Что такое блокчейн?

Понятие блокчейн (БЧ) стремительно вошло в нашу действительность. Многие не знают, что такое блокчейн, но большинство из них наслышано, что на этом работают банки, криптовалюты, мессенджеры. Более продвинутые наслышаны о блокчейн-аукционах картин, что дипломы можно получить в виде чего-то такого.

Простое объяснение технологии

Узнав, что блокчейн – это реестр, кто-то разочаруется: «А я-то думал». Но реестр этот непростой – в нём может храниться всё, что угодно (деньги, акции, картины, персонажи игр и т.д.), но в виде цифровых активов. Актив хранится в блоке, блоки соединены между собой в некую цепь. Только звено цепи, по сути, замочек, у каждого замочка свои ключи. Если запись в блоке изменить, то ключи изменятся и перестанут совпадать у соседних блоков.

Простой аналог – бриллиант под защитным силовым полем. Смотреть на драгоценность можно, а внутрь к камню нельзя. Вот и блоки можно просматривать, но нельзя редактировать, тем более – удалять. То есть, если вы положили что-то в блок-ячейку, то покуситься на это не сможет никто. Ни переписать, ни забрать.

Поскольку в простейшем виде технологическая схема представляет собой цепь блоков, то и назвали это соответствующим английским словом – блокчейн.

Сначала эта блоковая цепочка использовалась для подписания цифровых документов с временной отметкой (что исключало подделку документов, в том числе – их оформление через некоторое время). Лишь потом сообразили, что по этой цепочке можно передавать деньги – человек человеку. Без всяких посредников, включая и банки. И тогда появился биткоин – первая криптовалюта. Пока это наиболее знаменитое и известное применение данной технологии.

Что такое блокчейн — Принцип работы

Если вы захотите отправить деньги сестре, то до какого-то момента ваши действия (через банк и через блокчейн) внешне будут похожи:

1. Шаг:
   • банк: заходите в личный кабинет банка;
   • блокчейн: подключаетесь к сети блокчейна.

2. Шаг:
   • банк: перечисляете деньги на карту сестры;
   • блокчейн: создаёте для сестры кошелёк, перечисляете деньги на него.

3. Шаг:
   • банк: деньги списываются банком с вашей карточки (счёта);
   • блокчейн: начинается расхождение: информация о вашем переводе вносится в блокчейн, после чего шифруется.

4. Шаг:
   • банк: деньги зачисляются банком на карточку сестры;
   • блокчейн: информация о сделанном вами переводе расходится по всем сотням тысяч (а то и миллионам) участникам сети.

Вместо централизованной сети с банком получается децентрализованная сеть в блокчейне:

Шифрование в блокчейне и его состав

После того, как вы перевели деньги на кошелёк сестры в БЧ, в цепи стало на один блок больше. В этом блоке уже нельзя совершать никаких действий. Если сестра захочет вернуть вам часть денег, то для этого придётся создавать новый блок.

Шифрование/хеширование

Этот блок добавляет понимания, что такое блокчейн, какова его структура. Если ничего нельзя добавлять в созданный блок, то каким образом обеспечивается связь между блоками?

Связь обеспечивается через специальный блок информации, который размещается в новом создаваемом блоке. Этот блок называется ХЕШ. По сути это шифровка о сделке –беспорядочный (на первый взгляд) набор цифр и букв.

Произвольно нельзя ничего менять в хеше – сеть не поймёт изменения и не примет их.

Конкретно хеширование выглядит следующим образом: любая операция в биткоине шифруется алгоритмом, известным  многим – SHA-256. Цифры в конце алгоритма означают, что любая информация приобретает размер в 256 бит. Если вы послали деньги сестре, то послание и хеш будут иметь такой вид:

Если сестру Зину уже знают в сети, так как на неё оформлен кошелёк, то если написать Дине Степановне, то операция не выполнится, так как её  практически ни один сетевой компьютер не знает. И ни один блок не изменится.

Как всё будет работать, если сестра Зина решит часть денег отправить не вам, а племяннику Васе, студенту: блокчейн добавит к хешу последнего (предыдущего) блока информацию по перечислению денег Васе:

Эта цифровая запись опять шифруется (хешируется) с образованием нового блока:

Что такое блокчейн — Состав блокчейна

Есть такая детская игра, в которой каждый игрок должен назвать себя и по очереди – всех игроков до него. Если кто-то ошибся, то игрок покидает игру, образуется новая цепочка, без него.

Как образуется цепочка? Что меняется в каждом новом блоке (включая Отправителя/Получателя, Хеш предыдущего блока)?

В общем, состав БЧ приводится на схеме:

Состав блокчейна:

1. Хеш предыдущего блока;
2. Данные о сделке:
   • время ввода информации;
   • количество криптовалюты (биткоинов);
   • отправитель;
   • получатель.

Важно: Получатель предыдущего блока является Отправителем следующего.

Создатели блоков

Уже примерно ясно, как создаётся новый блок: берётся запись, ещё не ставшая блоком (транзакция), для неё составляется уникальный хеш (шифр), он соединяется с хешем предыдущей транзакции. Полученное вновь прохешировать, и тогда получается новый блок.

Все эти действия совершают особые специалисты – майнеры, каждый из которых оснащён мощным компьютером. Ещё недавно было достаточно обычного компьютера, теперь нужны сверхмощные. Вот как выглядят майнинговые фермы, в которых строят заводы по вычислению хеша:

На этой стадии в вопросе: что такое блокчейн? уже почти всё понятно.

Что Такое Блокчейн — Основные применения

Кроме работы с криптовалютой востребованы его очень высокая степень надёжности. Уже не один раз сказано о защите цифровых активов – от подделывания и взлома. Надёжность блокчейна позволяет обойтись в сделках без нотариусов.

В Грузии это практикуется на государственном уровне. Самые привлекательные активы оформляются при помощи БЧ: право собственности на недвижимость, земельный участок, заверение ипотечного договора.

Наблюдается специализация крупных компаний (в том числе и зарубежных) в использовании БЧ:

Другие, не менее популярные сферы применения

Криптовалюты

Пик интереса к ним прошёл, но спрос по-прежнему высокий – в первую очередь со стороны тех, кто желает производить обмен денег без промежуточных звеньев.

Самые востребованные криптовалюты:

ТОП-10 криптовалют в странах СНГ

Что такое блокчейн — несколько заключительных штрихов

Смарт-контракты

БЧ гарантирует безопасность любого контрагентского договора.  Если находится действие, на которое можно настроить договор, то его можно прошить в умное устройство. И сразу появляется дополнительный помощник по договору.

Например, заёмщик кредита на автомобиль перестал выплачивать проценты. Сервер, на который блокчейн передал эту информацию, прекращает пользование машиной.

Управление госструктур и крупных корпораций

После того, как биткоин продемонстрировал возможности блокчейна (и свои тоже), самые крупные структуры стали активно его внедрять. Характерный пример – использование БЧ тайванским правительством для защиты от хакеров Китая. Утверждается, что правительственный протокол связи на базе Ethereum, не был взломан ни разу, так как для этого необходима остановка всех компьютеров сети с  Ethereum.

Умные вещи и устройства

Практически все они работают в связке с сервером. Поэтому безопасность сервера от взлома актуальна для всех подобных компаний. Для того, чтобы не дать хакеру дистанционно управлять умным устройством, достаточно хранить пользовательские данные в блокчейн-сетях, работающих децентрализовано.

Медицина

Огромное поле представляла ранее медицина для мошенников. Данные о здоровье требуют серьёзной защиты. И такую защиту  предоставили блокчейны.  В них заносят медицинские карты, и теперь они защищены от кражи, подделки, корыстного использования.

Блокчейн-платформы

Если говорить упрощённо, то это чьи-то готовые БЧ-платформы, которые можно брать и настраивать под своё видение, задачи. Всё принципиальное уже решено – как проводить транзакции, обеспечить безопасность, все логические моменты. Вам даётся возможность выбрать название, логотип, общую идею, всякие фишечки.

Если нет желания писать и создавать всё с нуля, то можно пользоваться совсем готовыми платформами типа Биткоин, как это сделано с криптом Litecoin. В этом решении есть свои плюсы-минусы.

Если вы всё же хотите иметь  свой БЧ, то предлагается вариант с готовым фреймворком – исходный код многих платформ можно найти на GitHub.

Блокчейны и языки программирования

Если сеть создаётся с нуля,  и предполагается, что система будет высоконагруженной, то необходимую свободу программисту дают низкоуровневые языки, такие как C++, Rust, Go.

Но обычно используют для написания блокчейнов две группы языков:

• общего назначения – например, на Java, Python можно написать приложение для существующей платформы или даже слабонагруженную систему; можно выделить Java, хорошо работающую с Ethereum или NEM;
• специально для БЧ – специализируют языки таким образом: от популярного языка отрезают часть функций и кое-что добавляют для написания умных контрактов. В БЧ такой код будет хорош, но больше его нигде не применишь. Можно привести в пример язык Solidity для платформы Ethereum – за основу взяли JavaScript.

Минусы БЧ-технологии

1. Не всегда удаётся отстоять хакерскую атаку. Особенно, если хакер с мощным железом. Тогда он будет вталкивать в БЧ-систему ложные блоки, потом производя их обналичку на крипто-биржах. Конечно, даже с мощной техникой (мощнее 50% суммарных майнеров) можно получить достойный отпор от БЧ с хорошими антихакерскими защитами.

2. Проходит обман соседа жуликом, и сосед отправляет деньги на неизвестный счёт. Транзакцию не отменить! В отличие от ситуации с банками. Да и закон не нарушался при этом.

3. Не всегда разумно создавать дорогую полноценную БЧ-систему – во многих случаях достаточно иметь дешёвое клиент-серверное приложение.

4. Чревата большими неприятностями потеря специальных хеш-ключей, без которых деньги практически не вернуть.

Для всё ещё задающих вопрос: «Что такое блокчейн?» сообщаем:

Прогноз экспертов: через 4 года десятая часть мирового ВВП будет храниться в блокчейне.