Принцип работы блокчейн

В данной статье описывается принцип работы блокчейна, а также перспективы его развития.

Рубрика: Информационные технологии

Дата публикации: 25.05.2019 2019-05-25

Статья просмотрена: 155 раз

Библиографическое описание:

Васильев, В. И. Принцип работы Blockchain / В. И. Васильев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 21 (259). — С. 25-27. — URL: https://moluch.ru/archive/259/59543/ (дата обращения: 30.12.2020).

В данной статье описывается принцип работы блокчейна, а также перспективы его развития.

Ключевые слова: блокчейн, blockchain, технология, криптовалюта, принцип работы.

В последние годы в мире стали популярны технологии блокчейн. С чем связана такая нужда в блокчейне?

Блокчейн (англ. blockchain, изначально block chain) — это способ хранения данных или, как его еще называют, цифровой реестр транзакций. В него можно добавлять данные практически обо всем: о выданных кредитах, правах на собственность, результатах голосования, фактах нарушения Правил дорожного движения, бракосочетаниях и так далее [1].

Рассмотрим работу блокчейн на примере работы популярной криптовалюты Bitcoin

Каждый последующий блок содержит nonce, транзакции и контрольную сумму предыдущего блока. Таким образом осуществляется многоуровневое хеширование, принцип которого показан на рисунке 1. Из блоков формируется база данных, которая сохраняет все записи, совершаемые пользователями системы. Использование технологии многоуровнего хеширования исключает возможность изменить содержимое блока без изменений последующих блоков.

Рис. 1. Схема работы транзакций в Bitcoin

Технология блокчейн имеет множество преимуществ таких как:

− Защиту от изменения данных

− Прозрачность совершаемых транзакций

− Технология имеет открытый исходный код

Но также технология обладает и рядом существенных недостатков:

− Низкая скорость совершаемых транзакций

− Для совершения транзакций необходимо постоянно увеличивать вычислительную мощность оборудования

− Невозможность восстановления доступа к системе при потере пароля.

Наиболее распространена технология блокчейн в сфере криптовалют, принцип работы которого представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Принцип работы блокчейн на примере криптовалют

Также на сегодняшний день Bitcoin не является заменой валютных единиц и массовым способом оплаты, так как имеет ряд недостатков:

− Обладает большой волатильностью

− Существует угроза дефляции

− Отсутствие законодательного регулирования

− Малая скорость транзакций

Однако исследователи Circle Research проанализировали объем инвестиций в блокчейн-компании в 2018 году, и обнаружили что вложения превысил $5 млрд. Эта сумма в три раза больше, чем годом ранее и в шесть раз превышает показатель 2016 года. [3]

Блокчейн достаточно интересная технология, обладающая рядом серьёзных недостатков, не позволяющая ей стать сильным конкурентом существующим технологиям. Однако открытость данной технологии и её высокая надёжность смогут помочь в дальнейшем развитии и доработки данной технологии до конкурентоспособной стадии.

• Криптография с закрытым ключом
• Распределенные реестры
• Способы учета транзакций в сети

Цепи блоков

В других областях финансовой системы технология может использоваться в клиринге и расчетах, которые с традиционными подходами могут иногда занимать дни. Также блокчейн может использоваться в автоматизации регулирования путем перевода содержания нормативных актов в код, после чего определенные виды транзакций будут автоматически блокироваться, а другие – разрешаться. И в финансовой, и не в финансовой сфере способов применения этой передовой технологии – великое множество.

Но, как и с любой другой перспективной технологией с обширным потенциалом, сразу так и не скажешь, какой способ применения ее будет наилучшим. Время идет, и “эксперименты” с возможностями наверняка продолжатся – как в плане поиска новых способов применения, так и в плане повышения эффективности уже использующихся. Одновременно уже действующие сети блокчейн (как, например, по криптовалютам типа биткоина) будут и далее расширяться.

Основы блокчейна

Основы блокчейна

Блокчейн — это совместно используемый, неизменный реестр, который упрощает процесс записи транзакций и учета активов в бизнес-сети. Актив может быть материальным (дом, автомобиль, деньги, земля) или нематериальным (интеллектуальная собственность, патенты, авторские права, брендинг). Отслеживать и продавать с помощью блокчейна можно почти все, что имеет какую-либо ценность. Эта технология снижает риски и расходы для всех задействованных сторон.

Целесообразность блокчейна

Для более глубокого понимания блокчейна следует понять, для чего изначально предназначалась эта технология: она появилась в ответ на потребность в эффективной, выгодной, надежной и безопасной системе для проведения и учета финансовых операций.

Недостатки существующих систем обработки транзакций

На протяжении всей своей истории человечество изобретало инструменты доверия: чеканные монеты, бумажные деньги, аккредитивы и банковские системы. Все это служило гарантом защиты покупателей и продавцов при обмене ценностями. С появлением значимых инноваций (к примеру, телефонная связь, системы кредитных карт, Интернет и мобильные технологии) транзакции стали удобнее, быстрее и эффективнее, а дистанция между продавцами и покупателями существенно сократилась (а в некоторых случаях практически исчезла).

Но несмотря на это, многим деловым операциям по-прежнему недостает эффективности, они дорого обходятся и являются уязвимыми в силу следующих ограничений:

Для решения этих и других задач необходимы более быстрые платежные сети, предоставляющие средства установления доверия, не требующие специализированного оборудования, не предполагающие сборов или ежемесячных платежей за услуги и предлагающие общее решение для бухгалтерского учета для обеспечения прозрачности и доверия.

Фишка блокчейна в том, что страницы (читай блоки) этой книги одновременно хранятся у всех пользователей сети, постоянно обновляются и ссылаются на старые страницы (подробнее об этом в статье про майнинг биткоинов). И если кто-то попытается обмануть систему, вырвав или вклеив в книгу какую-то страницу, то система сразу же обратиться к десяткам тысяч других версий этой книги и обнаружит несоответствие в структуре блоков.

Помимо криптовалют, технология блокчейна уже привлекает даже старые финансовые институты. По данным фонда Santander Innoventures на конец 2016 года было зарегистрировано более 25 кейсов с использованием блокчейна в финтехе.

Второй способ использования системы — это умные контракты, которые вырезают из уравнения множество юридической волокиты. Например, электронный нотариус Stampery заверяет сделки с помощью блокчейна.

Еще один интересный способ использования — это сфера авторского права и личных данных. Сервис Ascribe помогает художникам и другим творческим людям подтвердить своё авторство с помощью блокчейна. Стартапы вроде Civic и UniquID Wallet позволяют людям с помощью блокчейна и биометрической защиты создавать цифровые ID, которые невозможно подделать и которые в будущем могут заменить обычные удостоверения личности.

В целом, областей применения блокчейна вагон и маленькая тележка — от торговли алмазами и золотом, до создания систем распределения энергии и систем президентских/парламентских голосований.

Технология/платформа блокчейн (цепочка блоков) — четко структурированная база данных с определенными правилами. Вид распределенного реестра.

Технология/платформа блокчейн (цепочка блоков) — четко структурированная база данных с определенными правилами. Вид распределенного реестра.

Как вид распределенного реестра, он может существовать без управляющего сервера.
Информация о базе данных хранится на множестве компьютеров.
Принцип работы блокчейн — прозрачность совершаемых операций.
В блокчейне нельзя удалять или изменять данные, сохраненные в ранее созданных блоках.
Блокчейн обычно используют для записи событий, управления записями, обработки транзакций, отслеживания операций с активами, голосований.

Впервые технология блокчейн использована в системе безбанковской саморегулирующейся криптовалюты Биткоин для учета транзакций любого типа.

Как внедряются перспективные технологии и повышается уровень сетевой грамотности в современном мире, что такое майнинг и какую роль он играет для успешного функционирования сетей, чем токены отличаются от криптовалют и как правильно их применять — обо всем этом можно узнать в новом онлайн-курсе СПбГУ «Блокчейн: архитектура и принцип работы».

Как внедряются перспективные технологии и повышается уровень сетевой грамотности в современном мире, что такое майнинг и какую роль он играет для успешного функционирования сетей, чем токены отличаются от криптовалют и как правильно их применять — обо всем этом можно узнать в новом онлайн-курсе СПбГУ «Блокчейн: архитектура и принцип работы».

Длительность курса — от пяти до десяти недель (три-пять часов в неделю). Для записи необходимо зарегистрироваться на платформе «Открытое образование», там же можно ознакомиться с полной программой.

Авторы курса, разработчики в сфере настройки частных блокчейн-сетей, смарт-контрактов и децентрализованных приложений, расскажут о функционировании современных криптовалютных площадок, популярности блокчейна, об угрозах для блокчейн-сетей в настоящем и будущем. Слушатели получат уникальные практические знания в области функционирования децентрализованных сетей, а также навыки компьютерного моделирования устройств, систем и процессов с использованием универсальных программ.

В результате приобретенные знания помогут в формировании новых идей по организации хранения и распространения информации в компаниях, продвижении проектов и усовершенствовании уже существующих и используемых решений.

Записывайтесь на курс и открывайте цифровой мир с новой стороны!

Наверняка после вводного модуля у вас появились идеи, как и где еще можно использовать блокчейн. А если нет, то сейчас вы придумаете это. Блокчейн только кажется сложным. Заниматься его развитием могут не только программисты. На деле, чтобы найти новое применение технологии, часто достаточно ответить на четыре вопроса. Мы собрали их ниже — попробуйте!

Узнайте, что такое блокчейн и зачем он нужен

Добро пожаловать на курс «Блокчейн и технологии распределенного реестра».

Наверняка вы уже слышали про блокчейн. Про бум криптовалют, который пришелся на 2017–2018 годы, вы точно знаете: про биткоин говорили во всех новостях. А ведь он работает на технологии блокчейна. Но в курсе ли вы других, нефинансовых применений этой технологии?

Познакомьтесь с ментором курса — Алексеем Соловьевым. Алексей руководит образовательным направлением QIWI Blockchain Technologies — компания участвовала в создании первой единой национальной блокчейн-сети для хранения финансовой информации и обмена данными между Центробанком России, Сбербанком, Альфа-банком, ФК «Открытие», Тинькофф-банком и другими организациями. Алексей расскажет, кто и зачем придумал блокчейн, а также объяснит, почему эта технология изменит мир не меньше, чем появление интернета.

В этом модуле вы изучите основные принципы работы блокчейна и узнаете, где он может применяться. В частности:

• кто и зачем придумал эту технологию;
• что делает блокчейн безопасной технологией;
• как блокчейн используют крупные компании и целые государства;
• придумаете свою идею для блокчейн-платформы.

Оглавление

Модуль 1. Что такое блокчейн и зачем он нужен
Проверочный тест

Чем защищен блокчейн и где его используют

Блокчейн часто упоминается как безопасная технология. Но что делает информацию в блокчейне такой защищенной? Посмотрите видео, чтобы разобраться, как работает блокчейн и на каких уровнях защищена эта компьютерная сеть.

Изначально блокчейн был придуман и описан для создания цифровой валюты — биткоина. Но всего за 10 лет блокчейн превратился в технологию, которая может использоваться в государственных и корпоративных сервисах.

Где используют блокчейн

Эстония: электронные медицинские карты для каждого жителя

IBM и международная платформа для контроля качества еды

Сбербанк и кредитование поставок

Факторинг — вид кредитной услуги, которую банки часто оказывают оптовикам. Например, поставщики сперва отгружают товар крупной торговой сети, но деньги за него получают только через пару месяцев. Чтобы поставщик не сидел этот период без денег, банк расплачивается с ним сразу, а с торговой сети в будущем берет деньги с процентом.

«Сбербанк Факторинг» и «М.Видео» создали общую платформу для обмена данными. Она сократила время сверки документов об отгрузке и получении товаров до нескольких минут. В результате банк экономит на оформлении бумаг, а поставщики быстрее получают деньги. К концу 2017 года платформу стал использовать каждый пятый поставщик «М.Видео», и ее открыли для других банков и факторинговых компаний.

Швеция: сделки с землей без лишних походов к нотариусу

Придумайте свой блокчейн-проект

Наверняка после вводного модуля у вас появились идеи, как и где еще можно использовать блокчейн. А если нет, то сейчас вы придумаете это. Блокчейн только кажется сложным. Заниматься его развитием могут не только программисты. На деле, чтобы найти новое применение технологии, часто достаточно ответить на четыре вопроса. Мы собрали их ниже — попробуйте!

Вопрос 1. Многие предприниматели находят возможности в проблемах, которые их окружают. Есть ли кто-то, кому вы не доверяете, но с кем вынуждены время от времени решать важные вопросы? Это могут быть коллеги, бизнес-партнеры, государственные организации, продавцы и т. д. Выпишите как можно больше (не меньше семи) людей или организаций, которые приходят вам на ум.

Вопрос 2. Отлично, давайте рассмотрим одну из ситуаций, что вы записали выше: напишите подробнее, в чем, кому и почему вы в ней не доверяете.

Вопрос 3. Может ли кто-то подделать важную информацию задним числом в описанной вами ситуации? Если да, то какую и каким образом?

Вопрос 4. А сколько человек могут подделать информацию? И сколько других людей могут пострадать от этого? Если потенциальных участников в системе больше двух, то здесь можно внедрить блокчейн.

У вас есть ответы на все четыре вопроса? Если у вас получилось описать ситуацию, в которой есть база данных с большим количеством участников, где нужно следить за порядком и для этого нет посредника, то у вас уже есть неплохая идея для блокчейн-проекта!

Если нет, то не переживайте: блокчейн не панацея, и не может помочь во всех ситуациях. В следующих модулях вы узнаете, как устроен блокчейн и как определить, где нужно внедрение, а где нет.

Итоги модуля

Итак, вы узнали, что такое блокчейн и где он применяется. Вы уже даже можете придумать идею собственного проекта на блокчейне! Впереди еще много сложного, но интересного, а пока давайте повторим, что вы узнали в этом модуле.

Блокчейн — молодая и растущая технология.

• Ее придумал Сатоши Накамото, и никто до сих пор не знает, кто это;
• Блокчейн начался с криптовалют, но теперь вышел далеко за их пределы;
• Сейчас блокчейн применяют все — от банков и частных компаний до ООН и государств.

Блокчейн имеет три уровня защиты.

• Блокчейн — это распределенная сеть, которая позволяет прозрачно хранить данные в неизменном виде;
• Блокчейн хранит информацию в цепочке блоков, где каждый содержит информацию о предыдущем;
• Информация в блокчейне защищается с помощью математических алгоритмов.

Узнайте, насколько хорошо вы усвоили материалы модуля:

Содержание статьи

Отличия баз данных blockchain от стандартных архивов

На первый взгляд, хранение важной информации производится различными организациями, в частности, банками и государственными органами. В чем же отличие от них технологии блокчейн? Эти отличия заключаются в следующем:

Таким образом, мы можем понять, что такое блокчейн.

Это цифровая учетная книга, имеющая множество взаимосвязанных копий у всех пользователей платформы. Страницы «книги» крепко сшиты между собой, все записи надежно закодированы. Владельцы копий могут просматривать информацию об осуществленных анонимных операциях, но изменить ее не в силах.

Блокчейн — это технология обработки, хранения информации и идентификации клиентов. Дословно с английского блокчейн (blockchain) переводится, как «цепочка блоков», а сама технология была предложена в 2008 году Сатоши Накамато (псевдоним человека или группы дюлей). Главные особенности блокчейн технологии:

Краткое содержание и ссылки по теме

1. Что такое блокчейн?
2. Использование блокчейна
3. Недостатки блокчейна
4. Блокчейн для чайников
5. Проведение транзакции в блокчейне
6. Роль майнеров в блокчейне
7. Блокчейн кошелек
8. Блокчейн программирование

Что такое блокчейн?

Блокчейн — это технология обработки, хранения информации и идентификации клиентов. Дословно с английского блокчейн (blockchain) переводится, как «цепочка блоков», а сама технология была предложена в 2008 году Сатоши Накамато (псевдоним человека или группы дюлей). Главные особенности блокчейн технологии:

• прозрачность – в блокчейне хранятся данные обо всех проведенных сделках за всю историю создания системы
• стабильность – вы не можете удалить или заменить информацию «задним числом», а только осуществить новую сделку
• независимость – информация хранится не на одном центральном сервере, а на множестве компьютеров участников сети.

Работу блокчейна можно сопоставить с Torrent – функционирование системы происходит в режиме P2P (peer to peer – компьютерная сеть, где все участники равноправны). Когда мы скачиваем фильм с трекера, центральный сервер не используется. Файл напрямую загружается с компьютера такого же участника торрента, как и вы. Аналогично и в blockchain. Все транзакции проводятся между участниками сети напрямую. А осуществляются они за счет того, что их компьютеры подсоединены к одной сети – блокчейн.

Использование блокчейна

Впервые технология блокчейн была применена в 2009 году при создании криптовалюты «биткоин» и получила широкую популярность и для разработки других криптовают, например, эфириума (eth), рипла и лайткоина. Положительные качества системы способствовали ее дальнейшему проникновению в экономику и сейчас блокчейн применяют в банковской сфере, государственном управлении, юриспруденции и других сферах.

Недостатки блокчейна

Технология блокчейн не регулируется ни одним законодательством, что несет дополнительные юридические риски, например, если ваш счет будет взломан хакерами.

Блокчейн для чайников

Проведение транзакции в блокчейне

Чтобы закрепить понимание принципов работы блокчейна, рассмотрим еще транзакцию в системе на основе операции по переводу криптовалюты, например, биткоина:

Роль майнеров в блокчейне

Системы блокчейн – децентрализованы. Это означает, что транзакции обрабатываются множеством специальных участников системы – майнерами. Ими, как правило, может стать любой желающий, имеющий соответствующее оборудование и программное обеспечение.

Функции майнеров в системах блокчейна:

• хранят копии данных, что защищает систему от потери данных и подделки информации
• подтверждают проведение транзакций в системе
• проверяют операции, проводимые другими майнерами

Стоит отметить, что приобрести оборудование и подключится к блокчейну для того, чтобы заработать на майнинге бывает недостаточно. Нужно еще проводить транзакцию быстрее всех, ведь вознаграждение может получить только первый, кто предложит код-шифрования операции, т.е. создаст новый блок в цепочке. Этими счастливчиками становятся те майнеры, у которых самое мощное оборудование для обработки операций, тогда как остальные участники сетки «остаются не у дел».

Блокчейн кошелек

Информация о кошельках и транзакциях с ними защищена шифрованием. Покупатель и продавец актива подтверждают операцию с помощью криптографических ключей – специальных уникальных цифровых кодов. Но все же бывали случаи, когда онлайн блокчейн кошельки взламывали хакеры, поэтому лучше хранить данные офлайн на флешке. Транзакция в блокчейне проводится практически мгновенно, но обработка и подтверждение операции может занять 10-15 минут.

Как правило, блокчейн кошельки предполагают анонимность , т.е. нельзя установить, кто совершает операцию. Это поможет сохранить ваши активы от посторонних взглядов, но несет и дополнительные риски – ведь если вы забудете реквизиты доступа к кошельку – вы потеряете активы.

Децентрализованность. Фиатные деньги создаются определенными органами, а системы таких валют контролируются из единого центра. Криптовалюты же опираются на одноранговые сети, исключая возможность влиять на цепочку блоков из одной точки.

Где взять криптовалюту

Один из вариантов получения криптовалюты – майнинг. Это процесс, который заключается в добыче виртуальных монет с помощью вычислительной мощности своей техники. Но для майнинга в 2019-м необходимо очень хорошее «железо» и специальное ПО, которые дорого стоят. Что же делать новичкам?

Использовать криптовалютные краны. Это специальные ресурсы, где можно заработать при помощи кликов, расшифровки капчи, заходов на сайты.

Покупка биткоинов через обменники. Простой, но крайне невыгодный способ добыть криптовалюту. Он заключается в приобретении цифровой валюты через посредников, что подразумевает высокую комиссию.

Покупка с рук. На первый взгляд довольно выгодный вариант, но он самый рисковый. Приобретая крипту у анонимных пользователей, легко попасть в сети мошенников.

Покупка через биржу. Пользоваться биржами относительно безопасно, если это проверенный и надежный ресурс, зарекомендовавший себя на рынке.