Что такое блокчейн (blockchain)

Блокчейн (от англ. blockchain, «цепочка блоков») — это распределённая и децентрализованная база данных, которая используется для записи и хранения информации таким образом, чтобы она была защищена от подделки или изменения. Основное применение блокчейна связано с криптовалютами, но технология находит применение и в других областях.

---

Как работает блокчейн?

Блокчейн можно представить как цепочку цифровых «блоков», где каждый блок содержит информацию, связанную с предыдущим. Основные аспекты работы:

1. Блоки:
   • Каждый блок содержит:
     • Данные (например, записи о транзакциях).
     • Хэш — уникальный цифровой отпечаток этого блока.
     • Хэш предыдущего блока (для связывания блоков в цепочку).
   • Изменение данных в блоке приводит к изменению его хэша, что делает подделку блокчейна невозможной без изменения всех последующих блоков.
2. Цепочка:
   • Блоки связаны друг с другом через хэши. Каждый новый блок содержит ссылку на хэш предыдущего блока.
3. Распределённость:
   • Блокчейн хранится одновременно на множестве компьютеров (нод) по всему миру.
   • Все участники сети имеют одинаковую копию блокчейна.
4. Консенсус:
   • Чтобы добавить новый блок в цепочку, узлы сети должны согласиться, что он валиден.
   • Для достижения этого используются алгоритмы консенсуса, такие как Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) и другие.

---

Основные свойства блокчейна:

1. Децентрализация:
   • Нет центрального сервера или владельца. Управление сетью распределено между участниками.
2. Прозрачность:
   • Все данные, записанные в блокчейн, открыты для просмотра (в случае публичных блокчейнов, как Bitcoin).
3. Неизменяемость:
   • Записанные данные невозможно удалить или изменить без изменения всей цепочки, что требует огромных вычислительных ресурсов.
4. Безопасность:
   • Благодаря криптографическим алгоритмам информация защищена от взлома.

---

Пример структуры блока:

Представим упрощённую структуру одного блока:

• Номер блока: 1234
• Данные транзакций: А отправил 1 BTC Б.
• Хэш текущего блока: a3f5...
• Хэш предыдущего блока: b9d1...

Если кто-то попытается изменить данные транзакций, хэш блока изменится, и это нарушит всю цепочку.

---

Типы блокчейнов:

1. Публичный блокчейн:
   • Открыт для всех (например, Bitcoin, Ethereum).
   • Любой может участвовать в процессе подтверждения транзакций.
2. Приватный блокчейн:
   • Управляется одной или несколькими организациями.
   • Участие ограничено (например, Hyperledger для корпоративных целей).
3. Гибридный блокчейн:
   • Совмещает элементы публичных и приватных блокчейнов.

---

Применение блокчейна:

1. Криптовалюты:
   • Блокчейн служит основой для таких валют, как Bitcoin, Ethereum и другие.
   • Хранит данные о транзакциях.
2. Смарт-контракты:
   • Самоисполняемые программы, работающие на блокчейне (например, в Ethereum).
3. Логистика и цепочки поставок:
   • Отслеживание пути товаров от производителя до покупателя.
4. Финансовые услуги:
   • Ускорение платежей, снижение затрат, обеспечение прозрачности.
5. Голосование:
   • Надёжная система для предотвращения фальсификации голосов.
6. Недвижимость:
   • Хранение информации о правах собственности.

---

Пример: Bitcoin

В сети Bitcoin блокчейн используется для записи всех транзакций. Новые блоки создаются майнерами через процесс Proof of Work. Каждый блок добавляется в конец цепочки, и все участники сети обновляют свои копии.

---

Преимущества блокчейна:

• Надёжность и устойчивость к взлому.
• Прозрачность операций.
• Исключение посредников в транзакциях.

Недостатки блокчейна:

• Высокое энергопотребление (в случае PoW).
• Ограниченная масштабируемость.
• Сложность исправления ошибок.