Узнай, что такое блокчейн за 1 минуту

Блокчейн — это система записи информации таким образом, что это затрудняет или делает невозможным изменение, взлом или обман системы.

Объяснение блокчейна

Blockchain — это, по сути, цифровая книга транзакций, которая дублируется и распределяется по всей сети компьютерных систем на блокчейне. Каждый блок в цепочке содержит ряд транзакций, и каждый раз, когда новая транзакция происходит в блокчейне, запись этой транзакции добавляется в реестр каждого участника. Децентрализованная база данных, управляемая несколькими участниками, известна как технология распределенного реестра (DLT).

Блокчейн — это тип DLT, в котором транзакции записываются с неизменяемой криптографической подписью, называемой хэшом.

Почему вокруг технологии blockcahain так много шумихи?

В прошлом было много попыток создать цифровые деньги, но они всегда терпели неудачу.

Преобладающей проблемой является доверие. Если кто-то создает новую валюту под названием X доллар, как мы можем верить, что они не дадут себе миллион X долларов или не украдут ваши X долларов для себя?

Биткойн был разработан для решения этой проблемы с использованием определенного типа базы данных, называемой blockcahain. В большинстве обычных баз данных, таких как база данных SQL, есть кто-то, кто может изменить записи (например, дать себе миллион X долларов). Блокчейн отличается тем, что никто не отвечает; он управляется людьми, которые его используют. Более того, биткойны не могут быть подделаны, взломано или дважды потрачены- поэтому люди, которые владеют этими деньгами, могут верить, что они имеют какую-то ценность.

Как хранятся и защищаются данные блокчейна.

Понять, как данные блокчейна хранятся управляемыми и безопасными для размещения постоянно растущей базы данных.

Блокчейн работает, включая идентификатор последнего блока в идентификатор в следующем блоке, чтобы создать нерушимую и неизменяемую цепочку. Но по мере того, как добавляется все больше и больше блоков, как данные остаются управляемыми?

Ключ к обеспечению управляемости и безопасности данных блокчейна заключается в алгоритме, называемом хешированием, в сочетании с консолидируемой структурой данных, известной как дерево Меркла.

Что такое хеширование?

Когда транзакция была проверена и должна быть добавлена в блок в цепочке, она будет помещена через хэш-алгоритм для преобразования ее в набор уникальных цифр и букв, аналогичный тому, который был бы создан генератором случайных паролей. Затем два хэша транзакций будут объединены и пройдены через хэш-алгоритм для получения еще одного уникального хэша. Этот процесс объединения нескольких транзакций в новые хэши продолжается до тех пор, пока, наконец, не останется только один хэш — «корневой» хэш нескольких транзакций.

Что делает хэши уникальными и ключевой функцией безопасности для блокчейнов, так это то, что они работают только в одном ключе. В то время как одни и те же данные всегда будут производить один и тот же хэш цифр и букв, невозможно «разгадать» или обратить процесс вспять, используя цифры и буквы для расшифровки исходных данных.

Что такое дерево Меркл?

Если процесс хэширования повторяется с точно такими же транзакциями, будут созданы точно такие же хэши. Это позволяет любому, кто использует блокчейн, проверить, что данные не были подделаны, потому что ЛЮБОЕ изменение в любой части данных приведет к совершенно другому хэшу, влияющему на каждую итерацию хэшей вплоть до корня. Это известно как дерево Меркла.

Деревья Меркла служат цели значительного сокращения объема данных, необходимых для хранения и передачи или трансляции по сети, путем суммирования наборов хэшированных транзакций в один корневой хэш. Поскольку каждая транзакция хэшируется, а затем снова объединяется и хэшируется, окончательный корневой хэш по-прежнему будет стандартного размера.

В чем разница между блокчейном и биткоином?

Многие люди ошибочно смешивают эти два. Знаете ли вы разницу?

Блокчейн — это технология, которая лежит в основе криптовалюты Bitcoin, но Bitcoin — не единственная версия системы распределенного реестра блокчейна на рынке. Есть несколько других криптовалют с собственным блокчейном и архитектурами распределенного реестра.

Между тем, децентрализация технологии также привела к нескольким расколам или форкам в сети Bitcoin, создавая ответвления реестра, где некоторые майнеры используют блокчейн с одним набором правил, а другие используют блокчейн с другим набором правил.

Наряду с оригинальными Bitcoin, Bitcoin Cash, Bitcoin Gold и Bitcoin SV существуют как их собственная криптовалюта. С меньшими сетями эти криптовалютные блокчейны более уязвимы для хакерских атак, одна из которых постигла Bitcoin Gold в 2018 году.

Краткая история происхождения биткоина

В конце 2008 года, примерно во время финансового кризиса, на малоизвестном интернет-форуме под названием Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system появился новаторский пост. Она была написана таинственным человеком по имени Сатоши Накамото, псевдоним, используемый для маскировки истинной личности автора.

Сатоши считал, что банки и правительства обладают слишком большой властью, которую они используют в своих собственных интересах. Сатоши предвидел новый тип денег под названием Биткойн, который мог бы изменить это: криптовалюта, которая не контролировалась и не управлялась центральными банками или правительствами, которую вы могли бы отправлять в любую точку мира бесплатно, без какого-либо человека или учреждения во главе.

Сначала никто не обращал внимания на дикие идеи Сатоши, но постепенно все больше и больше людей начали покупать и использовать биткойн. Многие считали, что это будущее денег, и чем хуже вели себя крупные банки, тем популярнее они становились.

С тех пор, как он был сформулирован и запущен в 2009 году, Биткойн вырос до сети из около 10 000 «узлов» или участников, которые используют систему Proof of Work для проверки транзакций и добычи биткойнов.

Эта демократия преобладала до тех пор, пока не появились конкретные майнинговые компьютеры, называемые ASIC, которые обогнали другие, менее мощные машины, и компании начали получать прибыль от накопления майнеров и технологий майнинга. Человек все еще может принять участие в процессе Биткойна, но его настройка стоит дорого, и возврат инвестиций колеблется с очень волатильной стоимостью самого Биткойна.

Сегодня массивные майнинговые пулы принадлежат или контролируются крупными корпорациями, и власть снова централизуется. Эта эволюция несколько подорвала первоначальное видение Сатоши блокчейна, в котором «власть» участников была разработана для равномерного распределения, но теперь сосредоточена в руках полудюжины майнинговых конгломератов.

Как транзакция попадает в блокчейн?

Прежде чем транзакция будет добавлена в блокчейн, она должна быть аутентифицирована и авторизована.

Есть несколько ключевых шагов, которые транзакция должна пройти, прежде чем она будет добавлена в блокчейн. Сегодня мы сосредоточимся на аутентификации с использованием криптографических ключей, авторизации через доказательство работы, роли майнинга и более позднем принятии протоколов доказательства доли в более поздних блокчейн-сетях.

Аутентификация

Оригинальный блокчейн был разработан для работы без центрального органа (то есть без банка или регулятора, контролирующего, кто совершает транзакции), но транзакции все равно должны быть аутентифицированы.

Это делается с помощью криптографических ключей, строки данных (например, пароля), которая идентифицирует пользователя и дает доступ к его «учетной записи» или «кошельку» ценности в системе.

У каждого пользователя есть свой закрытый ключ и открытый ключ, который может видеть каждый. Использование их создает безопасную цифровую идентификацию для аутентификации пользователя с помощью цифровых подписей и для «разблокировки» транзакции, которую они хотят выполнить.

Разрешение

Как только транзакция согласована между пользователями, она должна быть одобрена или авторизована, прежде чем она будет добавлена в блок в цепочке.

Для публичного блокчейна решение о добавлении транзакции в цепочку принимается консенсусом. Это означает, что большинство «узлов» (или компьютеров в сети) должны согласиться с тем, что транзакция действительна. Люди, которые владеют компьютерами в сети, стимулируются проверять транзакции с помощью вознаграждений. Этот процесс известен как «доказательство работы».

Подтверждение работы

Proof of Work требует, чтобы люди, владевшие компьютерами в сети, решали сложную математическую задачу, чтобы иметь возможность добавить блок в цепочку. Решение проблемы известно как майнинг, и «майнеры» обычно вознаграждаются за свою работу в криптовалюте.

Но майнинг – это непросто. Математическая задача может быть решена только методом проб и ошибок, а шансы на решение задачи составляют около 1 к 5,9 триллиону. Это требует значительных вычислительных мощностей, которые используют значительное количество энергии. Это означает, что вознаграждение за майнинг должно перевешивать стоимость компьютеров и затраты на электроэнергию при их запуске, поскольку одному компьютеру потребуются годы, чтобы найти решение математической проблемы.

Сила майнинга

Кембриджский индекс потребления электроэнергии Биткойн оценивает, что сеть майнинга биткойнов потребляет почти 70 тераватт-часов (ТВт-ч) электроэнергии в год, что делает ее 40-м по величине потребителем электроэнергии по «стране». Для сравнения, Ирландия (68-е место) использует чуть более трети потребления биткойнов, или 25 ТВт-ч, а Австрия под номером 42 потребляет 64,6 ТВт-ч электроэнергии в год, согласно данным ЦРУ за 2016 год.

Проблема с доказательством работы

Чтобы создать экономию за счет масштаба, майнеры часто объединяют свои ресурсы вместе через компании, которые объединяют большую группу майнеров. Эти майнеры затем делятся вознаграждениями и сборами, предлагаемыми сетью блокчейн.

По мере роста блокчейна все больше компьютеров объединяются, чтобы попытаться решить проблему, проблема становится сложнее, а сеть становится больше, теоретически распределяя цепочку дальше и делая ее еще более трудной для саботажа или взлома. На практике, однако, майнинговая мощь сконцентрирована в руках нескольких майнинговых пулов. Эти крупные организации обладают огромной вычислительной и электрической мощностью, необходимой для поддержания и развития сети блокчейна, основанной на проверке Proof of Work.

Доказательство доли

Позже блокчейн-сети приняли консенсусные протоколы проверки «Proof of Stake», где участники должны иметь долю в блокчейне — обычно владея частью криптовалюты — чтобы иметь возможность выбирать, проверять и проверять транзакции. Это экономит значительные вычислительные ресурсы, поскольку майнинг не требуется.

Кроме того, технологии блокчейна эволюционировали, чтобы включить «смарт-контракты», которые автоматически выполняют транзакции при выполнении определенных условий.