Что такое блокчейн? Разбор для «чайников»

Вместе с ростом популярности криптовалют повышается и интерес к технологии блокчейн, которая лежит в их основе. Ее появление стало подлинной революцией в мире ИТ и может перевернуть многие привычные нам сферы. Реализованная с ее помощь уникальная система хранения и передачи данных способна помочь обществу решить многие проблемы и достичь глобальных целей.

Если вы все еще смутно представляете, как устроен блокчейн и в чем его преимущества, это статья для вас. 

Что такое блокчейн?

Блокчейн (от англ. blockchain) – дословно переводится с английского как «цепочка блоков». Иными словами, это последовательность, образуемая непрерывно соединенными между собой блоками данных, каждый из которых содержит некую информацию – например, о совершенных транзакциях.

Достоверность сведений подтверждают «ноды» или узлы – компьютеры-участники сети, каждый из которых хранит копию блокчейна. В каждом последующем блоке содержится информация о предыдущем, поэтому любой отрезок блокчейна невозможно изменить, не внося коррективы в остальные. Получается, чтобы удалить или отредактировать одну запись, нужно получить доступ ко всем нодам и внести правки в интересующий блок и всю цепочку за ним. Очевидно, что сделать это практически невозможно, если блокчейн распределен на тысячи независимых узлов.

Именно поэтому блокчейн гарантирует безопасность и прозрачность обмена информацией. Эта передовая технология обеспечивает надежное шифрование, передачу и хранение данных за счет распределенной сети. Подытожим: блокчейн – это база данных, но намного более продвинутая.

Как работает блокчейн?

Предлагаем упрощенно рассмотреть принцип работы блокчейна на примере криптовалют.

1. Создание транзакции. Предположим, вы решили перекинуть пару биткоинов своему коллеге. Для этого вы инициируете транзакцию.
2. Подтверждение транзакции. Прежде чем ваши монеиты попадут на кошелек коллеги и информация об этом будет включена в блокчейн, нужно, чтобы ее верифицировали другие участники сети. В разных сетях используют разные процедуры верификации – или достижения консенсуса: например, Proof-of-Work (за счет майнеров) или Proof-of-Stake (за счет тех, кто хранит данную криптовалюту). В нашем случае, сеть Биткоина функционирует на базе Proof-of-Work.
3. Создание блока. Когда транзакция подтверждена, она вписывается в блок. Помимо количества переводимых монет, фиксируются ваши данные и данные получателя, дата и время сделки. Кроме данных об операциях, каждый блок содержит свой хэш – уникальный набор символов – и часть хэша предыдущего блока. За счет этого все блоки связываются в единую цепочку, одно звено которой невозможно изменить, не редактируя последующие.
4. Распространение блока. Как только блок готов, информацию о нем получают все участники сети.

В чем плюсы блокчейна?

• Псевдонимность. Проводить операции в блокчейне можно, не раскрывая личные данные.
• Прозрачность. Информация о каждой из совершенных транзакций доступна каждому участнику сети.
• Децентрализация. У блокчейна нет единого владельца или управляющего органа, за его работу отвечают одновременно все участники сети. А значит, блокчейн нельзя закрыть или видоизменить чьим-то волевым решением.
• Распределение. Блокчейн устойчив к внутренним сбоям и внешним атакам, потому что информация хранится сразу на множестве узлов. Если десяток или даже сотня из них выйдет из строя, на работоспособность сети это не повлияет.
• Высокая скорость. Обработка транзакции в блокчейне занимает от пары секунд до нескольких часов. В среднем блокчейн работает куда быстрее международных денежных переводов, которых иногда приходится ждать по несколько дней.
• Низкие комиссии. Стоимость операций, за редким исключением, ниже, чем комиссии, которые взимают за свои услуги компании традиционного финансового сектора.
• Отсутствие посредников. При заключении сделок можно обойтись без участия третьей стороны. Это не только снижает комиссионные расходы, как мы уже сказали, но и уменьшает вероятность «сюрпризов», обусловленных человеческим фактором.
• Надежность. Блокчейн нельзя отредактировать – а значит, этот метод хранения идеален для хранения значимой информации.
• Равноправие участников. У участников сети нет привилегий – разве что в некоторых алгоритмах (например, Proof-of-Stake) у некоторых пользователей есть преимущества в принятии решений.

А минусы есть?

Увы, любые технологии несовершенны – и блокчейн в том числе. Из недостатков стоит отметить:

• Риск взлома и «атаки 51%». Эта уязвимость характерна для блокчейнов, основанных на алгоритме консенсуса Proof-of-Work. Если некие злоумышленники взломают и возьмут под контроль 51% и более компьютеров, служащих узлами сети, они смогут контролировать процесс подтверждения блоков – и редактировать транзакции по своему усмотрению.
• Нагрузка на процессорные мощности. Весь массив информации, содержащийся в блоках цепочки, может «весить» очень много – например, объем блокчейна биткоина уже вырос до 500 ГБ. Чтобы синхронизировать такой большой реестр, в среднем требуется около недели.
• Большие затраты электроэнергии. Сложность работы сети повышается – а значит, для поддержания ее функционирования требуется все больше мощности. Это касается сетей, основанных на алгоритме Proof-of-Work: если на заре эры биткоина майнить можно было на стареньком компьютере, то теперь для этого строят целые майнинг-фермы. В прошлом году на майнинг было израсходовано столько электроэнергии, сколько потребляет целая страна размером с Испанию.  
• Риск потери доступа к кошельку. Право собственности на данные или монеты, хранящиеся в блокчейн-кошельке, пользователь подтверждает с помощью приватного ключа. Утратив его, он теряет доступ к своему хранилищу. Если вы забыли пин-код от карточки, то можно восстановить его через банк – а тут обратиться не к кому. Единственный выход – хранить дубликаты приватных ключей в разных (надежных и секретных) местах.

Где применяется блокчейн?

Блокчейн может применяться (и уже применяется) в самых разных сферах. В качестве примера рассмотрим некоторые из уже существующих инструментов.

Смарт-контракты

Смарт-контракт – это договор, исполнение которого отслеживает компьютерная программа с помощью математических алгоритмов. В протоколе прописаны условия для обеих сторон и вероятные штрафы за его нарушение. Заключение договоренностей и хранение самих смарт-контрактов происходит на блокчейн-платформах.

Смарт-контракты могут быть полезны в таких сферах, как: 

• Финансовая. Смарт-контракты облегчают процесс оформления и выплаты кредитов, открытие счетов, выявление мошеннических схем и ряд других задач.
• Здравоохранение. Смарт-контакты автоматизируют процесс передачи и обработки медицинской информации, особенно учитывая, что она может быть конфиденциальной
• Авторские права. В индустрии цифрового контента очень важно, кому принадлежит работа – и смарт-контакты отлично подходят для подтверждения авторства. Кроме того, они могут облегчить взаимодействие между автором и заказчиком.
• Выборы. Смарт-контакты способны обеспечить максимальную прозрачность и беспристрастность выборов и упростить проведение избирательных кампаний.
• Аренда. Заключить договор на сдачу жилья с помощью смарт-контракта возможно буквально в несколько кликов.
• Азартные игры. Внедрение смарт-контактов гарантирует четкое соблюдение правил игры и повысит доверие игроков к компаниям индустрии.

DApps

DApps (от англ. decentralized application) – децентрализованные приложения, представляющие собой смарт-контракты с удобным интерфейсом. Работая на блокчейне, они обеспечивают пользователю все его преимущества: надежность, прозрачность и неизменность данных.

На DApps построена практически вся индустрия децентрализованных финансов. Вот всего несколько сфер их применения:

• верификация пользователей – например, в онлайн-банкинге, на биржах и различных интернет-сервисах, где требуется идентифицировать клиента;
• проведение аукционов – для исключения манипуляций и мошенничества при организации торгов;
• рынок предсказаний – на площадках, где роль активов выполняют ставки на реализацию тех или иных прогнозов, будь то исход спортивных состязаний, результаты выборов или экономические показатели отдельных компаний или секторов экономики.

DeFi

DeFi (от англ. decentralized finance) – децентрализованные финансы, иными словами, финансовые инструменты в виде блокчейн-сервисов и приложений. Это альтернатива традиционной банковской системе, предлагающая тот же набор услуг и операций, таких как кредитование, торговля на бирже, прием ставок, управление активами и пр.

NFT

NFT (от англ. non-fungible token) — так называемые невзаимозаменяемые токены. Каждый из них уникален и за счет этого способен подтверждать право владения физическим или цифровым объектом. NFT применяют, например, при лицензировании контента, создании уникальных игровых предметов в гейм-индустрии или при оформлении права собственности на недвижимость.

GameFi

GameFi — это блокчейн-проекты, в которых игровой процесс монетизирован: на выполнении игровых действий пользователь может заработать. Например, игрок может «прокачивать» персонажа-NFT, которого можно впоследствии выгодно продать.

Криптовалюты

Мы уже упоминали криптовалюты, ажиотаж вокруг которых и привлекает всеобщее внимание к блокчейну. В отличие от привычных нам денег, крипта не имеет физического выражения и существует в виде данных.

Уже сейчас миллионы людей в разных уголках планеты используют цифровые валюты для инвестиций и трейдинга, платежей и кредитования, трансграничных переводов и благотворительных пожертвований.

Помимо всем известного биткоина, существует множество блокчейнов и функционирующих на их основе криптовалют. К наиболее популярным можно отнести: 

• Ethereum – одна из старейших и самых популярных блокчейн-платформ с одноименным протоколом. В сети реализованы смарт-контракты, поэтому на Ethereum разработана значительная часть децентрализованных приложений и токенов.
• Binance Smart Chain – проект крупнейшей криптовалютной биржи Binance, привлекающий пользователей молниеносной обработкой транзакций и низкими комиссиями. Совместим с другими блокчейнами.
• Solana – еще один скоростной и доступный блокчейн. Комиссия для разработчиков и юзеров – меньше $0,01.
• Cardano напоминает Ethereum и отлично подходит для создания масштабируемых приложений.

Какие перспективы у блокчейна?

Уже сегодня блокчейн активно внедряется по всему миру. Так, в США, Нидерландах и Эстонии эту технологию используют при регистрации права собственности на недвижимость и ведении земельного кадастра. Более того, в США уже опробовали блокчейн на выборах. В России данную технологию также активно внедряют в деловые процессы для повышения эффективности и минимизации расходов.

Но очевидно, что мы только начинаем осваивать потенциал блокчейна. При грамотном использовании технология способна решить такие давние проблемы человечества, как коррупция и несоблюдение законодательства, монополизация и финансовые махинации.