Что такое блокчейн простыми словами и как работает эта технология

Интерес к технологии Blockchain появился после внедрения в активный оборот первого вида криптовалюты – биткоина. Но область применения блокчейна не ограничивается цифровой валютой.

История технологии Блокчейн

Идея блокчейна (самого термина еще не существовало) была опубликована в 1991 г. в статье Стюарта Хабера и Скотта Сторнетты, которая называлась «Как поставить метку времени в цифровом документе». Авторы публикации хотели разработать технологию для однозначного решения вопроса об авторском праве.

В основу технологии была положена идея о передаче цифрового документа в виртуальный сейф с сохранением его даты. Интересно, что этот способ применялся еще в средние века для фиксирования авторства научных идей: ученые посылали друг другу письма с зашифрованными сообщениями. Именно так был впервые опубликован известный закон Гука. Согласно современным представлениям, такое письмо является аналогом блока в сети блокчейна.

Однако подобный виртуальный сейф был недостаточно защищен от злоупотреблений со стороны третьих лиц, наличия случайных ошибок и других неточностей. И С. Хабер с С. Сторнетта предложили передавать в сейф не документ, а его криптографический ключ – значение хеш-функции.

Отметим, что криптография — это процесс шифрования текста. В большинстве случаев шифрование происходит таким образом, что одна сторона отправляет некую строку на обработку и получает другую, уже зашифрованную, но зашифрованную строку невозможно вернуть в первоначальное состояние не зная секретного ключа и алгоритма с помощью которого была зашифрована строка.

Оставалось решить проблему доверия, чтобы автор документа не мог войти в сговор с хранителем хеша и изменить дату на документе. Эта задача была решена децентрализацией сети. Когда хранителей криптографического ключа очень много (теоретически это все пользователи сети), сговор становится невозможным.

На практике эта идея была применена Сатоши Накамото в 2008 г. при построении блокчейна для первой криптовалюты – биткоина. До сих пор неизвестно, является ли Накамото реальной личностью или это псевдоним, возможно, целой группы людей, разобраться в этом мы постарались в отдельной статье: Сатоши Накамото. В поисках лица за псевдонимом.

Принцип работы технологии блокчейн

В цепи блокчейна компьютеры всех пользователей образуют децентрализованную P2P-сеть. В сетях P2P (peer-to-peer, от пользователя к пользователю) обмен информацией происходит непосредственно между пользователями без участия сервера (центра). Компьютеры пользователей сети называются узлами. Подробней о том что такое P2P и как эта технология работает, читайте в нашей статье: Что такое Peer-to-Peer. Использование P2P в криптовалютах.

Рассмотрим, как работает сеть блокчейна на примере обмена криптовалютой. Допустим, что пользователь А передал некоторое количество биткоинов пользователю Б. Это означает, что в реестре появилась запись о том, что владелец у этого количества биткоинов изменился. Но такая запись должна пройти валидацию (подтверждение) у всех участников сети. После валидации создается новый блок, который добавляется к уже существующей цепочке блоков. После этого владельцем крипты считается Б. Технологию блокчейна иногда образно сравнивают с книгой, в которую можно добавлять в конце новые страницы, но нельзя удалять или редактировать уже существующие.

Вся информация передается в шифрованном виде. Чтобы изменить запись в реестре, пользователь должен иметь криптографический ключ. Каждая запись хранит информацию о транзакции и времени ее совершения.

Сама криптовалюта существует только в цифровом виде, не регулируется Центробанком и официально в большинстве стран не считается платежным средством, а в некоторых запрещена законодательно. Однако есть и исключения, например Сальвадор официально принял биткоин как средство платежа. В будущем другие страны также могут поддержать это решение.

Виды блокчейна

Выделяют следующие виды блокчейна: приватный, публичный и гибридный.

Приватный блокчейн

Приватные сети создаются для закрытого корпоративного использования. В них нарушен принцип децентрализации, есть центры управления и контроля, а создавать (майнить) новые блоки может ограниченный круг лиц. Приватные блокчейны поддерживают также и многие криптовалюты. Самой популярной криптовалютой с приватным блокчейном принято считать Ripple.

Услуги связанные с частным блокчейном чаще всего предоставляют организации отдельные организации. Они решают кто имеет доступ к блокчейну и какие права может выполнять. Чаще всего доступ к блокчейну предоставляется в виде API.

Работает это так:

• Организация создаёт на своих серверах новый блокчейн-проект. Функциональность этого проекта поддерживается вычислительными мощностями самой организации;
• Клиент заказывает у этой организации услугу-доступ к блокчейну;
• Организация регистрирует нового клиента в системе (своей внутренней, чаще всего не связанной с блокчейном) и предоставляет API доступ клиенту;
• Клиент отправляет API-запросы на сервера, для создания новой записи в блокчейне, либо для получения информации с него.

Как только у клиента закончится срок действия услуги, он не сможет иметь доступ к API, а значит и не сможет иметь доступ к блокчейну.

Публичный блокчейн

К публичным сетям могут присоединяться все желающие. Администраторами в такой сети можно считать всех ее участников. Большинство криптовалют поддерживают именно публичный блокчейн, любую транзакцию в таком блокчейне можно отследить что является одновременно и минусом и плюсом.

Публичный блокчейн представляет все преимущества децентрализованной системы. Каждый участник имеет равный доступ к системе, а их большое количество обеспечивает безопасность для всего блокчейна.

Все самые известные криптовалюты строятся на базе именно публичных блокчейнов. Например, к таким проектам можно причислить Bitcoin, Ethereum, Litecoin и др.

Гибридный блокчейн

Гибридный блокчейн, как понятно из названия, является некоторой серединой между приватным и публичным блокчейном. Как правило гибридный блокчейн тоже используется организациями и предоставляется в виде платных услуг. Как правило, гибридным блокчейном является публичный, который имеет за собой уровни доступа. Эти уровни доступа чаще всего построены на смарт-контрактах. Либо, бывают случаи, когда на гибридный блокчейн представляет собой публичный блокчейн с приватной составляющей, а смарт-контракты служат для доступа к информации к приватной части.

Значение и применение Blockchain-технологии

Область применения блокчейна не ограничивается криптовалютой. Эта технология уже применяется там, где нужно проводить и подтверждать без участия третьих лиц большое количество операций (транзакций). Вот только некоторые сферы, где уже работает блокчейн:

• выборы;
• операции с недвижимостью;
• медицинское страхование;
• кибербезопасность;
• удостоверение личности;
• подтверждение авторских прав и многое другое.

Нет сомнений, что с каждым годом будут появляться новые примеры применения блокчейна.

Транзакции в блокчейне

Транзакции в блокчейне можно схематически описать следующим образом:

• пользователь инициирует транзакцию, например, платеж биткоинами;
• информация о транзакции направляется в сеть блокчейн;
• входящие в сеть компьютеры объединяют сотни транзакций в блок;
• транзакция проходит валидацию на компьютерах майнеров, после чего она считается выполненной.

Майнеры получают вознаграждение, обычно в виде некоторого количества криптовалюты. Все операции происходят автоматически без их активного участия. Поэтому это один из наиболее доходных видов пассивного заработка, однако требующий значительных начальных вложений.

Подробней о транзакциях в блокчейн биткоин вы можете прочитать в отдельной статье: Транзакции в сети Биткоин — время, проверка, отслеживание, комиссии.

Преимущества и недостатки блокчейна

Плюсы блокчейна очевидны:

• значительное снижение транзакционных издержек;
• защищенность транзакций;
• защита от мошеннических и коррупционных схем.

Но у этой технологии есть и существенные минусы:

• ошибочные транзакции в сети блокчейн нельзя отменить;
• высокое энергопотребление и, следовательно, постоянный рост затрат на майнинг;
• если владелец криптовалюты забудет ключ или потеряет его, восстановить утраченные суммы будет невозможно (такие случаи уже известны);
• сохраняется угроза хакерских атак, если хакерам удастся завладеть 51% узлов сети.

Сейчас технология блокчейна только развивается, и все возможные ее плюсы и минусы могут проявиться только в будущем.

Правовое регулирование

Еще один недостаток технологии блокчейн состоит в том, что правовое регулирование этой сферы практически отсутствует. Поэтому криптовалюта и связанные с ней операции привлекает большое количество мошенников.

Однако уже шевелится. Крупные страны, такие как США уже пытаются регулировать применение криптовалют. В наших странах тоже есть некоторые изменения, например в Беларуси уже давно действует декрет президента, по которому официально разрешаются криптовалютные операции, майнинг и прочее, а прибыль с этого не облагается налогом до 1 января 2023 года. А в Украине готовится декрет о регулировании криптовалют, по которому финансовые опервации с криптовалютами станут легальными и будут облагаться небольшим налогом.

Перспективы развития

Некоторые эксперты критически относятся к перспективам широкого внедрения блокчейна. Другие (среди них такие известные люди, как Дональд Трамп и Роберт Кийосаки) полагают, что будущее за подобными децентрализованными технологиями.

Хотя официально применение технологий блокчейн пока не регулируется законодательством большинства стран, на практике они внедряются постоянно, в том числе широко известными корпорациями. Так, еще в 2016 г. была успешно проведена крупная сделка по оплате отгрузки хлопка из США в Китай с использованием смарт-контрактов блокчейна. В СМИ есть сообщения, что активно внедрять блокчейн собирается Сбербанк.

В некоторых странах, таких как Сальвадор, биткоин разрешён на государственном уровне и им можно покупать даже кофе в кофейнях. Другие страны, например Панама, тоже задумываются над принятиям криптовалют как финансового платежа.

Кроме того, комиссия по ценным бумагам в США также одобрила биткоин-ETF, что по сути тоже можно отнести к признанию блокчейна как технологии, как минимум в финансовой сфере.

Стоит взять во внимание, что использование блокчейна не заканчивается на платежах с помощью криптовалют. С помощью блокчейна можно хранить информацию о собственности того или иного товара (как это делается для NFT) или продукта творчества. Крупные ИТ-гиганты уже давно изучают эту технологию и подготавливают свои решения для бизнеса. Среди компаний активно внедряющих блокчейн-технологии такие гиганты как IBM, Microsoft, Google и прочие. Это говорит о широком потенциале технологии. Читайте статью: Ведущие технологические компании, вкладывающие большие средства в блокчейн.