Технологія блокчейн — що це і як працює

Зараз практично у будь-якій компанії людей може виникнути розмова про криптовалюту. Найчастіше теми такі: стрибки ціни Біткоїна, збагачення “щасливчиків”, маніпуляції курсом, перспективи цього специфічного ринку. Однак нерідко навіть трейдери, які займаються криптовалютою, не досить ясно уявляють, як усе влаштовано всередині і як працює ця екосистема. А термін "блокчейн" вживається наче магічне заклинання і є своєрідним "чорним ящиком".

Технологія блокчейн обіцяє стати однією з базових складових інтернету майбутнього. Ця система вже суттєво вплинула на наше життя та не збирається на цьому зупинятися.

Після прочитання цієї статті ви навряд чи зможете створити свою криптовалюту або запрограмувати smart-контракт у мережі Ethereum. Однак є всі шанси, що слова "блокчейн", "майнінг", "криптовалюта", "хеш" перестануть викликати стримане "розуміюче" кивання і гостре бажання змінити тему. Давайте розберемося, що таке блокчейн простими словами.

У 2008 році Сатосі Накамото опублікував у мережі документ "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System". Вже в 2009 році Сатосі реалізував блокчейн криптовалюти Біткоін, що й стало відправною точкою для розвитку крипторинку. Поки що невідомо, хто ховається під ім'ям засновника першої блокчейн-системи — геній-одинак або група людей. Із цього приводу вже проведена достатня кількість розслідувань, і регулярно з'являються нові претенденти на цю таку вагому роль.

Вираз "Peer-to-Peer" не дарма присутній у назві документа Сатосі Накамото. P2P-мережа (peer to peer — рівний до рівного) — децентралізований комплекс комп'ютерів. У такій системі зазвичай кожен учасник (комп'ютер, вузол) може виконувати роль як клієнта, так і сервера. Іншими словами, мережа функціонує без вираженого лідера (виділеного сервера) і втрата будь-якого з учасників (або групи учасників) не позначається на працездатності всього комплексу. Принцип децентралізації став одним із основоположних для технології блокчейн.

Створення інфраструктури під Біткоїн запустило цілу індустрію. Почали з'являтися нові і нові реалізації технології блокчейну. У 2015 році було запущено мережу Ethereum, ідейним натхненником якої є програміст Віталік Бутерін. Блокчейн Ефіріум став платформою для криптовалюти Ether (Ефір), яка займає впевнене друге місце по капіталізації за Bitcoin. Проте блокчейн Ethereum цікавий не лише як платформа другої за впливовістю криптовалюти у світі. Мережа Ефіріум позиціонується як ефективний інструмент та робочий простір для створення та реалізації так званих “розумних контрактів” та децентралізованих онлайн-сервісів.

Блокчейн — технологія з відкритим вихідним кодом (open-source). Це означає, що будь-який бажаючий за належної технічної підготовки може використовувати існуючі напрацювання для створення свого продукту. На даний момент вже є тисячі різних криптовалют. І їх кількість, швидше за все, активно зростатиме.

Нещодавно компанія IBM на базі open-source проекту Hyperledger Fabric презентувала послугу "Blockchain as a Service". Цей інструмент дозволяє клієнтам створювати свої блокчейн-мережі та використовувати їх під різні бізнес-завдання.

Блокчейн — це база даних спільного використання, в якій зберігається інформація про транзакції та інші записи реєстру. Серед основних принципів технології можна виділити такі:

Децентралізація забезпечується наявністю копій блокчейна з усією інформацією про раніше проведені транзакції на всіх вузлах мережі. Дані зберігаються в блоках, які вишиковуються в ланцюжок. "Block chain" у перекладі з англійської "ланцюжок блоків".

У мережі блокчейн не можна змінювати або видаляти транзакції. Можна лише додавати нові. Незмінність даних дозволяє забезпечити захист здійснених операцій. Шахраям критично складно внести зміни до блоку і, наприклад, переписати умови тієї чи іншої транзакції.

Захист даних у ланцюжку блоків забезпечується завдяки криптографічній хеш-функції. У різних блокчейнів можуть відрізнятися протоколи, нюанси шифрування та принципи формування зв'язків. Блокчейн платформа — це складна структура з високорівневим шифруванням та різними наборами захисних механізмів. Ми розглянемо основні засади криптографічного захисту даних.

Спочатку потрібно розібратися, що таке криптографічна хеш-функція. Це така функція, яка бере на вхід певні дані, обробляє їх та видає якийсь результат. При цьому має виконуватись кілька правил:

Навіщо взагалі потрібна хеш-функція у блокчейн-мережі? Завдяки цьому механізму кожен блок отримує власний унікальний ідентифікатор. На вхід надходять дані конкретного блоку (інформація про транзакції, зміни в реєстрі тощо), а на виході виходить хеш-код цього блоку, який є своєрідним відбитком пальця.

Але просто привласнити блоку з даними унікальний ідентифікатор цього замало. Особливість блокчейна — кожен сегмент має криптографічний покажчик на попередній. Хеш-сума блоку передається в наступний блок і таким чином впливає на його "відбиток пальця". За рахунок цього і створюється незмінний ланцюжок записів. Якщо зробити зміни в блоці (наприклад, поміняти адресата транзакції), то хеш-код не буде відповідати прийнятому всіма значенню. При цьому слід пам'ятати, що копії блокчейна зберігаються на інших вузлах мережі. Тому будь-яку невідповідність хеш-коду записам в оригінальному ланцюжку легко відстежити. Такий поганий блок просто ігнорується.

У blokchain-системі існує правило — за оригінальний ланцюжок приймається найдовша послідовність блоків. Якщо "нечесні" учасники захочуть зробити зміни в одному з блоків, то їм доведеться змінювати всі наступні блоки і будувати ланцюжок довшим за існуючий. Це завдання можна виконати тільки в теорії. Наприклад, якщо один з учасників системи має більше 50% обчислювальної потужності всієї мережі.

Блоки в блокчейні формують так звані майнери — це активні учасники мережі, які підтримують роботу ланцюжка. Розглянемо ключові етапи:

Такий ланцюжок подій є спрощеною інтерпретацією функціонування блокчейну. Майнінг, валідація транзакцій і процеси побудови блоків мають досить багато нюансів.

За створення нових ланок ланцюга майнери одержують винагороду у вигляді внутрішньої цифрової валюти блокчейна. Успіх всього підприємства залежить від обчислювальної потужності, кинутої на пошуки валідної хеш-суми. Також пріоритет побудови блоків може регулюватись внутрішніми правилами мережі. Наприклад, надається перевага учасникам з великою кількістю “монет” на рахунку.

Блокчейн — це, простими словами, розподілена база даних. Інформація дублюється та зберігається на тисячах комп'ютерах. Дані належать усім і не належать нікому. Немає комп'ютера, організації, людини чи групи людей, від яких загалом залежить робота блокчейна. Хоча тут є кілька застережень:

І тим не менш блокчейн є ефективною реалізацією розподіленого зберігання інформації, де складно знайти місце монополісту-власнику даних або адміністратору-модератору.

Блокчейн — інструмент, який дозволяє реалізувати обмін цінностями без третьої сторони. Коли мова заходить про користь технології для пересічного користувача, то, як правило, першою чи другою перевагою називають порятунок від посередників при грошових переказах.

Коли ми пересилаємо один одному гроші, то користуємось послугами банку чи платіжної системи. Ця третя сторона зберігає інформацію про нас та наші рахунки. За фактом робота посередника при оформленні транзакції полягає у перевірці даних та коригуванні записів у базі. У максимально спрощеному вигляді — у графі доступних грошей користувача X віднімають число, а у графі користувача Y — додають. Процес звіряння даних та змін у реєстрі може займати досить багато часу.

Як працює криптовалюта? Це внутрішня грошова одиниця блокчейну. Система забезпечує високу швидкість переведення цифрового активу. Крім того, відпадає потреба у посередництві. Валідність операції контролюється всіма учасниками мережі та немає єдиного сервера/організації/користувача, від якого залежить процес переказу.

Чим хороша система без посередників? Клієнти банку чи платіжної системи повністю залежать від цих організацій. Людині можуть заблокувати рахунок з будь-яких причин, на сервер з даними може бути здійснена атака і т.д. Кожен із таких неприємних випадків "відрізає" користувача від своїх збережень. У блокчейні немає комп'ютера чи групи машин, які можна зламати і зупинити роботу системи.

Децентралізована база даних дозволяє виключити третю сторону регулювання обміну цінностями. Однак щодо цього є різні точки зору. З одного боку, це можливість побудувати грошову систему без контролю держави, корпорації тощо. З іншого боку, безконтрольне поле є зручним середовищем для зберігання та обміну цінностями, здобутими незаконними методами.

Враховуючи трильйонну (у доларах) капіталізацію криптовалютного ринку, можна з упевненістю сказати, що технологія блокчейну вже змінила світ. Проте, цифрові гроші — це далеко не єдина реалізація можливостей розподіленого реєстру. На базі блокчейн-технології вже зараз створюється новий формат інтернету — інтернет цінностей. Прив'язати до цифрового запису можна нерухомість, акції, картини, музику, digital-арт тощо.

Смарт-контракти, написані на платформі блокчейн, спрощують вирішення різних бізнес-завдань. Розподілена мережа також може дозволити організувати процес голосування з мінімальними шансами підтасовування та інших зовнішніх втручань. На базі блокчейн з'явилися NFT-токени, NFT-ігри та багато іншого, що ще нещодавно не вкладалося у звичну картину світу. Так що за всіх спірних і неоднозначних моментів варто звикати, що блокчейн з нами всерйоз і надовго.

Apix-Drive – простий та ефективний конектор систем, який допоможе вам автоматизувати рутинні завдання та оптимізувати бізнес-процеси. Ви зможете заощаджувати час та кошти, спрямувати ці ресурси на найважливіші цілі. Протестуйте ApiX-Drive і переконайтеся, що цей інструмент розвантажить ваших співробітників і вже після 5 хвилин налаштувань ваш бізнес почне працювати швидше.