Блокчейн: описание технологии простыми словами

Может быть, вы уже слышали термин «блокчейн», но не обратили на него особого внимания, посчитав несерьезным модным словечком или техническим жаргонизмом. Но мы считаем, что технология блокчейна — это прорыв с очень серьезными последствиями, которые затронут не только сферу финансов, но и многие другие отрасли. В этой статье мы расскажем, что это такое блокчейн простыми словами для понимания каждого.

Что такое блокчейн: рассказываем простыми словами

Если не вдаваться в технические нюансы, то сам принцип работы блокчейна довольно прост. Его можно представить как учетную книгу, которая есть у каждого участника события и которая постоянно обновляется. По сути, в эту книгу можно вписать любое событие — от финансовых операций с криптовалютами Bitcoin, Etherum и т. д. до результатов голосования на выборах президента или идентификационных данных.

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.

↑ к содержанию

Базовые принципы технологии

Базовая система блокчейна представляет из себя постоянно растущую последовательность блоков, которые разделяются между участниками с помощью пиринговых сетей, которыми большинство людей пользуются для скачки и раздачи торрентов.

В каждый блок добавляется временная отметка (хэш-сумма), которую проще всего представить как уникальный отпечаток пальца. Эти блоки строго в определенном порядке складываются в цепочки («blockchain» — буквально «цепь блоков»). Если попытаться переставить последовательность блоков, то система отвергнет цепь из-за несоответствия структуры и хеш-суммы.

Чтобы никто не мог изменить временную отметку и пересчитать хэш-сумму, которая будет правильной с точки зрения системы, блокчейн использует несколько способов защиты: Proof of Work (PoW, доказательство работы) и Proof of Stake (PoS, доказательство владения). Подробнее о них можно почитать в материале на Хабре.

Иллюстрация (как работает блокчейн на примере электронных денег).

↑ к содержанию

Основатель технологии Блокчейн

В технологию блокчейн изначально заложена безопасность на уровне базы данных. Концепцию цепочек блоков предложил в 2008 г. Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto). Впервые реализована она была в 2009 г. как компонент цифровой валюты — биткоина, где блокчейн играет роль главного общего реестра для всех операций с биткоинами. Благодаря технологии блокчейна биткоин стал первой цифровой валютой, которая решает проблему двойных расходов (в отличие от физических монет или жетонов, электронные файлы могут дублироваться и тратиться дважды) без использования какого-либо авторитетного органа или центрального сервера.

Безопасность в технологии блокчейн обеспечивается через децентрализованный сервер, проставляющий метки времени, и одноранговые сетевые соединения. В результате формируется база данных, которая управляется автономно, без единого центра. Это делает цепочки блоков очень удобными для регистрации событий (например, внесения медицинских записей) и операций с данными, управления идентификацией и подтверждения подлинности источника.

↑ к содержанию

Блокчейн — это не то же, что Биткоин

По задумке, криптовалюта — это даже не деньги, а полный аналог золота в виртуальном мире — их количество ограничено (рассчитано на много лет вперед и количество «добытого» регулируется за счет увеличения\уменьшения сложности процесса добычи), а получить их можно либо путем покупки (например, в обменнике криптовалют) или бирже биткоинов, либо путем добычи (в шахте, в качестве который может выступать ваш компьютер или специально собранная мощная система).

↑ к содержанию

Как же работает технология блокчейн?

Каждый человек может разместить в Интернете информацию, а затем другие люди могут получить к ней доступ из любой точки мира. Цепочки блоков позволяют отправлять в любую точку мира, где будет доступен файл блокчейна, какие-либо ценности. Но у вас должен быть закрытый ключ, созданный по криптографическому алгоритму, чтобы разрешить вам доступ только к тем блокам, которыми вы «владеете».

Предоставляя кому-либо ваш закрытый ключ, вы по сути передаете этому лицу денежную сумму, которая хранится в соответствующем разделе цепочки блоков.

В случае биткоинов такие ключи используются для доступа к адресам, по которым хранятся некоторые суммы в валюте, представляющие прямую финансовую ценность. Этим реализуется функция регистрации перевода средств, обычно такую роль выполняют банки.

Кроме того, реализуется еще одна важная функция: установка отношений доверия и подтверждение подлинности личности, потому что никто не может изменять цепочку блоков без соответствующих ключей. Изменения, не подтвержденные этими ключами, отклоняются. Конечно, ключи (как и физическая валюта) теоретически могут быть украдены, но защита нескольких строк компьютерного кода обычно не требует больших затрат. (Сравните, например, с расходами на хранение золотого запаса в пресловутом Форт-Ноксе).

Это означает, что основные функции, выполняемые банками: проверка подлинности личности (для предотвращения мошенничества) и последующая регистрация сделок (после чего они становятся законными) — могут выполняться цепочкой блоков быстрее и точнее.

(Визуальное отображения децентрализованного биткоин сервера)

↑ к содержанию

В чем важность технологии блокчейн?

Сегодня мы уже все привыкли делиться информацией через децентрализованную интерактивную платформу Интернета. Но когда речь заходит о пересылке ценностей (денег), мы обычно вынуждены снова пользоваться услугами старых централизованных финансовых учреждений (банков). Да, методы платежей через Интернет появились сразу же в момент рождения этой сети (наиболее очевидный пример — это PayPal), но они, как правило, требуют интеграции с банковским счетом или кредитной картой, иначе их нельзя реально использовать.

Технология блокчейн предлагает заманчивую возможность избавиться от этого «лишнего звена». Она может взять на себя все три важные роли, которые традиционно играет сектор финансовых услуг: регистрация сделок, подтверждение подлинности личности и заключение контрактов.

Это будет иметь огромное значение, поскольку во всем мире рынок финансовых услуг — самый большой по рыночной капитализации. Перевод хотя бы части этой системы на технологию блокчейн приведет к разрыву большого числа связей в сфере финансовых услуг, но одновременно позволит значительно повысить эффективность этих услуг.

Третья возможная роль этой технологии (заключение контрактов) может оказаться очень полезной и вне сектора финансовых услуг. Помимо ввода в обращение еще одной валюты (биткоина), технология блокчейн может использоваться также для хранения любого вида цифровой информации, включая компьютерный код.

Этот фрагмент кода можно запрограммировать так, чтобы он выполнялся, только когда обе договаривающиеся стороны вводят свои ключи, тем самым соглашаясь на заключение контракта. Этот же код может получать информацию из внешних потоков данных (цены на акции, метеорологические сводки, заголовки новостей и все остальное, что может быть проанализировано компьютером) и составлять контракты, которые будут автоматически регистрироваться при выполнении определенных условий.

Например, интеллектуальная система терморегуляции может передавать данные об энергопотреблении в интеллектуальную электрическую сеть. При потреблении определенного количества электроэнергии другая цепочка блоков автоматически переводит нужную сумму с вашего счета на счет энергетической компании. В результате автоматизируются работа счетчика и процесс выставления счетов.

В нашем примере с медицинскими записями врач или пациент могут передать свой закрытый ключ медицинскому устройству, например, монитору уровня сахара в крови. Тогда это устройство может автоматически, с соблюдением требований безопасности регистрировать значения уровня сахара в крови пациента, а затем, например, обмениваться данными с устройством для инъекций инсулина, которое будет на основании этих данных автоматически поддерживать нормальный уровень этого параметра крови.

Можно также использовать этот подход для контроля использования интеллектуальной собственности, определяя, сколько раз пользователь может получить доступ к информации, поделиться ею или скопировать ее. Еще его можно использовать для создания систем голосования с защитой от фальсификаций, распространения информации без цензурных ограничений и многого другого.

↑ к содержанию

Применение технологии блокчейн

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.

↑ к содержанию

Действительно ли это так перспективно?

Хотя многие эксперты сравнивают революционность блокчейна по уровню с созданием самого интернета, проблем у нее вагон и маленькая тележка.

Во-первых, для внедрения блокчейна нужно перестраивать большие системы с большим количеством участников. Каждая система стремится сохранить свои свойства и структуру, противясь изменениям. Поэтому начинать внедрять блокчейн проще с малого. Как это делает правительство Швеции, которое потихоньку переводит земельный кадастр на блокчейн.

Во-вторых, блокчейн никак не регулируется законодательной базой и пока весьма далек от этого. «Чтобы технология приобрела доверие, она должна соответствовать стандартам. Нет стандартов — нет соответствия», — объясняет Максим Авдеев, глава отдела развития бизнеса фонда Life.SREDA.

В-третьих, для поддержки технологии блокчейна нужно большое количество вычислительной мощности и энергии (подробнее об этом в статье про майнинг биткоинов). Эксперты прогнозируют, что затраты электричества на поддержку биткоина могут к 2020 году могут достигнуть уровня потребления Дании.

↑ к содержанию

Блокчейн на примере Биткоина

Транзакции в этой системе подписываются (считаются достоверными, валидными) пачками (т.е. блоками).

Периодичность появления (добавлении) новых блоков заложена в распределённый алгоритм системы: чтобы подписать один блок (выпустить новую денежную единицу), нужно найти требуемый хэш (методом перебора, ибо из хеша восстановить число априори невозможно и остается только вычислять хеш без конца для взятых наугад чисел, пока случайно не напоришься на нужный вариант хеша).

При этом сложность поиска хеша устанавливается алгоритмически в зависимости от задач системы (изменяется сложность шаблона, в который должен уложиться хеш). В Биткоине периодичность добычи новой единицы (появление нового блока) равна примерно десяти минутам. Соответственно, чем больше мощность системы майнера, тем выше вероятность, что очередной блок в систему добавит именно он и получить за это вознаграждение.

Клиенты системы могут генерировать хоть миллион транзакций (переводов) в секунду, но сеть узлов их примет только с момента подписания очередного блока (добычи очередной единицы).

Более того, транзакция будет считаться неподтвержденной до момента появления нескольких очередных новых блоков (генерации денежных единиц), для защиты от форка (расплодившихся единицах криптовалюты на «боковых ветках цепочки блоков», появившимся, например, в локальной сети, но потом отвергнутых основной цепью блоков).

Размер базы транзакций во избежании ее неконтролируемого роста специальным образом сжимается (по сути, урезается) за счёт «контрольных точек». Алгоритмы консенсуса периодически подтверждают так называемый «опорный» блок, ранее которого можно не хранить цепочку блоков. Такие контрольные блоки периодически создаются (маркируются). В противном случае база биткоинов была бы неподъемной.

↑ к содержанию

Немного выжимки по теме блокчейна

А теперь, когда читатель во всем разобрался, немного предвзятого личного мнения от редакторов kaspersky.ru.

1. Биткоины реально инновационны. Таинственный автор (или целая ложа авторов), по сути, с первого раза все сделал классно, и это даже до сих пор работает.

2. Биткоины очень полезны для нелегальщины. Покупать оружие, наркотики, вымогать, давать взятки очень удобно, потому что нельзя отследить и прикрыть. В офлайне можно просто расплатиться наличными, а в онлайне традиционные виртуальные деньги контролируются и не являются анонимными.

3. Для легальной же деятельности распределенность и анонимность, в общем-то, бесполезны и даже вредны. Уже давно есть Visa с MasterCard, банковские переводы и PayPal/WebMoney/»Яндекс.Деньги». Да, у них есть недостатки, но это плата за другие фичи:

• комиссию мы платим (особенно при трансграничных платежах), так за это мы и сервис получаем;
• переводы идут долго, зато проверяются, и их можно отозвать.

Да, в биткоин обычно все дешевле и быстрее, но за это мы жжем адское количество электричества, миллионы раз дублируем информацию. Если бы мы все это отдали условному централизованному WebMoney, получилось бы явно не хуже.

4. За что биткоины особенно любят — они растут в цене.

Это такая пирамида, которая будет раздувать пузыри снова и снова. Человечество уже не сможет потерять к ней интерес окончательно, а чем больше заинтересованных, тем больше спрос. Поэтому многие, кто прикупил монеток, начинают рекламировать «деньги будущего», чтобы подогревать интерес и цену. Спрос явно обгоняет предложение монеток, а предложение падает со временем.

В нормальной экономике объем денег регулируется центробанком, чтобы он соответствовал объему товаров и услуг и чуть-чуть удешевлял их со временем. В случае с биткоинами все ненормально — они постоянно и быстро растут в цене, а значит, невыгодно их тратить на товары, выгодно тратить рубли и доллары, а биткоины оставить на потом (вероятно, даже навсегда).

5. За что биткоины не любят центробанки:

• а) это пирамида. Если в какой-то стране все бросятся скупать монетки, а потом пузырь лопнет (это происходит каждые пару лет), начнется кризис. Большинство стран запрещают пирамиды;
• б) потому что это наркотики, уход от налогов, непонятные доходы, терроризм — никакого контроля. А значит, надо запретить и пользоваться традиционными инструментами, благо они есть.

6. Насчет применения блокчейна не для денег.

В подавляющем большинстве легальных проектов с использованием блокчейна все то же самое можно сделать централизованно с использованием одного или нескольких центров, что в итоге выйдет существенно дешевле по компьютерным ресурсам и потреблению электричества. В примере выше с классной доской как раз показано, насколько все проще, если блокчейн писать сразу на доске, а не в тетрадках под партой. Но это при условии, что доска не саботирует работу.

↑ к содержанию

Обучающие видео на тему «Что такое блокчейн»

Напоследок хотелось бы добавить 3 видео ролика, о технологии блокчейн от создателей криптовалюты Dash. Для тех, кто не знает английского языка — включаем субтитры в youtube и наслаждаемся.

Что такое блокчейн: разбор на доске

Как работает блокчейн

Как блокчейн может быть денежной системой

Ну вот и все, теперь вы понимаете в биткоинах и блокчейне гораздо больше, чем почти все население планеты. Классное ощущение, правда же?