Принцип технологии блокчейна простыми словами

Blockchain означает растущую цепь записей, называемых блоками, связанных между собой с использованием криптографии. Каждая запись содержит хеш-код предыдущего звена, временную отметку и данные о транзакции – количество переданных токенов.

Суть

По замыслу блокчейн устойчив к попыткам изменения содержащейся в нём информации. Это открытый распределённый реестр, способный эффективно фиксировать транзакции между двумя сторонами в подтверждаемой форме.

Для подобного использования блокчейн находится под управлением сети. Она контролирует добавление новых звеньев и внутренние коммуникации на основе встроенного протокола.

Однажды принятая в любой блок запись не может быть изменена впоследствии без модификации всех последующих блоков. Такое действие потребует согласия большей части участников сети. В системе отсутствует центр управления, так как все блоки и пользователи равноправны.

Хотя данные в реестре теоретически могут быть подделаны, на практике система оказывается по умолчанию безопасной. В ней представлена высокая устойчивость к проблеме византийских генералов, когда некоторые и даже значительные участки сети работают с ошибками или переживают стороннее вмешательство.

Первое описание криптографически зашифрованной цепочки блоков было предложено в 1991 году Стюартом Хабером и Скоттом Сторнетта. Исследователи создавали схему, при которой штемпели на документах не могли быть подделаны. Годом позже в структуру внесли дерево Меркла, что позволило одному блоку объединять несколько сертификатов.

Концепцию первого практически примененного блокчейна составил человек или группа лиц под именем Сатоши Накамото в 2008 году. Улучшения включили метод присоединения звеньев без необходимости заверения сторонним авторитетом. Способ был заимствован из системы Hashcash, где доказательство работы (PoW) применялось для защиты от спама и кибератак.

Принцип технологии блокчейна изобретён Сатоши Накамото для публичного проведения операций с биткоином. Это дало первой цифровой валюте решение проблемы двойного расходования средств без обращения к доверенной стороне или центральному серверу. Проект вдохновил другие прозрачные для публики приложения, широко используемые криптовалютами.

Спрос на технологию и основные варианты применения

Технология применима в различных областях. С момента появления в качестве фундаментальной составляющей первой цифровой валюты, функции блокчейна стали раскрываться на следующих направлениях:

• криптовалюты – запись транзакций bitcoin и ethereum производится публичными блокчейнами;
• умные контракты – соглашения, которые исполняются полностью или частично без участия человека, помещаются в открытый реестр;
• банковская деятельность – заметные игроки финансовой индустрии внедряют технологию в свои схемы для увеличения скорости переводов;
• услуги страхования – открытая база обеспечивает прозрачность договора и гарантирует отсутствие манипуляций;
• продажа интеллектуальной собственности – в 2017 году корпорация IBM приступила к партнёрству с дистрибьюторскими компаниями для внедрения распределённых технологий в музыкальный бизнес;
• социальные сети – 8 мая 2018 г. компания Facebook анонсировала открытие подразделения по блокчейну, планируя выпуск криптовалюты для применения в рамках платформы;
• фармакология – IBM и стартап Hu-manity.co в сентябре 2018 запустили совместное блокчейн-приложение по анонимной обратной связи от пациентов к производителям лекарств.

Несмотря на прочную ассоциацию распределённых технологий с денежными операциями, область распространения постоянно расширяется. Смарт-контракты представляются одной из самых перспективных примеров использования блокчейна.

Умный контракт представляет собой компьютерный протокол, призванный облегчать, верифицировать, приводить в силу заключённое на его основе соглашение. Позволяет осуществлять обмен ценностями и услугами без участия третьих сторон. Предоставляет повышенную в сравнении с обычным договором безопасность и уменьшает связанные затраты.

Посредством смарт-контрактов и сам по себе блокчейн получает увеличивающуюся сферу распространения, даже в областях, не связанных напрямую с полем информационных технологий. Спрос на внедрение требует растущего потока профессионалов, что означает необходимость создания образовательных платформ в указанной области.

Основные принципы строения сети

Блокчейн как децентрализованный распределённый публичный цифровой реестр применяется для записи транзакций между множеством компьютеров. Технология позволяет участникам подтверждать и проверять операции независимо и без дополнительных расходов.

База данных контролируется одноранговой сетью, подразумевающей равноправие каждого узла. Предоставление прав управления происходит с согласия всех причастных.

Подобная структура способна построить бесперебойный рабочий процесс, при котором сомнения участников в информационной безопасности устранены. Блокчейн снимает вероятность непрерывного воспроизведения цифрового имущества. Удостоверяется, что каждая ценностная единица переводится только однажды, решая проблему двойного расходования.

Важно! Основные принципы работы технологии блокчейна простыми словами: конструкция гарантирует безопасность, скорость и дешевизну операций, которые недоступны для существующих платёжных платформ.

Структура сети:

• Блоки. Содержат определённое количество подтверждённых операций, собранных в информационную структуру – дерево Меркла. Каждый блок включает криптографический хеш предыдущего, что обеспечивает связь звеньев. Повторяющийся процесс ссылки новых элементов на предшествующие прослеживается до блока, положившего начало цепи – genesis block.
  Создаются они посредством майнинга – вычислительного процесса, необходимого для решения криптографической задачи генерации нового блока. Майнеры, отдельные пользователи или организации, предоставляющие аппаратные мощности, получают возможность собирать комиссию за включение записей переводов в добавленный ими участок цепи. Вдобавок каждое новое звено в момент принятия приносит фиксированное вознаграждение от системы – именно так осуществляется выпуск криптовалюты.
• Децентрализованность. Размещение информации в одноранговой сети ликвидирует множество рисков, сопутствующих централизованному хранению. Отсутствует локализация точек уязвимости, которые поддаются взлому. Аналогичным образом предотвращаются критические ошибки – отсутствует управляющее ядро, подверженное отказам.
  Защитные меры включают метод криптографии с открытым ключом – длинной последовательности чисел случайного вида, которая представляет собой адрес в блокчейне. Единицы учёта, токены, циркулирующие в сети, привязываются к этому адресу. Закрытый ключ даёт владельцу доступ к цифровой собственности и возможность пользоваться функциями реестра. Данные, сохранённые распределённой базой, можно считать неповреждаемыми.
  Любой узел децентрализованной системы содержит копию всего блокчейна. Массовое воспроизведение информации обеспечивает достоверность информации. Так как не существует главной копии, все пользователи обладают равными полномочиями.
  Транзакции передаются в сеть программой и доставляются на основе текущей загрузки. Майнеры устанавливают параметры верификации переводов и включения их в блоки. Готовые звенья затем добавляются в другие узлы.
• Открытость. Публичные блокчейны дают пользователям удобства, превосходящие традиционные методы учёта собственности, просмотр которых требует физического присутствия. Владельцы существующих частных (закрытых) баз утверждают, что их сети обладают теми же преимуществами, что и открытые. Однако по возражению противников подобной точки зрения, частные блокчейны не обладают особенностью общественного контроля.
  Важное достижение публичных цепей – наблюдение за добросовестностью пользователей и контроль доступа являются избыточными. Обращение к сети не нуждается в чьём-либо одобрении или доверии, используя блокчейн как транспортный уровень.
  Криптовалюты защищают свои среды, запрашивая доказательство работы у присоединяемых звеньев. Для наращивания структуры биткоина применяются задачи Hashcash – одной из первых схем подтверждения совершённой затраты ресурсов.

Из разряда узкоспециализированных терминов «блокчейн» переходит в обычную речь и становится предметом повседневного обихода. Понимать принципы технологии оказывается необходимо для всех слоёв населения.