Что такое блокчейн? Пошаговый гайд простыми словами

блокчейн
Запрос «что такое блокчейн» стал одним из самых популярных запросов в Google и в Yandex в последние годы. Множество людей ищут информацию на эту тему и пытаются понять что же это такое?

Блокчейн - это гениальное изобретение человека (а может даже группы людей), которые известны под псевдонимом Сатоши Накамото. С момента его создания ему находят всё новые сферы применения, и таким образом он развивается и не стоит на месте.

Изначально технология была разработана для электронной валюты (криптовалюты) под названием Bitcoin. Со временем, сообщество нашло другие потенциальные возможности использования блокчейна.

В этом гайде мы поведаем вам о возможностях, которые делают эту технологию уникальной.
Если говорить простыми словами, то блокчейн представляет собой ряд неизменных записей с данными, которые имеют временные отметки. Они управляются целой сетью компьютеров, которые не принадлежат кому-либо одному. Несколько таких записей образуют блок. Блоки связаны друг с другом с помощью криптографии. Поэтому еще блокчейн называют "цепочкой блоков".

Итак, что же такого особенного в этом и почему мы говорим, что у него есть возможности, способные разрушить сегодняшнюю промышленность?

Блокчейн не является чьей-то конкретной собственностью - это означает, что он децентрализован. Информация в нем открыта для всех и каждого. Технология блокчейн уже используется в реальной жизни.

Как это работает?

блокчейн транзакции
Пример работы блокчейн транзакций
P.S. Картинку можно увеличить при клике на нее
Блокчейн - это довольно легкий, но в то же время оригинальный способ для передачи какой-либо информации из точки A в точку B. Данные о транзакции (переводе) создают блок. Он проверяется довольно большим количеством компьютеров (в некоторых случаях миллионами), распределенных внутри сети. После проверки блока, он добавляется в цепочку, которая хранится в сети. Созданная запись будет являться уникальной и иметь свою историю. В случае компрометации одной записи будет скомпрометирована вся цепочка на всех компьютерах. Это практически невозможно.

Криптовалюта биткоин использует эту модель для совершения денежных транзакций, но ее можно использовать многими другими способами.

Предлагаю рассмотреть принцип работы блокчейна на примере авиа компании. Допустим, решили вы съездить в отпуск за границу. Заходите в приложение для покупки билетов в интернете. Оплачиваете стоимость билета банковской картой. Банк, в свою очередь, может взимать комиссию за осуществление данной транзакции. Либо авиакомпания выплачивает банку некий процент за пользования их услугами и по умолчанию включает его в стоимость билета.

Если вы воспользуетесь технологией блокчейн в данном случае, то вам не придется платить дополнительные расходы на комиссиях третьим лицам. Будет всего 2 стороны для совершения сделки - это пассажир и авиакомпания. А информация о билете будет записана в блок и добавлена в блокчейн.

Таким образом, создается уникальная запись, которую уже нельзя будет изменить. Внутри сети будет храниться вся информация о купленных билетах на определенный рейс.

Главным преимуществом такого метода является то, что это бесплатно. Блокчейн позволяет вам обходиться без помощи 3-их лиц.

Получается, что нависла угроза для таких сервисов, как Uber или Яндекс такси. Ведь вы можете пользоваться услугами такси без переплаты агрегаторам.

Также многие из нас пользуются различными услугами, которые включают в себя платные подписки. Но мы далеко не всегда пользуемся ими в полной мере. Благодаря технологии блокчейн, вы можете платить незначительные суммы. скажем 1% от общей стоимости за просмотр интересного вам видео или чтение статьи. Вам не надо будет оформлять ежемесячную или даже ежегодную подписку.

В случае с музыкой, блокчейн может сделать продажу записанной музыки более выгодной для исполнителей. Им не придется пользоваться услугами дистрибьюторов вроде Spotify, Яндекс музыки, Apple music и так далее. Покупая музыку, которая вам понравилась, вы тем самым шифруете её и добавляете в блокчейн. Далее её можно будет использовать по аналогии с облачным архивом на любом вашем устройстве. Из-за небольшой стоимости отдельных, понравившихся вам треков, услуги подписки агрегаторов просто на просто станут неактульными.

А теперь, рассмотрим принцип работы технологии блокчейна на примере криптовалюты биткоин.

Блокчейн записывает информацию, связанную с транзакциями биткоина (когда поступали деньги и куда они шли, время транзакции, сумму, любые уплаченные взносы и другие данные). Вся эта информация хранится в цепочке так называемых «блоков», которые являются своего рода контейнером. В случае с биткоином каждый блок содержит данные для какого-то количества транзакций (около 2000 на конец 2017 года). Такие блоки транзакций связаны с криптографией.

А вообще блокчейн может хранить много разных видов данных: данные криптовалютных транзакций, содержимое земельного регистра, страховые записи, истории болезней, истории автомобильных ДТП, и так далее.

Особенности блокчейна

Представьте что существует огромное количество данных, которые хранятся во всего лишь одной электронной таблице. Она будет храниться и дублироваться на множестве компьютеров внутри сети. Все они будут работать на благо этой таблицы и своевременно её обновлять.

Так как вы уже обладаете базовыми навыками о том, что такое блокчейн, то давайте попробуем разобраться в принципах его работы.

Основной идеей блокчейна является его децентрализация. Хранящаяся одновременно на множестве компьютеров информация будет всегда общедоступна. Вам не придется сталкиваться с такими проблемами, когда например "упал" сервер (как это обычно бывает в самый неподходящий момент). Следовательно, такой подход к хранению данных имеет свои преимущества. Информация согласована среди всех узлов сети, поэтому также исключается возможность её фальсификации. Централизованной версии блокчейна нет, поэтому хакер не сможет взломав одно место, получить доступ ко всей сети.

Предлагаю вашему вниманию высказывание специалиста по блокчейну, который проводит принципы его работы с Google таблицами.
Традиционно, работая с документами, человек создает условный файл в Microsoft Word, заполняет его данными и потом отправляет этот файл другому получателю, чтобы тот внес правки. Проблема такого метода состоит в том, что первому, приходится ждать, пока второй вносит правки и потом обратно пересылает уже новый, скорректированный файл. Таким образом, два пользователя не могут одновременно работать с одним и тем же файлом.

По схожему принципу работают банки когда они поддерживают денежные остатки и переводы. Они временно блокируют доступ во время перевода, потом снова разблокируют.

Одно из решений того, как одновременно работать с одним документом двум и более лицам являются Google документы. Но у них сеть централизована.


Представьте какое огромное количество документов, которые должны использоваться таким образом. Вместо того, чтобы передавать их друг другу, терять уйму времени и так далее, почему они не могут быть переданы в общий доступ блокчейна? Это были бы идеальные условия для рабочего процесса. Если не вдаваться во все технические тонкости, то такого рода аналогия является достаточно мощной для понимания принципов работы блокчейна.

— Уильям Мугаяр, венчурный консультант, 4x предприниматель, маркетолог, стратег и специалист по блокчейну.
William Mougayar
William Mougayar
венчурный консультант, предприниматель, маркетолог, стратег и специалист по блокчейну
Существует несколько причин, по которым люди восхищаются технологией блокчейна, и вот одни из них:

  • Его децентрализация. Он не принадлежит одному лицу и не зависит от него;
  • Данные внутри него хранятся при помощи криптографических алгоритмов, что делает его защищенным;
  • Блокчейн является неизменным, поэтому никто не может вмешиваться в данные, которые находятся внутри него;
  • Все операции прозрачны и общедоступны.

3 основы технологии блокчейн

Сейчас довольно непросто удивить людей чем-то новым. У технологии Blockchain есть 3 основных свойства, которые помогли ей получить широкое признание:

  • децентрализация;
  • прозрачность;
  • неизменность.
Основа №1. Децентрализация.

До появления криптовалюты Bitcoin и сервиса BitTorrent (то, через что вы обычно скачиваете фильмы, игры и так далее) мы больше привыкли к централизованным сервисам. Идея очень проста. У вас есть централизованный сервис (будь то сайт или еще что), в котором хранятся все данные, и вам придется взаимодействовать исключительно с этим сервисом, чтобы получить любую необходимую вам информацию.

Другим хорошим примером централизованной системы можно взять работу банков. Помимо ваших персональных данных, они также хранят и ваши деньги. Сейчас многие люди переводят средства друг-другу, а также оплачивают покупки банковскими картами.

Если говорить простыми словами, централизованные сервисы работают по принципу модели "клиент-сервер". Для того, чтобы вам было наглядно понятно, ниже мы привели принцип работы такого способа.
модель клиент-сервер
Предположим вы ищите какую-то информацию. Когда вы набираете запрос в Google, вы тем самым отправляете этот запрос к ним на сервер, а он в свою очередь, возвращает вам нужную информацию. Это также один из простых примеров работы модели "клиент-сервер".

Централизованные системы уже много лет взаимодействуют с нами, однако и у них есть несколько уязвимостей.

  • Начнем с того, что из-за своей централизованности все данные будут храниться в одном месте. Для потенциального злоумышленника - это только плюс.
  • Во время технического обслуживания централизованная система временно недоступна для своих пользователей.
  • Что если она по каким-либо причинам закрылась и прекратила свое существование? В этом случае, пользователи потеряли бы свои данные.
  • В худшем случае, все хранящиеся данные могут быть скомпрометированы.

Итак, что произойдет, если отказаться от централизованных систем в пользу децентрализованных? Из-за того, что информация не хранится у одного объекта, то фактически каждый человек в сети будет владеть ей.

В децентрализованной сети, если вы хотите взаимодействовать с вашим другом, вы можете сделать это напрямую, без участия третьей стороны. Это является одной из основополагающих идей криптовалюты Bitcoin. Вы и только вы один отвечаете за свои деньги. Отправить их можно кому угодно без необходимости использования для этого банковских услуг.
переводы средств без банков
централизованные и децентрализованные системы
Основа №2. Прозрачность.

Одна из самых интересных особенностей технологии блокчейни является прозрачность. Однако не все понимают, в чем именно она заключается. Кто-то думает, что блокчейн даёт им полную конфиденциальность, однако другие утверждают, что он прозрачен. Кто же из них прав? Давайте разбираться.

И так, личность человека скрыта с помощью сложных криптографических алгоритмов и представлена только в виде публичного адреса. Таким образом, если вы посмотрите историю транзакций человека, вы не увидите
"Антон отправил 1 BTC", вместо этого вы увидите "14KsG6hxkM3cGGC4DvyEdf8uytoE7x9WRQ отправлено 1 BTC".
Получается, что личность человека нераскрыта, однако данные о совершенных транзакциях по данному адресу являются общедоступными. Ранее в финансовой системе не существовало ничего подобного. Это добавляет тот дополнительный и столь необходимый уровень подотчетности, который требуется многим крупным учреждениям.

В случае, если компании будут использовать криптовалюты, то зная их публичный адрес, его можно будет вставить в проводник и отследить список всех совершенных этим адресом транзакций. Никто ранее не сталкивался с такой прозрачностью операций.

Но даже такой вариант далек от идеала. Скорее всего, большинство компаний даже если и будут совершать операции при помощи криптовалют, то только какую-то часть от всех транзакций.

Давайте представим, что бы было, если бы технология блокчейна была интегрирована, например, в их цепочку поставок?

Вы же можете понять, почему что-то подобное может стать очень полезным для финансовой индустрии, верно?
Основа № 3: неизменность

Что подразумевает собой термин "неизменность" в контексте блокчейна? Если внутри него была сделана какая-то запись, то она больше не может быть изменена.

Только представьте, насколько это будет ценно для финансовых институтов?

Можно будет предотвратить множество дел о хищениях средств еще на начальной стадии, если люди будут знать, что абсолютно все операции с денежными счетами можно будет отследить.

Всё это достигается благодаря криптографической хеш-функции.

В случае с криптовалютами, такими как Bitcoin, транзакции принимаются в качестве входных данных и проходят через алгоритм хеширования (биткойн использует SHA-256), который выдает на выходе информацию с фиксированной длиной.

Давайте посмотрим, как работает процесс хеширования. Мы собираемся внести определенные записи. Для этого мы будем использовать SHA-256 (Secure Hashing Algorithm 256).
Пример работы SHA256
Пример работы SHA256
При использовании SHA-256, неважно насколько длинную запись вы ввели. На В зашифрованном виде она будет иметь фиксированную длину в 256 бит.

Если не вдаваться в подробности о том, как работает криптографическая хеш-функция и что нужно, чтобы ей считаться защищенной, то предлагаю рассмотреть лишь одну особенность, которой хотелось бы уделить внимание. Так называемый «эффект лавины».

Как это понимать? Например, вы решите сделать небольшое изменение в виде замены строчной буквы на прописную. Казалось бы, совсем мелочь, которая никак не влияет на смысл вводимой вами информации. Однако, изменения в хеше будут значительными.

Давайте проверим это с помощью SHA-256:
Пример различие хеша SHA256
Заметили разницу? Поменяв регистр всего в одной букве, обратите внимание на то, как сильно это повлияло на выходной хеш. Теперь давайте вернемся к нашему предыдущему пункту, когда мы рассматривали архитектуру блокчейна. Из сказанного ранее:

Блокчейн представляет собой цепочку блоков, связанных между собой. Каждый новый блок содержит информацию о предыдущем. Это делает блокчейн надежным и новаторским.

А теперь представьте, что злоумышленник решил атаковать блок №5 и пытается изменить данные внутри него. Из примеров работы SHA-256 вы уже знаете, что даже 1 символ может сильно изменить конечный хеш. Так как блоки связаны между собой, то это повлечет изменения в хеше и в блок №4, №3 и так далее. А полное изменение цепочки является практически невозможным.

Сеть и ноды: поддержка блокчейна

Блокчейн работает на одноранговой сети. Она представляет собой совокупность узлов, которые связаны между собой. Узлы также называют нодами. Давайте разберемся подробнее, что они из себя представляют?

Под нодами подразумеваются компьютеры, которые работают в сети. В их задачи входит обработка входных данных и преобразование их в выходные данные путем хеширования. При таком подходе вся нагрузка распределяется равномерно между участниками. В этом случае нет необходимости в центральном сервере. Появляется множество децентрализованных пиров. Пирами называют людей, участвующих в раздаче.

Почему люди используют одноранговую сеть?

Одним из основных применений одноранговой сети является совместное использование файлов, его также называют торрентированием. Пользуясь моделью "клиент-сервер" для загрузки данных, вы можете столкнуться с проблемой медленной скорости. Связано это с работоспособностью сервера.

В одноранговой сети такая проблема отсутствует. Если хотя бы один из пиров выйдет из строя, то у вас все равно будет множество других пиров для загрузки. Также такая сеть не подвержена цензуре.

Если бы мы сравнили два метода:
Разница между сервером и одноранговой сетью
Идея объединения одноранговой сети с платежными системами произвела настоящий прорыв, породив индустрию криптовалют.

Использование сетей и узлов в криптовалютах

В случае с криптовалютами, такими как Bitcoin и Ethereum, для них используется специальный протокол proof-of-work (доказательство работы). Хотя Ethereum и собирается переходить на другой протокол proof-of-stake (доказательство доли владения), на данный момент все узлы имеют равные привилегии. Идея такого метода состоит в том, что отсутствует какая-либо иерархия.

Эти децентрализованные криптовалюты остаются неизменными своим принципам. Их идея состоит в том, чтобы все пользователи валютной системы рассматривались как равные. Не должно существовать руководящего органа, который бы мог влиять на стоимость валюты по своей прихоти. Это точно работает с как для Bitcoin, так и для Ethereum.

Хорошим вопросом будет то, как тогда все пользователи сети должны узнать о том, что прошла определенная транзакция?

Тут, как и в жизни, информация распространяется методом "сплетен. Предположим, Маша отправила 5 ETH Вове. Ноды, ближайшие к ней, узнают об этом, и затем они сообщат другим нодам, ближайшим к ним, и затем они сообщат своим соседям, и это будет распространяться, пока все не узнают.
пример работы нод
Участие в сети может быть осуществлено 3 способами:

  • Используя неполную копию блокчейна;
  • Используя полную копию блокчейна;
  • Путем подтверждения транзакций через майнинг.

Кто будет использовать блокчейн?

Вам необязательно знать все технические аспекты работы блокчейна, чтобы он был полезен вам в повседневной жизни.

На сегодняшний день в финансовой сфере предлагается множество различных вариантов использования технологии блокчейн. Взять например международные переводы. По оценкам Всемирного банка, в 2015 году было отправлено более $ 430 миллиардов в виде денежных переводов.

Представьте только, какую сумму заработали на этом банки. С технологией блокчейна вам не нужно будет совершать все эти операции при помощи 3-их лиц. Поэтому многие люди считают, что за ней лежит будущее.