Как работает технология блокчейн, рассмотрим подробно этот вопрос в данной статье.

Блокчейн – уникальная разработка для записи информации, созданная с ориентиром на максимальную защиту от взлома и искажения данных. Главная задача – обеспечить безопасность и целостность информации.

Разновидность DLT (Distributed Ledger Technology), цифровой инструмент для регистрации операций и сопутствующих данных. Располагается одновременно в нескольких местах. Все компьютеры в сети блокчейн хранят копии реестра, минимизируя риск отказа в любой точке. Все копии обновляются и проверяются синхронно.

Хотя блокчейн и является базой данных, его отличия от традиционных аналогов значительны. Информация сохраняется не в таблицах или файлах, а в блоках, цифровыми нитями объединённых в цепь. Это децентрализованная база данных, контролируемая компьютерами пиринговой сети.

Криптовалюта Биткоин, дебютировавшая в 2009 году, стала первым популярным применением технологии блокчейн. Отсюда часто возникает ассоциация с Биткоином и другими криптовалютами, такими как Dogecoin и Bitcoin Cash.

Но сфера использования блокчейн не ограничивается этим. Вот некоторые примеры:

• Логистические компании используют блокчейн для слежения и контроля перемещения товаров.
• Центральные банки и международное финансовое сообщество применяют блокчейн технологии как базу для обмена цифровыми валютами.
• В юридической сфере и индустрии развлечений блокчейн служит основой для смарт-контрактов и защиты интеллектуальной собственности.

Сегодня многие отрасли ищут варианты использования приложений на базе blockchain как безопасного и экономически эффективного метода создания и управления распределенной базой данных. Это новый способ ведения учета цифровых операций всех видов.

Таким образом, блокчейн все чаще представляется решением для надежного отслеживания и обмена данными между бизнес-субъектами.

UniwexSoft — разрабатываем уникальные сайты, smart-контракты, мобильные приложения в сфере Blockchain, собираем IT-отделы под ключ для реализации вашего проекта, заменим CTO или сильно облегчим ему жизнь.

Если вам нужен сайт, мобильное приложение, NFT маркетплейс или крипто игра, напишите нам.

Блокчейн и технология распределенного реестра: как это работает?

Работа блокчейна основывается на нескольких процессах. Всё происходит следующим образом:

1. Участник, имеющий права, создает транзакцию, которую необходимо аутентифицировать.
2. После этого образуется блок, представляющий собой данные текущей транзакции.
3. Данный блок посылается каждому компьютерному узлу в сети.
4. Узлы, обладающие правами, проверяют транзакцию и присоединяют блок к блокчейну. (В общедоступных блокчейн-сетях такие узлы называются майнерами. За эту работу им платят, часто в криптовалюте, в рамках процесса, известного как “доказательство работы” или PoW.)
5. Обновление распространяется по сети, и транзакция завершается.

Все эти шаги происходят практически в режиме реального времени и включают в себя множество элементов.

Блокчейн-реестр состоит из двух видов записей: транзакций и блоков. Первый блок содержит заголовок и данные о транзакциях, проводимых в определенный промежуток времени. Временная метка блока используется для создания хеша – алфавитно-цифровой строки.

После создания первого блока каждый последующий блок в реестре использует хеш предыдущего блока для расчета собственного хеша.

Прежде чем новый блок может быть добавлен в цепочку, его необходимо проверить процессом, называемым валидацией или консенсусом. Большинство узлов в сети должны согласиться с тем, что хеш нового блока был правильно вычислен. Консенсус гарантирует, что все копии блокчейн-реестра имеют одно и то же состояние.

После добавления блока его можно упоминать в последующих блоках, но изменить его невозможно.

Если кто-то попытается заменить блок, хеши для предыдущих и последующих блоков также изменятся и нарушат общее состояние реестра.

Если консенсус больше не достигается, другие компьютеры в сети обнаруживают проблему, и добавление новых блоков в цепочку приостанавливается до устранения проблемы.

В общем случае, блок, вызывающий проблему, будет отброшен, и процесс консенсуса начнется снова.

Блокчейн, цифровая валюта, криптовалюта и биткоин – определения

Термины “блокчейн”, “цифровая валюта”, “криптовалюта” и “биткоин” часто употребляются вместе, но они обозначают разные вещи и то как эти технологии работают, тоже имеет отличия. Все они связаны с технологией распределенного реестра, но каждый из них имеет свое уникальное определение.

Блокчейн – это технология, создающая децентрализованный цифровой реестр, который позволяет безопасно и неизменно обмениваться информацией между несколькими сторонами.

Цифровая валюта – это любая валюта, доступная только в цифровой или электронной форме и обмениваемая без посредников. Это могут быть цифровые деньги, выпускаемые правительствами и центральными банками, а также криптовалюты. Цифровые валюты иногда называются цифровыми деньгами, электронными деньгами, электронной валютой или киберденьгами.

Криптовалюта – это подкласс цифровых валют, представляющий собой цифровой актив, который может быть обменян в сети блокчейн. Отличительной особенностью криптовалют является то, что они не выпускаются государственными структурами. Криптовалюты можно представить в виде токенов, выпускаемых частными компаниями или группами. Они могут использоваться для оплаты товаров и услуг у тех, кто также работает в сети блокчейн.

Биткоин – это первая криптовалюта, которая по-прежнему остается самой известной. Он является примером использования технологии блокчейн для создания криптовалюты и является своего рода “золотым стандартом” в мире криптовалют.

Блокчейн на примерах

Технология блокчейна находит все больше применений в различных отраслях. Вот несколько успешных примеров того как может работать блокчейн технология:

1. Live Nation SAS: В апреле 2021 года французское подразделение глобальной развлекательной компании запустила TixTo.Me, которая работает на блокчейн-платформе Aventus Network.
2. NFT или Невзаимозаменяемые токены: В 2021 году продажи NFT стали широко распространены. Это цифровые активы, которые представляют собой вещи из реального мира, такие как произведения искусства или музыка. Они покупаются и продаваются онлайн, став популярным способом торговли цифровым искусством.
3. PayPal: В октябре 2020 года платежная платформа PayPal внедрила новую услугу, которая позволяет пользователям покупать, хранить и продавать криптовалюты.
4. Theta Labs и Google Cloud: В начале 2020 года Theta Labs стала партнером Google Cloud, что позволило пользователям Google Cloud развертывать и запускать узлы сети блокчейн Theta.
5. Ticketmaster: В 2018 году компания, специализирующаяся на продаже билетов на развлекательные мероприятия, приобрела компанию Upgraded. Upgraded разработала технологию блокчейна, которая превращает традиционные билеты в защищенные интерактивные цифровые активы.
6. Overstock.com: В 2016 году онлайн-ритейлер использовал блокчейн для продажи и распределения более 126 000 акций компании. Это был первый случай использования блокчейна публично торгуемой компанией для поддержки акционерных операций.
7. R3: Этот международный консорциум финансовых институтов использует платформу Corda, похожую на блокчейн, для записи, управления и синхронизации финансовой информации.

В сфере банковских и финансовых услуг блокчейн наиболее активно используется. Однако и другие отрасли, включая здравоохранение, государственные учреждения и технологический сектор, также начинают активно использовать блокчейн для безопасного обмена информацией.

Производственные предприятия и другие аналогичные организации видят в блокчейне потенциал для управления смарт-контрактами и отслеживания материалов в цепочке поставок.

Типы блокчейн технологии, плюсы и минусы, какие бывают платформы и как работают

Блокчейны делятся на два основных типа: с открытым доступом (permissionless) и с ограниченным доступом (permissioned).

Блокчейны с открытым доступом (permissionless) не требуют специального разрешения для входа в сеть блокчейна. Каждый узел в сети может проводить транзакции и участвовать в процессе достижения консенсуса. Примером такого блокчейна может служить Биткоин.

Блокчейны с ограниченным доступом (permissioned) требуют разрешения для доступа, что делает их в основном приватными блокчейнами. В таком блокчейне каждый узел может проводить транзакции, но участие в процессе консенсуса ограничено определенным числом утвержденных узлов. Примером может служить Multichain.

Платформы блокчейн

Среди платформ блокчейн можно выделить три наиболее известные: Ethereum, Hyperledger Fabric и OpenChain.

Ethereum – платформа с открытым исходным кодом, которая находит широкое применение в бизнесе.

Hyperledger Fabric также является платформой с открытым исходным кодом. Она находит применение в финансовой сфере и производстве, предназначена для приватных сетей и может использоваться для децентрализованного хостинга и хранения приложений, использующих смарт-контракты.

OpenChain – это платформа с открытым исходным кодом для организаций, которые хотят управлять и сохранять цифровые активы. Администратор блокчейна OpenChain определяет правила, используемые в реестре, а пользователи могут обмениваться ценностями в реестре, придерживаясь этих правил.

При оценке необходимости внедрения блокчейна любая организация должна сначала рассмотреть, действительно ли она нуждается в этой технологии. Блокчейн имеет ряд преимуществ, в частности в области безопасности, но он не заменяет все потребности в базах данных. Во многих случаях, особенно когда важны скорость и производительность, а транзакции происходят только внутри компании или между ограниченным числом субъектов, более предпочтительными могут оказаться традиционные централизованные базы данных.

При выборе платформы блокчейна организации следует учесть, какой алгоритм консенсуса они хотят использовать. Алгоритм консенсуса – это метод, с помощью которого участники сети блокчейна соглашаются о текущем состоянии распределенного реестра. Он важен для установления доверия между пользователями блокчейна.

Плюсы и минусы блокчейна

Как работает блокчейн технология – мнение по этому вопросу не будет максимально объективным без взвешивания всех за и против.

Преимущества блокчейна

Блокчейн предлагает ряд важных преимуществ, среди которых:

1. Безопасность: Блокчейн предлагает высокий уровень безопасности, так как информация, записанная в него, распределена по тысячам, а иногда и миллионам компьютеров. Подделать такую систему практически невозможно.
2. Эффективность транзакций: С помощью блокчейна транзакции могут быть выполнены более эффективно по сравнению с традиционными системами. Однако стоит отметить, что публичные блокчейны иногда страдают от медленной скорости обработки.
3. Устойчивость: Блокчейн устойчив к сбоям, так как даже если один узел выйдет из строя, другие узлы продолжат функционировать, ведь у них есть копии всего реестра.
4. Доверие: Блокчейн помогает установить доверие между участниками, так как подтвержденные блоки очень сложно изменить. Это делает удаление или изменение данных в блокчейне затруднительным.
5. Экономическая эффективность: Блокчейн может сокращать расходы на транзакции, убирая посредников и третьи стороны из уравнения.

Недостатки блокчейна

Несмотря на все преимущества, блокчейн также имеет свои недостатки:

1. Проблемы с ответственностью: В открытых блокчейнах часто возникают вопросы о владении и ответственности.
2. Ресурсоемкость: Создание, участие и поддержание блокчейн-сети требует значительных ресурсов.
3. Сложность внесения изменений: Изменение данных в блокчейне требует значительных усилий.
4. Необходимость отслеживания ключей: Пользователи должны тщательно отслеживать свои личные ключи, чтобы избежать потери средств.
5. Разрастание реестра: С течением времени объем данных в блокчейне может значительно вырасти, что может вызвать проблемы с хранением и обработкой информации.
6. Возможность атак: Блокчейн подвержен так называемым атакам 51%, при которых злоумышленник, контролирующий больше половины вычислительной мощности сети, может вносить изменения в блоки.

С учетом этих преимуществ и недостатков, важно оценивать, нужен ли блокчейн в каждом конкретном случае и какие риски может нести его использование.

Безопасность и конфиденциальность в блокчейне

Одним из ключевых преимуществ блокчейна является его высокий уровень безопасности. Каждый блок содержит уникальный хеш предыдущего блока и свой собственный хеш, что создает цепочку, связь между блоками. Это делает попытки взлома или изменения информации в блоке чрезвычайно сложными.

Если злоумышленник попытается изменить информацию в одном блоке, это изменит его хеш, что в свою очередь потребует изменения хеша следующего блока и т.д. по всей цепочке. Это требует огромных вычислительных ресурсов, что делает атаку нереальной.

Однако, несмотря на все меры безопасности, блокчейн все же подвержен определенным видам атак, в частности, атаке 51%. В этом случае, если злоумышленник или группа злоумышленников контролируют более 51% вычислительной мощности сети, они могут управлять добавлением новых блоков и проводить двойные расходы. Но такие атаки сложно осуществить из-за необходимости огромных вычислительных мощностей и ресурсов.

Важным аспектом блокчейна также является его природа конфиденциальности. Хотя все транзакции и блоки общедоступны и могут быть просмотрены любым участником сети, идентификационные данные участников зачастую остаются анонимными, обеспечивая уровень конфиденциальности. Но стоит отметить, что уровень анонимности может сильно варьироваться в зависимости от используемой блокчейн-системы.

История блокчейна

Теперь, когда все основные моменты в том, как работает блокчейн технология уже утрясли, пора прикоснутся к истории.

Происхождение и развитие блокчейна ведут свою историю с 1982 года, когда американский компьютерный ученый и криптограф Дэвид Чаум впервые предложил аналогичный протокол в своей диссертации.

Дальнейшее развитие концепции произошло в 1991 году, когда Стюарт Хабер и У. Скотт Сторнетта описали систему цепочки блоков, защищенных криптографией. Это положило основу для работы над созданием цифровых валют.

Однако большой прорыв произошел в 2008 году, когда разработчик (или группа разработчиков) под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовали белую книгу, представляющую модель для блокчейна. В этой модели был использован метод хеширования для обеспечения временных меток блоков. В 2009 году Накамото реализовал свой блокчейн в виде криптовалюты Биткоин. Несмотря на множество спекуляций, до сих пор неизвестно, кто на самом деле скрывается за именем Сатоши Накамото.

С тех пор блокчейн продолжает набирать популярность в различных сферах, особенно в корпоративном мире. Большой интерес к технологии блокчейна начал проявляться с 2014 года, когда он начал использоваться не только в криптовалютах, но и в финансовых операциях в целом.

Несмотря на внушительный потенциал, внедрение блокчейна происходило относительно медленно. В 2019 году всего 1% главных информационных офицеров (CIO) использовали блокчейн, а 8% находились в процессе планирования внедрения.

Однако, исследование Deloitte 2020 Global Blockchain Survey показало увеличение интереса к блокчейну в корпоративной среде: в 2018 году 43% опрошенных руководителей заявили, что блокчейн будет ключевым приоритетом в их стратегии. Этот показатель увеличился до 53% в 2019 году и до 55% в 2020 году. Эти данные свидетельствуют о том, что блокчейн продолжает укреплять свои позиции в качестве одной из ведущих технологий в мире.

Вывод из статьи Как работает блокчейн технология

В результате изучения истории и развития блокчейна, можно сделать следующие выводы. Блокчейн – это прорывная технология, которая с каждым годом все больше внедряется в различные сферы деятельности. Он начал свое развитие как основа для цифровой валюты Bitcoin, но с течением времени его применение стало намного более разнообразным.

Блокчейн обладает большим потенциалом в области финансовых операций, а также в любых других сферах, где требуется безопасность и прозрачность транзакций. В то же время стоит отметить, что внедрение этой технологии происходит не так быстро, как можно было бы ожидать, хотя интерес к ней все увеличивается.

По всей видимости, в будущем мы увидим еще больше приложений для блокчейна, поскольку все больше компаний и организаций признают его потенциал и ценность.

Статья переведена на русский язык компанией UniwexSoft.

UniwexSoft — разрабатываем уникальные сайты, smart-контракты, мобильные приложения в сфере Blockchain, собираем IT-отделы под ключ для реализации вашего проекта, заменим CTO или сильно облегчим ему жизнь.

Если вам нужен сайт, мобильное приложение, NFT маркетплейс или крипто игра, напишите нам.

Дополнительные материалы по теме Как работает блокчейн технология