Як працює блокчейн (blockchain) і що це таке?

Розібратися що таке блокчейн (blockchain), зараз необхідно як ніколи, популярність криптовалюти зростає дедалі більше і розуміти, як усе працює, має кожен власник криптоактивів.

У чому важливість технології блокчейн (blockchain)?

Традиційні технології баз даних створюють низку проблем, пов’язаних з обліком фінансових операцій. Розглянемо приклад із продажем нерухомості. Після передачі грошей право власності переходить до покупця. Як покупець, так і продавець можуть самостійно реєструвати грошові операції, але жодній зі сторін не можна довіряти. Отримавши гроші, продавець може легко стверджувати, що він їх не отримав, а покупець може стверджувати, що гроші відправлені, навіть якщо це не так.

Щоб уникнути можливих юридичних проблем, довірена третя сторона повинна контролювати і підтверджувати транзакції. Наявність такого центрального органу не тільки ускладнює транзакцію, а й створює єдину точку вразливості. Правопорушення в центральній базі даних зачіпають обидві сторони.

Блокчейн вирішує ці проблеми, створюючи децентралізовану, захищену від злому систему для запису транзакцій. У разі угоди з нерухомістю блокчейн створює єдиний реєстр для покупця і продавця. Усі транзакції мають бути схвалені обома сторонами й автоматично оновлюватися в їхніх реєстрах у режимі реального часу. Будь-яка розбіжність в історії транзакцій буде відображена в усьому реєстрі. Ці властивості технології блокчейн зробили її популярною в різних галузях. Наприклад, вони були використані при створенні цифрової валюти Bitcoin.

Як різні галузі використовують блокчейн (blockchain)?

Блокчейн – це інноваційна технологія, що розвивається, яку впроваджують у різних галузях. Нижче наведено стандартні приклади використання в різних галузях.

Енергетика

Енергетичні компанії використовують технологію блокчейн (blockchain) для створення однорангових платформ для торгівлі енергоносіями та спрощення доступу до поновлюваних джерел енергії:

• Енергетичні компанії, робота яких заснована на блокчейні, створили торгову платформу для продажу електроенергії між приватними особами. Власники будинків із сонячними батареями використовують цю платформу для продажу надлишків сонячної енергії сусідам. Процес практично повністю автоматизований: розумні лічильники створюють транзакції, а блокчейн їх записує.
• Завдяки ініціативам блокчейн-краудфандингу користувачі можуть спонсорувати та утримувати сонячні батареї в районах, де немає доступу до електроенергії. Також після встановлення сонячних батарей спонсори можуть отримувати орендну плату.

Фінанси

Традиційні фінансові системи (наприклад, банки та фондові біржі) використовують блокчейн-сервіси для управління онлайн-платежами, рахунками та ринковою торгівлею. Наприклад, інвестиційна холдингова компанія Singapore Exchange Limited, що надає послуги з торговельних операцій по всій Азії, використовує технологію блокчейн для більш ефективного міжбанківського розрахунку. Впровадження технології блокчейн вирішило кілька проблем, серед яких пакетна обробка та ручне звіряння кількох тисяч фінансових транзакцій.

Мультимедіа та розваги

Компанії зі сфери мультимедіа та розваг використовують блокчейн для управління даними про авторські права. Перевірка авторських прав відіграє ключову роль щодо справедливої винагороди творців. Для фіксації факту продажу або передачі контенту, захищеного авторським правом, потрібно кілька транзакцій.Sony Music Entertainment Japan використовує блокчейн-сервіси для підвищення ефективності технічних засобів захисту авторських прав. Успішне застосування стратегії блокчейна дало змогу збільшити ефективність захисту авторських прав, знизивши витрати.

Роздрібна торгівля

Роздрібні компанії використовують блокчейн для відстеження переміщення товарів між постачальниками і покупцями. Наприклад, Amazon подала патент на систему розподіленого реєстру, яка буде використовувати технологію блокчейна для перевірки автентичності всіх товарів, що продаються на платформі. На Amazon продавці можуть відображати свої глобальні ланцюжки поставок, даючи змогу учасникам (виробникам, кур’єрам, дистриб’юторам, кінцевим і вторинним користувачам) додавати події до реєстру після реєстрації в центрі сертифікації.

Які можливості має технологія блокчейн?

Нижче наведено основні можливості технології блокчейн.

Децентралізація

Децентралізація в блокчейні означає передачу контролю та ухвалення рішень від централізованого суб’єкта (окремої особи, організації або їхньої групи) до розподіленої мережі. Прозорість децентралізованого блокчейна дає змогу нівелювати довіру учасників один до одного. Ці мережі стримують їхню владу або контроль один над одним, що зберігає функціональні можливості мережі.

Незмінність

Незмінність означає, що дані неможливо змінити. Жоден учасник не може втрутитися в транзакцію після її внесення до Реєстру. Якщо запис містить помилку, для її виправлення необхідно додати нову транзакцію.

Консенсус

Система блокчейна встановлює набір правил, за допомогою яких учасники схвалюють транзакції. Нові транзакції можна реєструвати тільки за згодою більшості учасників мережі.

Які ключові компоненти лежать в основі технології блокчейна?

Нижче наведено основні компоненти архітектури блокчейна (blockchain).

Розподілений реєстр

Розподілений реєстр – це загальна база даних у блокчейн-мережі, в якій зберігаються копії транзакцій (наприклад, у вигляді спільного файлу, що редагується всіма учасниками). У більшості загальних текстових редакторів будь-який користувач із правами редагування може видалити файл повністю. Однак, технології розподілених реєстрів мають суворі правила щодо того, хто і як може редагувати файл.

Смарт-контракти

Підприємства використовують смарт-контракти для самостійного управління комерційними угодами без залучення третьої сторони. Смарт-контракти – це програми в блокчейн-системі, що автоматично запускаються при дотриманні заданих умов. Транзакції записуються до Реєстру, якщо вони відповідають умовам перевірки “якщо, то”. Наприклад, у логістичної компанії може бути укладений смарт-контракт, за яким оплата здійснюється автоматично після прибуття товару в порт.

Криптографія з відкритим ключем

Криптографія з відкритим ключем – це система безпеки, що дає змогу однозначно ідентифікувати учасників блокчейн-мережі. Система генерує два різні ключі для кожного користувача мережі. Один ключ – публічний, спільний усім учасникам мережі. Другий – унікальний приватний ключ. Поєднання приватного і публічного ключів розблокують дані в реєстрі.

Наприклад, Джон і Джилл – користувачі мережі. Джон записує транзакцію, зашифровану його приватним ключем. Джил може розшифрувати її за допомогою свого публічного ключа. Таким чином, Джилл може переконатися, що Джон здійснив транзакцію. Якби Джон скористався недійсним приватним ключем, Джилл не змогла б скористатися своїм публічним ключем.

Принцип роботи блокчейна

Нижче наведено короткий огляд складного механізму блокчейн. Програмне забезпечення блокчейна автоматизує більшу частину процедури:

Крок 1. Запис транзакції

Блокчейн-транзакція відображає переміщення фізичних або цифрових активів від однієї сторони до іншої блокчейн-мережі. Вона записується у вигляді блоку даних і може містити такі відомості:

• Хто брав участь в угоді?
• Що сталося під час угоди?
• Коли було проведено угоду?
• Де було проведено угоду?
• Які причини проведення угоди?
• Скільки активів було передано?
• Скільки попередніх умов було виконано під час угоди?

Крок 2. Досягнення консенсусу

Більшість учасників розподіленої блокчейн-мережі має підтвердити, що записана транзакція є дійсною. Залежно від типу мережі правила угоди можуть бути різними, але, як правило, вони встановлюються на початку процедури.

Крок 3. Зв’язування блоків

Коли учасники досягають консенсусу, транзакції в блокчейн записуються в блоки, еквівалентні сторінкам реєстру. Разом із транзакціями до нового блоку додається криптографічний хеш. Хеш діє як ланцюжок, що зв’язує блоки разом. Якщо вміст блоку навмисно або випадково змінюється, змінюється значення хешу, що допомагає виявити підробку даних.

Таким чином, блоки і ланцюжки надійно пов’язані, а їх редагування неможливе. Кожен додатковий блок посилює перевірку попереднього блоку і, отже, всього блокчейна. Такий принцип схожий на будівництво вежі з дерев’яних блоків. Блоки можна складати тільки зверху, а якщо прибрати один блок із середини, то завалиться вся вежа.

Крок 4. Загальний доступ до реєстру

Система поширює серед усіх учасників останню копію центрального реєстру.

Які типи блокчейн-мереж існують?

У блокчейні існує чотири основні типи децентралізованих або розподілених мереж:

Публічний блокчейн

Публічні блокчейни не потребують дозволів і дозволяють будь-кому приєднатися до мережі. Усі учасники блокчейна мають рівні права на читання, редагування та перевірку інформації. Для обміну і майнінгу таких криптовалют, як Bitcoin, Ethereum і Litecoin, в основному використовують публічні блокчейни.

Приватний блокчейн

Приватні блокчейни, які можна назвати керованими, контролюються однією організацією. Уповноважений орган визначає, хто може бути учасником і які права в мережі вони мають. Приватні блокчейни децентралізовані лише частково, оскільки включають обмеження доступу. Прикладом приватного блокчейна є Ripple – платформа для обміну цифрової валюти.

Гібридний блокчейн

Гібридний блокчейн поєднує функції як приватних, так і публічних мереж. Підприємства можуть створювати як приватні, так і публічні системи дозволів. Таким чином, вони контролюють доступ до певних даних блокчейна, але водночас підтримують загальнодоступний доступ до інших даних. Вони використовують смарт-контракти, що дають змогу публічним учасникам упевнитися в проведенні приватних транзакцій. Наприклад, гібридні блокчейни можуть надавати публічний доступ до цифрової валюти, зберігаючи приватний доступ до банківської валюти.

Блокчейн-консорціуми

Блокчейн-консорціум управляє група організацій. Обрані заздалегідь організації розділяють відповідальність за функціонування блокчейна і визначення прав доступу до даних. Блокчейн-консорціуми часто віддають перевагу компаніям-однодумцям, які отримують вигоду зі спільної відповідальності.

Наприклад, Global Shipping Business Network – це некомерційний блокчейн-консорціум, що спеціалізується на цифровізації судноплавної галузі та розширенні співпраці між операторами морських перевезень.

Що таке блокчейн-протокол (blockchain-protocol)?

Термін “блокчейн-протокол” відноситься до різних типів блокчейн-платформ для розробки додатків. Кожен блокчейн-протокол адаптує базові принципи блокчейну до конкретних галузей або додатків.

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric – це проєкт з відкритим вихідним кодом, орієнтований на розробку інструментів і бібліотек. Компанії можуть використовувати його для швидкого та ефективного створення приватних блокчейн-додатків. Hyperledge Fabric – модульна платформа загального призначення. Вона пропонує унікальні можливості для ідентифікації та контролю доступу. Завдяки цим можливостям вона підходить для відстеження ланцюжків постачань, торговельного фінансування, завдань лояльності та винагороди, а також для безготівкових розрахунків за фінансовими активами.

Ethereum

Ethereum – це децентралізована блокчейн-платформа з відкритим вихідним кодом, яка використовується для створення публічних блокчейн-додатків. Ethereum Enterprise призначено для комерційного використання.

Corda

Corda – це блокчейн-проект з відкритим вихідним кодом для бізнесу. Corda дає змогу створювати сумісні блокчейн-мережі, що гарантують сувору конфіденційність транзакцій. Компанії можуть використовувати технологію смарт-контрактів Corda для проведення швидких і безпечних угод.

Quorum

Quorum – це похідний від Ethereum блокчейн-протокол з відкритим вихідним кодом. Він призначений для використання в приватному блокчейні, де тільки один учасник має всі вузли, а також у блокчейн-консорціумі, де кожен учасник володіє частиною мережі.

Як розвивалася технологія блокчейну?

Вам також можуть сподобатися:

Детальний огляд криптовалютної біржі МЕХС – можливості, безпека, переваги та недоліки

Як створити гаманець у Trust Wallet: інструкція для новачків

Історія технології блокчейн почалася наприкінці 1970-х років, коли вчений-інформатик Ральф Меркл запатентував концепцію хеш-дерева або дерева Меркла. Ці дерева є структурою даних, що зберігаються у пов’язаних за допомогою криптографії блоках. Наприкінці 1990-х років Стюарт Габер і В. Скотт Сторнетт використовували дерева Меркла для створення системи, в якій неможливо підробити тимчасові мітки документів. Ця подія стала проривом в історії блокчейна.

Технологія продовжувала розвиватися протягом останніх трьох поколінь.

Перше покоління – Bitcoin та інші віртуальні валюти.

У 2008 році невідома людина або група людей під псевдонімом Сатоші Накамото втілили технологію блокчейна в її сучасному вигляді. Для здійснення Bitcoin-транзакцій Сатоші обмежив розмір блоків інформації до 1 МБ. Навіть сьогодні багато можливостей систем Bitcoin залишаються центральними для технології блокчейн.

Друге покоління – смарт-контракти

Через кілька років після появи валюти першого покоління розробники вирішили розглянути використання блокчейну не тільки в рамках криптовалют. Наприклад, винахідники Ethereum вирішили використовувати технологію блокчейна в операціях з передачі активів. Значним внеском стала можливість використання смарт-контрактів.

Третє покоління – майбутнє

У міру того, як компанії впроваджують нові додатки, технологія блокчейн продовжує вдосконалюватися. Компанії долають обмеження масштабу і обчислень, а потенціал розвитку блокчейна безмежний.

Які переваги має технологія блокчейн?

Технологія блокчейн має безліч переваг для управління транзакціями.

Розширені можливості забезпечення безпеки

Блокчейн забезпечує високий рівень безпеки та довіри, якого потребують сучасні цифрові транзакції. Завжди є ризик, що хтось маніпулюватиме базовим програмним забезпеченням, щоб заробити гроші нечесним шляхом. Але три принципи блокчейна – криптографія, децентралізація і консенсус – забезпечують максимально безпечну базову систему, в яку практично неможливо втрутитися.

Підвищена ефективність

Операції між комерційними структурами можуть бути трудомісткими і займати багато часу, особливо щодо відповідності вимогам за участю третіх сторін. Такі особливості блокчейн, як прозорість і використання смарт-контрактів, прискорюють подібні ділові операції і роблять їх більш ефективними.

Більш швидкий аудит

Компанії повинні мати можливість генерувати, обмінюватися, архівувати та відновлювати електронні операції надійним способом, що піддається перевірці. Записи зберігаються в хронологічно незмінному порядку.

У чому різниця між Bitcoin і блокчейном?

Bitcoin і блокчейн відрізняються один від одного, хоч і є взаємозамінними. Оскільки в основі Bitcoin лежить технологія блокчейн, люди помилково почали використовувати термін Bitcoin для позначення блокчейну в цілому.

Bitcoin – децентралізована цифрова валюта. Спочатку Bitcoin було створено для проведення онлайн транзакцій, але тепер її визнано цифровим активом, який конвертується в будь-яку світову валюту (наприклад, у долари або євро). Публічний Bitcoin-blockchain створює центральний реєстр, який перебуває під його управлінням.

Мережа Bitcoin

Усі транзакції Bitcoin реєструються в громадському реєстрі, а сервери по всьому світу зберігають його копії. Сервери подібні до банків. Однак банки володіють інформацією тільки про гроші клієнтів, тоді як сервери Bitcoin отримують дані про кожну транзакцію Bitcoin, здійснену в будь-якій точці світу.

Будь-хто, хто має другий комп’ютер, може налаштувати один із серверів як вузол. Це як відкрити власний Bitcoin-банк замість банківського рахунку.

Майнінг Bitcoin

У громадській мережі Bitcoin учасники отримують криптовалюту через майнінг – процес розв’язання криптографічних рівнянь для створення нових блоків. Система відкрито поширює вузлами кожну нову транзакцію в мережі. Приблизно кожні десять хвилин майнери збирають ці транзакції в новий блок, постійно додаючи їх у блокчейн, який виступає як кінцевий реєстр для Bitcoin.

Оскільки програмний процес досить складний і тривалий, майнінг потребує значних обчислювальних ресурсів. За свою роботу майнери отримують невелику кількість криптовалюти. Майнери схожі на сучасних клерків, які реєструють угоди за комісійні.

За допомогою криптографії всі учасники мережі приходять до консенсусу щодо володіння конкретними монетами.

FAQ