Прежде, чем продолжить пример, нужно разобраться с понятиями хэша и хэширования, которые понадобятся дальше:

  • хэш (от англ., hash — путаница) — число заданной длины, полученное в результате машинных вычислений.
  • хэширование (от англ., hashing) — процесс шифрования данных, в результате которого массив произвольной длины преобразовывается в число с определенным алгоритмом количеством символов.

При использовании Михаилом технологии блокчейн, непредвиденных изменений не произойдет, и вот почему:

пользователь, для первой операции вычислит хэш-сумму. Результатом вычисления станет 32-значный код, содержащий буквы и цифры.

вторая сумма вычисляется с прибавлением к ней хэша предыдущей.

так же происходит с последующими записями-суммами.

 

Благодаря такой взаимосвязанной системе, для изменения одного числа, нужно переписать всю таблицу. Но если она небольшая, а мошенник настойчивый — операция возможна. Исключить несанкционированные действия поможет включение в код хэширования каждого блока произвольного числа. Каждый полученный код должен соответствовать условию — в конце хэша должно стоять определенное сочетание цифр или букв.

После этого, для расшифровки понадобится не просто изменить все записи, но и произвести расчеты огромного числа символов. Благодаря такому алгоритму шифрования, подделать записи бесконечно сложно. Дополнительно изменить требуется данные не на одной машине, а на нескольких миллионах, что делает процедуру практически невозможной.

 

Как сохраняется прозрачность и анонимность транзакций

Блокчейн-технология завоевала свою популярность возможностью проводить каждый ход всех участников сделки. Это можно сравнить с обычной бумажной папкой с файлами. Открыв ее, мы видим, что такого-то числа проводилась такая-то сделка. Лицо А перевело 100 тыс. долларов лицу Б, которое отправило их лицу С. При этом личности могут быть засекречены или полностью идентифицированы. Разглашение информации о себе зависит от целей создания платформы и ее вида.

При этом существует две категории пользователей:

  1. Первые могут только просматривать наименования файлов без возможности узнать их содержание.
  2. Вторые — адресаты — могут скачать данные и узнать, что в них записано.

Для скачивания необходим ключ. Его знает только получатель, потому доступ к информации третьих лиц исключен.

 

Ноды (узлы): понятие и виды

Нодами или узлами системы блокчейн называют компьютерные мощности. Каждый компьютер пользователя или майнера (от англ. miner — шахтер. Человек, предоставляющий свои мощности для поддержания работы системы blockchain и получающий за это награду в виде электронных монет) — отдельный узел. Все участники сети равны, без преобладания одного ресурса в виде сервера.

Чем больше компьютеров в сети, тем выше вычислительная мощность системы. Она необходима для закрытия блока. Хэш-код вычисляется блокчейном для подтверждения и закрытия операции. За проведенные техникой действия владелец мощности, победившей в цифровой гонке, получает вознаграждение в виде электронных монет. Повышение сложности шифрования привело к увеличению требований к оборудованию.

 

Существует две версии нодов:

Облегченные ноды

Это неполная версия блокчейн, установленная на оборудовании  пользователя. Такие узлы подвержены давлению мнения других майнеров, что усложняет принятие правильного решения.

Полные ноды

Такие мощности содержат полную версию блокчейна и обеспечивают высокую безопасность и прозрачность всех операций. Полные ноды включают в себя весь список файлов блокчейна, все обновления системы, открытый порт для входящих запросов 8333.

 

 

 

 

 

 

 

В 2015 году вес полного установочного пакета составлял всего 35 Гб памяти устройства. К 2017 году этот показатель вырос до 100 Гб и увеличение продолжается. Именно поэтому многие пользователи закрывают порт 8333, что приводит к падению вычислительной мощности и вероятности ошибок.

 

Плюсы и минусы технологии

Несмотря на недоверие многих пользователей и правительств некоторых стран, система успешно развивается. Глобализация технологии повлияла на внимание к ней:

правительственных аппаратов мировых банковских структур  ключевых фигур мирового бизнеса

 

 

Международные банки создали консорциум R3, призванный объединить усилия по изучению внедрения blockchain. Главы правительств запускают пилотные проекты на основе децентрализованных блоков.  В России блокчейн используется платежными системами Сбербанка и электронного кошелька Qiwi.

Эксперты отрасли отмечают следующие плюсы применения платформы:

Отсутствие посредников Использование блокчейн исключает вовлечение в сделки третьих лиц. Наличие смарт-контрактов

Умные, самовыполняющиеся контракты работают на основе системы данных и криптовалют.

Моментальные сделки

Транзакции и договоренности, которые нужно было подтверждать и проверять месяцами, теперь можно провести за несколько часов.

Децентрализация

Операции нельзя назначить или отменить единолично с одной машины.

Сокращение затрат

Исключаются многие издержки, связанные с оплатой работы третьих лиц, трансфером, заверением и т. д.

Прозрачность

Все блоки доступны для просмотра и анализа пользователем.

Универсальность

Возможно использование системы практически во всех отраслях финансов, науки, техники, хозяйства, бизнеса.

Высокая скорость работы

Быстродействие возрастает с подключением к сети нового, мощного оборудования.

 

Несмотря на кажущуюся идеальность, система имеет ряд особенностей, которые можно отнести к минусам:

Необратимость операций

Если какое-то действие подтверждено случайно, или исходные данные стали другими, внести коррективы уже нельзя.

Увеличение числа пользователей

С каждым новым компьютером сложность кода повышается. Сейчас проводится до 7 операций в секунду, при масштабировании их число увеличится.

Возможность монополизации

Сейчас процветает такой бизнес как майнинговые шахты. Огромные мощности объединяются в единую систему для добычи монет и одновременного шифрования данных. Если 51% цепи окажется в одних руках, возможно исключение децентрализации.

Неподтвержденность статуса

Многие государства запретили использование системы, пока она не будет изучена госорганами и специальными комиссиями.

Нужно пояснить, что работу современного blockchain сложно поддержать с помощью обычного игрового компьютера. Для этого изобрели специальные устройства:

  • Фермы. Они собираются из нескольких мощных видеокарт.
  • Асики. Специальные чипы, обладающие высокой производительностью.

Финансовая сфера и еще 10 отраслей применения блокчейн-технологии

Блокчейн платформа создавалась как основа для системы биткоин, но ее уникальные свойства намного шире области криптовалют. Сейчас к децентрализованной сети присматриваются как коммерческие организации, так и компании из совершенно разных сфер деятельности. Вот несколько секторов, в которых блокчейн может с успехом применяться или уже используется:

 

банковская системы

 

Банковская система

По опросу IBM 80% банков ведут разработки, связанные с использованием блокчейн. 15% опрошенных планируют стартовать с пилотными блокчейн-проектами уже с начала 2018 года. При внедрении системы сократится время транзакций, снизятся комиссии на переводы средств и снятие денег.

 

Хранение данных

Облачные хранилища, которыми пользуются частные и юридические лица, имеют централизованные  сервера. Это означает, что при уничтожении главного компьютера вирусом, стихийным бедствием, поломкой, все данные будут утеряны.  При распределении информации между несколькими узлами она сохранится, даже если один из них будет поврежден. В мире уже существует несколько подобных проектов: Datacoin, Storj, Factom.

хранение данных

 

 

идентификация личности

 

Идентификация личности

Некоторые эксперты полагают, что эра паролей и кодов уходит в прошлое. На смену ей приходит эпоха блокчейн-идентификации. ID ключ можно использовать для доступа к сайтам, подписи цифровых документов, распознавания личности. Сейчас уже существуют агентства, оказывающие услуги восстановления утерянных документов с помощью блокчейн. В фирме Bitnation blockchain Emergency ID проверка личностей ведется с помощью сети доверия. В ней родственники подтверждают действительность данных заявителя.

 

Регистрация и хранение данных

Это обширная сфера, охватывающая контроль рождения, смерти, покупки транспортных средств, редких медикаментов, недвижимости, оформления наследства. С помощью блокчейн сети можно регистрировать все события в личной, повседневной иделовой жизни организации или отдельного человека. В такой реестр не закрадется ошибка, его невозможно подделать или уничтожить. Инновационный подход решит проблему с регистрацией и посягательством на интеллектуальную собственность.

регистрация и хранение данных

 

смарт-контракты

Смарт контракты

Не каждая блокчейн-среда обладает возможностью создавать такие самовыполняющиеся алгоритмы. Свойство доступно, например, в Ethereum. Благодаря внесению в контракт ряда условий, после их исполнения договоренность автоматически закрывается. Используется особенность блокчейна при проведении сделок купли-продажи, когда поступление товара в пункт назначения и его оплата покупателем закрывают договоренность. Широко используется технология при лизинге авто. В дальнейшем планируется внедрить в управление машины функцию самостоятельного возврата в компанию, предоставляющую услугу, при неоплате чека клиентом. Певица Imogen Heap планирует применить блокчейн-технологию для управления авторскими правами музыкантов, что исключит множество посредников и издержки на оплату их труда.

Решение вопроса с трекингом.

Многие организации делают заказы на сырье у разных производителей через посредников. Цепочка может быть настолько длинной, что отследить начальное звено довольно сложно. Использование блокчейн поможет проследить путь и происхождение любого товара от пищевой добавки, до части кузова автомобиля. Таким образом, уже ведется трекинг антиквариата, произведений искусства, бриллиантов и ценных металлов. Благодаря точности данных упрощается процедура сертифицирования, исключаются подделки. Проверили технологию в действии компании SkuChain, Provenance.Org, Everledger.

решение вопроса с трекингом
 юридическая и нотариальная сферы

Юридическая и нотариальная сфера

Благодаря блокчейн можно проверить подлинность документа, авторства, сроков появления и регистрации. Невысокая стоимость комиссий исключает издержки на оплату третьих лиц. Отсутствие человеческого фактора делает сделку защищенной от махинаций, взяточничества, коррупции или банальной ошибки.

Автоматизация безопасности

Достаточно синхронизировать программу на блокчейн с программой автоматизированного дверного замка и вход в помещение, кабинет, дом или авто будет запрещен. Включая в программу определенных пользователей, можно разрешить доступ только им. Благодаря системе не нужно делать дубликаты ключей, где-то их хранить и волноваться о надежности ключника.

автоматизация безопасности

 

сфера аренды

 

Сфера аренды 

Автоматизацию безопасности можно совместить со смарт контрактом, чтобы определить доступ после выполнения условий. Например, на аренду квартиры устанавливается цена и срок. Данные подкрепляются смарт-контрактом. Оплата оговоренной суммы дает доступ к арендуемому помещению. Услуги, основанные на таком подходе, уже практикует компания Slock.

Голосования, референдумы, опросы 

С помощью системы блокчейн устраиваются интернет-голосования. Они отличаются минимальными затратами на организацию, анонимностью участников, невозможностью подделать результаты. Прецедент таких выборов уже представлен в Дании политической партией Liberal Alliance. Они провели с помощью блокчейн внутреннее голосование в 2014 году.

голосования, референдумы, опросы

 

военный сектор

 

Военный сектор 

Многие оборонные проекты планируют использовать блокчейн для безопасного обмена сообщениями. Дополнительно рассматриваются перспективы блокировки и разблокировки транспортных средств, ракетных комплексов и другой техники в зависимости от доступа пользователя.

 

Нами приведен далеко не полный список отраслей, где можно успешно задействовать инновационную технологию.

 

Почему блокчейн способен изменить мир

В основе блокчейн лежат принципы информатики, теории игр, криптографии и еще многих прогрессивных и традиционных наук. Платформа является чем-то большим, чем обеспечение работы криптовалют. Ее развитие и внедрение способно изменить действительность.

Недоверие к системе основано на запрете ее использования во многих странах мира. Но если углубиться в суть, то запрет является просто средством выиграть время для изучения и применения инновации. Государственные системы не желают терять первенство в мировой игре. Потому многими из них, в том числе Россией, запускаются и тестируются пилотные проекты, в основе которых лежит блокчейн.

Благодаря массовому внедрению технологии, такие структуры как банки, нотариальные конторы, обслуживающие организации могут вовсе исчезнуть. А пока мир только разбирается в инновации, отводя ей место в истории наравне с изобретением интернета.

Нет комментариев

Оставить ответ Отменить

  • bitcoinBitcoin (BTC) $ 10,693.87
  • ethereumEthereum (ETH) $ 343.30
  • rippleXRP (XRP) $ 0.232696