Что такое блокчейн: все, что нужно знать о технологии
Криптовалюту сегодня рассматривают как инвестиции, возможный защитный актив и даже как зарплату в метавселенных — цифровых мирах, в которых можно создавать аватаров, играть, ходить в магазины и общаться. Работоспособность всех этих систем поддерживает технология блокчейна. Что это за система и как она работает, рассказывает директор по развитию Attarius Network Павел Федоров
Блокчейн — это база данных с транзакциями, состоящая из последовательно выстроенной цепочки цифровых блоков, в каждом из которых хранится информация о предыдущем и следующем блоках. Это своеобразная цифровая тетрадь, в которой записи неизменны благодаря механизму хеширования — уникальному набор буквенных и цифровых символов, где изменение одного символа влечет изменение в других блоках. Главное преимущество блокчейна в его прозрачности, потому что каждый может ознакомиться с информацией внутри блоков, но никто не в силах ее изменить или уничтожить.
Официально история «блоков и цепей» начинается 31 октября 2008 года, когда некто под псевдонимом Сатоши Накамото упомянул блокчейн в white paper (базовом документе) про сеть первой криптовалюты — биткоина. Основополагающие принципы применения децентрализации и неизменности для учета документов были заложены еще в 1960-1970 годах, но ближе всего к ним можно отнести работы ученых Стюарта Хабера и У. Скотта Сторнетта, которые в 1991 году описали схему последовательного создания блоков, в которых находится хеш. Технология была даже запатентована, но стала для своего времени вертолетом Да Винчи — технической возможности для реализации идеи не было, и интерес к ней пропал. Срок патента истек в 2004 году, всего за четыре года до появления Сатоши и его white paper.
Как работает блокчейн
Блокчейн — это система распределенного реестра данных, доступная каждому участнику этой сети. Например, цифровая валюта, в основе работы которой лежит блокчейн, может создаваться, перемещаться и храниться вне компетенции любого правительства, финансового учреждения или личного юриста, но тем не менее каждая транзакция записывается в блокчейн и публична. Это своеобразная нить Ариадны, хлебные крошки и навигатор, которые ведут любого желающего проверить информацию по транзакциям.
Блоки в сети добавляются с помощью процедуры майнинга. За каждый новый блок майнер получает вознаграждение, которое составляет финансовую основу его деятельности. После того как совершена первая транзакция, она должна быть подтверждена несколькими участниками сети — в этом и состоит суть децентрализации блокчейна без конкретных посредников. Это означает еще одно преимущество блокчейна перед классической финансовой системой — в отличие от банков блокчейн работает круглосуточно и не зависит от центрального банка конкретной страны.
В 2014 году, по свидетельствам, можно было намайнить вплоть до 1-2 биткоинов просто на обычном компьютере дома, но чтобы добыть то же количество биткоинов сейчас, нужно приручить сложную математику и найти сотни видеокарт, расположенные в одном дата-центре, которые еще называют майнинговыми фермами. Так как майнерам хочется зарабатывать больше, они стремятся купить как можно больше специализированных видеокарт, майнить на которых можно более эффективно, чем на условном домашнем, пусть и мощном, компьютере. Нехватка чипов, которые используются в видеокартах, повлияла на то, что майнеры стали скупать в 2021 году игровые видеокарты, что подняло цены на графические процессоры Nvidia и AMD на вторичном рынке в два-три раза.
Первый алгоритм работы майнеров, в том числе и биткоина, называли Proof-of-Work (доказательство работы). Он требовал большой вычислительной мощности, которую обеспечивали компьютеры. Поэтому сейчас стали появляться блокчейны с алгоритмом Proof-of-Stake (доказательство ставки), на котором правят бал не машины, а валидаторы — участники сети, отвечающие за ее целостность и подтверждение всех происходящих в блокчейне транзакций.
P-o-W требует много электроэнергии, дорогого и редкого специализированного оборудования. Чтобы стать валидатором P-o-S, надо иметь некоторое количество монет этой сети, заложить их, то есть «создать stake» и поставить специальное программное обеспечение. Подтверждая транзакции, валидаторы получают вознаграждение. Самым ярким примером использования алгоритма P-o-W является сеть биткоина, а альтернативой можно считать сеть Ethereum, которая хоть и начиналась с использования алгоритма P-o-W, но находится в стадии перехода на алгоритм P-o-S.
Виды блокчейна
Блокчейн может быть публичной сетью, к которой может подключиться любой человек, либо частной, которую, как правило, используют организации во избежании потери конфиденциальных данных. Самым первым публичным блокчейном стала сеть биткоина, затем стали появляться и другие публичные сети, например Ethereum, которую в июле 2015 года запустил выходец из России Виталик Бутерин.
Спустя время и корпоративный сектор обратил внимание на блокчейн. Консорциум R3, куда входят, например, американская биржа Nasdaq и ирландский IT-гигант Accenture, создал блокчейн Corda, который начали использовать в основном в финансовом секторе. Блокчейн Hyperledger от компании IBM начали использовать, например, в секторе развлечений, сокращая подделку и перепродажу билетов на события, или в здравоохранении, чтобы, с одной стороны, дать доступ к данным пациентов, а с другой — предотвратить их утечку.
Клиентам IBM гораздо проще работать с таким проверенным вендором, как IBM, поэтому Hyperledger весьма популярен среди крупнейших корпораций. Частные блокчейны обычно более быстрые и более дешевые, а все корпоративные данные и транзакции находятся у ограниченного числа участников сети. Правда, это приводит к тому, что внутри частной сети намного легче «сговориться и обмануть» систему и намного сложнее взаимодействовать с другой сетью. Так что в вопросах прозрачности и устойчивости каждый выбирает тот блокчейн, который служит его целям.
Где применяют блокчейн
Блокчейн нужен там, где важны скорость и надежность передачи данных — то есть практически в любой сфере нашей жизни: при заключении смарт-контрактов на поставку товаров, проверке результатов электронного голосования или работе любой криптовалюты, например биткоина.
Криптовалюта
На блокчейне работает любая криптовалюта — от биткоина и эфириума до мемных монет вроде Dogecoin. Криптовалюту чаще используют, чтобы заработать на повышенной волатильности, некоторые из монет могут за неделю прибавить в стоимости в два раза, но в стратегических планах визионеры видят ее в роли инструмента массовых денежных переводов. Уже сейчас есть много попыток внедрить, например, биткоин в розничную торговлю — в некоторых местах вы сможете даже купить на него пакет молока в супермаркете или стакан пива в баре, тогда на входе будет легендарная уже наклейка «bitcoin accepted».
Такие классические финансовые гиганты, как PayPal и Square, также расширяют свои криптовалютные услуги. Coinbase, стартап, который позволяет людям покупать и продавать криптовалюты, стал публичным в апреле прошлого года и сейчас оценивается в $47 млрд. Среди крупнейших банков мира самым прогрессивным в плане блокчейна уже давно является JP Morgan, который еще в 2017 году разработал свой блокчейн Quorum на основе сети Ethereum.
Цифровая валюта
Некоторые государства запускают пилотные проекты по созданию цифровых валют, которые работают на блокчейне. Пока что самым успешным стал Китай, где десяткам тысяч людей начислили цифровой юань, которым можно расплачиваться в розничных точках и делать переводы. Если такой эксперимент пройдет успешно, цифровой юань появится в крупнейших экономических хабах страны, таких как Шанхай.
Похожие проекты по цифровым валютам есть у многих юрисдикций, включая США, Россию и Евросоюз. Сингапур, несмотря на довольно жесткое законодательство по отношению к криптоиндустрии, также планирует запуск своей цифровой валюты.
Смарт-контракты
Благодаря смарт-контрактам блокчейн может отслеживать всю цепочку поставок и проверить подлинность, например, кофейного зерна — где и кем оно было выращено, как и когда доставлено на прилавок супермаркета. Это помогает полностью исключить факт подделки зерна, узнать его свежесть и даже проверить соответствие его производства вашим этическим и моральным ценностям.
Одним из самых популярных криптоактивов 2021 года стали NFT (невзаимозаменяемые токены) в виде цифрового арта, который можно было купить на таких маркетплейсах, как OpenSea, Rarible и др. Проще говоря, NFT — это сертификат, который подтверждает ваши права на цифровое искусство: фотографии, картины, музыку и даже гифки. Объемы торговли такими NFT выросли до миллиардов долларов США, по разным прогнозам, сектор NFT к 2025 году достигнет около 20% всей капитализации криптоиндустрии.
Игровая индустрия
Еще одна сфера блокчейна, которая завоевывает мир, — это GameFi, классические онлайн-игры на телефоне или компьютере, которые записывают в транзакции на блокчейн все происходящее в игре, а также устанавливают новую экономику play-to-earn (играй, чтобы заработать). Один из ярких примеров — вьетнамо-филиппинская игра Axie Infinity, где нужно тренировать вымышленных монстров и проводить с ними бои, зарабатывая реальные деньги. Такая механика игры давала рядовым жителям Вьетнама и Филиппин возможность зарабатывать невиданные ранее деньги, до 1000$ в месяц, и устраивать свою жизнь.
Среди компаний, занимающихся полноценным внедрением в игры криптоэкономики и внутриигровых NFT, можно выделить такие, как Enjin и Attarius Network. Эти компании ставят себе цель проводить некую акселерационную программу для игровых разработчиков, предоставляя им все необходимое — финансирование в виде грантов и прямых инвестиций, технический и маркетинговый консалтинг, разработку и внедрение криптоэкономики в игры, подключение к ведущим графическим движкам Unity и Unreal engine, на которых крупнейшие игровые компании уже создали десятки шедевров.
Недостатки блокчейна
Как и все новое, блокчейн провоцирует горячие споры между консерваторами и визионерами.
Среди основных недостатков блокчейна можно выделить натянутые отношения завсегдатаев с массовыми пользователями. Криптостарожилы называют новичков хомяками и леммингами, надеющимися разбогатеть беспорядочным бегом в колесе криптовалют, не вдаваясь в философию концепции. До сих пор даже самые рядовые вещи остаются понятными в основном для гиков. Покупка, хранение и продажа криптовалюты преподносятся как аттракцион для непосвященных, уже не говоря о законодательном статусе криптовалют, который постоянно меняется. Без достаточного опыта вы можете элементарно забыть пароль от своего кошелька и потерять свои цифровые монеты навсегда.
Несмотря на то что у криптовалюты нет «хозяина» в виде центральных банков, регуляторы стараются контролировать криптоиндустрию в своих юрисдикциях и сделать ее деятельность понятной. Правда, в погоне за систематизацией есть и печальные примеры. Например, Китай в 2021 году полностью запретил криптовалюту на своей территории, в том числе и с инвестиционной целью. Излишняя зарегулированность оправдана тем, что даже в публичных блокчейнах все транзакции проводятся между анонимными пользователями. И если путь криптовалюты можно вычислить, то определить владельца кошелька почти невозможно. Особенно в том случае, когда происходит так называемый бартер: покупатель дает продавцу криптомонеты обычным переводом, а продавец передает покупателю реальные деньги. Эта схема — лакомый кусок для мошенников.
Естественно, это не устраивает регуляторов, которые пытаются принять меры по массовому внедрению процессов KYC (know your client) — идентификации личности перед тем, как человек проводит операции, и AML (anti-money laundering) — противодействия отмыванию денег. Этому отчаянно противостоят адепты Сатоши, которые утверждают, что любая деанонимизация противоречит самому духу блокчейна. Отсюда и проистекает главный недостаток государственных цифровых валют — их централизованность, которая приводят к тому, что Центробанк может отключить кошельки неугодных ему граждан.
Ко всему прочему криптовалюта обладает высокой волатильностью. Сегодня капитализация всего крипторынка составляет около $2 трлн, хотя в ноябре прошлого года этот показатель перевалил за $3 трлн. Для снижения волатильности криптовалюты придумали стейблкоины, например, Tether (USDT), который долларом обеспечивает свою капитализацию в $78 млрд. Правда, и он становится объектом критики для скептиков, сомневающихся, что эти доллары реально существуют.
Перспективы блокчейна
Да, блокчейну еще периодически угрожают технологические кризисы, ужесточение регулирования в отдельных странах и мошенники с криптопирамидами. Но внедрение блокчейна в реальный сектор экономики, пусть пока в ее цифровую часть, все-таки состоялось. Коммерческие банки уже представляют, как частично будут терять, казалось бы, вечную роль посредника. Государство, например, будет напрямую перечислять пенсии, пособия и любые другие виды денежных переводов, а также давать выгодную процентную ставку, минуя банки.
Игровая индустрия в виде GameFi уже сейчас насчитывает, по разным оценкам, от 1 млрд до 2 млрд человек, которые хотя бы раз установили себе игру на блокчейне и поиграли в нее. К 2025-2027 годам ожидается рост до 3 млрд игроков, среди них активных игроков будет уже гораздо больше. Через хайп вокруг NFT и метавселенных с элементом игры в блокчейн-индустрию пришли крупнейшие потребительские бренды, такие как Audi, Adidas и Ralph Lauren. Так что 2022 год ждет настоящее развитие web3 (концепция децентрализации интернета) и цифровых миров.
Стремительно развивается рынок децентрализованных финансов (DeFi), который может составить конкуренцию классическому банковскому предложению. Люди уже инвестируют в новые виды цифровых активов, такие как аналоги ценных бумаг (security tokens) и цифровое искусство в виде NFT. В инструментах DeFi уже сосредоточено более сотни миллиардов долларов США. Этот успех неминуемо повлечет за собой кадровый голод в крупных организациях, которые будут искать блокчейн-специалистов и программистов, знающих язык C++, использующийся в создании сетей.
Технология блокчейн в криптовалюте – что это и как работает
Криптовалюта и все, что с ней связано – это достаточно сложная сфера, и многих это сбивают с толку. Но в основном сложность состоит в том, чтобы понять особенности технологии блокчейн (blockchain), тогда и криптовалюта может стать намного понятней.
Blockchain – это технология, которая обеспечивает быструю, безопасную и прозрачную передачу цифровой информации, включая деньги и интеллектуальную собственность. В криптовалюте, майнинге и инвестировании в этом и состоит суть денежной системы.
Что такое Blockchain: краткое руководство
Блокчейн является одной из самых обсуждаемых тем, связанных с криптовалютой. И в то же время это один из самых непонятных аспектов этой сферы. Технология полностью пересматривает способы проведения цифровых транзакций и может в конечном итоге изменить то, как современные предприятия ведут свой бизнес.
Два слова, которые быстро стали частью основного народного языка – биткойн и блокчейн. Хотя они в некотором смысле связаны, но термины имеют совершенно разные значения.
Биткоин – это форма виртуальной валюты, более широко известная как криптовалюта. Она децентрализована и позволяет пользователям обмениваться деньгами без необходимости использовать сторонних участников. Все транзакции биткоинов регистрируются и публикуются в своеобразной публичной книге, что помогает обеспечить их аутентичность и предотвращение мошенничества. Основополагающая технология, которая контролирует эти транзакции и устраняет необходимость в посреднике, является блокчейн или blockchain.
Одно из основных преимуществ блокчейна заключается в его прозрачности, поскольку любое действие и перевод будет выводиться в общею таблицу. Эта информация видна любому пользователю.
В чем суть блокчейна? Каждый раз, когда происходит транзакция, например, одна сторона направляет биткоины другой, детали этой сделки (источник отправки, пункт назначения, дату или временную метку) вносятся в блок данных. Этот блок формируется автоматически и отправляется на все компьютеры. Именно поэтому blockchain так и называется – в переводе это слово расшифровывается как “цепочка блоков”.
Блок содержит информацию о транзакции и вместе с другими подобными базами, которые были недавно созданы и отправлены в общий список. Обычно это происходит в течение 10 минут, если вы имеете дело с биткоинами. Интервалы могут варьироваться в зависимости от того, как модернизируется технология блокчейн в новой криптовалюте.
Информация о транзакциях в криптографически защищенном блоке проверяется и подтверждается коллективной вычислительной мощностью майнеров в пределах одной конкретной сети.
По сути каждый майнер имеет компьютер, который настроен на решение сложных математических задач. Там передаются данные из блока через алгоритм хэширования до тех пор, пока не будет найдено решение поставленной задачи. После того, как это будет сделано, блок и все его соответствующие транзакции подтверждаются как законные. Вознаграждения (биткойн, в данном случае, но это может быть и любая другая криптовалюта) множатся и передаются среди компьютеров, которые способствовали созданию успешного блока.
Теперь, когда транзакция внутри блока считается действительной, он привязывается к последнему проверенному блоку в цепочке, создавая последовательный регистр, который доступен для просмотра всем желающим.
Этот процесс продолжается бесперебойно, расширяя содержимое блока и создавая общедоступную запись, в которой можно будет проверить свои переводы биткоинов. В дополнение к постоянному обновлению, цепочка и все ее блоки распределены по сети на большом количестве компьютеров.
Это гарантирует, что последняя версия такой децентрализованной книги (всех цепочек блоков) существует практически везде, что делает ее максимально безопасной и защищенной.
Зачем нужен блокчейн?
Связь такого типа существует довольно давно в нескольких разных форматах, что позволяет распределять цифровые активы непосредственно от одного человека или бизнеса к другому.
Если мы уже можем отправлять такую информацию друг другу, то в чем смысл использования блокчейнов? Особенности работы технологии блокчейна в биткоине – это отличный пример, который поможет найти ответа на этот вопрос.
Представьте, что в биткоине нет блокчейна, и что у пользователя уже есть монета, которая принадлежит вместе с уникальным идентификатором. Вы захотели купить новый телевизор в магазине, который принимает криптовалюту, и это оборудование стоит один биткоин. Кроме того, вам нужно вернуть долг в один биткоин своему другу. Но на счету у вас только одна монета. Что мешает вам отправить один и тот же биткоин вашему приятелю и магазину электроники?
Такая нечестная практика называется “двойными расходами”. С технологией блокчейн блоки собираются не только записи о всех транзакциях, но и подтверждает блок до того, как каждая из его отдельных транзакций может быть доработана. То есть возможность такой мошеннической деятельности существенно уменьшена.
Раньше у нас не было выбора, приходилось полностью полагаться на посредников (банковские организации, финансовые установы) для проверки транзакций. Это происходило за номинальную плату, комиссию, но технология блокчейн позволяет нам передавать свои цифровые активы от одного владельца кошелька к другому.
Другое использование для Blockchain
Технология блокчейн стала предметом многих дискуссий из-за своей роли в распространении криптовалют, и биткоина в частности. В конечном счете эти операции с цифровыми наличными могут оказаться очень малой частью того, как можно использовать блокчейн.
Возможности для реализации технологии блокчейн кажутся бесконечными, так как ее основа может использоваться практически в любой области для выполнения ряда важных задач, таких как следующее:
Блокчейн: как он работает, и почему эта технология изменит мир
Портал Spectrum, который освещает новости в мире технологий, опубликовал материал о блокчейн. В этой статье рассказано, какие есть подводные камни в работе технологии и почему её нельзя использовать повсеместно. Мы подготовили русскоязычную адаптацию этой статьи.
Развитие технологии
Биткоин был придуман как акт неповиновения. Криптовалюта появилась вскоре после мирового экономического кризиса и рекламировалась, как средство от несправедливости и коррумпированности традиционной финансовой системы. Создатели были уверены, что когда биткоин станет более популярным, он будет конкурировать с реальными деньгами и в конечном итоге вытеснит те институты, которые привели к кризису.
Неофициальный лозунг биткоина: «Верим в криптографию», прямо говорит о том, кто виноват в проблемах экономики: посредники, банкиры, «доверенные» третьи стороны, которым на самом деле нельзя доверять. Эти люди просто создают проблемы другим, уменьшая прибыль и усложняя транзакции.
Биткоин стремился заменить услуги, предоставляемые этими посредниками с помощью специального кода и криптографии. Когда человек оплачивает ипотеку, между его банком и другими финансовыми организациями в фоновом режиме происходит ряд операций, благодаря которым деньги снимаются со счёта пользователя. Банк может поручиться, что с деньгами всё хорошо, так как он хранит информацию о том, куда и как была потрачена каждая копейка со счета.
Биткоин и другие криптовалюты заменяют эти фоновые операции и транзакции при помощи программного обеспечения — распределенной и защищенной базы данных, называемой блокчейном. При этом процесс смены владельцев токена биткоина контролируют множество компьютеров. Право на использование криптовалюты может быть передано абсолютно любому человеку, независимо от его национальности и места проживания.
Спустя 8 лет после создания блокчейна, технологию пытаются применить к процедурам и процессам не связанным с передачей денежных средств.
Может ли блокчейн связать людей, которые сдают жильё, с путешественниками и предложить сторонам прозрачную платформу для оплаты? Может ли блокчейн выступать в качестве хранилища и площадки для воспроизведения фильмов, шоу и других цифровых средств массовой информации, сохраняя при этом отчисления и передавая их создателям контента? Может ли блокчейн автоматически проверять авиарейсы и выплачивать компенсации путешественникам, чьи самолёты не вылетели вовремя?
Если это так, то технология блокчейн поможет избавиться от Uber, Netflix и, например, страховых компаний.
Это не предположения, а лишь некоторые вещи, которые сейчас строятся на Ethereum — блокчейн-платформе, которая дистанционно размещает программное обеспечение на распределенной компьютерной системе, называемой Ethereum Virtual Machine. Блокчейн Ethereum, на котором работает криптовалюта эфир, на данный момент наиболее открыт для экспериментов.
Но эта открытость не всегда играет на руку. Новые схемы блокчейна создаются каждый день, в том числе и крупнейшими техническими корпорациями. Microsoft предлагает своим клиентам инструменты для экспериментов с криптовалютой в своем облаке Azure. IBM, Intel и другие сотрудничают с хабом Hyperledger — открытой платформой для разработки бизнес-ориентированных блокчейнов. Крупнейшие банки, — те самые, которых хотели вытеснить создатели криптовалюты, — придумали свою версию технологии, пытаясь опередить тенденции.
И даже биткоин, который работает на первом и самом успешном блокчейне, модернизируется для приложений, о которых его создатели никогда не мечтали.
Но ни один блокчейн не может похвастаться массовым использованием. Никакая концепция или стратегия еще не привела к революции ни в одной отрасли. Биткоином пользуется не более чем 375 000 человек в мире в день.
Какие блокчейн-платформы сохранятся, а какие начнут медленно опускаться на дно? Чтобы сделать какой-либо прогноз, нужно понять, что такое блокчейн и логически соотнести его с биткоином.
Как работает блокчейн
В 2009 году анонимный хакер (или группа хакеров), под псевдонимом Сатоши Накамото, создал первую цифровую валюту. В этой системе деньги были лишь инструментом учета, методом абстрагирования стоимости, назначения собственности и предоставления средств для совершения сделок.
Для выполнения этих функций исторически использовались денежные средства. Обладание физическими токенами — монетами, позволяет людям лично заключать сделки между собой. Наличные деньги достаточно трудно скопировать, поэтому нет необходимости в полном учете того, кому принадлежит определенная часть денежной массы.
Тем не менее, если создать таблицу, в которой указано, кому и сколько принадлежит денег, монеты и купюры станут ненужными. Банки и обработчики платежей уже частично сублимировали физическую валюту в цифровые записи, отслеживая и обрабатывая транзакции в своих закрытых системах.
Биткоин завершил преобразование, создав единый универсальный цифровой регистр, называемый блокчейном. Эта технология получила такое название, потому что похожа на цепь — внести в неё изменения можно только в конец блоков. Каждое новое дополнение содержит набор новых транзакций. Например, если Саша заплатит Юле за биткоин, эта транзакция появится в конце цепи. А в блоках до этого будет указано, что Саше заплатил Миша, а Мише Оля.
Блокчейн для биткоина, в отличие от книг бухгалтерского учёта, которые ведут традиционные финансовые учреждения, расположен на компьютерах по всему миру. Эти данные доступны для всех, у кого есть подключение к интернету. Майнеры, — владельцы компьютеров, на которых хранится информация блокчейна, — отвечают за обнаружение запросов транзакций от пользователей, их объединение, проверку и добавление в блокчейн в виде новых блоков.
Процесс валидации устанавливает, что человек фактически владеет биткоинами после транзакции, и что он еще не потратил их в другом месте. Собственность в блокчейне определяется двумя криптографическими ключами. Первый ключ находится в блокчейне в открытом доступе. Второй доступен только его владельцу. Такие ключи используются для шифрования электронных сообщений. Когда кто-то отправляет зашифрованное сообщение, он использует открытый ключ. Получатель при открытии письма использует закрытый ключ и расшифровывает сообщение.
В технологии блокчейн транзакции подписываются при помощи закрытых ключей, соответствующих открытым ключам, присвоенным монетам, которые хотят потратить. И когда транзакция обрабатывается, этим монетам присваивается новый открытый ключ.
Когда в оформлении операции участвует несколько лиц, становится важен вопрос необратимости. Если бы блокчейн управлялся одним банком с набором известных валидаторов, работающих в рамках одной юрисдикции, то выполнение транзакций было бы простым делом.
Но для биткоина нет центрального банка, обеспечивающего соблюдение правил. Майнеры работают анонимно во всем мире, несмотря на разнообразие культур, различие правовых систем и нормативных обязательств. Поэтому нет способа привлечь их к ответственности. Необратимость операции обеспечивает код биткоина. Он использует схему, которая называется доказательством работы.
Как доказательство работы делает технологию блокчейн надёжной
Для того чтобы создавать новые блоки, майнерам необходимо владеть всей информацией о транзакциях. Они конкурируют между собой, так как майнер, первым создавший блок, получает оплату за эту услугу. Вопрос в том, что мешает майнеру удалить предыдущие транзакции в блокчейне. Хотя он и не сможет таким образом украсть монеты, зато сможет совершить одну и ту же транзакцию несколько раз. Например, оплатить товар, а после этого удалить информацию о транзакции.
Чтобы это избежать, у всех майнеров в сети должна быть одинаковая копия блокчейна.
Когда майнер, добавляет новый блок, он должен предоставить криптографическое доказательство транзакции. Чтобы получить доказательство, майнер проводит блок через несколько раундов хэш-функции — вычисления, которое берет часть данных произвольного размера и переводит их в бессмысленную буквенно-цифровую строку с фиксированной длиной, которая называется хешем. Чтобы сделать процесс более надёжным, алгоритм блокчейн требует, чтобы полученный хеш начинался с определенного количества нулей. Невозможно заранее предсказать, какой хеш будет выдавать заданный набор данных, поэтому майнеры запускают вычисления снова и снова, каждый раз вставляя случайное число в набор данных. Когда это число изменяется, возникает новый хэш. В итоге майнеры получают правильное количество нулей.
Майнер, который находит правильный хеш, отправляет блок другим майнерам. Они его проверяют и добавляют к полной версии блокчейн, содержащуюся на их компьютерах.
Это можно сравнить с закрыванием двери. Предположим, у человека есть замок, и набор ключей, один из которых может его закрыть. Он должен попробовать все ключи, прежде чем найдёт правильный. И после этого оставить его в замке, чтобы другие могли проверить, что ключ подходит.
Майнеры тратят свои средства на поддержку сети — покупают оборудование и платят за электроэнергию. Чтобы изменить блок в блокчейне и провести одну и ту же транзакцию дважды, им придётся потратить в два раза больше своих денег, поэтому обманывать становится невыгодно.
Кроме того, с каждым новым блоком возрастает стоимость изменения предыдущих. Новые блоки хранят хеш стоящего перед ними блока. Любые изменения в старых блоках приведут к недействительным хэшам для всех последующих блоков. Следовательно, невозможно вставить фиктивные модификации в предыдущий блок без повторения всей работы, которая была выполнена после этого блока. Если провести аналогию с замками, получится, что замок в конце цепи связан со всеми предыдущими. Если изменить замок в середине цепи, придётся искать новые ключи для каждого замка после него.
Получается, что майнеры предоставляют дорогостоящие доказательства, а затем получают деньги за свою работу. Таким образом Сатоши создал первую жизнеспособную одноранговую цифровую валюту. Но он также решил более общую проблему, которая на протяжении десятилетий беспокоила ученых. Биткоин, который за 8 лет ни разу не отключался от сети на длительный период, надежно стимулирует майнеров выполнять работу добросовестно, обеспечивая единую сеть. В итоге получается защищённая, постоянно растущая цепочка данных, которую любой, у кого есть подключение к интернету, может проверять и дополнять.
Как использовать блокчейн в других сферах
Технология блокчейн может быть полезна не только для совершения транзакций. Практически сразу после появления биткоина, люди начали думать, как применить эту технологию в других сферах. Когда майнеры проверяют транзакции, они запускают небольшие программы, которые обрабатывают и предоставляют необходимые для транзакции данные. Но что, если запустить более сложные программы, например, программное обеспечение для социальных сетей? Или использовать блокчейн для предоставления данных для онлайн-форумов?
Эти идеи появились сразу после создания биткоина, но только спустя несколько лет, девятнадцатилетний студент из Торонто внёс вклад в их развитие. В 2013 году Виталик Бутерин разработал совершенно новую технологию под названием Ethereum. Благодаря ей блокчейн можно было использовать не только для совершения транзакций.
В отличие от биткоина, Ethereum использует мини-программы, называемыми смарт-контрактами. Они могут быть написаны с неограниченной степенью сложности. Пользователи могут взаимодействовать с программами, отправляя им транзакции с инструкциями, которые затем обрабатывают майнеры.
Это означает, что любой может встроить программу в транзакцию и быть уверенным в том, что она останется неизменной и доступной для цепочки блоков. Теоретически, с Ethereum можно заменить Facebook, Twitter, Uber или любую другую цифровую службу новыми версиями, которые были бы прозрачны, неуязвимы для цензоров и не требовали вмешательства человека.
Что такое распределённый реестр
Параллельно с попытками Бутерина использовать технологию для создания компьютера, охватывающего весь мир, развивалась идея закрытой и контролируемой версии блокчейна. В сентябре 2014 года группа финансовых институтов, в том числе Barclays, Goldman Sachs и JP Morgan сформировала консорциум под названием R3 для изучения того, как блокировки могут повысить эффективность расчётов между банками.
Открытая структура блокчейнов, таких как биткоин и Ethereum, противоречит потребностям этих организаций. В первую очередь вызывает вопросы анонимность пользователей, данные которых представлены буквенно-цифровыми общедоступными адресами, без указаний их реальной идентичности. Банковское законодательство в США и других странах запрещает такую анонимность. «Мы должны знать, кто участники и контрагенты находящиеся на этих платформах», — говорит Тим Свансон, директор по исследованиям рынка в R3.
Финансовые учреждения также юридически обязаны защищать данные о клиентах и контролировать их экспорт по национальным или региональным линиям. Учитывая, что публичные блокчейны содержат всю информацию о транзакциях на многих компьютерах в сети, невозможно ограничить цепочку хранения при их использовании.
Таким образом, появился подход распределённого реестра к технологии блокчейн. В распределённом реестре известна идентификация людей, добавляющих блоки, а данные в системе доступны только для избранных сторон. Поскольку право создавать новые блоки назначается людьми, которые запускают код, а не лотереей, нет необходимости проверки работы майнеров.
Такая система предназначена для ситуаций, когда все участники блочной цепи уже имеют небольшую степень доверия, но хотят выполнить услуги для нейтральной третьей стороны, как это может быть в случае с банками при урегулировании международных банковских переводов.
В прошлом году проект R3, который недавно привлек $107 млн из более чем 40 учреждений, выпустил свой первый распределённый реестр Corda. И у него уже появился конкурент: JP Morgan, который покинул консорциум R3 прошлой весной, выпустил свой собственный реестр, получивший название Quorum.
Подход работы с распределённым реестром также распространяется в другие отрасли, которые хранят конфиденциальные данные клиентов. Многие из этих проектов построены с помощью инструментов, предоставляемых Hyperledger. Он создает продукты для компаний, которые хотят работать со смарт-контрактами, но не решаются использовать открытые блокчейны, такие как Ethereum и биткоин.
«Люди должны понимать фактические проблемы и нормативные требования, которых должны придерживаться такие организации, как банки, страховые компании и отрасли здравоохранения. Они не могут позволить себе риск и неопределенность, которые внедряются некоторыми открытыми системами», — говорит Джонатан Леви, создатель системы управления доступом к блокчейнам Hacera.
Как будут работать смарт-контракты
Независимо от того, какой вариант блокчейна победит, смарт-контракты потребуют целого ряда поддерживающих технологий. Эти дополнительные технологии в настоящее время разрабатываются. И они будут очень важны для расширения технологии блокчейн.
«Как только у нас появятся смарт-контракты, возникнет целый ряд проблем», — говорит Ари Джуэлс, содиректор IC3 Корнеллского университета. Эти проблемы делятся на несколько категорий.
Во-первых, блокчейны не смогут хранить много данных. Это будет проблемой для многих проектов, которые, например, предлагают хранить и передавать потоковое видео. Им просто напросто не хватит места для хранения.
Технология блокчейн записывает входы и выходы каждой монеты в сеть, а также содержимое дополнительного поля, которое позволяет провести до 40 байтов метаданных для каждой транзакции. Это все.
Еще одна проблема блокчейна заключается в том, что технология сама по себе не знает, что происходит в реальном мире. Это важно в случае, если смарт-контракт — это система страхования авиабилетов. Блокчейн должен знать, когда самолет взлетает или приземляется, а для этого нужно запрашивать данные веб-сайтов.
В идеале разработчики будут создавать блокчейны для хранения и доступа к данным с учётом слабых сторон — уязвимости к цензуре и возможности отмены блокировок. Для этого нужно тщательно рассмотреть, каким «доверенным сторонам» можно фактически доверять.
Проблема хранения данных может быть решена с помощью распределенных служб обмена файлами, таких как децентрализованная система облачных хранилищ, протоколов Labs Interplanetary Database или Storj Labs. Это системы, которые позволят людям во всем мире получить дополнительное пространство на своих жестких дисках. Такие схемы будут работать для системы смарт-контрактов на основе блокчейна, поскольку данные будут храниться на нескольких компьютерах по всему миру и всегда будут доступны.
Импортировать данные в режиме реального времени можно будет при помощи «оракулов». Это службы, которые получают оплату за надежный запрос данных в реальном времени и подачу их на смарт-контракты блокчейн.
В IC3 Джелус разработал систему обеспечения защищенного датафида для смарт-контрактов Town Crier. Она защищает вводимые в блокчейн данные от подделки. Процесс работы построен на использовании доверенного программного обеспечения на процессорах Intel.
Финансирование
Чтобы перевести все современные услуги на технологию блокчейн, нужны большие деньги на технику и исследования
Вопрос в том, как получить финансирование на проект, который уничтожит многие крупные корпорации. В идеале нужно создать открытые блокчейны, как Ethereum, и доверить хранение данных тем людям, которые его создали. В таких условиях компания не может выжить из бизнес-модели, которая собирает и продает поведение браузера, историю покупок или данные о местоположении. Также компании блокчейн не могут полагаться на ограниченное владение своей интеллектуальной собственностью, поскольку программы находятся в открытом доступе.
Тем не менее, уже появился потенциальный механизм финансирования для блокчейнов — Initial coin offering или ICO. Он оказался чрезвычайно прибыльным, хотя и юридически сомнительным.
Например, человек решил использовать приложение. Но он не может расплатиться обычной валютой, ему нужно купить специальные монеты для этого приложения, которые заранее выпустили на рынок, и расплатиться ими.
В реальном мире это бы работало так: кто-то открыл прачечную и выпустил билеты, которыми можно оплатить стирку. Владелец заранее продаёт все билеты людям, а они потом, при необходимости, перепродают их другим.
На сегодняшний день более полумиллиарда долларов вложено в продажу токенов, и в последнии месяцы эти цифры только растут. Например, блокчейн Tezos в июле установил рекорд, собрав более 200 миллионов долларов через ICO.
Из-за таких огромных инвестиций появились жалобы пользователей на лицемерие создателей биткоинов. «Создатели блокчейнов, которые продвигают эти схемы, на самом деле демонстрируют всю скупость и алчность, приписываемую ими стандартным финансовым услугам и поддерживаемым правительством валютам, — говорит Престон Бирн, соучредитель Monax Industries — открытой платформы для разработчиков блокчейнов, — когда деньги начинают течь в их направлении, они становятся такими же небрежными в отношении общественности, которой они когда-то были».
Другие утверждают, что ICO, как новый класс инвестиционных инструментов, столь же разрушителен, как и финансируемые приложения.
«Деньги не являются корнем зла. Равенство является корнем зла», — говорит Джоэл Монегро — создатель Placeholder — нового фонда, посвященного технологиям блокчейн.
Он считает, что предоставление основателям и сотрудникам капитала компании побуждает их накапливать богатство, а не использовать его для улучшения своих продуктов.
С другой стороны ICO — не только финансовый инструмент, но и средство доступа к технологии блокчейн. Из этого следует, что чем больше людей используют услугу, тем больше будет спрос на токен, необходимый для доступа.
«Мой стимул заключается не в том, чтобы извлечь больше прибыли, а в том, чтобы больше людей использовали приложение, потому что стоимость токена зависит от стоимости использования услуги. Вы полностью переворачиваете стимулы», — говорит Монегро.
В Соединенных Штатах использование ICO, вероятно, подходит к концу. В конце июля Комиссия по ценным бумагам и биржам США предупредила о том, что многие ICO попадают в категорию ценных бумаг и поэтому должны работать по определённым правилам.
«Времена изменились и очень быстро. Некоторые из ранних последователей биткоина испытывали трудности с финансами три и четыре года назад, но держались за свои убеждения и свои монеты и очень хорошо сейчас себя чувствуют, — говорит Джонатан Леви, создатель Hacera, — нам по-прежнему необходимо, чтобы биткоин и Ethereum работали в более крупных масштабах, поэтому предприятиям необходимо децентрализовать данные и обеспечить их конфиденциальность. Сейчас мы сталкиваемся с новой задачей: учитывая огромные суммы вложенных денег, еще предстоит выяснить, сколько старожилов и новичков останется верными делу и продолжат работать, чтобы изменить мир с помощью технологий, которые уже изменили их».
Источник https://www.forbes.ru/mneniya/456381-cto-takoe-blokcejn-vse-cto-nuzno-znat-o-tehnologii
Источник https://kompanion.online/kriptovalyuta/tehnologiya-blockchain-chto-eto/
Источник https://habr.com/ru/company/iticapital/blog/340992/