Азбука blockchain

Объясняем на пальцах основы технологии блокчейн, чем публичный блокчейн отличается от приватного, а также почему не стоит путать блокчейн с распределенным реестром.

Блокчейн (цепочка блоков) – это технология, согласно которой определенная база данных распределяется в сети в виде следующих друг за другом блоков, которые любой участник сети может просматривать или добавлять, но не может изменить или удалить. Технология блокчейн – это также технология, которая лежит в основе самой известной в мире криптовалюты Bitcoin.

Блокчейн покорил мир ИТ, позволяя предприятиям безопасно хранить информацию в распределенной базе данных и обновлять ее в режиме реального времени. Эта технология позволяет осуществлять финансовые сделки с Bitcoin (для которых она и была изначально придумана) и многие другие операции, безопасность которых обеспечивается распределением данных в сети. 

Блокчейн – это публичный реестр, в котором хранятся данные, а обновления отображаются в каждой его копии в реальном времени, поэтому информация всегда актуальна. Эти данные доступны любому пользователю в любое время, однако они не хранятся в одном месте (то есть - нет главного хранилища), и хакеры не могут украсть или повредить основную базу данных. 

Первоначально разработанный для цифровых валют, блокчейн теперь начинают использовать в самых разных сферах, в которых важна безопасность технологии с возможностью обновлений в реальном времени.

Новые варианты использования

Блокчейн был впервые разработан в 2008 году анонимной группой или отдельным пользователем Сатоши Накамото. Никто на самом деле не знает кто этот человек/группа и настоящее ли это имя.

Блокчейн был разработан для того, чтобы избежать использования одного и того же цифрового токена несколько раз, то есть двойной траты, которая стала серьезной проблемой в индустрии цифровых валют. Блокчейн также предоставил возможность децентрализации криптовалюты, чтобы правительству и другим органам власти не приходилось ее регулировать или контролировать, делая криптовалюту абсолютно свободной мировой валютой.

Со временем технологией блокчейн заинтересовались не только криптовалютные энтузиастам, поскольку идея иметь публичный реестр, который никому не принадлежит, предоставляет значительные преимущества любым предприятиям. Во-первых, это супер-безопасно, потому что никто не владеет исходным файлом, во-вторых его можно обновлять без угрозы взлома. Это означает, что любые конфиденциальные данные, персональная информация, медицинская информация и страховые записи, могут храниться в безопасном месте.

Генерация блоков

Блокчейн состоит из блоков данных, связанных в цепочку. Цепочка криптографически защищена и распределена между теми, кто хочет изменить или добавить элементы с помощью сети. По мере развития цепочки добавляются новые блоки, и человек или узел, который добавляет блок, несет полную ответственность за его авторизацию и гарантирует его корректность. Технология блокчейн уникальна тем, что ни один из блоков не может быть изменен или удален после добавления, поэтому, перед добавлением в реестр, следует тщательно проверять правильность и точность блока.

Способ создания цепочки блоков делает ее идеальной технологией для регулируемых отраслей, которым необходимо регистрировать все изменения в бумажной форме. Поскольку блокчейн защищен от несанкционированного доступа, он представляет большую ценность для финансового сектора, и именно по этой причине он и был создан для Bitcoin.

Bitcoin-майнеры добавляют блоки, выступая в качестве узлов в огромной одноранговой сети. Подтверждая транзакции, они работают сообща без права вносить изменения в цепочку блоков. Поскольку все блоки связаны между собой, ни один из них не может быть изменен без повреждения цепочки и изменения всех остальных блоков, для этого необходимо было бы, чтобы каждый человек, который когда-либо добавлял блок в эту цепочку также изменил свой блок, что является невозможным, учитывая огромное количество независимых людей, использующих сеть.

Не все цепочки блоков построены одинаково, и время, затрачиваемое на обработку блоков транзакций, может варьироваться. Учитывая природу купли-продажи, криптовалютные блокчейны являются самым наглядным примером. Блокчейн Ethereum, поддерживающий криптовалюту Ether и множество других отраслевых проектов, способен обрабатывать транзакции примерно за 15 секунд, тогда как в сети Bitcoin это обычно занимает около 15 минут.

Более доступный и эффективный 

Как децентрализованный публичный реестр, блокчейн обычно управляется тысячами глобальных компьютеров в публичной одноранговой сети. Благодаря этому пользователи могут быстро и эффективно создавать и проверять информацию, хотя чем больше участников в цепочке блоков, тем медленнее процесс проверки. Децентрализованная природа блокчейна позволяет хранить данные в разных местах на разных серверах, а это значит, что блокчейн почти невозможно отключить путем взлома, поскольку для этого понадобиться отключить всю сеть распределенных компьютеров.

В большинстве случаев люди, использующие блокчейн, применяют единые подходы и могут иметь общие цели. Например, если вы работаете в секторе финансовых услуг, ваша главная цель – обеспечить безопасный способ хранения и обработки транзакций клиентов. Раньше предприятия использовали базы данных, однако с развитием технологии блокчейн, данные теперь можно обрабатывать точнее и намного быстрее.

Блокчейн также может сделать финансовые процессы более доступными и удобными и одновременно уменьшить вероятность случаев мошенничества. В настоящее время такие системы в основном находятся на экспериментальной стадии развития, но они постоянно совершенствуются и в будущем случаи использования станут более частыми.

Публичные и приватные

Так же, как и облачные вычисления, функция и использование цепочки блоков могут значительно различаться в зависимости от того, является ли она публичной или приватной. Основное различие между этими типами сводится к тому, кто может получить доступ к системе.

Публичные

Публичные блокчейны управляют общей сетью, что позволяет любому поддерживать реестр и участвовать в выполнении протокола блокчейн - другими словами, создавать блоки. Это важно для таких сервисов, как Bitcoin, который управляет крупнейшим публичным блокчейном, поскольку чем больше в нем участников, тем быстрее растет криптовалюта.

Публичные цепочки блоков считаются полностью децентрализованными, но для поддержания доверия они обычно используют экономические стимулы, такие как криптовалютные вознаграждения и криптографические проверки. Этот процесс требует, чтобы каждый пользователь или «узел» решал сложные и ресурсоемкие задачи, известные как «доказательство работы».

Это означает, что для публичных цепочек блоков часто требуется огромная вычислительная мощность для ведения реестра, и такие требования растут по мере добавления большего количества узлов. Учитывая количество участников сети, также невероятно сложно достичь консенсуса по любым техническим изменениям в публичной цепочке блоков, о чем свидетельствуют два последних хардфорка Bitcoin.

Приватные

Приватные цепочки блоков, возможно, являются антитезисом того, для чего была изначально разработана технология. Вместо децентрализованного открытого реестра, приватные цепочки блоков полностью централизованы, поддерживаются узлами, принадлежащими одной организации.

Приватные цепочки блоков позволили технологии процветать в рамках тех организаций, которым нужны те же оптимизированные транзакции, предлагаемые публичными цепочками блоков, только с очень ограниченным доступом. Поскольку в сети меньше участников, транзакции обычно дешевле и быстрее проверяются, а исправления ошибок или обновления сети могут быть реализованы почти сразу.

Распределение и использование данных, хранящихся в приватных цепочках, осуществляется через системы доступа, и участники узла могут предоставлять доступ к ним внешним сторонам, таким как аудиторы или регуляторы, которые хотят проверить внутреннюю работу компании.

К сожалению, поскольку число узлов, поддерживающих цепочки блоков, меньше, приватные цепочки не могут обеспечить такой же надежный уровень безопасности, как у децентрализованных цепочек.

Консорциум

«Консорциум» - это так называемое «гибридное облако» цепочки блоков. Он обеспечивает надежные средства управления и транзакции с высоким уровнем доверия как в приватных цепочках блоков, но не ограничивается контролем со стороны одного объекта.

Консорциум – это что-то среднее между публичной и приватной цепочкой блоков. Несмотря на то, что он обеспечивает такой же ограниченный доступ и высокую эффективность, обеспечиваемую приватными цепочками блоков, выделенные узлы управляются внешними компаниями или агентами, вместо того, чтобы иметь доступ только для просмотра, как у приватной цепочки блоков.

Чтобы понять, чем он отличается, представьте, что блокчейны консорциума – это группа советников, каждый из которых несет ответственность за управление блокчейном, и у каждого есть право давать доступ посторонним лицам на прочтение блокчейна.

Учитывая структуру консорциума – это идеальное решение для поддержки работы правительственных комитетов или отраслевых рабочих групп, в которых ряд компаний может объединиться для решения проблемы – то ли это борьба с изменением климата, то ли ведение единого реестра для поддержки работы Организации Объединенных Наций.

Блокчейн в сравнении с технологией распределенных реестров 

Понятие «блокчейн» часто неправильно толкуется, его часто используют как универсальный термин для децентрализованной распределенной базы данных. Однако на самом деле блокчейн является лишь одной из форм более широкого понятия технологии распределенных реестров (DLT).

Распределенный реестр, как следует из названия, это база данных, которая распределена по нескольким местоположениям, например, зданиям, организациям или даже странам. Система позволяет избежать необходимости в централизованном хранилище или посреднике, поскольку сама сеть отвечает за авторизацию и запись транзакций. Поскольку нет центральной базы данных, к которой люди обычно подключаются, во всей сети должен быть достигнут консенсус перед одобрением изменения.

Эта идея очень радушно была принята всеми отраслями, которые стремятся модернизировать способ обработки транзакций, поскольку она способна трансформировать весь финансовый сектор.

DLT может иметь различные форматы, но основная идея децентрализованного контроля остается. Один тип распределенных реестров позволяет хранить данные на разных узлах, например, банковские записи, которые начинаются на букву «a», могут храниться на одном узле в определенном месте, а те, которые начинаются на букву «я» – в другом. Это означает, что данные распространяются по сети, а не реплицируются каждому участнику, как в традиционной базе данных, поэтому взломать его практически невозможно.

Блокчейн относится к другому типу распределенных реестров, который отличается от приведенного выше примера. Блокчейн – это определенная структура данных, в которой записи хранятся в блоках. Это способ управления данными в форме, которая обеспечивает синхронизацию между всеми участниками в сети, как раз то, что необходимо для поддержки технологий, таких как криптовалюта.

Несмотря на успех технологии блокчейн в качестве основы для криптовалюты Bitcoin, система не обязательно должна иметь майнеров и токены, чтобы квалифицироваться как блокчейн – термин просто относится к структуре формирования данных в блоки. Цепочки блоков, таким образом, являются децентрализованными реестрами, где данные реплицируются, а не распределяются.

К сожалению, частота, с которой термины "блокчейн" и "распределенный реестр" используются взаимозаменяемо, создали путаницу в отношении технологии в целом, что заставило многих отказаться от блокчейна как от инструмента, используемого для bitcoin.