Ознайомтеся з логікою роботи blockchain в одному документі

blockchain змінює наше сприйняття фінансів і управління даними. Від Біткойна до Ethereum, від відстеження мережі постачання до медичних записів, сфери застосування цієї технології постійно розширюються. Але чи дійсно ви розумієте, що таке blockchain і як він працює?

Основна суть блокчейну

Простіше кажучи, blockchain - це цифровий реєстр, який підтримується мережею розподілених комп'ютерів. На відміну від традиційних баз даних, які контролюються якимось центральним органом, дані на blockchain зберігаються на численних вузлах, кожен з яких має повну копію.

Цей дизайн має три основні переваги:

По-перше, це безпека. Кожен шматок даних шифрується за допомогою криптографічних технологій, і як тільки він записується, його неможливо змінити. Щоб змінити певну інформацію, потрібно одночасно змінити всі блоки, що йдуть після неї, що в технічному та економічному відношенні майже неможливо.

По-друге, це децентралізація. Жодна сторона не може самостійно контролювати мережу, влада розподілена між усіма учасниками. Транзакції не потребують проходження через банки, уряди та інші посередники, учасники можуть безпосередньо здійснювати передачу вартості.

Останнє - це прозорість. Усі записи транзакцій є відкритими для перевірки, будь-хто може через blockchain-браузер відстежити походження та напрям кожної транзакції, що забезпечує зручність для регулювання та аудиту.

Як працює блокчейн

Розуміння принципів роботи blockchain вимагає оволодіння п'ятьма ключовими етапами:

Перший крок: ініціювання угоди. Коли користувач ініціює угоду (наприклад, переказ), ця угода транслюється по всій мережі, тисячі вузлів можуть отримати цю інформацію.

Другий крок: перевірка транзакції. Вузли в мережі перевіряють легітимність транзакції відповідно до встановлених правил. Вони перевіряють цифровий підпис відправника, достатність залишку та інші елементи, щоб переконатися, що це не шахрайська транзакція.

Третій крок: Упаковка блоку. Верифіковані транзакції об'єднуються разом, утворюючи новий блок. Кожен блок містить дані транзакцій, мітку часу, а також криптографічне хеш-значення попереднього блоку — це хеш-значення подібне до “ключа”, який замикає поточний блок з попереднім.

Четвертий крок: досягнення консенсусу. Мережа повинна додати цей новий блок до ланцюга, всі учасники повинні досягти згоди щодо його дійсності. Цей процес досягнення згоди називається механізмом консенсусу.

П'ятий крок: блокчейн. Після того, як новий блок додається до ланцюга, наступні блоки будуть посилатися на його хеш-значення. Будь-хто, хто намагається підробити ранні блоки, змінить їх хеш-значення, тим самим зруйнувавши цілісність всього ланцюга, що відразу ж буде виявлено мережею.

Криптографія: охоронець безпеки blockchain

антифальсифікаційні властивості блокчейну неможливі без криптографії. Найважливішими з них є дві технології:

Хеш-функція є односторонньою операцією. Вхідні дані будь-якої довжини можуть дати вихідний рядок фіксованої довжини (хеш-значення). Зміна одного з букв у вхідних даних абсолютно змінює вихідний результат — це називається “ефектом лавини”. Біткойн використовує функцію SHA256, і як тільки дані на вхід змінюються, вихід виглядає зовсім інакше, що гарантує цілісність даних.

Криптографія з відкритим ключем використовується для аутентифікації. Кожен учасник має пару ключів: приватний ключ (який зберігається в таємниці) та відкритий ключ (який публічно ділиться). При ініціюванні транзакції, підписують її приватним ключем; інші учасники використовують відкритий ключ, щоб перевірити, що підпис дійсно походить від заявленого відправника. Лише власник приватного ключа може авторизувати транзакцію, що виключає підробку та шахрайство.

Механізм консенсусу: демократичний механізм ухвалення рішень blockchain

Найінноваційніша частина блокчейну полягає в його механізмі консенсусу — наборі правил, які дозволяють тисячам незнайомців погоджуватися з одним і тим же.

Доказ роботи(PoW) є найранішим механізмом консенсусу, який використовує Біткойн. Майнери змагаються за розв'язання складних математичних задач, а перший, хто їх розв'яже, може додати наступний блок до ланцюга та отримати винагороду у вигляді криптовалюти. Цей механізм гарантує безпеку, але споживає багато обчислювальної потужності та електроенергії.

Доказательство частки(PoS) є вдосконаленням, яке буде застосовано після Ethereum 2.0. Верифікатори не повинні змагатися за розв'язання завдань, а вибираються випадковим чином для верифікації блоків залежно від кількості криптовалюти, яку вони ставлять у мережі. Чим більше ставиться, тим вищий шанс бути обраним, а також більше винагороди. Але якщо верифікатор чинить неправильно, ставлені монети можуть бути конфісковані. Ця механіка є більш енергоефективною та заохочує учасників до чесної поведінки.

Крім того, делеговане підтвердження прав(DPoS) дозволяє тримачам токенів голосувати за обрання представників для верифікації блоків; авторитетне підтвердження(PoA) виконується надійними сутностями, які виступають в ролі верифікаторів. Різні блокчейни обирають різні механізми консенсусу відповідно до своїх потреб.

три форми мережі blockchain

Публічний blockchain повністю відкритий, будь-хто може приєднатися, переглядати, перевіряти. Біткойн та Ethereum є типовими представниками публічного blockchain, з найвищим рівнем прозорості та найбільшою стійкістю до цензури.

Приватний blockchain використовується лише всередині певних установ. Компанія може створити приватний blockchain для запису внутрішніх транзакцій, не відкриваючи його для зовнішнього користування. Хоча це більш ефективно, але втрачає переваги децентралізації.

Альянс blockchain знаходиться між двома сторонами. Кілька організацій співпрацюють для управління одним blockchain, зберігаючи певні характеристики децентралізації та задовольняючи особливі потреби учасників. Мережа постачання часто використовує цю форму.

blockchain змінює що

Криптовалюта та міжнародні перекази. blockchain дозволяє здійснювати перекази з однієї точки в іншу, міжнародні грошові перекази без банківських посередників, з низькими комісіями та швидкістю.

Смарт-контракти та DeFi. На blockchain можна розгорнути автоматично виконувані смарт-контракти, які запускаються автоматично за виконання умов, без втручання людини. Це відкриває двері для децентралізованих фінансів (DeFi) — кредитування, торгівля, торгівля деривативами можуть прозоро виконуватись у формі коду.

Токенізація активів. Реальні активи, такі як нерухомість, предмети мистецтва, акції тощо, можуть бути перетворені на цифрові токени в blockchain, що підвищує ліквідність і дозволяє більшій кількості людей брати участь в інвестуванні.

Ідентичність та голосування. blockchain може створити незмінні цифрові ідентичності для верифікації особистої інформації. Після того, як процес голосування буде записаний у блокчейн, кожен голос залишить незнищенний запис, що повністю виключає шахрайство.

Прозорість мережі постачання. Від виробництва, транспортування до продажу, кожен етап записується на blockchain, споживачі можуть простежити повний процес обігу товару, гарантуючи автентичність та борючись з підробками.

Загалом

блокчейн перетворюється з технологічної інновації на інноваційний спосіб соціального управління. Він забезпечує безпеку за допомогою криптографії, реалізує демократичне прийняття рішень через механізм консенсусу, дозволяючи незнайомцям встановлювати довіру. Чи то інновація фінансової системи, чи оптимізація мережі постачання, блокчейн демонструє нам більш прозору, ефективну та справедливу можливість.

З розвитком технологій та розширенням застосувань, blockchain продовжить впливати на все більше галузей. Розуміння принципів роботи blockchain є вкрай важливим для орієнтування у майбутньому цифровому світі.