Блокчейн біткоіни: що це, принцип і алгоритм роботи, види, плюси і мінуси

Блокчейн біткоіни — це безперервний ланцюжок блоків, яка побудована з урахуванням конкретних правил і містить інформацію про проведені транзакції в мережі. Найчастіше копії ланцюгів блоків, які не залежать одне від одного знаходяться паралельно, а їх обробка проводиться з різних ПК.

Блокчейн — технологія, на якій побудований Bitcoin і інші криптовалюта. Це обліковий книга, яка знаходиться на ПК кожного користувача мережі та регулярно оновлюється. У неї можуть вписуватися різні відомості — починаючи від фінансових операцій з криптовалюта і закінчуючи персональними відомостями користувачів.

Що таке блокчейн біткоіни?

Блокчейн

Світ дізнався про технології blockchain зі створенням криптовалюта біткоіни в 2009 році. Розробником вважається якийсь Сатоши Накамото, особистість якого не вдалося встановити до сьогоднішнього дня.

Визначення blockchain складається з двох елементів:

  1. «Block» перекладається, як блоки.
  2. «Chain» — ланцюжок.

Блок — спеціальна структура, в якій відображаються відомості про проведені транзакції в кріптовалютной мережі Bitcoin. Операція відноситься до завершеної і підтвердженої мережею після перевірки підпису і формату, а сама угода об’єднується в єдине утворення блочного типу. Відомості в такому блоці легко перевірити, адже в кожному наступному елементі міститься інформація про минулі блоках ланцюга. Всі елементи об’єднуються в один ланцюжок, що має відомості про всі транзакції, які були здійснені з моменту появи Bitcoin. На початку ланцюга міститься первинний блок.

Блок складається з наступних елементів:

  1. Заголовка. У його склад ходить особистий хеш і хеш попереднього елемента ланцюга. Тут же включається хеш операцій і службові відомості.
  2. Списку транзакцій. Перша операція в блоці — та, за яку майнер отримав винагороду. Далі йдуть інші угоди, критерії вибору яких задаються Майнер. Відбір здійснюється за часом, комісії або іншим параметрам.

Ланцюжок — група блоків, які розташовані один за одним і створюються тисячами Майнер, які беруть участь у видобутку криптовалюта. Якщо блок задовольняє вимогам мережі, він стає її частиною і додається в усі попереднє блоки ланцюга. У процесі додавання нових блоків можливо розгалуження, коли два або більше елементів називають «батьківським» один і той же блок.

У новопосталих блоках операції можуть повторюватися або відрізнятися. Якщо складність і довжина ланцюга ідентичні, вибирається блок, який з’явився раніше. Операції в мережі, що залишилися в «відкинутої» гілці, переходять в статус непідтверджених. Транзакція з перекладу Bitcoin стає в чергу, а після — частиною нового блоку.

Принцип роботи блокчейна на прикладі

Схематичне зображення транзакції в блокчейне

З проведенням нових транзакцій блоки шикуються в ланцюжок. При створенні нового блоку потрібно зчитування відомостей з колишніх елементів ланцюга. Інформація в blockchain постійно накопичується і створює єдину систему даних, що містить величезну базу відомостей про вже проведені транзакції.

Робота блокчейна схожа на торрент-мережі, які функціонують за принципом рівноправності (P2P). При скачуванні файлу з Інтернету користувач не використовує центральний ПК або загальну базу даних. Відомості гойдаються по частинах від різних учасників торрент-мережі.

На такому ж принципі побудована і технологія блокчейн, де операції між учасниками проводяться без посередника. Це забезпечується тим, що користувачі об’єднані одним ланцюжком блоків.

Принцип дії розглянемо на прикладі груші. Одна людина передає фрукт іншому. Вони є учасниками переміщення груші. Якщо одержувач не бачив факту передачі, він все одно знайде грушу в кишені. Для проведення такої операції не потрібен посередник — в ній бере участь тільки двоє людей. Одержувач фрукта має право передати його іншій людині і так далі. Річ може бути будь-який, але суть від цього не змінюється.

Якщо груша зображена на картинці, ситуація ускладнюється. Одержувач не знає, передавалася чи картинка іншій людині або вона збережена в пам’яті телефону, завантажена в Інтернет і завантажена мільйонами людей. При проведенні цифровий транзакції виникають ті ж питання.

Щоб уникнути плутанини, створюється журнал транзакцій — угод, які стосуються «цифровий» груші. Але такий документ повинен хтось заповнювати і вести. Якщо це буде якийсь один чоловік або компанія, вона може вносити зміни в структуру, що є неприпустимим. У такій ситуації потрібно інше рішення.

Вихід зі складної ситуації — створення копії облікового журналу для зберігання на кожному з ПК користувачів. Тепер все переміщення «груші» фіксуються в кожному з варіантів журналу. При такому підході ризик обману мінімальний. Ніхто не зможе передати іншому учаснику цю ж грушу, адже транзакція буде викрита іншими учасниками. Чим більше людей бере участь в мережі, тим точніше перевірки і тим надійніше система.

Задані правила актуальні для всіх учасників з першого дня роботи облікового журналу. В останньому відображаються всі операції, а доступ до інформації відкритий кожному бажаючому. Будь-яка людина має право підключитися до системи, стати одним з її вузлів і оновлювати їх, отримуючи винагороду від системи.

Вище коротко описаний принцип роботи блокчейна біткоіни. Це безперервний ланцюг блоків, в яких є інформація про всі операції. Копії та складові бази знаходяться на багатьох ПК. Синхронізація відомостей відбувається з урахуванням правил побудови блокчейна. Як зазначалося, дані в блоках не шифруються і доступні для користувачів.

види блокчейна

Схематичне зображення ланцюжка блоків

Блокчейн буває трьох типів:

  1. Публічний — ланцюжок блоків, яка доступна іншим користувачам. Цей тип ланцюга застосовується в біткоіни. Будь-який з учасників допускається до запису або прочитання інформації.
  2. Сервісний — ланцюжок блоків доступна всім користувачам, але їх кількість обмежена.
  3. Приватний — ланцюжок, де доступ до читання і запису обмежений. Тут доступна установка пріоритетних вузлів. В такому блокчейне бере участь обмежена група осіб, які займаються обробкою операцій.

Алгоритм роботи блокчейна біткоіни

алгоритм блокчейна
Приклад роботи блокчейна

Блокчейн Bitcoin працює за таким алгоритмом:

  1. Користувач X переводить гроші користувачеві Y.
  2. Відомості про операції передаються в мережу, об’єднуються в блоки. Кожен елемент має номер і хеш минулого блоку.
  3. Відбувається розсилка блоків учасникам кріптовалютной мережі, які виконують перевірку.
  4. При відсутності помилок здійснюється запис блоку кожним учасником в свій блокчейн (базу даних).
  5. Блок додається до загального ланцюга, що містить відомості про минулі операції.
  6. Користувач Y отримує гроші від користувача X.

Суть технології блокчейна біткоіни

Суть роботи блокчейна
Формування блоку ланцюжка

При формуванні ланцюга важливим моментом вважається створення і закриття блоку. Кожен елемент ланцюга містить ключ, який вимагає розшифровки. До цього закриття блоку не відбувається. Майнер, які добувають віртуальні гроші, використовують для цих цілей процесори, відеокарти, ASIC-чіпи та інше обладнання. Останнє бере на себе опцію обчислень для пошуку хешу (підписи). Після її підбору відбувається закриття блоку.

Ланцюжок блокчейн розподілена і підтримується мільйонами комп’ютерів по всій планеті. Роботу ланцюга забезпечують Майнер і інші учасники — вузли мережі. До складу входять і повні вузли — учасники, які мають на своїх ПК гаманці біткоіни з інформацією про всі транзакції. Через підвищення обсягу займаної пам’яті кількість повних вузлів біткоіни знижується, що уповільнює процес обробки даних про операції.

Надійність роботи ланцюжка блокчейн забезпечують спеціальні алгоритми:

  • Proof-of-Work.
  • Proof-of-Stake.

У блокчейне біткоіни застосовується перший варіант. Принцип його дії схожий з процесами, які відбуваються в офісі. Якщо співробітник організації не виконав поставлену роботу, йому не видадуть заробітну плату. Алгоритм PoW виконує перевірку розрахунків, які робляться при створенні елементів ланцюга. Система визнає блок в разі, якщо параметр його хешу нижче підпису, пошуком якого займалися Майнер. Іншими словами, правильність блоку обчислюється за спеціальним шифру, а контроль роботи покладається на повні вузли.

На формування блоку в ланцюзі блокчейн йде 10 хвилин. За цей час Майнер, які беруть участь у видобутку криптовалюта, знаходять підпис, а перевірка виконується без затримок за часом. Недолік алгоритму в тому, що для забезпечення його функціонування потрібні величезні потужності. Як результат, за проведення транзакцій стягуються комісії. Що стосується Proof-of-Stake — це оновлений алгоритм, але застосовується він в блокчейне Ефіріума.

Плюси і мінуси блокчейна біткоіни

Інформація про алгоритми блокчейна

Блокчейн біткоіни має ряд плюсів:

  1. Децентралізація. Учасники мережі мають рівні права і здатні обмінюватися відомостями безпосередньо один з одним, без участі посередників.
  2. Надійність. Імовірність злому зловмисниками або заміна інформації в блоках виключена, що обумовлено застосуванням шифрованих ключів.
  3. Прозорість. Блоки ланцюжка блокчейн відкриті для користувачів, а транзакції легко перевірити.
  4. Універсальність. Блокчейн — унікальна технологія, яка може застосовуватися не тільки у фінансовій сфері, а й в інших областях.
  5. Висока швидкість. Можливості блокчейн-технології дозволяють знизити час транзакцій до однієї хвилини.
  6. Низькі комісії. Завдяки відсутності комісійних платежів, транзакційні збори мінімальні.

Мінуси блокчейна біткоіни:

  1. Невороття. Скасувати операцію, якщо вона проведена помилково, не вийде.
  2. Ризик атаки. Якщо 51 відсотком ланцюга біткоіни буде володіти один користувач, цілісність мережі порушується.
  3. Масштабованість. При поточному розмірі блоку система обробляє до семи операцій за 1 секунду. З ростом числа користувачів цього показника стає мало.
  4. Невизначеність статусу. Багато країн ніяк не визначатися із застосуванням технології, а питання регулювання криптовалюта відкритий до сьогоднішнього дня.

Сфери застосування блокчейна

Схематичне зображення ланцюжка блоків в блокчейне

Технологія блокчейн може використовуватися не тільки в фінансовому світі, але і ряді інших сфер життя:

  1. Для захисту авторства та ідентифікації особистості.
  2. При голосуванні. Сьогодні відкритий реєстр застосовується в приватних голосуваннях, але технологія удосконалюється, і з часом буде мати більший масштаб.
  3. В юриспруденції і управлінської діяльності, наприклад, владою на місцях і державному рівні при накопиченні інформації про бюджетні кошти.
  4. У секторі нерухомості — для прискорення операцій купівлі-продажу, зберігання прав власності на житло.
  5. На біржі і в сфері послуг (для перевірки правильності інформації).
  6. У благодійництво та музичної індустрії.

Опис переваг і можливостей блокчейна може зайняти цілу книгу, але сенс технології і принцип роботи зрозумілий. Це ланцюжок з відкритим кодом, яка має розподілену структуру і високий рівень безпеки. Передача криптовалюта проводиться так само легко, як переміщення простих предметів. Угода проходить без посередників, затримок по часу і великих комісій. Але технології не стоять на місці — блокчейн розвивається, а його можливості вже давно вийшли за межі кріптовалютной мережі.

Більше про блокчейне біткоіни в відео нижче:


Ссылка на основную публикацию