Што такое Blockchain?

Чэрвень 17, 2020

|In Для Інтэрнэту, На пярэднім плане, Блокчэйн і крыптавалюты

Што такое Blockchain?

Вы шмат чуеце пра гэта, часта недарэчна, калі не ў дымным выглядзе. Аднак паняцці не складаныя. Тэхналогія, якая падтрымлівае блокчейн, можа быць крыху складанай і складанай (не складанай), але, па сутнасці, справа даволі простая. Я хацеў бы дапамагчы вам растлумачыць. Маё НЕТЭХНІЧНАЕ тлумачэнне, як неспецыяліста ў гэтай тэме ці, дакладней, як чалавека, які разумее працэс, але не паглыбляецца ў тэхнічныя дэталі, таму што ёсць людзі, больш падрыхтаваныя да гэтага, чым я. Мэта тут - растлумачыць агульныя паняцці і даць вам зразумець, наколькі магутны, універсальны і універсальны гэты інструмент і як яго можна выкарыстоўваць у нашых інтарэсах. Калі вам цікава разабрацца ў гэтым пытанні, прачытаўшы таксама мой пост, звязаны з токенамі Раю звяртацца Майкл Гандольфі якая рыхтуе і праводзіць вэбінары і спецыялізаваныя курсы па гэтых тэмах. Інтэрнэт-часопіс таксама вельмі цікавы Крыптаном які змяшчае шмат інфармацыі пра гэта, уключаючы крыптавалюты, што яны сабой уяўляюць і як імі кіраваць: у сувязі з гэтым я карыстаюся гэтай магчымасцю, каб адправіць прывітанне Амелія Тамасікіо, генеральны дырэктар Cryptonomist.

1. Што такое блокчейн?

Скажам так: тэхналогія блокчейн дазваляе распаўсюджваць публічныя «рэестры», якія ўтрымліваюць нязменныя даныя ў бяспечным і зашыфраваным выглядзе, і гарантуе, што абмен інфармацыяй ніколі не можа быць зменены.

Удаюся ў дэталі.

Калі гэтая тэхналогія такая складаная, чаму насамрэч яе называюць «блокчэйнам»? На самым базавым узроўні блокчэйн - гэта проста ланцужок блокаў, але не ў традыцыйным сэнсе гэтых слоў. Калі мы выказваем паняцці "блок" і "ланцужок" у гэтым кантэксце, мы фактычна гаворым пра лічбавая інфармацыя («блок»), які захоўваецца ў а база дадзеных грамадскі («ланцуг»).

Паспрабуйце ўявіць бізнес-рэестр гандлёвай палаты. Інфармацыя, якая змяшчаецца ў рэестры, адпавядае "блоку", а сам рэестр - "ланцужку". Інфармацыя, якая змяшчаецца ў ланцужку, з'яўляецца Blockchain.

Такім чынам, «блокі» на блокчейне складаюцца з лічбавай інфармацыі. У прыватнасці, яны складаюцца з трох частак:

Блокіi якія захоўваюць інфармацыю аб транзакцыях такія як дата, час і сума вашай апошняй пакупкі ў валюце, напрыклад, на Amazon. (УВАГА: гэты прыклад Amazon прызначаны для ілюстрацыі пакупак; рознічны гандаль Amazon не працуе па прынцыпе блокчейна, як паказана тут)
Блокі, якія захоўваюць інфармацыю аб тым, хто ўдзельнічае ў транзакцыях. Адмова ад куплі пакета на Amazon зарэгістравала б ваша імя ў Amazon.com, Inc. (AMZN). Замест таго, каб выкарыстоўваць ваша сапраўднае імя, ваша купля запісваецца без якой-небудзь ідэнтыфікацыйнай інфармацыі з дапамогай унікальнага "лічбавага подпісу", свайго роду імя карыстальніка.
Блокі, якія захоўваюць інфармацыю, якая адрознівае іх ад іншых блокаў. Гэтак жа, як у нас з вамі ёсць імёны, каб адрозніваць адзін аднаго, кожны блок захоўвае унікальны код, які называецца хэш што дазваляе нам адрозніць яго ад любога іншага блока.

Хэшы - гэта крыптаграфічныя коды, створаныя з дапамогай спецыяльных алгарытмаў. Дапусцім, вы здзейснілі шопінг на Amazon, але пакуль ён у дарозе, вы вырашылі, што не можаце выстаяць і вам патрэбна другая купля. Нягледзячы на тое, што дэталі вашай новай транзакцыі будуць амаль ідэнтычныя вашай папярэдняй пакупцы, мы ўсё яшчэ можам адрозніць блокі дзякуючы іх унікальным кодам.
У той час як блок у папярэднім прыкладзе выкарыстоўваецца для захоўвання адной пакупкі Amazon, рэальнасць крыху іншая. Напрыклад, адзін блок у блокчейне біткойнаў сапраўды можа захоўваць да 1 МБ дадзеных. Гэта азначае, што ў залежнасці ад памеру транзакцый адзін блок можа размясціць некалькі тысяч транзакцый «пад адным дахам».

Пакуль усё ў парадку? Вы сочыце за мной? Цяпер я растлумачу больш простымі словамі, як працуе Blockchain.

2. Як працуе Blockchain

Калі блок захоўвае новыя даныя, ён дадаецца ў ланцужок блокаў. Блокчейн, як вынікае з назвы, складаецца з некалькіх блокаў, звязаных паміж сабой. Аднак для таго, каб блок быў дададзены ў блокчейн, павінны адбыцца чатыры рэчы:

2.1 Здзелка павінна адбыцца.

Давайце працягнем прыклад вашай імпульсіўнай пакупкі на Amazon. Пасля таго, як вы паспешліва пстрыкніце падказку аб афармленні замовы, вы ўсё роўна павінны перайсці да афармлення замовы і неахвотна зрабіць пакупку. Як мы бачылі раней, у многіх выпадках блок патэнцыйна можа аб'ядноўваць тысячы транзакцый, таму ваша пакупка на Amazon будзе запакаваная ў блок разам з інфармацыяй аб транзакцыях іншых карыстальнікаў.

2.2 Праверка здзелкі

Пасля пакупкі транзакцыю, вядома, трэба праверыць. У іншых дзяржаўных рэестрах інфармацыі, такіх як Камісія па каштоўных паперах, самі банкі, фінансавыя ўстановы, якія выпускаюць крэдытныя карты, аператары онлайн-плацяжоў, хтосьці заняты праверкай новых запісаў даных. З blockchain, аднак, гэтая праца застаецца за сеткай кампутараў. Калі вы купляеце ў Amazon, гэтая камп'ютэрная сетка бярэ на сябе абавязацельства правяраць, што транзакцыя адбылася ў адпаведнасці з указаным вамі спосабам. Гэта значыць пацвярджаюць дэталі пакупкі, у тым ліку час здзелкі, суму валюты і бакоў дагавора.

2.3 Захоўванне транзакцыі

Пасля праверкі дакладнасці транзакцыі яна атрымлівае зялёнае святло. Сума транзакцыі ў валюце, ваш лічбавы подпіс і лічбавы подпіс Amazon захоўваюцца ў адным блоку. У гэтым блоку ваша транзакцыя будзе складацца з сотнямі ці тысячамі іншых транзакцый, падобных вашай.

2.4 Прызначэнне «хэша» блоку.

У адрозненне ад анёла, які зарабляе крылы, пасля праверкі ўсіх транзакцый у блоку яму будзе прадастаўлена унікальны ідэнтыфікацыйны код, які называецца "хэш". Блоку таксама даецца хэш апошняга блока, дададзенага ў блокчейн. Пасля таго, як блок будзе вызначаны як хэшаваны, яго можна будзе дадаць у блокчейн «дасягнуўшы вечнасці», адважуся дадаць, каб было крыху смешна.

Калі гэты новы блок дадаецца ў блокчейн, ён становіцца агульнадаступным для ўсіх, нават для вас. Калі вы, напрыклад, паглядзіце на біткойн-ланцужок блокаў, вы ўбачыце, што ў вас ёсць доступ да даных транзакцый, а таксама інфармацыі аб тым, калі, дзе і кім быў дададзены блок у блокчейн.

3. Ці з'яўляецца Blockchain прыватным?

Вось пытанне, якое я чую. Часта гэтае пытанне ўзнікае з-за нядобрасумленнасці давяраць свае дадзеныя «органам» або «ўстановам», чые назвы і месцы невядомыя. Але рэальнасць іншая, і ніхто ні пра што не павінен хвалявацца. Калі вы добра разумееце механізм, з дапамогай якога генеруецца блокчейн, пытанне становіцца лішнім, таму што кожны можа праглядаць змесціва блокчейна, але карыстальнікі таксама могуць падключыць свае кампутары да сеткі блокчейн ў якасці вузлоў. Робячы гэта, іх кампутар атрымлівае копію блокчейна, якая аўтаматычна абнаўляецца кожны раз, калі дадаецца новы блок, накшталт стужкі навін Facebook, якая забяспечвае абнаўленне ў рэжыме рэальнага часу кожны раз, калі публікуецца новы статус. Гэта моц Інтэрнэту, і гэта прычына таго, што крыптавалюты лічацца такімі "небяспечнымі", таму што яны не могуць падвяргацца кантролю вышэйстаячых органаў па іх меркаванні.

Фактычна, кожны кампутар у сетцы блокчейн мае ўласную копію блокчейна, што азначае, што існуюць тысячы ці нават мільёны копій аднаго і таго ж блокчейна. У той час як кожная копія блокчейна ідэнтычная, распаўсюджванне гэтай інфармацыі па камп'ютэрнай сетцы робіць інфармацыю больш складанай для маніпулявання. У блокчейне няма адзінага канчатковага ўліку падзей, якімі можна маніпуляваць. Замест гэтага хакер павінен маніпуляваць кожнай копіяй блокчейна сеткі. Гэта тое, што маецца на ўвазе, калі сцвярджаецца, што блокчейн - гэта «размеркаваная» і сапраўды «дэмакратычная» кніга.

Такім чынам, гледзячы, напрыклад, на блокчейн Bitcoin, вы заўважыце, што ў вас няма доступу да ідэнтыфікацыйнай інфармацыі аб карыстальніках, якія здзяйсняюць транзакцыі. Хоць транзакцыі ў блокчейне не з'яўляюцца цалкам ананімнымі, асабістая інфармацыя карыстальнікаў абмежаваная іх лічбавым подпісам або імем карыстальніка.

Узнікае важнае пытанне: калі вы не можаце сказаць, хто дадае блокі ў блокчейн, як вы можаце давяраць блокчейну або кампутарнай сетцы, якая яго падтрымлівае?

4. Ці бяспечны блокчейн?

Тэхналогія блокчейн мае справу з бяспекай і даверам некалькімі спосабамі. Па-першае, новыя блокі заўсёды захоўваюцца лінейна і храналагічна. Гэта значыць, яны заўсёды дадаюць у «канец» блокчейна. Калі вы паглядзіце на ланцужок блокаў біткойнаў, вы ўбачыце, што кожны блок мае пазіцыю ў ланцужку, якая называецца "вышыня". У сувязі з гэтым відаць, што ў студзені 2020 года вышыня блока перавысіла 615.400 XNUMX метраў!!!

Такім чынам, пасля таго, як блок быў дададзены ў канец ланцужка блокаў, практычна немагчыма вярнуцца назад, каб змяніць змест блока. Гэта адбываецца таму, што кожны блок змяшчае свой уласны хэш разам з хэшам блока, які яму папярэднічае. Сапраўды існуе ланцужок або прынцып канкатэнацыі! Хэш-коды ствараюцца з дапамогай матэматычнай функцыі, якая ператварае лічбавую інфармацыю ў радок лічбаў і літар. Калі гэтая інфармацыя якім-небудзь чынам змяняецца, хэш-код таксама змяняецца.

Вось чаму гэта важна для бяспекі. Дапусцім, хакер спрабуе змяніць вашу транзакцыю Amazon так, што вам на самой справе прыйдзецца плаціць за пакупку двойчы. Як толькі хакер зменіць суму вашай транзакцыі ў валюце, зменіцца хэш блока. Наступны блок у ланцужку будзе па-ранейшаму ўтрымліваць стары хэш, і хакеру прыйдзецца абнавіць гэты блок, каб схаваць сляды. Аднак гэта зменіць хэш гэтага блока. І наступны, і гэтак далей. Ён павінен мець 100 рук на 100 клавіятурах, і гэтага было б недастаткова.

Такім чынам, каб змяніць адзін блок, хакер павінен быў бы змяніць кожны блок пасля яго ў ланцужку блокаў. Пераразлік усіх гэтых хэшаў запатрабуе велізарнай і немагчымай колькасці вылічальнай магутнасці, магчыма, даступнай іншапланетнай цывілізацыі да такой ступені, што нават уяўленне аўтараў "Зорнага шляху" не можа прадказаць. Іншымі словамі, як толькі блок дадаецца ў блокчейн, яго становіцца вельмі цяжка змяніць і немагчыма сцерці.

Каб вырашыць праблему даверу, блокчейн-сеткі ўкаранілі тэсты для кампутараў, якія хочуць далучыцца і дадаць блокі ў ланцужок. Тэсты, якія называюцца "мадэлямі згоды", патрабуюць ад карыстальнікаў "даказаць" сябе, перш чым яны змогуць далучыцца да сеткі блокчейн. Адзін з найбольш распаўсюджаных прыкладаў, якія выкарыстоўваюцца біткойнамі, называецца «доказ працы».

У сістэме proof-of-work, кампутары павінны "даказаць", што яны выканалі "працу", вырашыўшы складаную вылічальную матэматычную задачу. Калі кампутар вырашае любую з гэтых праблем, ён мае права дадаць блок у ланцужок блокаў. Але працэс дадання блокаў у блокчейн, тое, што ў свеце криптовалют называюць «майнингом» або майнингом, няпросты. Фактычна, у студзені 15,5 г. верагоднасць вырашэння адной з гэтых праблем у сетцы біткойн складала прыкладна адзін да 2020.1 трлн.XNUMX Для вырашэння складаных матэматычных задач з такімі верагоднасцямі камп'ютары павінны запускаць праграмы, якія каштуюць ім значнай колькасці энергіі.

Такім чынам, доказ працы не робіць хакерскія атакі немагчымымі, але робіць іх у пэўнай ступені бескарыснымі. Калі б хакер хацеў скаардынаваць атаку на блокчейн, яму трэба было б кантраляваць больш за 50% усёй вылічальнай магутнасці ў блокчейне, каб яны маглі перагрузіць усіх астатніх удзельнікаў сеткі. Улічваючы велізарны памер біткойн-ланцужка, так званая атака 51% амаль напэўна не вартая і, магчыма, немагчымая і запатрабуе такога размяшчэння рэсурсаў, каб яна не мела прывабнага суадносін кошт/выгада.

5. Практычнае прымяненне Blockchain

Блокі ў блокчейне захоўваюць даныя аб грашовых транзакцыях, і мы казалі пра гэта да гэтага часу для зручнасці і прастаты. Але мы вельмі добра ведаем, распрацаваўшы практычныя прыкладанні, што блокчейн на самай справе з'яўляецца вельмі надзейным спосабам захоўвання даных аб іншых тыпах транзакцый. Фактычна, тэхналогію блокчейн можна выкарыстоўваць для захоўвання даных, звязаных з абменам уласнасцю, прыпынкамі ў ланцужку паставак і нават апрацоўкай палітычных выбараў.

Сетка прафесійных паслуг Deloitte нядаўна правяла апытанне 1.000 кампаній у сямі краінах аб інтэграцыі блокчейна ў іх бізнес-аперацыі. Іх апытанне паказала, што 34% ужо маюць сістэму блокчейн ў вытворчасці сёння, а яшчэ 41% плануюць укараніць прыкладанне блокчейн на працягу наступных 12 месяцаў. Акрамя таго, амаль 40% апытаных кампаній заявілі, што ў наступным годзе ўкладуць 5 мільёнаў долараў і больш у блокчейн. Вось некаторыя з найбольш папулярных блокчейн-прыкладанняў, якія вывучаюцца сёння.

5.1 Банкі і фінансавыя ўстановы

Магчыма, ні адна галіна не можа атрымаць больш выгады ад інтэграцыі блокчейна ў свае бізнес-аперацыі, чым банкі. Фінансавыя ўстановы працуюць толькі ў працоўны час пяць дзён на тыдзень. Гэта азначае, што калі вы паспрабуеце ўнесці чэк у пятніцу ў 18:00, вам, верагодна, прыйдзецца пачакаць да раніцы панядзелка, пакуль грошы паступяць на ваш рахунак. Нават калі вы ўносіце грошы ў працоўны час, ачышчэнне транзакцыі можа заняць ад аднаго да трох дзён з-за аб'ёму аперацый, якія банкі павінны разлічыць. З іншага боку, блокчейн ніколі не спіць.

Дзякуючы інтэграцыі блокчейна ў банкаўскія працэсы, спажыўцы могуць бачыць, што іх транзакцыі апрацоўваюцца ўсяго за 10 хвілін - у асноўным столькі часу патрабуецца, каб дадаць блок у блокчейн, незалежна ад часу сутак і дня тыдня. Дзякуючы блокчэйну банкі таксама маюць магчымасць абменьвацца сродкамі паміж установамі хутчэй і бяспечней. Напрыклад, у біржавым гандлі працэс разліку і клірынгу можа заняць да трох дзён (або больш, калі банкі працуюць на міжнародным узроўні), што азначае, што вашы грошы і акцыі замарожаны на гэты перыяд.

Улічваючы маштаб задзейнічаных сум, нават некалькі дзён, на працягу якіх грошы знаходзяцца ў дарозе, могуць пацягнуць за сабой значныя выдаткі і рызыкі для банкаў. Еўрапейскі банк Santander ацэньвае патэнцыял зберажэнняў у 20 мільярдаў долараў у год. Французская кансультацыйная кампанія Capgemini лічыць, што спажыўцы могуць штогод зэканоміць да 16 мільярдаў долараў на банкаўскіх і страхавых зборах з дапамогай прыкладанняў, заснаваных на блокчейне. Гэта робіцца для таго, каб зразумець, пра што мы насамрэч гаворым.

5.2 Крыптавалюты

Блок-ланцужок з'яўляецца асновай для такіх крыптавалют, як біткойн. Як я падрабязна тлумачыў вышэй, валюты рэгулююцца і правяраюцца цэнтральным органам, звычайна банкам або ўрадам. У сістэме цэнтральнай улады даныя і валюта карыстальніка тэхнічна знаходзяцца на меркаванні яго банка або ўрада. Калі банк карыстальніка кране або ён жыве ў краіне з нестабільным урадам, кошт яго валюты можа быць пад пагрозай. Гэта прычыны, па якіх, напрыклад, нарадзіўся біткойн.

Распаўсюджваючы свае аперацыі па сетцы кампутараў, блокчэйн дазваляе біткойнам і іншым крыптавалютам працаваць без неабходнасці цэнтральнага органа. Гэта не толькі зніжае вашу рызыку, але і ліквідуе многія зборы за апрацоўку і транзакцыі. Ён таксама прапануе жыхарам краін з нестабільнымі валютамі больш стабільную валюту з большай колькасцю прыкладанняў і больш шырокай сеткай асоб і ўстаноў, з якімі яны могуць весці бізнес як унутры краіны, так і за мяжой.

5.3 Медыцынскія работнікі

Медыцынскія работнікі могуць выкарыстоўваць блокчейн для бяспечнага захоўвання медыцынскіх дакументаў сваіх пацыентаў. Калі медыцынская карта створана і падпісана, яе можна запісаць у ланцужок блокаў, што дае пацыентам доказ і гарантыю таго, што запіс не можа быць зменены. Гэтыя асабістыя медыцынскія запісы могуць быць зашыфраваны і захаваны ў буферы абмену з дапамогай прыватнага ключа, каб яны былі даступныя толькі пэўным асобам, што забяспечвае канфідэнцыяльнасць

5.4 Дзяржаўныя дакументы

Калі вы калі-небудзь марнавалі час на публічны рэестр любога роду, вы ведаеце, што працэс вядзення запісаў адначасова грувасткі і неэфектыўны. Сёння матэрыяльны акт павінен быць перададзены дзяржслужачаму ў мясцовы аддзел загса, дзе ён уручную ўносіцца ў цэнтральную базу даных і ў канчатковым выніку ў публічны індэкс.

Гэты працэс не толькі дарагі і займае шмат часу, але таксама поўны чалавечых памылак, дзе кожная недакладнасць робіць адсочванне даных менш эфектыўным, часта брудным, не вельмі дэталёвым, не супадаючым з іншымі данымі і заснаваным на розных і несумяшчальных метадах архівавання. Blockchain пазбаўляе ад неабходнасці "апрацоўваць" дакументы і адсочваць фізічныя файлы ў публічным рэестры. Калі дадзеныя запамінаюцца (уявіце, напрыклад, кадастр) і правяраюцца ў ланцугу блокаў, грамадзянін можа слепа давяраць дадзеным, якія яму даступныя.

5.5 Смарт-кантракты

Смарт-кантракт - гэта кампутарны код, які можа быць інтэграваны ў блокчейн для палягчэння, праверкі або заключэння дагаворнага пагаднення. Разумныя кантракты працуюць на аснове набору ўмоў, з якімі пагаджаюцца карыстальнікі. Калі гэтыя ўмовы выконваюцца, умовы кантракта выконваюцца аўтаматычна.

Дапусцім, напрыклад, я збіраюся здаць вам сваю кватэру па смарт-кантракце. Я згодны даць вам код ад дзвярэй кватэры, як толькі вы заплаціце мне заклад. Мы абодва накіравалі б сваю частку здзелкі ў смарт-кантракт, які з'явіўся, і ён аўтаматычна абмяняў мой код ад дзвярэй на ваш дэпазіт у дату арэнды. Калі я не дам код ад дзвярэй да даты арэнды, смарт-кантракт верне вам гарантыйны дэпазіт. Гэта выключае зборы, якія звычайна суправаджаюць выкарыстанне паслуг натарыуса або старонняга брокера.

5.6 Ланцужкі паставак

Пастаўшчыкі могуць выкарыстоўваць блокчейн для запісу паходжання набытых імі матэрыялаў. Гэта дазволіць кампаніям правяраць сапраўднасць сваёй прадукцыі, а таксама этыкеткі з пункту гледжання здароўя і этыкі, такія як «Арганічны», «Мясцовы» і «Справядлівы гандаль».

Як паведамляе Forbes, харчовая прамысловасць рухаецца да выкарыстання блокчейнов, каб усё часцей адсочваць шлях і бяспеку прадуктаў на працягу іх шляху ад фермы да карыстальніка.

5.7 Сістэмы галасавання

Асаблівасцю ланцуговага галасавання з'яўляецца магчымасць ліквідаваць фальсіфікацыі выбараў і павялічыць яўку выбаршчыкаў. Кожны голас будзе захоўвацца ў выглядзе блока ў блокчейне, што робіць яго практычна немагчымым падробіць. Пратакол блакіроўкі таксама захаваў бы празрыстасць выбарчага працэсу, скараціўшы колькасць персаналу, неабходнага для правядзення выбараў, і прадаставіў чыноўнікам неадкладныя вынікі.

Тут я б сказаў, што я даў вам даволі дакладны і просты агляд таго, што маецца на ўвазе пад Blockchain. Мы вернемся да гэтай тэмы ў іншых абставінах. Калі ў вас ёсць якія-небудзь сумненні, пытанні ці запыты на гэты конт, мы тут у вашым распараджэнні.