Блокчейн (blockchain) — що це таке простими словами

Блокчейн — безперервний ланцюжок блоків, вибудувана в певній послідовності і за певними правилами. Про цю технології хоча б краєм вуха чув уже практично кожна людина, але, на жаль, далеко не всі прагнуть зрозуміти його суть. Ні зростаюча популярність криптовалюта, що працюють на основі даної технології, ні часте згадування в ЗМІ, ні торішні успіхи цифрових монет, ні інтерес з боку держави не змогли привернути увагу переважної більшості населення Росії. Для тисяч жителів РФ блокчейн як і раніше залишається чимось таємничим і незрозумілим. Ми спробуємо це виправити.

Давайте розглянемо всі найважливіші питання, пов’язані з системою блокчейн: що це таке простими словами, як функціонує, в яких областях може застосовуватися, які сильні і слабкі сторони мережі.

Технологія блокчейн: що це простими словами, її суть

В принципі, загальна відповідь на питання, що таке blockchain, міститься вже в назві технології. Частка block з англійської так і перекладається (блок); англійське слово chain означає «ланцюжок». Звідси можна зробити висновок, що розглянута нами технологія є ланцюжком блоків, що мають строго дотримувану послідовність.

У блоках присутні електронні дані про транзакції та інших угодах, скоєних всередині мережі. Ці відомості записуються в криптографічного формі. Блоки послідовно вибудовуються і формують ланцюжок пов’язаних елементів. Новий елемент мережі формується тільки після зчитування інформації про попередні компонентах.

Відомості, що зберігаються в блокчейне, систематично доповнюються. З криптографічного бази даних не можна нічого видалити або щось підмінити в ній. Також система blockchain безмежна, тобто теоретично в неї можна нескінченно вписувати інформацію про нові перекладах.

За принципом своєї роботи описувана технологія дуже схожа на торрент. Як відомо, торренти функціонують за принципом peer to peer, при якому кожен учасник мережі має рівні права. Коли людина завантажує фільм або гру з трекера, він звертається не до централізованого сховища, а до комп’ютера іншого користувача. Тобто, конкретний файл скачується з одного ПК на інший. Якщо в мережі не буде активних учасників (сідів), завантаження бажаного фільму або гри не відбудеться. У блокчейне все приблизно так само. Кожна операція здійснюється безпосередньо між задіяними суб’єктами. Проведення транзакцій між різними користувачами можливо тому, що всі вони підключені до однієї системи — блокчейну.

Вище ми вказали, що розглянута технологія являє собою ланцюжок блоків. Так ось, ці ланцюжки розділені на дві категорії:

1. Публічна — загальнодоступна база даних. На такому типі блокчейна, наприклад, здійснюються перекази біткоіни. Будь-який учасник може проводити запис або зчитування інформації.
2. Приватна ланцюжок має обмеження по читанню і запису інформації. В такому блокчейне є певна група осіб, яка займається обробкою перекладів.

Спираючись на викладену вище інформацію, можна виділити наступні ключові характеристики блокчейна:

1. Децентралізація — відсутність одного головного сервера. Всі учасники є рівноправними елементами мережі, що підтримують її роботу.
2. Прозорість — відомості про грошові перекази та інших угодах зберігаються у відкритому доступі, але при цьому їх не можна змінити або видалити.
3. Необмеженість (в теорії) — вважається, що нові записи в blockchain можна вносити нескінченно.

Щоб ще краще пояснити вам суть технології блокчейн і що це таке в принципі, ми розпишемо приклад транзакції і алгоритм дій. В цілому, вся операція складається з 6 етапів:

1. Людина А переводить гроші людині B з гаманця на гаманець.
2. Новий переклад (разом з іншими заявками) потрапляє в мережу. Починається збір транзакцій в блоки, кожен з яких має номер і хеш попереднього елемента мережі.
3. Робиться розсилка блоків учасникам мережі, які починають займатися їх перевіркою.
4. При відсутності помилок новий елемент потрапляє в базу даних кожного учасника.
5. Новий блок потрапляє в блокчейн.
6. Переказ грошей від людини A до людини B завершений.

Як видно, спочатку операція стосується двох людей, але в її здійсненні задіяні всі учасники мережі, які мають рівні права. В цьому плані платіжні системи на основі блокчейна кардинально відрізняються від банківських переказів, при яких в ролі 3-й боку виступає централізоване фінансова установа.

Отже, ми розглянули загальні положення, що стосуються даної технології. Але щоб на 100% зрозуміти систему blockchain (що це і за рахунок чого працює), необхідно вивчити набагато більше аспектів. Цим ми і займемося далі.

Технічні тонкощі функціонування мережі блокчейн

Вже згадана система з’явилася ще в 2009 році разом з криптовалюта біткоіни. Її творцем став таємничий Сатоши Накамото, про який до сих пір відомо вкрай мало (поки навіть неясно, один це людина або ціла група людей). Саме Накамото заклав фундамент, на якому вишикувалися ключові принципи функціонування блокчейна. Спочатку дана технологія була розрахована тільки для біткоіни, але потім з’являлися нові платіжні системи з однойменними криптовалюта (Litecoin, Dash, ZCash). Кожна система вносила щось нове, але всі вони спиралися на принципи, створені в 2009-му. Що ж це за принципи?

Перш за все, це структура. Як було сказано вище, дана мережа представляє собою ланцюжок, що складається з блоків (їх ще можна назвати ланками). Всі ланки взаємозв’язані і містять деякий масив криптографічного інформації. Новий масив даних може бути сформований лише після закриття старого елемента. Закриття блоку відбувається після підбору унікального ключа (у випадку з біткоіни це 64-значне число).

Підбір ключа здійснюється шляхом Майнінг, під час якого використовуються обчислювальні потужності певного обладнання (процесора, відеокарти або Асіка). Головна мета даної операції — знайти криптографічний підпис до блоку у вигляді хеша. Після підбору ключа блок закривається, а майнер отримує оплату у вигляді кріптомонет. У різних системах встановлена ​​своя нагорода за блок (12,5 BTC, 25 LTC, 12,5 ZEC, 3,35 DASH). Оскільки в розшифровці бере участь велика кількість людей, нагорода розподіляється між ними, а розмір виплати залежить від вкладу конкретного учасника в пошук ключа.

Функціонування мережі blockchain забезпечують не тільки Майнер, але і Ноди (їх ще називають вузлами). Особливу роль відіграють повні Ноди — Майнер або звичайні користувачі, які володіють «товстими» гаманцями (наприклад, Bitcoin Core). «Товсті» гаманці скачують на ПК (або на інше сховище) все блоки транзакцій. Власники повновагих сховищ повинні виділяти на накопичувачі солідний обсяг пам’яті (у випадку з тим же біткоіни для блокчейна необхідно звільняти 210.09 Гб станом на 15.08.2018). Більш того, кількість блоків постійно збільшується, а значить — треба не просто виділяти вказану кількість пам’яті, але і залишати значний запас. Бути повним нодом не так просто, але ці користувачі мають колосальне значення для мережі — чим їх більше, тим швидше обробляється інформація про грошові перекази.

Не менш важливим принципом блокчейна є анонімність. Вище ми згадували про те, що дана мережа прозора. Будь-яка людина може переглянути історію транзакцій, напрямок конкретних перекладів і навіть суму угод. Однак особистість відправника і одержувача не розкривається, що дає людям повну свободу в здійсненні операцій.

Доступ до блокчейну здійснюється за допомогою спеціальних ключів, що містять унікальні криптографічні записи. Такий ключ є у кожного окремого користувача. Оскільки будь-який криптографічний ідентифікатор унікальний, зламати мережу практично нереально (для цього хакери повинні мати доступ до всіх комп’ютерів системи). Завдяки таким принципом, блокчейн має вкрай високий ступінь надійності.

Окремо варто сказати про механізми, що гарантують дієздатність мережі. Це 2 типу алгоритму:

1. Доказ виконаної роботи (Proof of Work або PoW).
2. Доказ частки (Proof of Stake або PoS).

Алгоритм Proof of Work використовується в мережі біткоіни. Він чимось нагадує офісну звітність, коли кожен співробітник у письмовій формі доповідає начальству про виконану роботу, щоб отримати зарплату. У випадку з блокчейном PoW перевіряє обчислення, які генеруються при формуванні блоку. Принцип тут досить цікавий. Масив даних вважається закритим, якщо значення його хеша менше шуканої Майнер підпису. Іншими словами, конкретний криптографічний шифр підтверджує справжність блоку. Перевіркою достовірності елемента мережі займаються Ноди.

Станом на 15.08.2018 середній час створення нового «ланки» в блокчейне біткоіни становить 9 хвилин 4 секунди. За вказаний часовий відрізок Майнер шукають підпис, а перевірка здійснюється миттєво. Алгоритм Proof of Work має один значний недолік: йому потрібні солідні обчислювальні потужності. Тому при транзакції монет BTC стягується комісійний збір, який є платою за використання даних потужностей.

На цьому тлі більш привабливо виглядає алгоритм Proof of Stake. Його активно просуває Віталік Бутерін — творець кріптомонет Ефіріум. Суть PoS полягає в тому, що тут передову роль грає не обчислювальна потужність, а баланс кріптовалютного гаманця. Тобто, переклади будуть здійснюватися не за допомогою техніки, а завдяки активним кріптомонетам в сховищах. За ідеальних розкладах всі власники криптовалюта на платформі з алгоритмом Proof of Stake гратимуть роль інвесторів. Це означає, що Майнінг відійде на другий план. У той же час, PoS не позбавлений вад, одним з яких є можливість проведення дублюючих транзакцій.

Золотою серединою для нормальної роботи блокчейна є комбінування PoS і PoW. На сучасному етапі такий алгоритм використовується лише в декількох системах:

• Blackcoin;
• Espers;
• KATZcoin.

Поки що техніка комбінування PoS і PoW не допрацювали. Але цілком можливо, що гібридний механізм незабаром почне використовуватися і в більш популярних кріптовалютних мережах.

Можливі сфери застосування blockchain

Якщо говорити про те, для чого потрібен блокчейн, то тут можна виділити безліч потенційних областей застосування. В першу чергу на даній технології можна створити практично ідеальну платіжну систему, що дозволяє обходитися без сторонніх учасників (банків та інших централізованих установ). Уже зараз блокчейн здатний виконувати завдання, властиві для ринку фінансових послуг:

• реєстрація угод;
• установка достовірності особи;
• заключення контрактів.

Останнє завдання викликає особливий інтерес, адже її можна автоматизувати. Справа в тому, що блоки можуть зберігати не тільки інформацію про транзакції, а й інші цифрові відомості, включаючи комп’ютерний код. Цей код можна запрограмувати на автоматичне укладення контракту при виконанні заданих умов. Наприклад, сторони угоди можуть вводити свої ключі, таким чином даючи згоду на укладення контракту, після чого система відразу зареєструє його. Такий механізм взаємодії сторін називається смарт-контрактом і найцікавіше те, що його можливості практично безмежні. Аналогічним способом можна запрограмувати:

• покупку акцій певної компанії, коли ціни досягнуть встановленого показника;
• оплату електроенергії, коли обсяг спожитого електрики досягне заданого значення;
• контроль над використанням інтелектуальної власності (можна обмежити час перегляду інформації, її копіювання, можливість ділитися в соціальних мережах).

У найближчому майбутньому можливе застосування блокчейна на вищому рівні. З кожним роком ця технологія привертає все більше уваги як з боку великих компаній, так і цілих держав. Судіть самі:

1. Використовувати дану мережу намір платіжні системи VISA, Mastercard, SWIFT.
2. До неї проявляють інтерес російський Ощадбанк і ВТБ.
3. В Україні, Об’єднаних Арабських Еміратах і Швеції обговорюється можливість ведення земельного реєстру на основі блокчейна.
4. В Індії планують боротися із земельним шахрайством за допомогою даної технології.

Більш того, вже зараз мережа блокчейн застосовується при ідентифікації біженців в Фінляндії. В Естонії запущена блокчейн-система електронного громадянства. Також, система перевірки особистості на основі даної технології тестується в Бразилії, а з червня 2017 року схожа нововведення активно застосовують в ірландської консалтингової компанії Accenture і в американській корпорації Microsoft.

Як видно, блокчейн можна використовувати по-різному. Головне — чітко зрозуміти мету застосування і грамотно реалізувати задумане.

Переваги та недоліки мережі blockchain

Отже, ми розібралися майже з усіма питаннями, що стосуються технології блокчейн; зрозуміли, що це і для чого потрібно. Залишилося лише виділити сильні і слабкі сторони даної системи:

Ми розглянули суть технології блокчейн, пояснили, що це таке простими словами і в яких областях дану систему можна задіяти. Навіть незважаючи на наявність деяких мінусів, blockchain можна назвати одним з найбільш проривних творінь 21 століття. Ця технологія здатна назавжди змінити не тільки фінансовий ринок, а й сфери інших послуг. Однак тут багато що залежатиме як від зацікавленості простих людей, так і від ініціативності політичних діячів.

Відео про блокчейн: