Блокчейн: полное руководство
Наверное, каждый, кто интересовался криптовалютой, слышал о блокчейне. Если вам известен этот термин, то вы знаете, что на основе технологии блокчейн работает биткоин и многие другие криптовалюты. Чем же ещё интересен блокчейн? Как он работает? Где он используется? Какие у него перспективы в будущем? Обо всём этом мы расскажем в этой статье.
Что такое блокчейн
Это система децентрализованных цифровых публичных реестров, в которых хранятся транзакции. Информация помещается в цепочки блоков, откуда и берёт название блокчейн (с англ. block — блок, chain — цепь). Компьютеры сети обмениваются этой информацией с помощью криптографии.
У блокчейна множество функций. Он используется не только в сфере криптовалют, но и в здравоохранении, для выполнения смарт-контрактов, работы цепочек поставок и электронных устройств. Давайте разберёмся, как работает блокчейн.
Как работает блокчейн
Информация на блокчейне хранится в цифровых файлах, которые называются блоками. Они не принадлежат ни одной центральной организации, то есть децентрализованы. Механизм блокчейна состоит из нескольких элементов.
Децентрализованная структура
Основная идея блокчейна заключается в децентрализации. Впервые она была реализована в биткоине в 2009 году. До этого, 31 октября 2008 года, был опубликован whitepaper биткоина под названием Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System («Биткоин: одноранговая электронная денежная система») от автора под псевдонимом Сатоши Накамото. В нём Накамото предположил, как будет работать технология блокчейн, и представил своё видение денежной системы без участия банков, или системы для народа.
Накамото предложил «по-настоящему одноранговую версию электронных денег, которые позволят проводить онлайн-платежи напрямую без участия финансовых учреждений». 3 января 2009 года в блокчейне биткоина был создан первый блок. Это событие стало первым шагом к революции в традиционных централизованных финансовых системах с ориентиром на банки.
Ноды
Ноды — это связанные друг с другом компьютеры, которые обмениваются информацией в публичном реестре — сети блокчейн.
Каждая нода хранит копию блокчейна и подтверждает все транзакции в нём. Подделать информацию в блокчейне очень сложно, поскольку для этого нужно будет изменить записи на каждой ноде.
Ноды играют важную роль в процессе майнинга биткоина. В этой структуре нет центрального органа, поэтому именно ноды договариваются между собой, какую транзакцию в сети можно подтвердить. Только после этого блок добавляется в блокчейн, а майнеры получают награды. После последнего халвинга биткоина размер вознаграждения биткоина составляет 6,25 BTC. Ноды «договариваются» о том, какие транзакции подтверждать, с помощью механизма консенсуса. Обычно это Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS). Алгоритм PoW использует биткоин и многие другие криптовалюты, например Litecoin — форк, или отделившаяся от биткоина сеть.
Механизмы консенсуса
PoW и PoS — два основных механизма консенсуса в сфере криптовалют.
PoW. Майнеры соревнуются друг с другом, решая сложную математическую задачу по вычислению хеша. Тот майнер, у которого это получилось, подтверждает новый блок в блокчейне и получает награду в виде новых монет.
PoS. В отличие от PoW, в этом механизме консенсуса «победитель» выбирается случайным образом. Однако чем выше доля майнера в стейкинге, тем больше его шанс получить награду. Алгоритм PoS внедрён в обновлении Ethereum 2.0.
Механизм Delegated Proof of Stake (DPoS) отличается от PoS. В этой системе выбираются делегаты, которые майнят новые блоки и обеспечивают выполнение правил консенсуса. Если они не выполнят свою работу как надо, то их могут снять с должности, как например политиков. Этот механизм консенсуса используют такие криптовалюты, как EOS.
Криптографическое хеширование
Криптографическое хеширование — основа безопасности блокчейна. Оно подразумевает одностороннее шифрование данных в виде уникального текста. Этот процесс нельзя обернуть вспять. На блокчейне биткоина в результате хеширования получается хеш из 64 символов.
Можно ли взломать блокчейн
Уникальный цифровой текст нельзя расшифровать, чтобы получить изначальные данные, поэтому считается, что блокчейн надёжно защищён от взлома. Хакеры могут проводить атаку 51%, пытаясь заполучить больше половины хешрейта (вычислительной мощности) в сети блокчейн. Если у них это получится, то они смогут заблокировать транзакции или даже изменить уже подтвержденные и расходовать монеты дважды.
До сих пор на блокчейн биткоина не удалось совершить атаку 51%, что нельзя сказать о других криптовалютах. Один из таких случаев произошёл в мае 2018 года. Атака 51% была совершена на сеть Bitcoin Gold, в результате чего была украдена криптовалюта на $18 млн. К счастью, такое происходит нечасто, ведь для проведения атаки нужно огромное количество хешрейта. Нельзя сказать, что блокчейн невозможно взломать, но это очень маловероятно.
Как используется блокчейн
Мы знаем, что на блокчейне работают криптовалюты, но какие ещё есть преимущества у этой технологии?
Криптовалюты
Как мы уже говорили, блокчейн фундаментальным образом определяет суть криптовалют — это децентрализованные активы, которые не подвержены влиянию централизованных органов, например банков или правительства. Биткоин можно назвать самой популярной криптовалютой, но это лишь верхушка айсберга. Благодаря технологии, изобретённой Сатоши Накамото, появилось множество монет, от альткоинов до стейблкоинов и токенов DeFi.
Здравоохранение
Хакеры крадут конфиденциальные данные пациентов из электронных медицинских архивов (ЭМА), чтобы выдавать себя за других людей или продавать данные третьим лицам.
Блокчейн может решить эту проблему с помощью продвинутой криптографии. Записи можно добавлять в надёжный защищённый блокчейн, который со временем увеличивается. В процессе добавления необходимо достигать консенсуса, поэтому хакерам очень сложно взломать такую систему.
Компания Health Wizz использует блокчейн, чтобы предоставлять пациентам полный контроль над своими медицинскими данными. Децентрализованная мобильная платформа позволяет управлять сведениями о здоровье и продавать их третьим лицам по желанию в обмен на токены.
С ЭМА возникают и другие трудности. Например, иногда доктора не могут получить доступ к информации о пациентах из другой организации. Это связано с тем, что в некоторых странах учреждения используют ПО ЭМА от разных производителей, которые не обмениваются друг с другом данными. Единая комплексная система принесла бы выгоду всем — и докторам, и пациентам, — но не компаниям, которые лишились бы прибыли от больших комиссий.
Многие страны уже пытались объединить ЭМА в одну систему, но зачастую это невероятно сложно. В 2011 году в Великобритании бросили попытку создать связанную систему с данными о пациентах для всей Национальной службы здравоохранения, потратив на проект около £10 млрд.
Блокчейн может предложить единую ЭМА-систему, принадлежащую пациентам, в которой их сведения будут передаваться безопасным способом в разные финансовые учреждения. При этом доступ к новой информации будет предоставляться сразу после её добавления.
Стоит отметить, что блокчейн не может заменить сами ЭМА, поскольку в нём можно проводить семь транзакций в секунду, а в ЭМА этот показатель достигает 12 000. Однако блокчейн может предложить дополнительные функции и гарантировать, что записи полные и целостные, а пациент согласился делиться своими данными.
Смарт-контракты
Смарт-контракты — это обычные контракты, но на блокчейне, то есть для их выполнения не нужны посредники. Такие контракты исполняются, только когда достигаются заранее определённые условия, прописанные в виде компьютерного кода на блокчейне. Смарт-контракты появились в блокчейне Ethereum в 2015 году. У них множество способов применения. Некоторые из них мы перечислили ниже.
Страхование
Смарт-контракты позволяют быстрее и дешевле обрабатывать страховые случаи, помогая чётко определять, были ли выполнены условия. Когда такими случаями занимаются адвокаты, весь процесс становится более субъективным и на него уходит больше времени и средств.
Цепочки поставок
Смарт-контракты могут облегчить управление цепочками поставок. Как и в случае со страхованием, смарт-контракты устраняют субъективность, благодаря чему проще проверять, достигаются ли поставленные цели на блокчейне.
Смарт-контракты могут произвести революцию в сфере здравоохранения — решить проблему рынка медицинских препаратов по рецепту в США, устранив необходимость в посредниках. Такой подход может значительно снизить расходы потребителей.
Недвижимость
Смарт-контракты могут снизить стресс при покупке или продаже дома. Они устраняют необходимость в посредниках, например агентов недвижимости, и покупатель может самостоятельно проводить сделку с продавцом. Когда будут выполнены условия продажи дома, его покупка произойдёт с помощью смарт-контракта.
Видеоигры
Невероятно, но чудеса технологии блокчейн проникли даже в эту индустрию. В 2017 году была выпущена игра CryptoKitties. В ней нужно растить, покупать и продавать виртуальных котов. Возможно, не каждому придётся по душе такая игра, но она стала популярной благодаря тому, что работала на блокчейне Ethereum.
С тех пор технология блокчейн значительно приспособилась к миру видеоигр, хотя и находится ещё на ранней стадии развития. Путь в эту сферу ей открыли игры с коллекционными карточками. Например, в игре God’s Unchained можно торговать такими предметами онлайн, используя кошелёк Ethereum, в том числе MetaMask.
Применение блокчейна в будущем
Удивительно, но потенциал технологии блокчейн только начал раскрываться. Сейчас она проходит ранний этап своего развития. Давайте посмотрим, какой может стать эта технология и как она повлияет на нашу жизнь в ближайшем будущем.
Повышение уровня жизни в мире
Технология блокчейн помогает бороться с бедностью и коррупцией, предоставляя финансовые возможности всем, у кого нет доступа к банковскому обслуживанию.
Кроме того, эта технология даёт огромный потенциал роста небольшим компаниям в развивающихся странах. Децентрализованный характер криптовалют позволяет такому бизнесу работать на мировом уровне.
Удостоверения личности на блокчейне
В этой сфере уже есть проекты. Скорее всего, в будущем мы будем всё чаще использовать удостоверения личности онлайн с помощью блокчейна. Он позволяет хранить персональные данные в публичном распределённом реестре, снижая риск кражи таких данных.
Как мы уже упоминали выше, блокчейн может значительно улучшить сферу медицинских данных. То же самое касается информации для правительства, найма, налогообложения и даже голосования.
Предполагается, что на выборах президента США в 2020 году были подделаны голоса. Блокчейн может устранить такую возможность в будущем. Например, CEO Binance Чанпэн Чжао написал в Twitter, что система голосования на основе блокчейна может избавить ото всех подозрений в мошенничестве и повысить конфиденциальность голосующих.
Улучшенная прозрачность
Технология блокчейн основан на децентрализации и прозрачности. По мере роста своей популярности она может влиять на то, как работают компании. Благодаря блокчейну скрывать информацию будет всё труднее. А это выгодно потребителям и людям в целом.
Музыка
С появлением интернета мы стали слушать музыку по-другому, но не всем исполнителям это принесло выгоду. В конце 90-х гг. появился Napster, после чего в этой сфере стало процветать пиратство.
Даже с появлением таких законных стриминговых сервисов, как Spotify, доход исполнителей значительно снизился по сравнению с тем временем, когда фанаты в больших количествах скупали CD (а если ещё раньше, то грампластинки и кассеты). Может ли блокчейн качнуть этот маятник в другую сторону?
Эта технология может сделать прозрачной информацию о том, сколько роялти получают исполнители. Тогда стриминговые сервисы больше не смогут им недоплачивать. Кроме того, блокчейн может решить проблемы с правами на интеллектуальную собственность исполнителей. В нём можно явным образом указывать, кому принадлежат конкретные произведения.
Заключение
Блокчейн — это революция, которая только началась. Он меняет традиции в нашей жизни и уже сменил парадигму денег, превратив их в цифровые активы. Благодаря блокчейну в будущем мы будем мыслить и действовать по-другому во многих аспектах жизни.
Анонимность блокчейна не только дополнительно защищает данные, но и обеспечивает невероятно удобный доступ к ним. Благодаря блокчейну каждый может бесплатно использовать информацию.