Блокчейн

Что такое блокчейн

На самом деле технология блокчейн существует не только в криптовселенной, но и во многих других сферах нашей деятельности. Например, блокчейн обеспечивает сделки с недвижимостью и процессы в логистике, на нем работают многие мессенджеры и банковские системы. Итак, что же представляет собой эта технология?

Блокчейном называют специальный реестр, или базу данных с транзакциями, которая состоит из непрерывной последовательной цепочки цифровых блоков. Поэтому в прямом переводе блокчейн и называют цепочкой блоков. Каждый из таких элементов содержит в себе информацию о предыдущем и следующем блоках. Если какой-то из них изменить или удалить, то разрушится вся цепочка. Так информация в блокчейне защищена от фальсификаций. Более того, сделать это не так-то просто. Если злоумышленник решит скрыть свои данные о переводе и удалить их, ему придется осуществить это на всех компьютерах сети, а не только на своем сервере. Это и определяет децентрализацию в блокчейне, когда контроль и полномочия по принятию решений в сети распределены между ее пользователями, а не принадлежат одному субъекту, такому как правительство или корпорация.

Проще говоря, блокчейн - это безопасный и надежный способ хранения и обработки цифровых активов в сети. Кстати, активы эти могут быть самые разные - деньги, акции, предметы искусства, игровые персонажи и другие атрибуты.

Как работает блокчейн

Технология блокчейн схожа с принципом работы электронных таблиц и баз данных, поскольку это такой же реестр для хранения информации. Ключевое различие в том, как распределяется эта информация и каким образом осуществляется доступ к ней.

Блокчейн состоит из специальных программ, называемых скриптами. Они выполняют главные задачи: ввод информации, обеспечение доступа к ней, хранение. Рассмотрим, как проводятся одни из самых распространенных транзакций - международные денежные переводы. Без использования технологии блокчейн этот процесс обычно включает:

• обращение в банк, который и станет посредником в этой транзакции;

• передачу банку данных о получателе и сумме перевода;

• проверку банком полученных данных;

• передачу платежной системе сигнала об осуществлении перевода.

В случае, если мы используем для перевода блокчейн, ни банк, ни любой другой посредник и вовсе не понадобятся. Всё происходит в четыре основных шага:

1. Запись транзакции, то есть отражение перемещения активов от одной стороны к другой.

2. Достижение консенсуса, или подтверждение того, что запись является действительной.

3. Связка блоков - запись транзакции в блоки и шифрование.

4. Общий доступ к реестру, когда система автоматически передает каждому участнику обновленную копию центрального реестра.

Безопасность транзакции обеспечит сама сеть блокчейн благодаря следующим факторам:

• Надежный цифровой кошелек

Он и есть альтернатива банковскому счету. Такой кошелек может быть в виде приложения или компьютерной программы, физического носителя, например USB-флешки или банковской карты, или даже бумажным, с распечатанным QR-кодом. Для того чтобы совершить транзакцию и перевести деньги, необходимо указать адрес кошелька получателя, сумму перевода и комиссию. Так, цифровые кошельки значительно упрощают процессы переводов и получения средств, при этом все пользователи остаются анонимными в сети, ведь известны только номера кошельков.

• Цифровая подпись

После того как пользователь отправил все необходимые данные о переводе, необходимо заверить эту транзакцию с помощью цифровой подписи. Для этого используют приватный ключ - уникальную зашифрованную фразу, связывающую кошелек и содержимое блоков пользователя. Подпись необходима для аутентификации и обеспечения целостности транзакций.

• Смарт-контракт

Так называют цифровой договор на основе специального компьютерного алгоритма, который устанавливает правила выполнения соглашения между двумя сторонами, например, отправителем и получателем денег. Если условия выполняются, то смарт-контракт автоматически переводит деньги. Это позволяет напрямую обмениваться активами, облегчает и ускоряет процесс сделки, повышает ее безопасность.

• Хеширование данных

Для того чтобы запись транзакций была надежной, прозрачной и устойчивой к несанкционированному доступу, блокчейн использует криптографию. Одним из важнейших криптографических методов является хеширование. Специальный алгоритм шифрования информации использует данные о переводе или другой транзакции и преобразует ее в набор знаков. Хеш - это и есть зашифрованные данные о той или иной сделке в виде уникального набора символов, букв и цифр. Можно сказать, что это уникальный идентификатор. Например, в Bitcoin используют алгоритм хеширования SHA-246, который создает 256-битный хеш для каждого блока. При этом блокчейн связывает все предыдущие хеши, что повышает надежность и защищает данные от злоумышленников. Таким образом, в блокчейне каждая и так зашифрованная запись дополняется хешем предыдущих записей.

• Алгоритм консенсуса

Этот механизм также необходим для подтверждения правильности и корректности сделки. Если обычно за это отвечают банки, то в блокчейне есть два основных вида консенсуса - Proof-of-Work, или доказательство работы, и Proof-of-Stake, или доказательство доли владения.

Первый из них - PoW - используют во многих сетях блокчейна для проверки транзакций и поддержания работы блокчейна. Суть этого алгоритма в том, что майнеры (так называют пользователей блокчейна, использующих Proof-of-Work) соревнуются в решении сложной математической задачи. Их компьютеры, находящиеся по всему миру, проводят вычисления и тем самым генерируют новые блоки блокчейна. Каждое устройство в сети последовательно перебирает так называемое nonce-число, то есть number can only be used once. Это значение, которое может быть использовано только раз. При нем хеш блока будет удовлетворять определенным критериям. Соответственно, чем больше мощность компьютера, тем быстрее можно разгадать алгоритм и получить вознаграждение в виде криптовалюты. Это требует больших затрат и энергии. Появились даже специальные майнинговые фермы, на которых отдельные пользователи объединяют свои усилия и мощности оборудования, создавая целые объединения майнеров. Но чем больше майнеров трудится над решением одного алгоритма, тем меньше будет вознаграждение для каждого из них. Поэтому сейчас майнинг уже не приносит столько прибыли, как это было на заре криптоиндустрии.

PoS, или Proof-of-Stake, - более пассивный процесс, который представляет собой аналог владения активами. В данном случае не нужно решать математические задачи и проводить сложнейшие вычисления, высокая скорость и мощность устройства пользователя также не важна. В процессе консенсуса PoS валидирующие участники, или стейкеры, добавляют в стейкинг определенное количество криптовалюты, то есть буквально удерживают ее. Чем больше криптовалюты, тем выше и шансы на создание нового блока. При создании новых блоков валидаторы получают комиссии за транзакции. Однако консенсус PoS противоречит главной идее блокчейна - децентрализации. Это связано с тем, что участники, у которых больше криптовалюты, получают и большее влияние в сети.

Кроме PoW и PoS - самых распространенных механизмов, - существуют и другие алгоритмы. Например, DPoS, или Delegated Proof-of-Stake. Он отличается от классического PoS, в рамках которого возможность создавать новые блоки есть у всех валидаторов, только тем, что в нем владельцы и держатели криптовалюты формируют набор делегатов, которые и создают блоки от их имени. Есть также Proof-of-Authority, или PoA, - механизм, учитывающий репутацию и имидж самого валидатора, а не только количество удерживаемой им криптовалюты. То есть валидаторов выбирают прежде всего по надежности и могут в любое время удалить из сети за вредоносные действия.

Виды блокчейна

В блокчейне существует четыре основных разновидности децентрализованных (или распределенных) сетей:

1. Публичный блокчейн

Такие системы не требуют специальных разрешений и позволяют каждому желающему подключиться. Все участники публичного блокчейна имеют равные права на просмотр, изменения и проверку содержащейся информации. Первым публичным блокчейном стала сеть биткоина, затем стали появляться и другие, например, Ethereum.

2. Частный, или приватный блокчейн

Как следует из названия, это закрытая управляемая сеть. Ее контролирует определенная организация или компания, использующая блокчейн в своих целях. Именно этот уполномоченный орган устанавливает правила и контролирует доступ, определяя, кто может быть участником закрытой сети, а кто нет. Например, Ripple - сервис для обмена криптовалюты.

3. Гибридный блокчейн

Он включает в себя функции двух вышеперечисленных разновидностей блокчейн-сети. Например, компании могут создавать как публичные, так и закрытые блокчейны. Так они смогут контролировать доступ к определенным секретным данным, но одновременно поддерживать общедоступность свободной информации.

4. Блокчейн-консорциум

Его также иногда называют гибридом публичного и частного блокчейна. Однако ключевое отличие в том, что консорциумом управляет группа организаций. Они разделяют между собой ответственность за работу блокчейна и определение прав доступа. В отличие от открытого блокчейна, где проверять информацию может любой пользователь, или закрытого, в котором создателей блоков выбирает одна организация, в блокчейн-консорциуме валидаторами выступают несколько одинаково влиятельных сторон. Поэтому блокчейн-консорциумы часто выбирают компании, получающие выгоду из общей ответственности.

Где хранится блокчейн

В процессе верификации и добавления новых блоков с информацией в блокчейн участвуют специальные компьютеры, называемые узлами. Они играют важнейшую роль в поддержании деятельности, целостности и безопасности блокчейн-сети. Такие узлы бывают полными и облегченными, или легкими. Первые содержат абсолютно все блоки, информацию о всех транзакциях во всей сети блокчейна. А легкие узлы хранят блоки, содержащие данные только о последних сделках. Но если пользователю необходимо подтвердить более раннюю транзакцию, можно запросить информацию о предыдущих сделках у полных узлов.

Блоки блокчейна хранятся в нодах, необходимых для передачи информации внутри блокчейна с сохранением эффекта децентрализации, то есть синхронизации и своевременного обновления данных для всех участников сети. Непосредственно информация хранится на жестких дисках пользователей или же в облачных хранилищах.

Безопасен ли блокчейн

Блокчейн обладает важнейшими преимуществами, которые и обеспечивают безопасность личных данных пользователей. Среди них:

• Предотвращение мошенничества

Технология блокчейн проверяет и подтверждает совершение сделок и проведение транзакций перед их добавлением в блоки. Это гарантирует запись только законных операций и предотвращает возможность мошенничества.

• Защита личных данных пользователей

Блокчейн обеспечивает защиту хранящейся информации путем ее шифрования, а также использования децентрализованной системы. В децентрализованной сети блокчейна нет единого органа или посредника в виде государства, контролирующего поток информации или транзакций. Вместо этого все операции проверяются и записываются распределенной сетью компьютеров, которые вместе поддерживают целостность и безопасность сети. Децентрализация обеспечивает большую безопасность и устойчивость к атакам.

• Прозрачность

Все участники могут получить доступ к информации и проверить ее подлинность, что обеспечивает прозрачность и открытость системы. Поэтому блокчейн особенно полезен в тех сферах, где важно отслеживать историю транзакций.

• Предотвращение кибератак

С помощью инновационных криптографических методов шифрования и защиты технология блокчейн затрудняет хакерам доступ к информации и не позволяет злоумышленникам использовать личную информацию пользователей. Каждая транзакция или сделка хранится в блокчейне в виде хеша, что обеспечивает надежность и защиту от несанкционированного доступа.

Дополнительные преимущества и недостатки блокчейна

Помимо того, что блокчейн устойчив к вредоносным атакам, техническим сбоям и утечке данных, эта технология обладает еще рядом преимуществ. Например:

• Более низкие комиссии

Использование технологии блокчейн существенно снижает стоимость совершения сделок и проведения транзакций в блокчейне, а также экономит время за счет устранения посредников и автоматизации процесса.

• Высокая эффективность

Транзакции и сделки в блокчейне можно совершить гораздо проще и быстрее, чем по традиционной схеме с использованием банка. Тем самым технология блокчейн способна повысить эффективность и скорость многих бизнес-операций.

• Универсальность

Блокчейн можно использовать буквально во всех сферах деятельности, а не только финансовом секторе. Например, в сфере поставок и логистики, когда необходимо отследить путь товара от производителя до потребителя, юриспруденции, недвижимости и так далее.

• Стабильность

После проведения транзакции в блокчейне ее нельзя изменить или вовсе отменить. А вот посмотреть данные сможет любой желающий. Именно поэтому такая система отлично подходит для хранения финансовой отчетности и других бухгалтерских документов. Таким образом, блокчейн может выступать в качестве надежного аудиторского журнала, который отслеживает все изменения и регистрирует их в общедоступном реестре.

• Такая система «не требует доверия»

Поскольку в традиционных платежных системах операции зависят не только от двух участников той или иной сделки, но и от посредника (чаще всего - банка), то в блокчейне необходимость в этом пропадает. Соответственно, отсутствует риск, связанный с доверием к государственному органу или коммерческой фирме. Поэтому блокчейн часто называют системой, которая «не требует доверия».

Тем не менее и у блокчейна есть свои недостатки. Среди них выделяют:

• Энергозатратность

Процессы майнинга и обработки транзакций в блокчейне требуют большой вычислительной мощности компьютеров пользователей. Всё это расходует огромное количество электроэнергии, что негативно сказывается на окружающей среде.

• Неизменность данных

С одной стороны, стабильность - это весомое преимущество. Однако в случае, если в блокчейне сохранились неправильные данные, исправить ошибку практически невозможно. Удалить данные также не получится без вмешательства большинства участников сети.

• Отсутствие стандартов и правил

Все блокчейн-проекты обособлены друг от друга, они разрабатываются на разных языках и консенсусах, имеют уникальные особенности. Поэтому перенести активы и данные из одной системы в другую будет в разы сложнее и трудозатратнее, чем просто перевести деньги между картами или вкладами разных банков.

• Риск атаки 51%

Так называемая атака большинства возможна в случае, если группа злоумышленников сможет завладеть более 50% блокчейна. Тогда они смогут контролировать его и проводить махинации с активами пользователей под видом обычных транзакций. Конечно, вероятность этого невелика, поскольку мошенникам понадобится чрезвычайно много ресурсов для захвата хотя бы 51% блокчейн-сети. Но тем не менее этот недостаток системы исправить невозможно.

• Риск потери денег

У каждого адреса блокчейна есть собственный уникальный приватный ключ, который следует держать в тайне. С помощью такого ключа вы получаете доступ к своим активам, поэтому его потеря означает и утрату денег.

Однако, несмотря на свои недостатки, блокчейн предлагает пользователям уникальные преимущества и продолжает совершенствоваться. Вероятнее всего, в ближайшие годы технология блокчейн избавится еще от ряда недостатков и привлечет тысячи новых сторонников.

Для чего используют блокчейн

Конечно, чаще всего блокчейн используют для проведения безопасных транзакций, например международных переводов, без посредников, а также для создания альтернативных валют или просто использования любых существующих криптомонет - Bitcoin, Ethereum, Dogecoin и так далее. Но есть и более интересные и самые неочевидные способы для применения блокчейна. Например:

• Игровая индустрия. Децентрализованные приложения, или DApp, - это цифровые приложения или программы на основе смарт-контрактов, которые, в отличие от традиционных, работают на блокчейне. DApp функционируют как обычные мобильные сервисы и предлагают много возможностей: от классических игр до приложений по ведению финансов, социальных сетей и многого другого. Более того, они предлагают множество новых вариантов социального взаимодействия. Например, социальная сеть Yup.

• Финансы и банковское дело. Традиционные системы, например банки и фондовые биржи, могут использовать блокчейн-системы для управления онлайн-платежами и счетами, инвестирования, а также для осуществления рыночной торговли. Так делает компания Singapore Exchange Limited, которая предоставляет свои услуги по торговым операциям на территории Азии.

• Область снабжения и логистики. Благодаря своей прозрачности технология блокчейн может отслеживать, контролировать и регистрировать все этапы поставки тех или иных материалов. Например, блокчейн использует американская компания Walmart для контроля пути их продуктов от фермы до магазинов. Это позволяет быстро выявлять и устранять неполадки в поставках.

• Здравоохранение. В блокчейн-сети можно безопасно хранить всевозможные медицинские записи, истории болезней, результаты обследований и анализов. Например, MedRec активно применяет блокчейн для хранения медицинских данных своих пациентов. Тем самым обеспечивается конфиденциальность и надежность.

• Политика. Более того, блокчейн можно использовать в период голосований и выборов. Например, для создания системы электронного голосования. В таком случае каждый голос будет зафиксирован, а результаты выборов невозможно будет подделать или сфальсифицировать.

Таким образом, блокчейн актуален не только для держателей криптовалют и инвесторов, но и для представителей самых разных профессий. В блокчейн-системе удобно хранить документацию и не переживать за ее сохранность, играть в игры и с интересом проводить свободное время, попробовать себя в роли разработчика и создать собственную валюту или другие виртуальные объекты в виде NFT-токенов.

Как связаны блокчейн и криптовалюты

Криптоиндустрия - это главная сфера применения блокчейна. Например, технология блокчейн поддерживает создание новых виртуальных денег. Кроме того, на блокчейне работает любая уже существующая валюта - самый популярный биткоин, эфириум и даже мемный Dogecoin. У некоторых из них есть собственные платформы.

Например, платформа Ethereum предполагает создание приложений на основе смарт-контрактов, Bitcoin - это преимущественно финансовая платформа, поддерживающая выпуск валюты, Corda используют как систему для хранения и передачи активов между компаниями. Тем не менее далеко не у всех блокчейнов криптовалюты есть собственные платформы. Так, криптовалюта Litecoin работает на блокчейн-сети биткоина, как и любимая монета Илона Маска Dogecoin.

В чем важность технологии блокчейн

Пока традиционные устаревшие технологии создают целый ряд проблем при проведении и учете финансовых операций, блокчейн позволяет избежать большинства из них. Благодаря созданию децентрализованной и защищенной от несанкционированного доступа и взлома системы блокчейн-технология оказалась революционным средством снижения временных затрат, комиссий и рисков, повышения скорости операций и прозрачности транзакций. Более того, ему еще предстоит изменить буквально все сферы нашей жизни - от сектора развлечений и мультимедиа до политики и государственного управления. Например, умные контракты предоставляют возможность автоматически исполнять соглашения, которые предусматривают выполнение условий без посредников. Также блокчейн способен на защиту интеллектуальной собственности - он может фиксировать авторские права и обеспечивать их сохранность. Проще говоря, за блокчейном будущее! Эта технология не только безопасна и надежна, но и высокоэффективна и проста в использовании.

Выводы

На сегодняшний день тысячи компаний по всему миру активно используют блокчейн-технологии для оптимизации бизнес-процессов и совершенствования финансовых операций. Например, крупнейшие организации - IBM, Walmart, Maersk и JPMorgan Chase, уже давно применяют блокчейн.

Действительно, технологии периодически угрожают кризисы, ужесточение регулирования в отдельных странах, мошенничество. Тем не менее все эти риски ничтожно малы по сравнению с теми преимуществами, которыми обладает блокчейн. Его внедрение в реальный сектор экономики успешно состоялось. А дальше - больше. Рынок децентрализованных финансов, или DeFi, уже составляет серьезную конкуренцию традиционным банкам, а люди активно инвестируют в NFT, цифровые активы и акции. Стремительно развивается GameFi-индустрия, насчитывающая уже более 1 млрд человек, которые хотя бы раз играли в приложения на базе блокчейна. Всё это стало возможным благодаря блокчейну. Какие открытия ждут нас впереди - остается лишь догадываться.