С точки зрения применения, что такое Блокчейн

Почему миру нужна blockchain?

Вы когда-нибудь задумывались, почему такие криптовалюты, как Биткойн и Эфириум, привлекают внимание миллионов людей по всему миру? Ответ заключается в основной технологии, которая их поддерживает — блокчейн. Эта технология далеко не только для записи сделок с виртуальной валютой, она тихо меняет наше понимание доверия, безопасности и прозрачности.

Блокчейн по своей сути является децентрализованной цифровой книгой. В отличие от традиционных баз данных, которые централизованно управляются какой-либо компанией или правительством, данные блокчейна распределены по тысячам компьютеров по всему миру. Это означает, что изменить информацию практически невозможно — потому что вам нужно одновременно изменить данные на большинстве компьютеров.

Что такое блокчейн: понимание с точки зрения сущности

самое простое определение

Представьте себе блокчейн как книгу, которую невозможно изменить. Каждая транзакция, которую вы записываете в этой книге, будет защищена с помощью криптографических технологий, упорядочена по времени и образует разрывную цепь. Как только информация записана, она существует навсегда — даже создатель книги не может ее изменить.

Почему это называется “блок” и “цепь”?

Это название очень образное. Каждая запись или группа транзакций упаковывается в “блок”, как страница бумаги. А каждый блок связывается с предыдущим блоком с помощью криптографии, образуя неразрывную “цепь”. Чтобы изменить какую-либо страницу, необходимо переписать все последующие страницы, что является крайне сложным как с технической, так и с экономической точки зрения.

Основные характеристики блокчейна: почему он уникален

Децентрализованный механизм доверия

Традиционные системы требуют центрального органа (например, банка) для проверки вашей личности и транзакций. В то время как блокчейн позволяет тысячам независимых компьютеров (которые мы называем “узлами”) голосовать вместе за решение. Без единой центральной власти нет единой точки сбоя — чего традиционные системы не могут обеспечить.

Постоянная и прозрачная запись

Большинство блокчейнов являются публичными, и любой может просмотреть все исторические транзакции. Эта прозрачность особенно полезна для цепочки поставок - вы можете отслеживать каждый шаг товара от завода до ваших рук. В то же время, записи транзакций после подтверждения не могут быть изменены, и эта неизменяемость имеет решающее значение для таких областей, как финансы, здравоохранение и право.

Более быстрые и дешевые сделки

Международные переводы обычно занимают 3-5 дней и имеют высокие комиссии. А трансакции через блокчейн для международных переводов могут занять всего несколько минут, а стоимость составляет лишь малую долю от традиционных банковских услуг. Это связано с тем, что исключены посредники.

Как работает блокчейн: анализ технических деталей

Шаг 1: Инициирование и трансляция сделки

Когда Алиса хочет отправить Бобу биткойны, она инициирует транзакцию. Эта транзакция сразу же транслируется по всей сети блокчейна, и каждый узел ее получает.

Шаг 2: Проверка сделки

Узлы в сети, получив транзакцию, проверяют три вещи:

• Является ли цифровая подпись Алисы подлинной (убедитесь, что она действительно отправила ее)
• Есть ли у Алисы достаточно биткойнов на счету
• Соответствует ли формат сделки правилам

Этот процесс верификации использует криптографию с открытым ключом — у Алисы есть закрытый ключ (секретный) и открытый ключ (публичный). Она подписывает транзакцию своим закрытым ключом, а другие могут проверить подпись с помощью её открытого ключа. Как будто закрытый ключ подписывает, а открытый ключ проверяет подпись.

Шаг 3: Упаковка блока

Проверенные транзакции не попадают в блокчейн сразу, а сначала собираются, ожидая упаковки в блок. Каждый блок содержит:

• Все данные транзакций этого блока
• временная метка (записывает, когда было создано)
• Криптографический хеш (уникальный отпечаток этого блока)
• Хэш-значение предыдущего блока (это и есть “точка соединения” цепи)

Четвертый шаг: консенсус и подтверждение

Это самый важный шаг. Узлы в сети должны достичь согласия по поводу того, является ли этот новый блок действительным. Существует два самых распространенных способа:

Доказательство выполнения работы (PoW)

Шахтеры соревнуются в решении сверхсложной математической задачи. Первый шахтер, который ее решит, получает награду в виде криптовалюты, а другие узлы проверяют, правильен ли ответ. Биткойн использует именно этот механизм. Недостаток заключается в том, что это требует огромного количества электроэнергии.

Доказательство доли (PoS)

Не нужно решать задачи, а решается, кто создаст новый блок, в зависимости от количества криптовалюты, которую вы ставите в сети. Чем больше ставки, тем выше вероятность быть выбранным. Если вы совершите зло, ваша ставленная криптовалюта будет конфискована. Эфириум уже обновился до этого механизма.

Пятый шаг: добавление блока в цепь

Как только достигнута консенсус, новый блок навсегда добавляется в цепочку. Теперь все узлы имеют копию этого нового блока, обновление реестра завершено.

Криптография: секретное оружие безопасности блокчейна

Блокчейн нельзя подделать благодаря трюку в криптографии, который называется хеширование.

Представьте, что у вас есть текст “блокчейн-технология”. После обработки с помощью хэш-функции SHA256 получается строка мусора. Если изменить один символ на “блокчейн-технология1”? Сгенерированный хэш будет совершенно другим. Это называется “эффект лавины” — небольшое изменение приводит к совершенно другому выводу.

И кроме того, невозможно восстановить оригинальный текст из этой строки беспорядка. Хэш - это односторонний.

Эта особенность делает невозможным изменение данных: если вы хотите изменить данные в каком-либо блоке, его хэш изменится, что приведет к несоответствию с последующими блоками. Вам нужно будет изменить все последующие блоки. А эти блоки распределены по тысячам компьютеров по всему миру — вы не сможете одновременно взломать большинство из них.

Реальные сценарии применения блокчейна

криптовалютная торговля

Это самое оригинальное и в то же время самое зрелое применение блокчейна. Криптовалюты, такие как Биткойн и Эфир, используют блокчейн для создания глобальной системы переводов без банков.

Умные контракты и DeFi

Умные контракты на Ethereum - это автоматически исполняемый код. Когда условия выполнены, контракт выполняется автоматически - без человеческого вмешательства. На этом основана DeFi (децентрализованное финансирование) - платформы для кредитования и торговли без посредников в виде банков и финансовых учреждений. Эти платформы управляют потоками средств с помощью умных контрактов.

Система отслеживания цепочки поставок

Предположим, вы купили рыбу. С помощью блокчейна вы можете увидеть, с какого судна она отправилась, через какие пристани прошла и в какой день пришла в супермаркет. Это критически важно для продовольственной безопасности и защиты от подделок в сфере предметов роскоши. Каждый этап записывается в цепи и не может быть подделан.

Цифровая идентичность и здравоохранение

Ваши личные данные, медицинские записи и другие чувствительные данные могут храниться в блокчейне — только уполномоченные вами лица могут их просматривать. Информация надежна и не контролируется единственным учреждением.

Система голосования

Запись голосования с помощью блокчейна, каждый голос имеет уникальный криптографический маркер. Процесс голосования прозрачен, невозможно проголосовать повторно, результаты невозможно подделать.

Токенизация активов

Недвижимость, произведения искусства, акции и другие реальные активы могут быть токенизированы и торговаться на блокчейне. Это значительно повысило ликвидность, что позволяет малым инвесторам участвовать.

Разные типы blockchain имеют свои особенности

Публичная цепочка (публичный блокчейн)

Любой может присоединиться, любой может просмотреть все транзакции. Биткойн и Эфириум - это публичные блокчейны. Преимущества заключаются в полной децентрализованности и прозрачности, недостатки - возможна медленная скорость транзакций.

Частная цепь (частный блокчейн)

Только авторизованные лица могут войти. Обычно используется компаниями или учреждениями для внутреннего управления. Он сохраняет неизменяемость блокчейна, но отказывается от децентрализации.

Союзная цепь

Блокчейн, управляемый несколькими организациями. Можно выбрать, кто может видеть данные и кто может участвовать в валидации. Межбанковские расчетные системы часто используют этот подход.

Реальные вызовы, с которыми сталкивается блокчейн

Хотя блокчейн очень мощный, он не идеален. Например:

• Потенциальные узкие места: Обеспечение безопасности требует большого количества проверок, поэтому скорость транзакций не так высока, как у традиционных баз данных.
• Проблема энергопотребления: Механизм PoW особенно энергоемок, что вызывает споры о защите окружающей среды.
• Неясное регулирование: правительства разных стран все еще изучают, как регулировать применение блокчейна
• Порог входа: Для обычных пользователей управление приватными ключами и кошельками по-прежнему сложно

Резюме: Почему блокчейн заслуживает внимания

Что такое блокчейн? Это революция о доверии.

Традиционные системы заставляют нас полагаться на какой-либо центральный орган. А блокчейн заменяет это доверие с помощью технологий и механизмов стимулов — вам не нужно верить какому-либо человеку или компании, достаточно доверять коду и математике.

От криптовалюты до цепочки поставок, от смарт-контрактов до цифровой идентичности, блокчейн демонстрирует потенциал в разных областях. Хотя технология все еще развивается, а приложения продолжают исследоваться, эта децентрализованная, прозрачная и безопасная система учета уже доказала свою ценность.

Блокчейн не только изменил финансы, но, что более важно, он дал нам новый подход: как создать надежную и прозрачную систему без центральной власти. Значение этого подхода превышает значение самой технологии.