Що таке блокчейн?

Що таке блокчейн?Блокчейн - це особливий вид бази даних, в яку можна тільки лише вносити інформацію (а не видаляти або змінювати). Відповідно до своєї назви, структура блокчейна нагадує ланцюжок з блоків, які ми можемо назвати певними порціями інформації, що додаються в базу даних. Кожен блок містить покажчик на попередній блок і деяку комбінацію інформації про транзакції, тимчасових міток та інших метаданих для підтвердження його достовірності.

Оскільки вони взаємопов'язані, записи не можуть бути відредаговані, видалені або змінені будь-яким чином, бо це зробить недійсними всі попередні блоки.

Як працює блокчейн?

Коли блокчейни розростаються, мережа дозволяє користувачам координувати свої дії навколо загального джерела істинні, при відсутності необхідного довіри один до одного. У розподіленої мережі немає ні одного боку, здатної зламати добре побудований блокчейн.

Щоб самостійно перевірити стан блокчейн-мережі, користувач повинен завантажити спеціальне програмне забезпечення. Після установки та запуску на комп'ютері користувача дана програма взаємодіє з екземплярами мережі на інших комп'ютерах з метою завантаження/звантаження інформації (такий як транзакції або блоки). Новий користувач завантажує блок, щоб переконається в тому, що він був створений в рамках правил системи, й передає цю інформацію іншим пірам.

Таким чином у нас виходить екосистема, яка може складатися з сотень, тисяч або десятків тисяч об'єктів, які запускають і синхронізуються з однієї й тієї ж копією бази даних (ми називаємо такі об'єкти вузли або ноди). Це робить мережу вкрай надлишковою й цілодобово доступною.

Як інформація додається в блокчейн?

Сатоши запропонував систему, під назвою Proof-of-Work, яка надала можливість додавати блоки в мережу. Щоб підтвердити блок, суб'єкт даного процесу повинен пожертвувати своєю обчислювальною потужністю, щоб підібрати правильне рішення, встановлене протоколом (така робота містить в собі багаторазове хешування даних для отримання числа, нижче певного числового значення).

Цей процес називається майнінг. Якщо майнер правильно вгадує рішення блоку, йому надається можливість його сформувати (з непідтверджених транзакцій, відправлених йому від пірів), і таким чином розширить ланцюжок. В результаті своєї роботи, він отримує винагороду, виражену в нативному токені даного блокчейна.

Хешування за допомогою односторонньої функції означає, що ґрунтуючись на виході практично неможливо вгадати вхід. Але з огляду на вхід, представляється можливість тривіально перевірити дані на виході. Таким чином, будь-який учасник може перевірити, що майнер сформував «правильний» блок і відхилив всі недійсні. У разі, коли майнера виявили в спробі додати неприпустимий блок, він не отримує винагороду за це й даремно витрачає свої ресурси.

У криптовалютних системах, залежність від криптографії з публічним/приватним ключем також гарантує, що сторони, які взаємодіють між собою, не зможуть витратити кошти, якими вони не володіють. Монети прив'язані до приватних ключів (відомим тільки власнику), і тільки справжній підпис, що підтверджує їх переміщення, дозволяє здійснити транзакцію.

Proof-of-Work, це перевірена схема досягнення консенсусу серед користувачів, але вона не є єдиною у своєму роді. Альтернативи, такі як Proof-of-Stake або Delegated Proof-of-Stake тощо, все краще вивчаються, але цього алгоритму ще необхідно підібрати найбільш відповідний варіант реалізації в правильній для нього формі (деякі різновиди гібридних механізмів консенсусу на даний момент вже функціонують).

Хто винайшов технологію блокчейн?

Основна ідея незмінного ланцюжка даних зароджувалася на початку 90-х років. Дослідники У. Скотт Сторнетта та Стюарт Хабер опублікували статтю під назвою «How to Time-Stamp a Digital Document», в якій розглядалися ефективні методи створення тимчасових відміток для файлів, які не можуть бути відредаговані або підроблені.

Однак підхід Сторнетти й Хабера був недосконалий і все ще не виключав наявності довіри до третіх осіб. Технологія блокчейн включає в себе інновації безлічі різних вчених в області комп'ютерних технологій, але тільки Сатоши Накамото вважається творцем системи.

Що блокчейни дозволяють реалізовувати?

Криптовалюта була лише верхівкою айсберга. Багато хто побачив потенціал децентралізованих обчислень після появи децентралізованих грошей. Подібно до того, як блокчейни першого покоління, такі як біткоїн, представили загальну базу даних з транзакціями, друге покоління мереж, подібні Ethereum, привели до появи смарт-контрактів. Смарт-контракти - це програми, які встановлюються поверх блокчейнів, щоб управляти обумовленим переміщенням токенів.

Завдяки використанню смарт-контрактів виключається наявність центрального сервера не виконуючого код, це означає, що єдина точка відмови на рівні хостингу не є значущою. Користувачі можуть проводити аудит програмного забезпечення (з огляду на його загальнодоступність), а розробники розробляти контракти таким чином, щоб їх роботу не можна було відключити або змінити в односторонньому порядку.

Додаток на блокчейні може містити в собі:
  • Криптовалюта: Цифрові валюти є надзвичайно потужним інструментом переказу коштів при відсутності єдиної точки відмови й усіляких посередників. Користувачі можуть відправляти й отримувати кошти по всьому світу за короткий проміжок часу (і часто коштом невеликої кількості операційних витрат), який буде потрібно для банківського переказу. Монети не можуть бути конфісковані й транзакції не можна скасувати або заморозити.
  • Обумовлені платежі: Між Ганною та Іваном відсутня довіра один до одного, але вони хочуть зробити ставку на результат спортивного матчу. Вони відправляють 10 ETH на смарт-контракт, який передає дані через оракула. В кінці матчу контракт визначає, яка команда виграла, і виплачує переможцеві виграш за ставку, в розмірі 20 ETH.
  • Розподілені дані: Блокчейни стикаються з деякими проблемами щодо масштабованості, але вони можуть взаємодіяти з розподіленими сховищами для менеджменту файлів. Керувати доступом можна за допомогою смарт-контракту, в той час як дані зберігаються в оф-чейн контейнері.
  • Цінні папери: Оскільки активи представляють певний ступінь ризику контрагента, security-токени засновані на блокчейні вважаються вкрай необхідним нововведенням для фінансового сектора. Вони являють собою новий вид ліквідності й можливостей в області безпеки, а також дозволяють токенізувати активи, власність або капітал.
Технологія блокчейн передбачає широкий спектр варіантів використання. 

Висновок

Публічні блокчейни є загальнодоступними, це означає, що вам не потрібно проходити процедуру автентифікації, перш ніж стати учасником даної екосистеми. Для того, щоб почати користуватися біткоїном або іншими криптовалютами користувачеві потрібно лише завантажити програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, щоб приєднатися до мережі.

З огляду на доступність регістрів, заборонити брати участь з боку третіх осіб неймовірно складно, і практично неможливо насильно припинити роботу всієї мережі. Така доступність робить дану систему привабливим інструментом для безлічі користувачів.

У той час, як найпопулярніші блокчейн програми пов'язані з фінансовими операціями, є безліч інших областей, де їх застосування може бути вкрай продуктивним і корисним в майбутньому.