Технологии децентрализованного хранения информации и распределенных вычислений были известны в конце прошлого века. Однако, слово «блокчейн» стало известно широким массам людей лишь после того, как в 2008 году появился Биткоин(Bitcoin), а вместе с ним началась эпоха развития блокчейна и приложений на его основе. Биткоин я разбирал в отдельной статье «Что такое Биткоин? Разбор криптовалюты», здесь речь пойдет больше о самой технологии и ее развитии.
Если пытаться понять суть Блокчейна, то начать стоит с его названия, «Blockchain» от английского «block» – блок и «chain» – цепь, дословно «цепочка блоков», т.е. простым языком блокчейн это информация хранящаяся в цепочке состоящей из блоков.
Блокчейн
Выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков, содержащих информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока. Изменение любой информации в блоке изменит его хеш-сумму. Чтобы соответствовать правилам построения цепочки, изменения хеш-суммы нужно будет записать в следующий блок, что вызовет изменения уже его собственной хеш-суммы.
Википедия
Определение из Википедии достаточно точно, но неподготовленный теоретически человек, от такого набора слов, получит больше вопросов, чем ответов. Буду разбирать простым языком.
Посредники в функции передачи денег
До появления Биткойна и других криптовалют, у людей было всего два способа передачи денег:
- передать деньги в руки, при личной встрече
- передать через посредников – использовать третью сторону (банки, платежные системы, почта и т.д)
Обычно третья сторона это целая совокупность сервисов и платформ, работающих по своим правилам. Например при оплате покупки в магазине картой, терминал продавца обращается в его банк, банк перенаправляет запрос в платежную систему, платежная система переадресует запрос к банку выдавшему карту покупателя, а после этого вся цепочка повторяется в обратную сторону. Понятно, что эта схема максимально упрощена, но и из нее мы видим, как много участников (посредников) в достаточно простой операции.
Посредники
Помимо самого перевода, посредники-банки могут выполнять дополнительные функции, например по требованию государства списывать задолженности и блокировать счета. Обычный платеж проверяется по многим параметрам:
- достаточно ли средств на счету пользователя;
- откуда эти средства появились;
- нет ли задолженностей;
- не наложен ли запрет на передвижение средств;
- какая сумма платежа, не превышен лимит покупок.
Это далеко не полный список всех проверок которые проходит обычный платеж, более подробную информацию о системе защиты банки и платежные системы хранят в секрете.
Но чем это плохо? спросите вы, а тем, что за поддержание работы всей системы, а именно: серверов, программистов, руководителей, юристов, экономистов и работы другого персонала надо платить, а платит всегда пользователь.
Что такое Блокчейн и как это работает
Еще недавно, передача стоимости происходила при помощи наличных, сегодня основные действующие лица в этом процессе это банки, возможно, завтра это сервисы построенные на технологии блокчейн.
Начнем с того, что блокчейн — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналоговым примером его структуры представляется бесконечно длинная металлическая цепь, в которой нельзя разорвать или поменять местами звенья.
Основными принципами технологии являются:
- децентрализация;
- распределенность;
- прозрачность;
- безопасность;
- неизменность.
Всю цепочку блокчейна можно представить как книгу с возможностью добавлять страницы, но каждая новая страница пишется после уже существующей , а остальные нельзя отредактировать, удалить или менять местами.
Новые «страницы» в такую книгу добавляются при помощи транзакций, но транзакций не как денежный перевод, а как выполнение скрипта программыПомимо основных данных, каждый блок имеет уникальный набор параметров: nonce, хеш предыдущего блока, хеш текущего блока и список транзакций.
В пределах одного блока может храниться несколько тысяч таких записей. Когда память в блоке заканчивается — он закрывается, подписывается и переходит на новый блок в виде хеша или «отпечатка».
Хеш — это некий набор символов, несущий в себе уникальный отпечаток. Он формируется исходя из того, какие транзакции и в каком количестве хранит в себе каждый блок.
При обработке транзакций в блокчейне постоянно проверяются хеши, после чего, система поднимается к последнему хешу, где подтверждается целостность и верность всех предыдущих кодов, чтобы блок закрылся.
Это постоянная проверка исключает возможность того, чтобы кто-то добавил себе «лишние» монеты и отправил недостоверную информацию в сеть – такой блок не пройдет проверку и не будет добавлен в сеть. От сюда и название — цепочка которая работает непрерывно и добавляет звенья.
Что делают майнеры и зачем они нужны
Если сеть блокчейна выступает как третья сторона в передачи стоимости, то и как у банковской системы, в сети есть обслуживающий персонал, в блокчейне этим персоналом является «Ноды» — программный код установленный на специальном оборудовании, а люди владеющие и обслуживающие такие системы это майнеры.
Для проведения транзакции в блокчейне, необходимо ее создать и поместить в mempool — специальный накопитель в котором собираются транзакции ожидающие добавления в блок и цепь.
Что делают майнеры
Майнеры подключаются к mempool и начинают обрабатывать все транзакции находящиеся в очереди. Если посмотреть на процесс глобально, он выглядит так: система узнает о всех транзакциях в мемпуле, обрабатывает их, записывает в блок, высчитывает хеши. Чтобы подтвердить правильность блока, майнеру необходимо предоставить решение в сеть, которое проверяют другие майнеры и, если все хорошо, и большинство участников принимают результат вычисления хешей, блок считается правильным и уже потом добавляется в блокчейн.
Получается для добавления нового блока, всем участникам сети нужно договориться, и если большинство майнеров поддерживает решение и соглашаются с ним блок появляется в сети. То есть блокчейну необходим консенсус или решение поддерживаемое большинством. Именно этим и занимаются майнеры получая за свою работу награду от сети.
Существуют два основных типа майнинга: доказательство работы (proof-of-work) и доказательство владения (prood-of-stake), но большинство блокчейн проектов сейчас работает по принципу доказательства работы, именно для этого майнерам необходимо высокоэффективное и производительное оборудование.
Как происходят транзакции в блокчейне
Для того чтобы провести банковский перевод пользователю необходимо открыть счет используя свои персональные данные, внести на него средства и только после этого можно проводить транзакции, которые ко всему должны соответствовать требованиям финансовых организаций о которых я писал выше.
Для совершения транзакции в блокчейне пользователю необходимо всего два ключа: Публичный ключ и Приватный ключ.
«Публичный ключ» — это набор из цифр и символов, доступная к просмотру всем желающим в сети биткоин — это номер кошелька, его адрес используемый для перевода средств.
«Приватный ключ» — это самое ценное. С его помощью подписываются все транзакции в кошельке, поэтому его нужно бережно хранить в надежном месте.
Помните: кто владеет приватным ключом – владеет всеми средствами на кошельке.
Всю информация, зашифрованную приватным ключом пользователя, любой человек может расшифровать при помощи своего публичного ключа, но он не может открыть кошелек или перевести средства. Таким образом можно узнать информацию по каждой транзакции любого счета, такая система полностью прозрачна, но при этом она анонимна т.к. блокчейн не хранит никакой личной информации и выявить владельцев приватных ключей затруднительно.
Зачем нужен Блокчейн
Технология блокчейна сегодня у многих ассоциируется с Биткоином, но это не совсем верная ассоциация, так как блокчейн это просто способ распределенного хранения данных, у которого может быть множество применений, например:
- выборы и голосования;
- продажи;
- страхование;
- документооборот;
- логистика;
- кредитование;
- недвижимость.
Еще много всего, что требует надежной защиты и может быть сохранено в виде данных. Биткоин это лишь один из множества проектов который получил огромную известность благодаря сумасшедшему росту стоимости, весь этот «хайп» скрывает под собой великолепную технологию способную сделать мир лучше.