Что такое блокчейн (blockchain)

26.03.2022

Теоретические вопросы

Комментариев нет

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:

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.
Цепочка:
- Блоки связаны друг с другом через хэши. Каждый новый блок содержит ссылку на хэш предыдущего блока.
Распределённость:
- Блокчейн хранится одновременно на множестве компьютеров (нод) по всему миру.
- Все участники сети имеют одинаковую копию блокчейна.
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:

Децентрализация:
- Нет центрального сервера или владельца. Управление сетью распределено между участниками.
Прозрачность:
- Все данные, записанные в блокчейн, открыты для просмотра (в случае публичных блокчейнов, как Bitcoin).
Неизменяемость:
- Записанные данные невозможно удалить или изменить без изменения всей цепочки, что требует огромных вычислительных ресурсов.
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:

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

Применение блокчейна:

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

blockchain блокчейн