Блокчейн (blockchain — дословно «цепь из блоков») — это децентрализованная база данных, в которой содержится информация обо всех транзакциях, совершенных участниками сети. Технология основана на криптографических методах защиты информации. Данные хранятся в виде цепочки блоков, каждый из которых содержит определенное количество транзакций.
Работу блокчейна обеспечивает множество компьютеров (узлов) по всему миру. Они обрабатывают транзакции, создают новые блоки, обмениваются ими и хранят копии блокчейна.
История появления блокчейн-технологии
История блокчейн-технологии берет свое начало в конце 1970-х годов. Тогда американским криптографом Ральфом Мерклом было запатентовано такое изобретение как хеш-дерево (дерево Меркла).
Дерево Меркла — это концепция систематизации данных и их безопасного хранения в виде структуры блоков, которые связаны между собой при помощи криптографии (хеш-функции).
В 1991 году Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта сформулировали первую концепцию блокчейна. За основу своего изобретения ученые взяли деревья Меркла. Они заложили фундамент для появления и развития блокчейн-технологии, какой мы ее знаем сегодня, криптографического шифрования и Web3-отрасли. Их исследование было сосредоточено на создании базы неизменяемых публичных данных, зашифрованных при помощи криптографии. Технологию даже запатентовали (срок патента закончился в 2004 году), но так как она была слишком футуристичной для того времени, то не получила поддержки.
Официальная история блокчейна началась в 2008 году с Сатоши Накамото и его white paper первой в мире криптовалюты — биткойна. В этом документе Хабер и Сторнетта — самые цитируемые эксперты.
Основные принципы работы блокчейна
Блокчейн, независимо от того, в какой сфере он применяется, в финансовой или какой-нибудь другой, должен быть:
- Децентрализованным. Данные хранятся не на центральном сервере, а на множестве компьютеров по всему миру.
- Прозрачным. Каждый желающий может просмотреть любую интересующую его транзакцию в блокчейне и отследить движение монет хоть от самого их появления.
- Неизменным. Блоки, уже добавленные в блокчейн, нельзя отредактировать, удалить или поменять местами. Можно только добавлять новые блоки. Неизменность и необратимость блокчейна обеспечивается распределенной архитектурой сети и использованием хеш-функции.
- Безопасным. Криптография, механизм консенсуса, неизменность данных и децентрализованный способ их хранения — все это делает блокчейн максимально безопасным.
Как устроен и работает блокчейн
- Проведение транзакций. Стороны транзакции обмениваются данными, зашифрованными при помощи криптографического алгоритма, это может быть не только криптовалюта, но и любая другая информация/активы в цифровой форме.
- Подтверждение. Транзакция помещается в mempool (очередь транзакций, ожидающих подтверждения). Узлы сети группируют транзакции в блоки, проверяют и подтверждают их легитимность.
- Структура цепочки блоков. Каждый блок идентифицируется хешем, содержит заголовок, хеш предыдущего блока, транзакции. Последовательность связанных между собой хешей создает взаимозависимую цепь блоков.
- Проверка блоков. Перед тем как добавить блок в цепочку, его проверяют на неизменность данных. Правила, по которым проводится проверка, называются механизмом консенсуса. Самые популярные механизмы консенсуса — PoW, PoS, но есть и много других (Proof of Burn, Proof-of-History, Proof-of-Authority и пр.). Какой именно алгоритм использовать в том или ином блокчейне, определяется потребностями конкретного проекта. Подробнее читайте в нашей статье «Как подтверждается транзакция».
- Майнинг. Работу сети обеспечивают майнеры, именно они проверяют транзакции и создают новые блоки путем сложных математических вычислений, за это они получают вознаграждение в виде нативной монеты сети и/или комиссии за проведение транзакций. Так это работает на PoW, на других алгоритмах консенсуса все выглядит несколько по-другому, но суть остается неизменной: проверка транзакций, создание новых блоков, обеспечение безопасности и децентрализации сети.
- Защита данных. Если мошенник попытается изменить хотя бы одну транзакцию в блоке, хеш блока изменится, другие ноды в сети заметят злонамеренное вмешательство и отклонят блок от основной цепи.
Подробно о том, как работает блокчейн, вы можете почитать в этой статье.
Разновидности блокчейнов
Существует несколько типов децентрализованных сетей.
- Публичные блокчейны. Это сети, к которым может присоединиться любой желающий. Все участники блокчейна равны в своих правах.
- Частные сети. Такие блокчейны подконтрольны одной организации, которая определяет, кто может присоединиться к сети и какими правами он будет наделен. Частные сети децентрализованы только частично, так как имеют ограничения доступа.
- Гибридные блокчейны. Это сети, в которых сочетаются элементы публичных и приватных блокчейнов. То есть доступ к определенным данным ограничен, но к другой информации может получить доступ любой желающий.
- Блокчейн-консорциумы. Данный тип сетей управляется группой организаций. Они делят между собой ответственность за работу блокчейна и определяют права доступа к данным.
Где применяются блокчейны
Главная область применения блокчейнов — криптоиндустрия, однако нельзя сказать, что только ей она и ограничивается. Одна из главных ценностей блокчейна состоит в том, что это, по сути, очень надежная база данных, информацию в которой невозможно изменить или удалить. Поэтому технология может применяться не только в децентрализованных финансах. Проекты на блокчейне есть в сферах банковских услуг и страхования, в государственном секторе, логистике, здравоохранении, энергетике и многих других отраслях.
Криптоиндустрия. Первое и самое известное применение технологии блокчейн — криптоиндустрия, а именно биткойн, за которым впоследствии начали появляться другие децентрализованные сети и криптовалюты. Блокчейн сделал переводы денежных средств без посредников, напрямую от человека к человеку, доступными, быстрыми, безопасными, прозрачными.
Банковский сектор. Использование блокчейна в финансово-кредитной сфере позволяет сделать денежные переводы, кредитование, сделки с ценными бумагами и другие бизнес-процессы более безопасными, надежными и прозрачными.
Кибербезопасность. В блокчейне копии всей базы данных хранятся на множестве узлов, поэтому такая система будет оставаться жизнеспособной даже в случае успешной атаки на одиночный узел или узлы.
Логистика. В этой сфере блокчейн-технология помогает быстро и качественно обрабатывать большие массивы данных о перевозках, маршрутах следования грузов, поставщиках, клиентах и т. д.
Децентрализованная идентификация личности (DID). Предполагает хранение персональных данных о человеке на блокчейне, а не в централизованной базе какой-то организации.
Заключение
Блокчейн — инновационная технология, способная полностью изменить наше представление о ведении бизнеса, управлении обществом, взаимодействии друг с другом. Она обеспечивает высокую эффективность, прозрачность, безопасность передачи и хранения данных, заключения сделок, и поэтому уже сегодня используется во многих отраслях, начиная с криптоиндустрии и заканчивая кредитованием, страхованием, логистикой и другими сферами.
Технология новая и продолжает развиваться, поэтому наверняка можно ожидать появления все новых и новых приложений на базе блокчейн и еще более неожиданных вариантов его применения.