Что такое блокчейн?

Блокчейн — это распределенная база данных, которая совместно используется узлами компьютерной сети. Он наиболее известен своей ключевой ролью в криптовалютных системах для поддержания безопасного и децентрализованного учета транзакций, но его применение не ограничивается криптовалютами. Блокчейны могут использоваться для того, чтобы сделать данные в любой отрасли неизменяемыми — термин, используемый для описания невозможности изменения.

Поскольку нет способа изменить блок, единственное доверие, которое требуется, находится в точке, где пользователь или программа вводит данные. Этот аспект уменьшает потребность в доверенных третьих лицах, которые обычно являются аудиторами или другими людьми, которые добавляют расходы и совершают ошибки.

С момента появления Bitcoin в 2009 году использование блокчейна резко возросло благодаря созданию различных криптовалют, децентрализованных финансовых (DeFi) приложений, невзаимозаменяемых токенов (NFT) и смарт-контрактов.

Как работает блокчейн?

Вы можете быть знакомы с электронными таблицами или базами данных. Блокчейн чем-то похож, потому что это база данных, где информация вводится и хранится. Но ключевое отличие между традиционной базой данных или электронной таблицей и блокчейном заключается в том, как информация структурирована и доступна.

Блокчейн состоит из программ, называемых скриптами, которые выполняют задачи, которые вы обычно выполняли бы в базе данных: ввод и доступ к информации, а также ее сохранение и хранение где-либо. Блокчейн распределен, что означает, что несколько копий сохраняются на многих машинах, и все они должны совпадать, чтобы быть действительными.

Блокчейн собирает информацию о транзакциях и вводит ее в блок, как ячейку в электронной таблице, содержащую информацию. Как только он заполняется, информация пропускается через алгоритм шифрования, который создает шестнадцатеричное число, называемое хэшем.

Затем хэш вводится в заголовок следующего блока и шифруется вместе с другой информацией в блоке. Это создает серию блоков, которые связаны между собой.

Процесс транзакции

Транзакции проходят определенный процесс в зависимости от блокчейна, в котором они происходят. Например, в блокчейне Bitcoin, если вы инициируете транзакцию с помощью вашего криптовалютного кошелька — приложения, которое предоставляет интерфейс для блокчейна — это запускает последовательность событий.

В Bitcoin ваша транзакция отправляется в пул памяти, где она хранится и ставится в очередь, пока майнер или валидатор не подберет ее. Как только она вводится в блок, и блок заполняется транзакциями, он закрывается и шифруется с помощью алгоритма шифрования. Затем начинается майнинг.

Вся сеть работает одновременно, пытаясь «разгадать» хэш. Каждый из них генерирует случайный хэш, за исключением «nonce», сокращенно от «number used once» (число, использованное один раз).

Каждый майнер начинает с nonce равного нулю, который добавляется к их случайно сгенерированному хэшу. Если это число не равно или меньше целевого хэша, к nonce добавляется единица, и генерируется новый хэш блока. Это продолжается до тех пор, пока майнер не сгенерирует действительный хэш, выиграв гонку и получив вознаграждение.

Генерация случайных хэшей до тех пор, пока не будет найдено определенное значение, — это то, что вы так много слышите о «доказательстве работы» — это «доказывает», что майнер проделал работу. Количество работы, которое требуется для проверки хэша, объясняет, почему сеть Bitcoin потребляет так много вычислительной мощности и энергии.

Как только блок закрыт, транзакция завершена. Однако блок не считается подтвержденным, пока не будут проверены пять других блоков. Подтверждение занимает у сети около одного часа, поскольку в среднем требуется чуть менее 10 минут на блок (первый блок с вашей транзакцией и пять следующих блоков, умноженные на 10, равны примерно 60 минутам).

Не все блокчейны следуют этому процессу. Например, сеть Ethereum случайным образом выбирает одного валидатора из всех пользователей, у которых есть эфир, для проверки блоков, которые затем подтверждаются сетью. Это much faster and less energy intensive than Bitcoin’s process.

Децентрализация блокчейна

Блокчейн позволяет данным в базе данных быть распределенными между несколькими узлами сети — компьютерами или устройствами, работающими с программным обеспечением для блокчейна — в различных местах. Это не только создает избыточность, но и поддерживает достоверность данных. Например, если кто-то попытается изменить запись в одном экземпляре базы данных, другие узлы не дадут этому случиться. Это означает, что ни один узел в сети не может изменить информацию, хранящуюся в ней.

Благодаря этой распределенности — и зашифрованному доказательству того, что работа была выполнена — информация и история (например, транзакции в криптовалюте) являются необратимыми. Такая запись может быть списком транзакций (например, в криптовалюте), но также возможно, чтобы блокчейн хранил множество другой информации, такой как юридические контракты, государственные удостоверения личности или инвентарь компании.

Прозрачность блокчейна

Благодаря децентрализованной природе блокчейна Bitcoin, все транзакции могут быть прозрачно просмотрены либо с помощью личного узла, либо с помощью blockchain explorers, которые позволяют любому человеку видеть транзакции, происходящие в реальном времени. Каждый узел имеет свою собственную копию цепочки, которая обновляется по мере подтверждения и добавления новых блоков. Это означает, что если бы вы захотели, вы могли бы отследить bitcoin, куда бы он ни пошел.

Например, биржи подвергались взлому в прошлом, что приводило к потере больших сумм криптовалюты. Хотя хакеры могли быть анонимными — за исключением их адреса кошелька — криптовалюта, которую они извлекли, легко отслеживается, поскольку адреса кошельков опубликованы в блокчейне.

Конечно, записи, хранящиеся в блокчейне Bitcoin (как и в большинстве других), зашифрованы. Это означает, что только лицо, которому назначен адрес, может раскрыть свою личность. В результате пользователи блокчейна могут оставаться анонимными, сохраняя при этом прозрачность.

Безопасен ли блокчейн?

Технология блокчейн достигает децентрализованной безопасности и доверия несколькими способами. Во-первых, новые блоки всегда хранятся линейно и хронологически. То есть они всегда добавляются в «конец» блокчейна. После того, как блок был добавлен в конец блокчейна, предыдущие блоки не могут быть изменены.

Изменение любых данных изменяет хэш блока, в котором они находились. Поскольку каждый блок содержит хэш предыдущего блока, изменение одного из них изменит следующие блоки. Сеть отклонит измененный блок, поскольку хэши не будут совпадать.

Не все блокчейны на 100% непроницаемы. Они представляют собой распределенные реестры, которые используют код для создания того уровня безопасности, которым они стали известны. Если в коде есть уязвимости, их можно использовать.

Представьте, например, что хакер запускает узел в сети блокчейна и хочет изменить блокчейн и украсть криптовалюту у всех остальных. Если бы они изменили свою копию, им пришлось бы убедить другие узлы, что их копия является действительной.

Им нужно было бы контролировать большинство сети, чтобы сделать это, и вставить ее в нужный момент. Это известно как атака 51%, потому что вам нужно контролировать более 50% сети, чтобы попытаться ее совершить.

Продолжи