В современном мире технология работы блокчейн стала одним из наиболее обсуждаемых и перспективных инструментов. Она переворачивает представление о том, как осуществляется обмен информацией в цифровой среде. Своим децентрализованным и неподдельным характером, блокчейн открывает новые горизонты для различных областей деятельности. Начиная от финансов и логистики и заканчивая здравоохранением и государственным управлением. В данной статье мы больше узнаем о то, что такое технология работы блокчейн и рассмотрим ее основные принципы и возможности.
Технология работы блокчейн: что такое блокчейн?
Блокчейн представляет собой распределенную базу данных или цифровую книгу, доступную для всех узлов компьютерной сети. В наибольшей степени известен благодаря своей ключевой роли в криптовалютных системах. Там он обеспечивает безопасное и децентрализованное ведение записей о транзакциях. Однако потенциал блокчейн технологии не ограничивается областью криптовалют. Она также способна использоваться в различных отраслях для обеспечения неизменяемости данных.
Поскольку блок не может быть изменен, доверие требуется только на этапе ввода данных пользователем или программой. Этот аспект снижает потребность в доверенных третьих сторонах. Обычно ими являются аудиторы или другие люди, которые добавляют расходы и допускают ошибки.
С появлением биткойна в 2009 году технология блокчейн стала широко применяться в создании различных криптовалют, децентрализованных финансовых приложений (DeFi), нефункциональных токенов (NFT) и смарт-контрактов, что способствовало ее широкому распространению.
Технология работы блокчейн: как работает
Вы, вероятно, знакомы с электронными таблицами или базами данных. В некотором смысле, блокчейн похож на них, поскольку также является базой данных, где информация вводится и хранится. Однако основное различие между обычной базой данных или электронной таблицей и технологией блокчейн заключается в организации данных и принципах их доступа.
Блокчейн состоит из программ, называемых скриптами. Они выполняют задачи, аналогичные операциям в базе данных: ввод, доступ, сохранение и хранение информации. Важно отметить, что блокчейн является распределенной системой. Это значит, что несколько копий данных хранятся на различных устройствах. И все они должны быть идентичными, чтобы считаться действительными.
Блокчейн собирает информацию о транзакциях и записывает ее в блок. Аналогично ячейке в электронной таблице, где хранится информация. После этого информация проходит через алгоритм шифрования, который создает уникальное шестнадцатеричное число, называемое хэшем.
Затем хэш вводится в заголовок следующего блока и вместе с остальной информацией блока шифруется. Таким образом формируется цепочка блоков, где каждый блок связан с предыдущим, образуя неизменяемую и надежную структуру данных.
Процесс транзакции
В различных блокчейнах транзакции проходят через определенный цикл. Например, в сети Bitcoin, когда вы отправляете транзакцию через свой криптовалютный кошелек – приложение, предоставляющее интерфейс для блокчейна, – начинается определенная последовательность событий.
В Bitcoin ваша транзакция отправляется в пул транзакций, где она ожидает обработки майнером или валидатором. Когда транзакция включается в блок, блок шифруется с помощью алгоритма шифрования, а затем начинается процесс майнинга.
Вся сеть работает одновременно, пытаясь найти правильный хэш. Каждый майнер генерирует случайный хэш, добавляя к нему значение “nonce”, которое постепенно изменяется до тех пор, пока не будет найден правильный хэш.
Когда блок закрывается, транзакция считается завершенной. Однако блок не считается подтвержденным до тех пор, пока не будут подтверждены несколько следующих блоков. В среднем это занимает около часа.
Не все блокчейны работают по этому принципу. Например, в сети Ethereum случайно выбирается валидатор для проверки блоков, что делает процесс более быстрым и менее энергозатратным, чем в Bitcoin.
Децентрализация блокчейна
Технология блокчейн позволяет распределить данные между несколькими сетевыми узлами – компьютерами или устройствами, где установлено специальное программное обеспечение. Это обеспечивает не только избыточность данных, но и гарантирует их целостность. Если кто-то пытается изменить запись в одном узле базы данных, другие узлы автоматически предотвращают такие попытки. Таким образом, ни один узел сети не может изменить содержимое информации, хранящейся в нем.
Благодаря такому распределению данных и зашифрованным доказательствам выполненной работы информация и история (включая транзакции в криптовалюте) становятся неизменяемыми. Блокчейн может содержать разнообразную информацию, такую как список транзакций, юридические контракты, государственные идентификаторы или инвентаризацию компании.
Прозрачность блокчейна
Из-за децентрализованной организации блокчейна Bitcoin, все транзакции могут быть отслежены прозрачно с помощью личного узла или блокчейн-исследователей, которые дают возможность видеть операции в реальном времени. Каждый узел в сети сохраняет собственную версию цепи блоков, которая автоматически обновляется при подтверждении и включении новых блоков. Таким образом, любой желающий может отследить местонахождение биткоинов.
Например, в прошлом биржи подвергались взломам, что приводило к потере значительных сумм криптовалюты. Хотя хакеры могли оставаться анонимными за исключением адресов своих кошельков, криптовалюты, добытые ими, могли быть легко отслежены благодаря открытости адресов кошельков в блокчейне.
Конечно, данные в блокчейне биткоина (и в большинстве других блокчейнов) защищены шифрованием. Только владелец адреса может раскрыть свою личность. Таким образом, пользователи блокчейна могут оставаться анонимными, сохраняя при этом прозрачность транзакций.
Технология работы блокчейн: безопасность
Технология блокчейн гарантирует безопасность и доверие через децентрализованный подход. Происходит это благодаря нескольким механизмам. Начнем с того, что новые блоки всегда добавляются в блокчейн линейно и хронологически, располагаясь в его “конце”. После того как блок добавлен, предыдущие блоки не могут быть изменены.
Изменение любых данных приводит к изменению хэша блока, в котором они хранятся. Поскольку каждый блок содержит хэш предыдущего блока, даже незначительное изменение приведет к изменению хэшей последующих блоков. Сеть отвергнет измененный блок, так как его хэш не будет совпадать.
Предположим, что хакер получает контроль над узлом в сети блокчейн и пытается изменить блокчейн, чтобы украсть криптовалюту. Для этого ему пришлось бы убедить другие узлы в том, что его версия блокчейна является правильной.
Для успешной атаки хакеру необходимо контролировать более 50% узлов в сети. Эта атака называется атакой 51%.
В такой атаке всё зависит от времени: к моменту, когда хакер сможет действовать, сеть, вероятно, уже продвинется дальше по цепочке блоков, которые он пытается изменить. Это связано с высокой скоростью хэширования в сети. Например, на 21 апреля 2023 года сеть биткоина обрабатывала 348,1 эксахеш в секунду.
Технология работы блокчейн: как используется
Как мы уже знаем, блоки в блокчейне Биткойна содержат информацию о транзакциях. В настоящее время более 23 000 других криптовалютных систем используют блокчейн. Однако оказалось, что блокчейн является надежным средством хранения данных о различных типах транзакций.
Зачем это нужно? В пищевой промышленности происходило множество случаев вспышек кишечной палочки, сальмонеллы и листерии. В некоторых случаях опасные вещества случайно попадали в продукты питания. Ранее поиск источника этих вспышек или причины заболеваний у людей занимал недели.
Использование блокчейна позволяет брендам отслеживать путь пищевого продукта от его источника, через каждую точку остановки до доставки. Кроме того, эти компании теперь могут видеть все, с чем продукт контактировал, что позволяет выявить проблему гораздо раньше и, потенциально, спасти жизни людей. Это лишь один из примеров применения блокчейна на практике, но существует множество других способов его реализации.
Заключение: технология работы блокчейн
В заключение, технология работы блокчейн представляет собой уникальный инструмент. Она способна революционизировать множество аспектов современного общества. Ее децентрализованная и безопасная природа обещает устранить проблемы доверия, стимулируя развитие новых бизнес-моделей и улучшение процессов в различных сферах. Однако, несмотря на свой огромный потенциал, блокчейн все еще находится на ранней стадии развития. Поэтому его широкомасштабное принятие требует преодоления технических, юридических и общественных вызовов. Несомненно, будущее блокчейн технологий обещает быть захватывающим. И мы можем ожидать еще множество инноваций и изменений в ближайшие годы.
