В отличие от банков и электронных счетов, где для операции требуется слишком много конфиденциальной информации, блокчейн ничего не требует от пользователей: для операции нужны всего два ключа, которые система выдаст при регистрации.
Что такое блокчейн простыми словами
Вы знаете, что побудило меня написать об этом статью.
Знаете, что побудило меня написать статью о том, что такое блокчейн с точки зрения непрофессионала? Потому что я как «чайник». Я так же, как и вы, пользуюсь современными технологиями, особо не задумываясь о том, как они работают.
Например, я минимум раз в день подхожу к банкомату и достаю из этого ящика бумажные деньги в обмен на цифры, введенные на экране устройства. Казалось бы, все просто: вы вставляете карту в устройство, а оно взамен дает вам кровно заработанные деньги так, как это наиболее привычно для человечества.
Но оказывается, что за такой обыденной и рутинной операцией, как снятие наличных с банковской карты, стоит нечто большее. И, в хорошем смысле, технология блокчейн не изменит жизни большинства жителей планеты. Вы узнаете почему в конце статьи.
Вот 7 важных фактов о блокчейне, которые мы рассмотрим в этой статье.
По традиции начнем с самых элементарных и основных понятий, без которых простому обывателю нет смысла вникать в эту тему. Ну и конечно без криптовалют (в частности, биткойна) не получится).
Что такое блокчейн?
Вернемся к банкоматам. Я всегда думал, что все просто: у меня есть счет, он зарегистрирован где-то в банковской системе. В этом аккаунте есть номера, которые я могу обменять на вполне реальные деньги.
Мое воображение давно рисовало, что если я положу карту в банкомат и приму такой обмен, то автомат тут же выдаст эти деньги и спишет нужную сумму со счета.
Но оказывается, что все намного сложнее! Фактически банкомат выдает не те деньги, которые есть на счету, а те деньги, которые есть в наличии. По сути, вы не снимаете свои деньги, а берете их взаймы в банке.
Происходит это так: банк видит нужную сумму денег, проверяет ваши данные, может ли он ее предоставить, затем выдает эти деньги взаймы клиенту, который снимает наличные с карты.
В последующем осуществляется операция вывода суммы с электронного счета, а не из базы данных банка. Деньги, которые вы взяли взаймы, возвращаются в банк только через три рабочих дня! За это время информация о денежной операции проходит множество этапов обработки и проверки.
Получается, что просто снять наличные с карты невозможно из-за сложности обработки данных. И банку приходится давать деньги в долг по первому требованию владельца средств. Именно за возможность взять наличные со своего банковского счета взимается комиссия).
Итак, блокчейн наконец-то позволит людям получать деньги прямо со своего счета, минуя все эти трудности! Иными словами, если такая технология будет внедрена в банковской сфере, обычные люди этого просто не почувствуют, так как в их понимании все и так происходит напрямую.
Цепочка взаимосвязанных блоков
Итак, термин «блокчейн» переводится с английского как «цепочка блоков». Если еще проще, то это тип базы данных, без устройства хранения на общем сервере. Данные в такой системе единообразно хранятся на всех компьютерах, которые подключены к этой базе данных.
Представьте, что каждый блок такой системы — это некий набор информации об определенных событиях. Каждый из этих блоков имеет свою метку и цифровую подпись. Эта метка и подпись не позволяют изменять данные блока. А все последующие данные, поступающие в базу данных, создают свою уникальную цифровую метку и подпись на основе предыдущих блоков.
Другими словами, если вы попытаетесь изменить данные, которые хранятся в ранее расположенном блоке, система не позволит вам это сделать. Более того, любая такая попытка должна сопровождаться серьезной вычислительной мощностью.
Ни одно из устройств в указанной базе данных не имеет достаточных ресурсов для изменения кода предыдущих блоков всей системы. Хорошо, но как блокчейн связан с биткойном ?
Использование этой технологии в медицине более чем оправдано. Ведь обработка и хранение данных — один из важнейших факторов этой деятельности. Точность и скорость обработки информации об истории болезни пациента — один из важнейших элементов, от которого зависит процесс выздоровления.
История понятия «блокчейн»
Понятие «блокчейн» не имеет национального происхождения, оно имеет сетевое «гражданство». История термина началась в 2008 году, когда аноним или группа лиц, скрывающихся под псевдонимом Сатоши Накамото, опубликовали статью, ставшую манифестом этой инновационной технологии. В статье описаны его существенные черты и возможность создания децентрализованной системы денежных расчетов.
В последние годы появилось множество версий того, кто мог быть автором этого манифеста. Некоторые данные убедительны в пользу его русскоязычного происхождения. Первый блок был сгенерирован в 2009 году, и на сегодняшний день в мире существует более 2 тысяч видов криптоинструментов, основанных на различных модификациях блокчейна.
Как блокчейн связан с понятием биткоин?
Биткойн исторически является первым и самым известным применением технологии блокчейн. Транзакции на нем — это переводы средств между кошельками пользователей. Каждый участник имеет доступ к информации о любых транзакциях, когда-либо имевших место в блокчейне, с момента первой передачи в 2009 году.
Будучи первым приложением блокчейна, биткойн способствовал глобальному росту популярности этой технологии и заставил мир осознать ее преимущества. Но позже, в процессе развития на базе блокчейна и его модификаций, появились и другие криптовалюты, а также иные формы эффективного использования этой технологии, не относящиеся к криптоинструментам.
Блокчейн облегчает запуск системы документооборота внутри компании, регистрирует необходимые лицензии, готовит документы для выхода компании на международный рынок по утвержденным стандартам качества.
Как это работает?
Блок 1: Давайте рассмотрим принцип работы на примере
Возьмите 10 человек, которые решили отказаться от банков и других сторонних систем.
По обоюдному согласию каждый из 10 постоянно владеет всеми реквизитами счетов других участников, но не зная их личности
Шаг 1: Пустая папка
У каждого из 10 участников будет пустая папка, которая будет заполнена страницами. Этот набор страниц формирует книгу транзакций.
Шаг 2: Транзакции
Каждый садится с чистым листом бумаги и ручкой в руке и готов записать любую транзакцию, которая происходит в этой системе.
#2 отправляет 10$ на страницу регистрации транзакции #5
Чтобы создать транзакцию, номер 2 говорит всем: «Эй, номер 2 пересылает номер 5 10 долларов». Каждый из участников системы проверяет, достаточно ли на балансе #2 для совершения этой транзакции. Если баланс числа 2 позволяет, каждый делает запись на своей странице. Это происходит до тех пор, пока на странице не закончится место для записи новых транзакций
Предположим, что страница рассчитана на 10 транзакций. Поскольку все вводят одну и ту же информацию, всем одновременно не хватит места на странице.
И теперь пришло время всем отправить всю страницу в папку и создать новую страницу для отслеживания транзакций. И так повторяем с шага №2.
Шаг 4: Хранение страниц
Прежде чем отправить страницу в папку на хранение, мы должны со всеми договориться, обозначив ее уникальным штампом. Ставя такой штамп на страницу, мы можем быть уверены, что никто не сможет изменить эту страницу, отправив ее в папку. Если все доверяют печати, все доверяют содержанию страницы. И этот процесс самый сложный.
В терминологии блокчейна этот процесс называется «майнинг», но для простоты понимания примера мы будем называть его процессом запечатывания.
Ранее посредник дал нам обещание, что то, что написано в реестре, никогда не будет изменено. В распределенной и децентрализованной системе печать обеспечивает доверие. Прежде чем мы поймем, как мы будем продолжать этот процесс, мы должны ознакомиться с тем, как работает магическая машина.
Магия Хэш-фунцкий
Представим, что у нас есть машина, защищенная от внешних воздействий. Если мы отправим на вход кадр с каким-то содержимым, то на выходе получим кадр с другим содержимым. Эта волшебная машина называется хеш-функцией.
Допустим, мы подаём на вход число 4, на выходе получим «клоу». Как эта функция преобразовала число 4 в «клоу»? Никто не знает. Кроме того, этот процесс необратим. По конечному результату невозможно сказать, что было введено. Но каждый раз, когда вы загружаете номер 4, вы всегда будете получать тот же результат, что и вывод.
Рассмотрим другой случай. Что нужно будет ввести на этой машине, чтобы получить результат «c56c0ah»? Есть только один способ узнать это: перебрать все возможные значения, пока не получим определенный результат.
В криптоиндустрии блокчейн стал технологической основой для выпуска криптовалют, которые представляют собой модернизированную версию «частных денег» Хайека. При этом самые крупные из них, такие как биткойн и эфир, имеют глобальное обращение.
Что такое блокчейн и как это работает
До недавнего времени все платежи производились наличными. С развитием Всемирной паутины изменился и способ передачи ценностей. Сегодня, в эпоху распределенных вычислений и автономных систем, работать в сети стало удобнее и безопаснее с помощью новых технологий. Например, блокчейн, где информация перемещается между разными людьми без участия обслуживающего персонала, а также в обход централизации, где есть шанс, что вредоносная ошибка в программном коде поможет хакеру завладеть деньгами или ценной информацией.
Начнем с того, что блокчейн (Block — блок, chain — цепочка) — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналогичным примером ее строения является бесконечно длинная металлическая цепь, в которой звенья нельзя разорвать или поменять местами.
Блокчейн также можно рассматривать как книгу с возможностью добавления страниц. Каждая новая страница пишется онлайн, а остальные не могут быть отредактированы или удалены.
Основное движение в такой системе происходит с помощью транзакций. Во время транзакции может быть выполнен какой-то скрипт, или может быть записана какая-то заметка с данными. То есть слово «транзакция» — это не то же самое, что денежный перевод, а относится к способу обработки информации внутри сети.
Помимо основных данных, каждый блок имеет уникальный набор параметров: одноразовый номер, хэш предыдущего блока, хеш текущего блока и список транзакций.
Чтобы лучше понять, как работают переводы внутри сети, давайте снова представим страницу книги, где находится такая информация:
- Олег перевел Никите 100 долларов.
- Вася перевел Хуану 300 песо.
- Никита подтвердил пополнение счета на 100 долларов.
Внутри блока может храниться несколько тысяч таких записей. Когда память блока исчерпана, он закрывается, подписывается и переносится в новый блок в виде хэша или «отпечатка пальца».
Хэш — это набор символов, несущий уникальный отпечаток пальца. Он формируется исходя из того, какие транзакции и сколько хранит каждый блок.
В процессе обработки транзакций постоянно проверяются хэши, после чего, как в пирамиде, система поднимается до последнего хэша, где подтверждается целостность и правильность всех предыдущих кодов, чтобы транзакция закрывалась в блоке.
Если кто-то вдруг захочет добавить пару сотен долларов на ваш кошелек без подтверждения от остальной сети, такая транзакция будет считаться ошибочной и будет перезаписана хэшами, которые хранятся на большинстве узлов. То есть, если вы измените хотя бы один байт, хотя бы одну точку, одну запятую или один ноль, то итоговый хеш изменится и блокчейну придется еще раз проверить все эти величины, чтобы понять, правда это или ложь.
Из всего этого можно сделать вывод: сеть состоит из блоков, которые можно менять здесь и сейчас, пока они не будут закрыты. Все записывается в виде транзакций с информацией, которая хэшируется и постоянно хранится в сети при каждом последующем блоке. Если вы что-то измените и не найдете подтверждения этому от большинства участников, такие изменения просто не будут применены и блокировка будет считаться недействительной.
Простыми словами, система уже не сможет задним числом подделывать документы, как бы этого ни хотели даже сотни людей, если в целом сеть контролируется миллионами участников.
Кто такие майнеры и зачем они нужны
Мы уже говорили, что главный фактор безопасности заключается в добросовестности третьих лиц, обрабатывающих информацию. Как и банковская система, у блокчейна есть свой персонал. Но это не люди, а программный код, установленный на системах с узлом (сетью) блокчейна, то есть на компьютерах, поддерживающих сеть блокчейн. Другими словами, с помощью майнеров.
Чтобы выполнить операцию на блокчейне, необходимо создать ее и разместить в мемпуле, определенной области, где хранятся все транзакции, которые люди на блокчейне хотят выполнить в данный момент.
Что делают майнеры: они подключаются к мемпулу и начинают обрабатывать всю очередь. В глобальном смысле это работает так: система узнает обо всех транзакциях в мемпуле, обрабатывает их, записывает в блок, вычисляет хеши и приступает к обработке новых запросов. Для подтверждения валидности (корректности) блока майнер должен предоставить в сеть решение, которое проверяется другими майнерами и, если все в порядке и большинство участников принимают результат вычисления хеша, блок считается правильно. Или одноразовый номер.
Возьмем пример из реальной жизни:
За круглым столом сидят десять человек. У них есть пять слов, чтобы составить предложение, которое может быть единственно правильным из всех вариантов, которые приходят в голову. Итак, один из участников первым сделал предложение и записал его на листе бумаги. После того, как все выполнили задание, полученные предложения сравниваются. Так получилось, что первому участнику удалось составить правильное предложение, а остальные семеро подтвердили, что сделали то же самое. И только один участник представил другое решение, но поскольку он составляет меньшинство и его предложение отличается от остальных, этот вариант из пяти слов считается недействительным и отбрасывается из системы.
Получается, что для подтверждения этой информации в сети необходимо договориться, какое решение устраивает всех участников сети. Этим занимаются майнеры криптовалют.
Именно поэтому в момент появления блокчейна началась гонка за производительностью распределенных вычислений. Ведь чем больше вычислительных мощностей у майнера, тем быстрее и больше информации он будет обрабатывать в сети. Следовательно, как и сотрудники банка, майнеры получают вознаграждение за свою работу. Это основная причина, по которой все хотят заняться майнингом криптовалют.
Технология блокчейн используется для самых разных целей, от предоставления финансовых услуг до управления системами голосования. Рассмотрим реальные варианты использования.
Структура хранения в блокчейне
Одним из ключевых различий между типичной базой данных и блокчейном является способ структурирования данных. Блокчейн собирает информацию в группы, также известные как блоки, которые содержат наборы информации.
Блоки имеют определенную емкость хранения и при заполнении связываются с ранее заполненным блоком, образуя цепочку данных, известную как «блокчейн». Вся новая информация, следующая за этим вновь добавленным блоком, компилируется во вновь сформированный блок, который затем также будет добавлен в цепочку после заполнения.
База данных структурирует свои данные в таблицах, в то время как блокчейн, как следует из названия, структурирует свои данные в куски (блоки), которые связаны друг с другом. Получается, что все блокчейны — это базы данных, но не все базы данных — это блокчейны.
Эта система также по своей сути создает необратимую временную шкалу данных при децентрализованной реализации. Каждый блок в цепочке получает точную метку времени при добавлении в цепочку.
Децентрализация в блокчейне
Чтобы понять блокчейн, полезно рассмотреть его в контексте того, как он был реализован Биткойном. Как и база данных, Биткойн нуждается в наборе компьютеров для хранения своей цепочки блоков.
Для Биткойна блокчейн — это просто особый тип базы данных, в которой хранятся все транзакции Биткойн, которые когда-либо имели место. В случае Биткойна, в отличие от большинства баз данных, эти компьютеры не находятся под одной крышей, и каждый компьютер или группа компьютеров контролируется одним человеком или группой людей.
Представьте себе, что у компании есть сервер из 20 000 компьютеров с базой данных, содержащей всю информацию об учетных записях ее клиентов. У этой компании есть серверная комната, в которой все эти компьютеры находятся под одной крышей, и она имеет полный контроль над каждым из этих компьютеров и всей информацией на них.
Точно так же Биткойн состоит из тысяч компьютеров, но каждый компьютер или группа компьютеров, на которых хранится его блокчейн, находятся в разных географических точках, и все они контролируются отдельными людьми или группами людей. Эти компьютеры, составляющие сеть Биткойн, называются узлами.
В этой модели блокчейн Биткойн используется децентрализованно. Однако существуют частные централизованные блокчейны, в которых компьютеры, составляющие их сеть, принадлежат и контролируются одним лицом.
В блокчейне каждый узел имеет полную запись данных, хранящихся в блокчейне с момента его создания. Для биткойна данные представляют собой полную историю всех биткойн-транзакций.
Если в данных одного узла есть ошибка, он может использовать тысячи других узлов в качестве контрольной точки для исправления себя. Таким образом, ни один узел в сети не может изменить хранящуюся в нем информацию. Из-за этого история транзакций в каждом блоке, из которого состоит цепочка биткойнов, необратима.
Если пользователь вмешивается в журнал транзакций Биткойн, все остальные узлы будут связаны друг с другом, и легко идентифицировать узел с неверной информацией. Эта система помогает установить точный и прозрачный порядок событий.
Для Биткойна эта информация представляет собой список транзакций, но также возможно, что блокчейн может хранить различную информацию, такую как юридические контракты, государственные удостоверения или перечень продуктов компании.
Чтобы изменить способ работы этой системы или информацию, хранящуюся в ней, большая часть вычислительной мощности децентрализованной сети должна согласиться с такими изменениями. Это гарантирует, что любые происходящие изменения отвечают интересам большинства.
