Что такое Блокчейн (Blockchain)? Технология распределенного реестра простыми словами

Блокчейн (Blockchain) — это способ записывать и хранить цифровую информацию, так, чтобы ее невозможно было подделать, удалить или изменить, не привлекая к себе внимания. Блокчейн состоит из цепочки блоков содержащих информацию, при этом каждый последующий блок связан с предыдущим. Если заменить или убрать хотя бы один из них, разрушится вся цепочка.

Блокчейн как вечный цифровой распределённый журнал экономических транзакций, который может быть запрограммирован для записи не только финансовых операций в качестве криптовалюты, но и практически всего, что имеет ценность (права на недвижимость, автомобили, нотариальные договоры, контракты и т.п.).

Но такое определение не даёт достаточного понимания, что это такое и как он работает. Рассмотрим блокчейн более подробно и постараемся просто и доходчиво объяснить, что же это за технология.

Блокчейн — это универсальный инструмент для построения различных баз данных, который обладает следующими преимуществами:

• Децентрализация. Отсутствует главный сервер хранения данных. Все записи хранятся у каждого участника системы.
• Полная прозрачность. Любой участник может отследить все транзакции, проходившие в системе.
• Конфиденциальность. Все данные хранятся в зашифрованном виде. Пользователь может отследить все транзакции, но не может идентифицировать получателя или отправителя информации, если он не знает номера кошелька. Для проведения операций требуется уникальный ключ доступа.
• Надёжность. Любая попытка внесения несанкционированных изменений будет отклонена из-за несоответствия предыдущим копиям. Для легального изменения данных требуется специальный уникальный код, выданный и подтверждённый системой.
• Компромисс. Данные, которые добавляются в систему, проверяются другими участниками. Если говорить умными словами – они пересчитывают хеш. 

Позволяя цифровой информации распространяться, но не копироваться, технология блокчейн создала основу нового вида интернета. Технология была первоначально разработана для цифровой валюты, биткоина, но в настоящее время техническое сообщество ищет другие потенциальные варианты использования данной технологии.

Криптовалюту биткоин называют “цифровое золото“, и не без оснований. На сегодняшний день общая стоимость валюты составляет около $68 млрд. Блокчейн может создавать и другие виды цифровой ценности. Не обязательно знать, как работает блокчейн, чтобы использовать его, так же как, например, интернет или автомобиль. Однако, наличие базовых знаний об этой новой технологии поможет понять, почему она считается революционной.

Технология блокчейн простыми словами

Блокчейн (цепочка блоков) — это распределенная база данных, у которой устройства хранения данных не подключены к общему серверу. Эта база данных хранит постоянно растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Каждый блок содержит метку времени и ссылку на предыдущий блок.

Если объяснять на пальцах, то блокчейн часто сравнивают со стандартным дневником или картотекой, куда последовательно в хронологическом порядке вносятся записи о том, что сделано – поспал, поел, постирал, погулял, взял в долг, заплатил 100 долларов за ужин и т.д. Чтобы никто посторонний не мог внести по своему усмотрению изменения в дневник, вся информация особым образом шифруется, причем шифр продуман качественно. Если дневник в одном экземпляре, с ним всякое может случиться – сгорел дом и он вместе с ним, украли, при огромнейшем желании расшифровали и внесли коррективы.

А потому для надежности дневник имеет множество копий, которые хранятся в разных местах. Причем, когда в дневник вносится новая информация, она после проверки обновляется на всех экземплярах.

Применение шифрования гарантирует, что пользователи могут изменять только те части цепочки блоков, которыми они «владеют» в том смысле, что у них есть закрытые ключи, без которых запись в файл невозможна. Кроме того, шифрование гарантирует синхронизацию копий распределенной цепочки блоков у всех пользователей.

В технологию блокчейн изначально заложена безопасность на уровне базы данных. Концепцию цепочек блоков предложил в 2008 г. Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto). Впервые реализована она была в 2009 г. как компонент цифровой валюты — биткоина, где блокчейн играет роль главного общего реестра для всех операций с биткоинами. Благодаря технологии блокчейна биткоин стал первой цифровой валютой, которая решает проблему двойных расходов (в отличие от физических монет или жетонов, электронные файлы могут дублироваться и тратиться дважды) без использования какого-либо авторитетного органа или центрального сервера.

Безопасность в технологии блокчейн обеспечивается через децентрализованный сервер, проставляющий метки времени, и одноранговые сетевые соединения. В результате формируется база данных, которая управляется автономно, без единого центра. Это делает цепочки блоков очень удобными для регистрации событий (например, внесения медицинских записей) и операций с данными, управления идентификацией и подтверждения подлинности источника.

Чем блокчейн отличается от базы данных?

Блокчейн похож на реестр, или базу данных, которая хранится на разных устройствах и постоянно синхронизируется в режиме реального времени. Но есть отличия:

1. В блокчейне хранятся не данные, а записи о событиях – транзакциях – в хронологической последовательности.
2. Прежде чем попасть в блокчейн, все записи проверяются на подлинность и подтверждаются при помощи криптографии.
3. Запись должно подтвердить большинство участников сети, только тогда она заносится в блокчейн. В этом суть децентрализации, здесь нет единого органа, который все контролирует.
4. Записи группируются не в таблицы, а в блоки, которые цепляются друг за друга, как звенья цепочки. При этом каждый последующий блок содержит зашифрованную информацию о предыдущем.
5. Данные, попавшие в блокчейн, нельзя изменить или удалить, не нарушив целостность всей цепочки.

Где используют блокчейн?

Технологию блокчейн используют там, где нужно хранить сведения о различных событиях или транзакциях.

Блокчейн пригодится:

• банкам и другим финансовым компаниям, чтобы записывать сведения о финансовых транзакциях — кто, кому и когда отправил деньги;
• биржам и нотариусам: фиксировать сделки и право собственности на ценные бумаги, недвижимость, автомобили и любые другие активы;
• государственным органам и регуляторам, чтобы выдавать лицензии и разрешения, проверять подлинность документов, удостоверять личности;
• торговым и транспортным компаниям, чтобы отслеживать перемещение товаров и грузов;
• брендам, чтобы отслеживать и подтверждать подлинность своего товара.

Это лишь несколько наиболее очевидных примеров. Многие называют блокчейн-технологии революционными, а их возможности — безграничными. 

Как работает система блокчейн?

Иногда технологию блокчейн называют «Интернетом ценностей», и мы считаем, что это хорошая метафора.

Каждый человек может разместить в Интернете информацию, а затем другие люди могут получить к ней доступ из любой точки мира. Цепочки блоков позволяют отправлять в любую точку мира, где будет доступен файл блокчейна, какие-либо ценности. Но у вас должен быть закрытый ключ, созданный по криптографическому алгоритму, чтобы разрешить вам доступ только к тем блокам, которыми вы «владеете».

Предоставляя кому-либо ваш закрытый ключ, вы по сути передаете этому лицу денежную сумму, которая хранится в соответствующем разделе цепочки блоков.

В случае биткоинов такие ключи используются для доступа к адресам, по которым хранятся некоторые суммы в валюте, представляющие прямую финансовую ценность. Этим реализуется функция регистрации перевода средств, обычно такую роль выполняют банки.

Кроме того, реализуется еще одна важная функция: установка отношений доверия и подтверждение подлинности личности, потому что никто не может изменять цепочку блоков без соответствующих ключей. Изменения, не подтвержденные этими ключами, отклоняются. Конечно, ключи (как и физическая валюта) теоретически могут быть украдены, но защита нескольких строк компьютерного кода обычно не требует больших затрат. (Сравните, например, с расходами на хранение золотого запаса в пресловутом Форт-Ноксе).

Это означает, что основные функции, выполняемые банками: проверка подлинности личности (для предотвращения мошенничества) и последующая регистрация сделок (после чего они становятся законными) — могут выполняться цепочкой блоков быстрее и точнее.

Что такое распределённая база данных?

Представьте таблицу, которая тысячи раз продублирована в компьютерной сети. Затем представьте, что эта сеть разработана таким образом, что она регулярно обновляет эту таблицу, – и у вас уже есть общее представление о блокчейне.

Информация, хранящаяся в блокчейне существует как общая и постоянно сверяемая база данных. Такой способ использования сети имеет очевидные преимущества. База данных блокчейна не хранится в каком-то единственном месте, а это означает, что он сохраняет записи действительно публично и они легко проверяются. Не существует централизованной версии этой информации, которую бы мог повредить хакер. Копии хранятся на миллионах компьютеров одновременно, и ее данные доступны для всех желающих в Интернете.

Типы блокчейнов — приватный и публичный

Поскольку на данной технологии могут строиться разные типы сервисов и приложений, то и выделяют приватный и публичный blockchain.

Приватный блокчейн

Такие блокчейны считаются эксклюзивными и создаются для развития частного бизнеса. Они закрытые и централизованные, поддерживаются и контролируются своими создателями и подчинены корпоративным целям. Чтобы стать участником приватного Blockchain нужно выполнить определенные условия, а майнить новые блоки могут только определенные сертифицированные пользователи.

Публичный блокчейн

К публичным системам блокчейн может присоединиться и стать майнером любой желающий, поскольку их администрированием занимается само сообщество.

Какова надёжность и долговечность блокчейна?

Блокчейн-технология, как и Интернет, имеет встроенную устойчивость к ошибкам. Сохраняя блоки информации, идентичные во всей сети, блокчейн не может:

1. Контролироваться кем-то одним;
2. Не имеет единой точки отказа.

Биткоин был изобретен в 2008 г. С этого времени блокчейн Биткоина работает без существенных сбоев. (На сегодняшний день, проблемы, связанные с Биткойном, были из-за взлома сервисов, построенных поверх него, или недостаточного контроля. Другими словами, эти проблемы возникают из-за плохих намерений и человеческих ошибок, а не из-за недостатков в архитектуре протокола).

За почти 30 лет Интернет доказал свою надёжность. Это достижение служит хорошим предзнаменованием для блокчейн-технологии, которая продолжает развиваться.

Как бы революционно это ни звучало, блокчейн действительно представляет собой механизм, обеспечивающий высшую степень учета и идентификации. Больше не будет пропущенных транзакций, ошибок человека или машины, или даже изменений, сделанных без согласия вовлеченных сторон. А наиболее важно то, что блокчейн помогает гарантировать законность транзакции путем записи её не только в главном реестре, а в распределённой системе реестров, связанных через защищенный механизм проверки.

Сферы применения блокчейна

Сущность «цепи блоков» как общедоступной, распределенной и 100% достоверной базы данных делает применение блокчейн весьма привлекательным для компаний, работающих в разных областях.

В настоящее время уже существует ряд расширений для разработки бизнес-приложений на блокчейн, обеспечивающих:

• безопасное администрирование сетей, исключающее хакерские атаки MIM («человек посередине») и снимающее проблему «единого администратора»;
• хранение цифровых сертификатов, делающее полностью защищенным доступ пользователей к сайтам (в частности, исключая перехват паролей);
• безопасные двусторонние сделки без привлечения гарантирующей третьей стороны (юридической фирмы, нотариуса, банка и др.);
• фиксацию времени размещения документов, позволяющую решать вопросы патентования, авторского права и др.;
• подтверждение подлинности продукта (товара) с помощью надежно защищенного сертификата;
• подтверждение прав на любую собственность;
• создание общедоступных электронных визиток, информация на которых автоматически обновляется даже после «раздачи» по интернет-ресурсам;
• систему DNS, неуязвимую для DDOS-атак,
• и другое.

Внедрение технологии блокчейн в России

В РФ технологию собираются официально узаконить и начать внедрять в 2021 году, приняв к тому времени необходимые нормативно- правовые акты. Пока что крупные банки страны совместно с Центробанком с целью повышения эффективности финансовой системы создали платформу «Мастерчейн».

Интересный проект на блокчейне действует в Москве. Платформа называется «Активный гражданин», и с ее помощью проводят всевозможные голосования, касающиеся улучшения жизни в столице.

Плюсы и минусы технологии

Как видим, блокчейн – универсальная технология, применимая в разных сферах жизни, что является однозначным ее плюсом. Помимо уже рассмотренных выше открытости, безопасности и защищенности, при внедрении блокчейна на глобальном уровне можно навсегда забыть о таких проблемах, как:

• Неоправданно долгое время выполнения финансовых операций.
• Высокие расходы на содержание сверхмощных серверов и систему защиты информации.
• Монополизация рынка.
• Коррупция.
• Денежные махинации и другие финансовые злоупотребления.

Скептики выдвигают следующие контраргументы:

• Отсутствие законодательной базы, регулирующей статус блокчейн проектов.
• Атака 51% приведет к коллапсу сети.
• Невозможность модификации блокчейн. Если возникает насущная потребность изменить данные или исходный код единственный выход это хардфорк сети.
• Потеря приватных ключей становится бедой для инвестора. Если private key хранится только у владельца криптомонет вместе с ключами он навсегда теряет доступ к активам.
• Высокое энергопотребление блокчейн сетей, работающих на Proof of Work. Майнерам биткоин нужно больше мегаватт электрики чем некоторым европейским государствам.
• Регистры блокчейн экосистем в будущем могут непомерно разрастись, что приведет к снижению количества узлов сети

По поводу угрозы 51% надо сказать, что на молодые экосистемы «атака Голдфингера» вполне реальна, но, чтобы сосредоточить под своим контролем свыше 50% вычислительной мощности сетей Ethereum или Bitcoin нужно выбросить на ветер огромнейшую сумму. И не факт, что блокчейн обрушится, хотя такой сценарий серьезно повлияет на стоимость криптовалюты. Хакеры уже давно стали частью системы, ее темной стороной, и они не заинтересованы в обвале цен и тем более уничтожении виртуальных активов.

Что же касается проблемы роста блокчейна, то и прогресс не стоит на месте. Жесткие диски в 1ТБ давно уже доступны обычным пользователям. На момент написания статьи размер блокчейна Bitcoin 234 ГБ, а в будущем, несомненно, будут изобретены еще более объемные и компактные носители цифровой информации.

Блокчейн кошелек

От названия инновационной базы данных получил свое имя один из кошельков для хранения биткоинов, который был основан в 2011 году. Это лишь один из многих блокчейн кошельков, он дан здесь для примера, со всеми их видами можете ознакомиться в нашем обзоре криптовалютных кошельков.

Blockchain-кошелек предлагает нам не просто хранить наши монеты, но и является обозревателем блоков, то есть именно здесь можно просмотреть какая транзакция, куда была отправлена, а также проследить цепочку передачи монет от момента их возникновения (если неосторожно купить криптовалюту или продать, то можно выдать данные о себе, которые будут доступны каждому).

Кошелек давно пользуется хорошей репутацией как надежный и удобный сервис, и если бы не высокие комиссии, то площадку и впрямь можно было бы назвать лучшей. Но, в последнее время, Blockchain требует слишком много за совершение транзакции, а при маленьких сборах (их устанавливает сам пользователь) транзакция может долго где-то блуждать, а потом так и возвращаться к своему владельцу неподтвержденной. Несмотря на это, многие пользователи верны сервису — завести на нем аккаунт можете и вы.

Недостатки технологии

Ничто не совершенно, и блокчейн не исключение.

Пока что масштабируемость технологии оставляет желать лучшего. Visa и Mastercard обрабатывают около 45 000 операций в секунду, в то время как по количеству транзакций блокчейн плетется в конце списка. Скорость работы напрямую зависит от количества пользователей, которых пока недостаточно для развернутых передач.

Криптография – это сложные вычислительные процессы, нагружающие электрические сети. После активного внедрения технологии количество потребляемой энергии значительно возрастет.

Несмотря на неприступную безопасность, существует один недостаток – монополия на транзакции. Суть блокчейна состоит в вычислениях на устройствах пользователей, которые не знают друг друга и не влияют на передачу данных. Но если 51% всех вычислений сосредоточить в руках одного проекта, то он сможет контролировать большинство процессов и подтверждать транзакции исходя из личных интересов.

Блокчейн – технология будущего

Хотя блокчейн и имеет некоторые недостатки, его по праву можно назвать новой ступенью финансовой и правовой эволюции. Согласно подсчетам, в следующие 7-10 лет технология возьмет под контроль большую часть мирового рынка. Нас ожидает настоящая информационная революция.

Источники:

• https://Mining-CryptoCurrency.ru/blockchain/
• https://timeweb.com/ru/community/articles/chto-takoe-blokcheyn