Технология блокчейн: принципы работы и перспективы применения
Технология блокчейн: принципы работы и перспективы применения
Блокчейн уже более десяти лет эффективно работает на поддержание цифровой экономики буквально во всех ее формах. Он появился в 2008 году как авантюрный протест против централизованных финансовых систем и банковского посредничества. Созданная на его основе криптовалюта Bitcoin по сей день остается самым перспективным активом современности, а сама технология начала использоваться в логистике, создании терминалов для голосования, медицине и бизнесе.
В этом материале мы рассмотрим принципы того, что такое блокчейн, как он работает и для чего используется. Также здесь мы обсудим перспективы применения технологии в разных сферах жизни и ее значение для современного информационного общества.
Содержание статьи
Технология блокчейн в действии
Алгоритмы консенсуса в цепочке кода
Преимущества блокчейна: конфиденциальность и безопасность
Публичный и приватный блокчейны
Распределенный реестр и его особенности
Где ежедневно применяется блокчейн
Технология блокчейн в действии
Блокчейн — это, в прямом смысле слова, цепочка программного кода, состоящая из блоков, которые невозможно скрыть, удалить или поменять местами. Эти блоки представляют собой зашифрованную информацию о всех изменениях в цепочке до нынешнего состояния. Они расположены последовательно и взаимодействуют таким образом, что каждый новый блок содержит информацию, заключающуюся во всех предыдущих.
Говоря о том, что такое блокчейн простыми словами, можно привести аналогию с электронной книгой реестра в обувных магазинах одной сети. Когда в один из магазинов прибывает пара обуви, в общую книгу учета заносятся ее наименование и время отгрузки. Эта информация есть у администраторов всех магазинов одновременно. Если пару обуви перемещают в другой магазин, администрация заносит данные о том, когда и куда была отправлена эта пара. Информация заносятся в порядке очереди, поскольку товар не может быть в двух магазинах одновременно.
К примеру, блокчейн биткоина — это цепочка кода, состоящая из информации о всех состоявшихся перемещениях определенных сумм криптовалюты. Она хранит данные о том, кто, кому, когда и сколько перевел монет. Все транзакции в блокчейне осуществляются в порядке очереди и не могут быть подделаны.
Но кто гарантирует достоверность этих транзакций?
Алгоритмы консенсуса в цепочке кода
Говоря о том, как работает блокчейн в криптовалюте, следует уточнить, что гарантами валидации транзакций внутри сети выступают все пользователи. Как это происходит? Дело в том, что вся цепочка кода хранится на каждом устройстве, подключенном в одноранговую сеть цифровой валюты. Сама блокчейн платформа использует один из алгоритмов консенсуса, который позволяет пользователям договориться, что транзакция валидна.
Выделяют следующие основные типы алгоритмов консенсуса, на которые опирается экосистема blockchain:
PoW (Proof-of-Work)Этот алгоритм валидирует транзакции путем решения сложных математических задач, поступающих от блокчейна. Такое решение требует от устройств значительных мощностных ресурсов, но плюс в том, что оно легко проверяется;
PoS (Proof-of-Stake)Данный алгоритм предлагает владельцам криптовалюты блокировать свои сбережения на некоторое время. Делается это для того, чтобы предоставить системе доказательства наличия определенного количества монет у конкретного пользователя. Замороженная сумма рассчитывается в процентах от общего количества единиц данной криптовалюты. Этот процент называется ставкой (Stake). Чем она выше — тем больше вознаграждение для валидатора транзакции. Таким образом, буквально каждый владелец криптовалюты становится ее добытчиком (майнером), а сама система становится более устойчивой и надежной.
DPoS (Delegated Proof Of Stake)Комбинированный алгоритм валидации предполагает делегирование подтверждения транзакций. Это значит, что блок цепи формируется отдельными узлами сети (нодами), которые в итоге разделяют премию за его добычу между всеми участниками, которые делегировали подтверждения на эту ноду
Уникальный принцип программирования блокчейна организован так, что любая атака на эту систему является попросту невыгодной. Алгоритмы консенсуса не могут дать сбой, поскольку валидация транзакций происходит одновременно из всех узлов сети.
Преимущества блокчейна: конфиденциальность и безопасность
Благодаря выверенной работе алгоритмов, операции по сценарию блокчейна безопасны, публичны и, при этом, гарантируют пользователям полную конфиденциальность. Чтобы понять, как это работает, можно представить саму цепочку кода как общую папку на устройстве, или как блокчейн кошелек с открытой статистикой.
У каждого владельца криптовалюты есть публичный адрес и приватный ключ. Отправитель создает транзакцию со своего публичного адреса, подтверждая ее ключом. После ее валидации, получатель принимает перевод, открывая его своим ключом. При этом, перемещение средств полностью открыто, потому, что происходит в папке с общим доступом. Но открыть перемещенный “файл” может только обладатель приватного ключа.
Этот механизм обеспечивает анонимность содержимого транзакций и открытость информации о них, создавая комфортную и безопасную среду для обмена данными.
Публичный и приватный блокчейны
Если говорить просто о сложном, то блокчейн — это эффективный, в меру быстрый и многофункциональный инструмент для организации дистанционного взаимодействия между многочисленными узлами многоуровневых систем. В случае криптовалют, удобная “blockchain technology” обеспечивает учет, обработку и контроль всех операций с цифровыми деньгами. При этом, информация об этих операциях полностью публична, а сама система тем надежней, чем больше в ней пользователей. В этом и заключается основной принцип того, как работает публичный блокчейн.
Однако для частных компаний, медицинских и государственных учреждений публичное хранение информации часто неприемлемо. В таких организациях используется приватный блокчейн. Основные принципы его работы — это:
- ограниченный администрацией проекта доступ к информации в цепочке кода;
- наличие приватных ключей к реестру и разных уровней доступа к данным;
- использование дополнительных инструментов защиты приватной информации.
Зачастую, разработка блокчейна для приватных целей ведется секретно, а сама цепочка кода централизована и может быть дешифрована ограниченным кругом лиц.
Распределенный реестр и его особенности
Распределенные реестры, как и блокчейны, представляют собой одну из разновидностей децентрализованных баз данных. Однако, если блокчейн использует запись в реестрах исключительно в виде цепи из блоков данных, то распределенный реестр не ограничен форматами внесения и хранения данных.
Кроме того, децентрализованный реестр не всегда включает алгоритмы консенсуса. В зависимости от поставленных разработчиком целей, он может быть как открытым, так и приватным.
Смарт-контракты на блокчейне
Умные контракты — яркий пример эффективного использования блокчейна в финансах при сотрудничестве коммерческих компаний. Технология позволяет исключить из цепочки взаимодействия контрагентов всех посредников и автоматизировать выполнение обязанностей сторон по договору.
Традиционно, большинство смарт-контрактов заключается на блокчейне Ethereum. Он позволяет вписывать в цепочку кода условия, соблюдение которых одной стороной приводит к автоматической оплате за их выполнение — другой. Однако, успешность сделок по умным контрактам напрямую зависит от однозначности постановки условий сотрудничества, что иногда вызывает сложности.
Где ежедневно применяется блокчейн
Уже в течение нескольких лет блокчейн активно применяется в логистических и транспортных системах. С его помощью создаются прозрачные и открытые для всех участников операций условия перевозок.
Не менее популярна технология и в сфере закупок и тендеров, документооборота и недвижимости. Многие крупные компании делают ставку на использование блокчейна, что в подавляющем большинстве случаев позволяет повысить скорость и качество предоставляемых ими услуг.
Перспективы блокчейна
Похоже, что распределенные реестры и блокчейн уже в ближайшем будущем монополизируют буквально все сферы, в которых необходимо вести точный и прозрачный учет информации.
Наиболее перспективными отраслями применения технологии должны стать системы образования, здравоохранения, фармакологии и транспорта.
Не стоит забывать и о криптовалютах, которые открыли блокчейн для широкой общественности. Экспертные прогнозы крипторынка не всегда однозначны, но статистика показывает, что цифровые деньги становятся всё более популярными и уверенно выходят на общий конкурентный уровень с традиционными биржевыми активами.
Итоги
Успехи в применении распределенного реестра однозначно доказали ценность блокчейна не только для отрасли электронной экономики, но и для внушительного перечня сфер человеческой жизни. Криптовалюта — это лишь один из множества примеров того, насколько революционным может быть внедрение современных технологий в жизнь общества. Достоверно неизвестно, как именно блокчейн изменит мир в будущем, но то, что он меняет мир уже сегодня — не вызывает никаких сомнений.
