Что такое Блокчейн и как он работает?

В последние несколько лет мы все чаще и чаще слышим слово Блокчейн. Раньше оно звучало применительно к Bitcoin и другим криптовалютам, но сегодня оно встречается и при разговорах о продаже контента, работе банков или организации выборов. В этой статье мы хотим рассказать вам, что такое Блокчейн. Простое и подробное объяснение технологии, которая на первый взгляд кажется сложной и непонятной.

Что же такое Блокчейн (Blockchain)?

Blockchain — английское слово, которое можно перевести, как «Цепочка Блоков». Название как нельзя лучше описывает смысл этой технологии. Впервые про Блокчейн (Blockchain) мы узнали в 2009 году, когда на горизонте замаячила первая криптовалюта Bitcoin. Это саморегулирующаяся цифровая валюта, которая, как раз и использует технологию Блокчейн. Но изобрели цепочку блоков гораздо раньше — в 1991 году. Придумали ее как цифровую подпись для регуляции документов. Однако, широкую известность Блокчейн получил именно с подачи Сатоси Накомото, человека или группы лиц, доподлинно этого не знает никто, впервые применивших цепочку блоков на практике и создавших, так называемую, Peer-to-Peer или децентрализованную валюту. То есть электронные деньги, которые не имеют привязки к банку и другому посреднику. В общих чертах эта схема чем-то напоминает технологию BitTorrent, когда скачиваемый файл находится не на сервере, а у всех скачавших его пользователей. Люди скачивают файлы у людей. Но, давайте сначала поймем, что это за цепочка блоков и почему за ней будущее.

Почему это безопасно?

Блокчейн — с виду простая цепь из данных. Например, представьте себе папку с файлами, которая объединена сетью с другой папкой. К этой папке можно подключить по сети еще несколько, так мы получим простейшую цепь. Но в отличие, от привычных нам технологий, когда из любой папки можно, что-то украсть или подменить и вы об этом не узнаете, каждая папка в Блокчейне, а точнее каждый блок несет в себе не только свои собственные файлы, но и данные о файлах в предыдущей папке. Проще говоря если кто-то решит украсть или изменить данные в одной из папок, то все остальные папки тут же получат об этом информацию. В этом суть Блокчейна — никакого изменения информации задним числом и полная саморегуляция. Этой технологии не нужен надзорный орган или большой дядя с дубиной. Каждый участник цепи будет знать, что происходит и какие были изменения. Но как эта технология позволяет передавать столько данных, ведь они должны увеличиваться от блока к блоку. Вот тут важно узнать еще один важный термин – Хеш.  

Криптография в основе всего

В основе Блокчейна лежит криптография, то есть шифрование данных. Так вот Хеш это и есть та самая зашифрованная информация. Хеш можно сравнить с сервисами по укорачиванию ссылок, например, Bitly. Вы вбиваете адрес сайта в этом сервисе, а он выдает вам короткую ссылку. Тоже самое и с хешем. Только каждая такая строка имеет четкое количество символов — 64. Уникальность еще и в том, что это строка может содержать в себе как одно короткое слово, например «ДЕНЬГИ», так и довольно большой и даже бесконечный текст. Все будет переведено в зашифрованный вид в 64 символа.

Что такое Хеш и зачем он нужен

Каждый блок в цепи содержит свой собственный хеш и хэш предыдущего блока. Так образуется цепочка, где каждый блок привязан друг к другу. Любая транзакция или ввод информации тут же появляется у всех других участников этой сети. И каждый имеет к ней доступ. Если вы захотите взломать какой-то из блоков, то вам придется взломать и остальные блоки в этой цепочке, а для этого придется взламывать миллионы компьютеров на планете, ведь Блокчейн работает децентрализованно и у него нет своего сервера или одного места, где хранится вся информация. Общий пул данных, разбитый на блоки, хранится у каждого участника этой цепи. Поэтому и принято считать, что Блокчейн это система, которую невозможно взломать и именно поэтому ее предлагают в качестве основы для организации работ любых структур в будущем. Если говорить еще точнее, то каждый блок в цепи содержит не только свой собственный хеш, но и хеш предыдущего блока, что позволяет контролировать неприкосновенность данных. На примере Bitcoin мы видим, что каждый блок несет в себе информацию о текущей транзакции, а также о всех транзакциях в целом.

Блокчейн – это идеальный способ передачи ценностей, который не существовал ранее. Впрочем, это уже доказал тот факт, что впервые его использовали именно для создания криптовалюты, а в дальнейшем Блокчейн стал основой для сотен и тысяч различных цифровых валют и позволяет делать такие вещи, которые мы не можем повторить в реальной жизни. Например, в Блокчейне Эфириума (Ethereum), еще одной криптовалюты, можно составлять умные договоры. Эти договоры сами себя исполняют, без третьих лиц. Это гарант того, что никто вас не обманет и никто не сможет ничего у вас украсть.

Реальное применение Блокчейна

Представьте, что бюджет вашей страны переведен в Блокчейн. Любое поступление в бюджет записывается в блок, информация о котором есть у каждого участника этой цепочки. То есть каждый житель страны сможет контролировать бюджет, куда и зачем идут деньги. Если какой-то нерадивый чиновник решит направить бюджет на собственные нужды, то каждый участник сети узнает об этом. Такая технология отчасти позволит избавиться от коррупции. Отчасти, потому что средства можно отследить, но если вам скажут, что деньги пошли на строительство детского сада в Тюмени, а вы при этом живете в Москве, то проверить вам это будет сложно. Тут и пригодится другое применение Блокчейна. Цепочка блоков с информацией может служить не только основой финансовых институтов, но и при работе других структур. Например, в медицине или строительстве. Цепочку блоков можно использовать при стройке государственных или частных объектов. От стадии проектирования и утверждения проекта и бюджетов, до полной сдачи объекта — все данные о строительстве будут сохранены и доступны всем участникам цепи. Обмануть дольщиков или жителей города будет невозможно, потому что удалить, что-то из Блокчейна так, чтобы об этом не узнали все, невозможно. Да и сама система не даст этого сделать. А значит удвоить стоимость материалов или вывести деньги на подставной счет не получится.

Другой пример — это запись о собственности. Представьте, что все собственники недвижимости будут записаны в один Блокчейн-реестр. Выражаясь простым языком, «отжать» у вас вашу квартиру или дом путем мошенничества или подлога документов будет невозможно. Запись можно изменить лишь передав недвижимость другому человеку, то есть продав квартиру. Тогда данные в цепочке изменятся и вы перестанете быть владельцем. Но нельзя изменить запись в Блокчейне без вашего ведома, а затем в суде пытаться доказать, что недвижимость вам не принадлежит.

Посредники больше не нужны? 

По мнению многих экономистов, проблема всей современной экономики в посредничестве. Вернее не в самих посредниках, ибо они будут существовать всегда, даже если наступит эпоха блокчейна, а в монополизации определенных услуг. Например, люди отправившиеся на заработки в другую страну ежегодно отправляют домой более 600 млрд долларов. Часть из этих денег оседает в карманах посредников — компаниях занимающихся денежными переводами. Часто посредники забирают себе ощутимую долю от этого перевода, а сама транзакция занимает определенное время и требует от получателя идти за деньгами в конкретный банк. Но если бы вы могли использовать для этого технологию Блокчейн, то отправить средства можно было бы прямо со смартфона, а получатель увидел бы средства в своем кошельке мгновенно. Каждая транзакция в Блокчейне, это и транзакция и сверка одновременно. И применение Блокчейна имеет неограниченные возможности. Продажа контента в онлайне, например, музыки. Автор не потеряет ни копейки, а вы не будете переплачивать за работу сложных и дорогих сервисов. Поэтому привычный нам интернет уже называют сетью информации, а Блокчейн — интернетом ценностей.

Как работает майнинг? 

Существует несколько способов добавления новых блоков в цепь и все зависит от типа блокчейна — он может быть открытый или приватный. Самый известный способ добавления блоков, это доказательство работы или Proof of Work (PoW). На примере Биткойна (Bitcoin), где как раз и используется PoW, новые блоки добавляются путем майнинга. То есть люди, используя мощность своих компьютеров решают криптографические задачи, а если точнее то они подбирают загаданный системой 64-значный хеш в шестандцатиричной системе. Делать это лучше всего при помощи видеокарт, потому что они способны решать большое количество однотипных задач, а перебор хеша это как раз однотипная задача.

Если взять простой пример, то представьте, что вы загадали определенное число от 1 до 99 и предложили пятерым своим друзьям  угадать это число. При этом для победы вашим друзьям нужно назвать число, которое равно или меньше загаданного. Если вы загадали 44, а двое из ваших друзей ответили 33 и 22, то оба они претендуют на победу, но выиграет тот, кто принес больше пользы сети. Дело в том, что майнеры не только ищут ключ, чтобы добавить новый блок и получить вознаграждение, попутно они обрабатывают транзакции, то есть записи о любых движениях Биткойна. Если нашедших ответ, то есть новый блок, будет несколько, то побеждает тот майнер, что обработал больше всего транзакций. Отсюда, кстати и сложность взлома отдельных блоков. Для того, чтобы пересчитать все хеши начиная с 2009 года понадобится огромная вычислительная мощность.

Итак, чтобы добавить новый блок в цепь, все участники добычи этого блока должны прийти к консенсусу, то есть удостовериться, что новый блок правильный. Кстати, тот кто открыл новый блок в Блокчейне Биткойн — получает вознаграждение в размере 12,5 биткойнов. Каждые несколько лет это сумма уменьшается, вместе с тем как растет количество добытых Биткойнов.

Блокчейн наше будущее?

Но не стоит думать, что Блокчейн такая уж идеальная система. Любую вещь можно испортить или использовать не на благо, кроме того за десять лет активного развития у Блокчейна так и не появились универсальные протоколы. Утопической сегодня выглядит и идея децентрализованных валют и транзакций. В минусы блокчейна, а конкретно криптовалют можно записать и отсутствие какой-либо страховки. Если у вас украдут ключи или вы случайно переведете деньги не тому человеку, то вернуть их назад будет невозможно. Тем не менее многие специалисты и даже ученые называют Блокчейн технологией будущего и связывают с ней многие аспекты нашей жизни.