16 что такое блокчейн англ blockchain
Перейти к содержимому

16 что такое блокчейн англ blockchain

  • автор:

Что такое Блокчейн? Простыми словами о технологии

ВНИМАНИЕ: Этот пост был написан осенью 2021 года, в общем и целом, информация в нем по все еще актуальна, но я решил обновить его. Новый пост на эту тему доступен здесь: https://vc.ru/u/903848-egor-polyanskiy/1028374-chto-takoe-blokcheyn-prostymi-slovami-o-tehnologii

Технологии децентрализованного хранения информации и распределенных вычислений были известны в конце прошлого века. Однако, слово «блокчейн» стало известно широким массам людей лишь после того, как в 2008 году появился Биткоин(Bitcoin), а вместе с ним началась эпоха развития блокчейна и приложений на его основе. Биткоин я разбирал в отдельной статье «Что такое Биткоин? Разбор криптовалюты», здесь речь пойдет больше о самой технологии и ее развитии.

Если пытаться понять суть Блокчейна, то начать стоит с его названия, «Blockchain» от английского «block» – блок и «chain» – цепь, дословно «цепочка блоков», т.е. простым языком блокчейн это информация хранящаяся в цепочке состоящей из блоков.

Блокчейн

Выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков, содержащих информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока. Изменение любой информации в блоке изменит его хеш-сумму. Чтобы соответствовать правилам построения цепочки, изменения хеш-суммы нужно будет записать в следующий блок, что вызовет изменения уже его собственной хеш-суммы.

Википедия

Определение из Википедии достаточно точно, но неподготовленный теоретически человек, от такого набора слов, получит больше вопросов, чем ответов. Буду разбирать простым языком.

Посредники в функции передачи денег

До появления Биткойна и других криптовалют, у людей было всего два способа передачи денег:

  • передать деньги в руки, при личной встрече
  • передать через посредников – использовать третью сторону (банки, платежные системы, почта и т.д)

Обычно третья сторона это целая совокупность сервисов и платформ, работающих по своим правилам. Например при оплате покупки в магазине картой, терминал продавца обращается в его банк, банк перенаправляет запрос в платежную систему, платежная система переадресует запрос к банку выдавшему карту покупателя, а после этого вся цепочка повторяется в обратную сторону. Понятно, что эта схема максимально упрощена, но и из нее мы видим, как много участников (посредников) в достаточно простой операции.

Посредники

Помимо самого перевода, посредники-банки могут выполнять дополнительные функции, например по требованию государства списывать задолженности и блокировать счета. Обычный платеж проверяется по многим параметрам:

  • достаточно ли средств на счету пользователя;
  • откуда эти средства появились;
  • нет ли задолженностей;
  • не наложен ли запрет на передвижение средств;
  • какая сумма платежа, не превышен лимит покупок.

Это далеко не полный список всех проверок которые проходит обычный платеж, более подробную информацию о системе защиты банки и платежные системы хранят в секрете.

Но чем это плохо? спросите вы, а тем, что за поддержание работы всей системы, а именно: серверов, программистов, руководителей, юристов, экономистов и работы другого персонала надо платить, а платит всегда пользователь.

Что такое Блокчейн и как это работает

Еще недавно, передача стоимости происходила при помощи наличных, сегодня основные действующие лица в этом процессе это банки, возможно, завтра это сервисы построенные на технологии блокчейн.

Начнем с того, что блокчейн — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналоговым примером его структуры представляется бесконечно длинная металлическая цепь, в которой нельзя разорвать или поменять местами звенья.

Основными принципами технологии являются:

  • децентрализация;
  • распределенность;
  • прозрачность;
  • безопасность;
  • неизменность.

Всю цепочку блокчейна можно представить как книгу с возможностью добавлять страницы, но каждая новая страница пишется после уже существующей , а остальные нельзя отредактировать, удалить или менять местами.

Новые «страницы» в такую книгу добавляются при помощи транзакций, но транзакций не как денежный перевод, а как выполнение скрипта программыПомимо основных данных, каждый блок имеет уникальный набор параметров: nonce, хеш предыдущего блока, хеш текущего блока и список транзакций.

В пределах одного блока может храниться несколько тысяч таких записей. Когда память в блоке заканчивается — он закрывается, подписывается и переходит на новый блок в виде хеша или «отпечатка».

Хеш — это некий набор символов, несущий в себе уникальный отпечаток. Он формируется исходя из того, какие транзакции и в каком количестве хранит в себе каждый блок.

При обработке транзакций в блокчейне постоянно проверяются хеши, после чего, система поднимается к последнему хешу, где подтверждается целостность и верность всех предыдущих кодов, чтобы блок закрылся.

Это постоянная проверка исключает возможность того, чтобы кто-то добавил себе «лишние» монеты и отправил недостоверную информацию в сеть – такой блок не пройдет проверку и не будет добавлен в сеть. От сюда и название — цепочка которая работает непрерывно и добавляет звенья.

Что делают майнеры и зачем они нужны

Если сеть блокчейна выступает как третья сторона в передачи стоимости, то и как у банковской системы, в сети есть обслуживающий персонал, в блокчейне этим персоналом является «Ноды» — программный код установленный на специальном оборудовании, а люди владеющие и обслуживающие такие системы это майнеры.

Для проведения транзакции в блокчейне, необходимо ее создать и поместить в mempool — специальный накопитель в котором собираются транзакции ожидающие добавления в блок и цепь.

Что делают майнеры

Майнеры подключаются к mempool и начинают обрабатывать все транзакции находящиеся в очереди. Если посмотреть на процесс глобально, он выглядит так: система узнает о всех транзакциях в мемпуле, обрабатывает их, записывает в блок, высчитывает хеши. Чтобы подтвердить правильность блока, майнеру необходимо предоставить решение в сеть, которое проверяют другие майнеры и, если все хорошо, и большинство участников принимают результат вычисления хешей, блок считается правильным и уже потом добавляется в блокчейн.

Получается для добавления нового блока, всем участникам сети нужно договориться, и если большинство майнеров поддерживает решение и соглашаются с ним блок появляется в сети. То есть блокчейну необходим консенсус или решение поддерживаемое большинством. Именно этим и занимаются майнеры получая за свою работу награду от сети.

Существуют два основных типа майнинга: доказательство работы (proof-of-work) и доказательство владения (prood-of-stake), но большинство блокчейн проектов сейчас работает по принципу доказательства работы, именно для этого майнерам необходимо высокоэффективное и производительное оборудование.

Как происходят транзакции в блокчейне

Для того чтобы провести банковский перевод пользователю необходимо открыть счет используя свои персональные данные, внести на него средства и только после этого можно проводить транзакции, которые ко всему должны соответствовать требованиям финансовых организаций о которых я писал выше.

Для совершения транзакции в блокчейне пользователю необходимо всего два ключа: Публичный ключ и Приватный ключ.

«Публичный ключ» — это набор из цифр и символов, доступная к просмотру всем желающим в сети биткоин — это номер кошелька, его адрес используемый для перевода средств.

«Приватный ключ» — это самое ценное. С его помощью подписываются все транзакции в кошельке, поэтому его нужно бережно хранить в надежном месте.

Помните: кто владеет приватным ключом – владеет всеми средствами на кошельке.

Всю информация, зашифрованную приватным ключом пользователя, любой человек может расшифровать при помощи своего публичного ключа, но он не может открыть кошелек или перевести средства. Таким образом можно узнать информацию по каждой транзакции любого счета, такая система полностью прозрачна, но при этом она анонимна т.к. блокчейн не хранит никакой личной информации и выявить владельцев приватных ключей затруднительно.

Зачем нужен Блокчейн

Технология блокчейна сегодня у многих ассоциируется с Биткоином, но это не совсем верная ассоциация, так как блокчейн это просто способ распределенного хранения данных, у которого может быть множество применений, например:

  • выборы и голосования;
  • продажи;
  • страхование;
  • документооборот;
  • логистика;
  • кредитование;
  • недвижимость.

Еще много всего, что требует надежной защиты и может быть сохранено в виде данных. Биткоин это лишь один из множества проектов который получил огромную известность благодаря сумасшедшему росту стоимости, весь этот «хайп» скрывает под собой великолепную технологию способную сделать мир лучше.

Остались вопросы? Появились новые? – добро пожаловать в комментарии!

Мой Telegram-канал с еженедельным дайджестом постов – https://t. me/polyanskiy_channel

В моем блоге вы найдете анализ перспективных проектов и технологий, обзоры и список лучших бирж, пошаговые инструкции по покупке биткоина и другой криптовалюты, а также разборы кошельков и подробные руководства для новичков и профессионалов. Присоединяйтесь! ��

Технология blockchain. Принципы работы и перспективы применения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ТЕХНОЛОГИЯ / BLOCKCHAIN / ТРАНЗАКЦИИ / ДЕЦЕНТ-РАЛИЗОВАННОСТЬ / НАЛИЧИЕ ЛИКВИДНОСТИ / ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ BLOCKCHAIN / ОБМЕН ДАННЫМИ / TECHNOLOGY / TRANSACTIONS / DECENTRALIZATION / LIQUIDITY / POSSIBLE BLOCKCHAIN APPLICATIONS / DATA EXCHANGE

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Шольц Юрген, Шелер Торстен, Соколов Юрий Игоревич, Коцоева Валерия Сергеевна, Элькина Анна Андреевна

В данной статье описываются основные экономические и технические стороны технологий Blockchain , возможности их применения, перспективы развития, принципы работы, а также легальные стороны вопроса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Шольц Юрген, Шелер Торстен, Соколов Юрий Игоревич, Коцоева Валерия Сергеевна, Элькина Анна Андреевна

Blockchain protocol study

Цифровизация учета профессиональных компетенций граждан на основе технологий распределенных реестров и смарт-контрактов

Организация киберфизических производственных систем с использованием технологий блокчейн и смарт-контрактов

Смарт-контракты как инструментарий безопасного взаимодействия субъектов региональной инновационной системы

Технология блокчейн и ее применение в торговом финансировании
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The purpose of the article is to give the reader some information on the main economic and technical aspects of Blockchain technologies, their possible applications, development prospects, operating principles, and legal aspects of the blockchain use.

Текст научной работы на тему «Технология blockchain. Принципы работы и перспективы применения»

ФИНАНСЫ, НАЛОГИ, УЧЕТ

Технология Blockchain. Принципы работы и перспективы применения

В данной статье описываются основные экономические и технические стороны технологий Blockchain, возможности их применения, перспективы развития, принципы работы, а также легальные стороны вопроса.

Ключевые слова: технология, Blockchain, транзакции, децент-рализованность, наличие ликвидности, возможности применения Blockchain, обмен данными.

В последнее время в мире все более активно говорят о технологии Blockchain и ее крипловалютах. Сама технология имеет довольно широкий спектр возможного применения и очень большие перспективы развития как в транспортном секторе, так и в других отраслях.

Блокчейн (англ. blockchain — цепочка блоков) — это распределенная база данных, у которой устройства хранения данных не подключены к общему серверу, то есть такая база данных является децентрализованной. Она хранит постоянно растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Такая технология является основой работы пиринговой платежной системы Bitcoin. На момент написания статьи Bitcoin является самой распространенной и тщательно задокументированной системой на базе блокчейн-технологии, поэтому далее мы рассмотрим процесс ее работы на примере Bitcoin.

В создании новых блоков чаще всего используется технология майнинг (англ. mining — добыча полезных ископаемых), хотя является далеко не единственной на данный момент. Процесс майнинга заключается в подборе такого значения nonce (от англ. number used once — число используемое один раз, случайный одноразовый код с меткой времени), которое позволит получить хеш, числовое значение которого будет не более некоторого заданного числа — целевого уровня сложности. Для успешного взлома базы данных блокчейн злоумышленники должны обладать аппаратными средствами с большей вычислительной мощностью, чем у половины всех пользователей базы. Отсюда следует термин «атака 51%».

В качестве доказательства выполнения работы (англ. proof-of-work) используется многоуровневое хэширование,

© Юрген Шольц, Торстен Шелер, Ю.И. Соколов,

В.С. Коцоева, А.А. Элькина, 2017

таким образом, помимо ценной информации (в случае рассмотрения криптовалюты Вйсот такой информацией являютсязаииси совершенных транзакций) кшдый последующий йлмк снясржит мэш пдедыдищхсл интой с^тт^л^ЕИйт^г^ь^Иа попсе. Применение децнойфуикцию иссиючаин тозмяиляость измцкить иодержнмое без изменения хэшей всех последующих блоков (рисунок 1).

— Хэш предыдущего блока

— Nonce (одноразовый код)

— Хэш предыдущего блока

— Nonce (одноразовый код)

— Хэш предыдущего блока \

— Nonce (одноразовый код)

Так, независимо от области применения, блокчейн является доступной технологией,обладающейследующимифункциями:

— подтверждение изменения, запись и последующее хранение данных;

— защита от несанкционированных изменений данных;

— возможность совершать обмен данными «напрямую», без посредника и без дополнительныхрасходов;

— обеспечение прозрачности между участниками сети.

— несмотря на то, что Bitcoin является самой распространенной и самой изученной технологией блокчейн, она имеет достаточно большое количество недостатков:

— потеря пароля кошелька означает потерю всех ваших сбережений Bitcoin;

— пароль Bitcoin-кошелька не может быть восстановлен или изменен, и это можно решить только путем копирования ключа доступа на бумагу;

— низкая скорость транзакций. Валидация и создание блока могут занять до нескольких минут из-за постоянно растущих технических требований для совершения новых вычислений. Так, в скором времени транзакции могут занимать от 5 часов на финализирование;

— код Bitcoin является открытым (англ. open-source), и в случае обнаружения

критического недостатка в коде он будет эксплуатироваться, и система получит значительные повреждения;

— несмотря на небольшую вероятность, так называемая «атака 51%» нанесет серьезный удар по спросу Вйсот и, следовательно, его обменному курсу;

— не является анонимной вопреки заявлениям разработчиков. Конфиденциальность Вйсот поддерживается путем сохранения открытых ключей анонимными, но существует определенный риск того, что владелец ключа может быть обнаружен. Выявление ключа означало бы, что все транзакции, связанные с этим кошельком, могут стать общедоступными.

Данные пункты показывают, что, несмотря на свою популярность и доступность, технология не имеет потенциала для применения как в В2В секторе, так и в любом другом бизнес-секторе. При рассмотрении криптовалюты Вйсот в качестве замены международных денежных единиц, также выявляется некоторое количество минусов и отрицательных сторон. В частности, это:

1. нестабильный обменный курс (Вйсот по-прежнему является новой технологией и новым рынком. Кроме того, он имеет сильно колеблющийся спрос и ограниченное предложение);

2. угроза дефляции (система спроектирована таким образом, что вкладывать и покупать криптовалюту в долгосрочной перспективе невозможно, так как для майнинга существует всего 21 миллион биткойнов);

3. нестабильная легальная сторона (законодательные органы и банковские ассоциации все еще выясняют, что такое Вйсот и как его регулировать, его не запретили, но и пока официально не узаконили, поэтому он до сих пор находится в «подвешенном состоянии»);

4. отсутствие ликвидности (преобразование из Вйсот в общепринятую валюту может быть сделано только на определенных платформах обмена, нет общедоступного пункта для конвертирования валюты в другие более простые и распространенные платежные системы). Общая технология блокчейн на примере криптовалюты показана на рисунке 2.

Помимо всем известного биткоина, существует менее развитая и исследованная технология Sovrin, которая несмотря на свою ограниченность, является одной из наиболее перспективных технологий и может действовать как в В2В секторе, так и в В2С секторе.

Sovrin — это децентрализованная сеть идентификации с открытым исходным кодом, построенная на технологии распределенной базы данных. Данная сеть состоит из многочисленных распределенных узлов, расположенных по всему миру. Каждый узел имеет полную копию базы данных.

Создателем и владельцем технологии является Фонд Sovrin. Целью Фонда является создание всемирной надежной структуры, которая будет использоваться для подтверждения деталей вашей личной идентификации в сети Интернет.

В сети идентификации Sovrin можно выделить две ключевые роли: владелец идентификатора Sovrin и стюард. Фонд Sovrin определяет владельца идентификатора как пользователя сети, который доверяет свою личную информацию для

ее последующейвалидации стюардом, а также те хранешы в распределенной базе данных. Наедельца идентнфикадойа н Фпндоо свкнекнед контракт, в которое указаны условия использования услуги. Среди этих условий можно найти пункт, засодщемщнй сримененне системыв преен5йша1х еаюо к атдоазумевающий наступление в этом случае юридической ответственности пользователя.

Принцип работы технологии Blockchain на примере криптовалюты

Стюард (или валидатор) — это организация, приглашенная Фондом Sovrin с целью оперирования узлом. Стюардом может стать любая компания, занимающаяся проверкой персональных данных своих клиентов перед предоставлением им своих услуг, например, фирма, предоставляющая услуги по хранению и защите информации для бизнеса, банк и исследовательский центр. Задача такой организации заключается в проверке подлинности документов, подтверждающих личность потенциального владельца идентификатора Sovrin, формировании блока с подтвержденной информацией и отправке этого блока в распределенную базу данных. Блок может содержать в себе любую информацию о владельце идентификатора, если её можно подтвердить выпущенным государством документом, от возраста и адреса проживания по паспорту, до медицинских данных и рецептов врача.

Для обеспечения согласованности данных, записанных в базу, Sovrin использует смесь криптографии и продвинутый алгоритм решения задачи византийских генералов (англ. вyzantine fault tolerance) — в вычислительной технике мысленный эксперимент, который призван проиллюстрировать проблему синхронизации состояния систем в случае, когда коммуникации считаются надежными, а процессоры — нет.

Идентификатор пользователя является криптонимом, использующим алгоритм цифровой подписи Эдвардса (EdDSA) для создания ключа шифрования цифровой подписи. Для каждой взаимосвязи пользователь имеет отдельную пару «частный-открытый» ключ. Частным ключом является ключ подписи (англ. digital signature key), а открытым ключом — ключ проверки. Ключ проверки известен всей сети, но ключ подписи хранится в тайне у владельца идентификатора Sovrin.

Запросы — это заявления, сделанные компанией-участником сети с целью получения достоверной информации о пользователе Sovrin. Все запросы имеют цифровую подпись, поэтому каждый, кто их получает, знает, кто их прислал. В качестве примера можно представить, что государственный орган запрашивает паспортные данные владельца идентификатора Sovrin с целью изготовления устаревшего водительского удостоверения.

Владелец идентификатора Sovrin, которому пришел запрос, имеет право решать, какую информацию он хочет раскрыть определенной стороне. Когда пользователь делится личными данными, принимающая сторона может предоставить подтверждение, что они обрабатывают данные определенным образом. Публичные запросы хранятся в распределенной базе данных (англ. ledger) и видны каждому пользователю сети.

Большим плюсом Sovrin является доступность сервиса, идентификатор может получить как частное, так и юридическое лицо бесплатно. Также фонд Sovrin устанавливает правила для сетевых узлов и облагает юридической ответственностью за свои действия всех участников сети, от владельцев идентификаторов до «стюардов».

Технология блокчейн уже находит свои применения в самых разных сферах деятельности человека, однако технология, созданная фондом Sovrin, хоть и использует основополагающие принципы первой технологии, таковой не является. В отличие от свойства базы данных блокчейн — прозрачности, Sovrin позволяет владельцу идентификатора принимать решения об открытии своих личных данных самостоятельно.

Пользователь, имея свои данные в этой сети (например, паспорт, регистрация по месту жительства, водительские права и так далее), может совершать операции какого-либо типа (например, покупать товары в интернет-магазинах, оплачивать счета, брать в аренду автомобиль), потому что сведения о пользователе проверены, и сетью подтверждена их достоверность.

Помимо технологии Bitcoin и Sovrin, одной из наиболее известных и перспективных является IOTA. Она имеет более узкий спектр применения и не является такой распространенной.

Основным принципом работы этой системы является то, что IOTA ориентирована на поддержку работы концепции Internet of the Things (IOT) или Интернет вещей (рисунок 3). Диапазон тех вещей, которые могут работать с помощью IOTA, огромен, к примеру: система «умный дом» и оплата счетов за коммунальные расходы, различные показатели здоровья человека, подключение различных электронных приборов, а также управление автономными транспортными средствами и междугородними перевозками.

Принципы подтверждения транзакций и любых других операций в системе IOTA

Основной функцией IOTA является возможность микроплатежей, а также возможность безопасной передачи данных. Благодаря всему этому, технология имеет довольно большие перспективы и возможности развития использования на транспорте для управления транспортными компаниями.

В технологии IOTA, как и везде, существуют свои плюсы и минусы. К плюсам можно отнести следующее.

• Высокий уровень защиты. Систему, как известно на примере Bitcoin, можно взломать и украсть из нее информацию, только тогда, когда у грабителей будет 51% доступа к сети, но по факту, если система отслеживает и замечает, что кому-то принадлежит уже более 33%, она автоматически блокирует данного агента и начинает внутренние собственные проверки.

♦ Отсутствие платы за транзакции и проведение всех транзакций в реальном времени (в отличие от Bitcoin, где нужно платить за приоритезацию вашего переводаилижеждатьсамогопереводаоколо несколькихчасов).

• Целостность данных, собранных из объекта, гарантирующая, что третья сторонане имеетвозможностивмешатьсявданныенауровне связи.

♦ Отсутствие третьего лица, которое занимается проверкой ваших данных (отсюда и отсутствие платы за транзакцию и возможность совершать микроплатежи).

Однако, несмотря на эти преимущества, которым может позавидовать любая блокчейн-технология, существует достаточно большой минус —непредвиденные осложнения, такие как попытки регулирования системы, потребность в более высокой вычислительной мощности или запрет на функционирование в той или иной стране, что вполне возможно с точки зрения легализации.

Таким образом, можно говорить, что не только наиболее распространенные Blockchain-технологии могут иметь перспективы дальнейшего развития, но и все остальные возможно использовать для развития бизнеса в различных отраслях экономики, включая транспорт. Из-за того, что данная система имеет высокий уровень защиты от вмешательства извне и возможность облачного хранилища информации, будет освобождаться место для хранения информации, а ее проверка происходить безучастиялюдей.

Благодаря тому, что технология быстро развивается, в скором времени будет возможно применять ее, к примеру, в логистический отрасли, скажем, для упрощения системы отслеживания отправления и прибытия поездов на железнодорожных вокзалах. В таком случае будет полностью исключен человеческий фактор, а сам компьютер сможет найти наиболее простые (быстрые) пути транспортировки грузов, сам же грузополучатель сможет оформить их упаковку и погрузку на складе.

На сегодняшний день, по мнению международных аналитиков, технология блокчейн является финансовым инструментом. Иностранные банки демонстрируют свои блокчейн-платформы, также и Центральный банк России сотрудничает с другими банками для развития платформы «Мастерчейн». Уже зарегистрированы случаи крупных международных транзакций, где данная технология позволила значительно сократить срок проведения сделок (до нескольких часов). В обычном случае на проведение одной из подобных международных транзакций ушло бы не меньше недели.

Подобно уменьшению сроков проведения крупных денежных транзакций, технология блокчейн содержит в себе потенциал для сокращения времени на обработку документов. Административные расходы любой компании на создание, проверку, обработку и перемещение документации очень высоки. Кроме того, традиционные методы доставки бумажных документов являются уязвимыми для задержек и мошенничества. Технология блокчейн, примененная в качестве цифрового распределенного реестра, могла бы значительно сократить затраты и сроки на документооборот.

Все это говорит о том, что блокчейн имеет большие перспективы внедрения в работу крупных корпораций различных секторов экономики, в том числе на транспорте.

Приживется ли эта технология надолго и будет ли она процветать? Сложный вопрос. Блокчейн до сих пор не изучен до конца, имеет много «острых сторон» относительно легальности в мировой экономике. Из-за новизны данного продукта возможны непредвиденные ситуации, касающиеся технической стороны, и, в конечном счете, она может оказаться недостаточно сильным конкурентом существующим технологиям.

1. Общая информация о криптовалюте Биткоин, перспективы и возможности инвестирования. [Электронный ресурс]. URL: http://mixinvestor. com/unikalnaya-virtualnaya-valyuta-bitcoin (дата обращения: 3 декабря 2017 года).

2. Пример призыва к исполнению нового закона «О хранении и обработке персональных данных» [Электронный ресурс]. URL: https://www.golos-ameriki.ru/a/facebook-under-threat-in-russia/4045022.html (дата обращения: 2 декабря 2017 года).

3. AntonopoulosA.M. Mastering Bitcoin. O’Reilly Media Inc., 2017, p. 371.

4. A review of Blockchain tools and the use of distributed databases within the transport industry [Электронный ресурс]. URL: http://www.diva-portal.org/ smash/get/diva2:1116772/FULLTEXT01.pdf (дата обращения: 3 декабря 2017 года).

5. A study on transparency in logistics and securing sustainability in transport contracts using Blockchain technologies [Электронный ресурс]. URL: http://lup. lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=8880383&fileO (дата обращения: 29 ноября 2017 года).

6. Benefits and use-cases of Sovrin authentication technology [Электронный ресурс]. URL: https://medium.com/@windley/sovrin-use-cases-authentication-af43c36f4325 (дата обращения: 30 ноября 2017 года).

7. Discussion of IOTA weaknesses and possible implementation of Proof-of-work method [Электронный ресурс]. URL: https://amp.reddit.com/r/Iota/ comments/6fdzdd/weaknesses/ (дата обращения: 30 ноября 2017 года).

8. European policies on data protection in the EU and data transfers outside the EU [Электронный ресурс]. URL: http://ec.europa.eu/justice/data-protection/ article29/documentation/opinion-recommendation/files/2014/wp223_en.pdf (дата обращения: 30 ноября 2017 года).

9. Features, focus area and use-cases of IOTA technology [Электронный ресурс]. URL: https://learn.iota.org/faq/what-are-the-main-use-cases-of-iota (дата обращения: 2 декабря 2017 года).

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Gates, Mark. Blockchain: Ultimate guide to understanding blockchain, bitcoin, cryptocurrencies, smart contracts and the future of money. Mark Gates, 2017, p. 125.

11. Henning, Diedrich. Ethereum: Blockchains, Digital Assets, Smart Contracts, Decentralized Autonomous Organizations. Ethereum Foundation, 2016, p. 345.

12. Information on Sovrin Foundation, its technology’s functions, processes and purposes [Электронный ресурс]. URL: https://sovrin.org (дата обращения: 29 ноября 2017 года).

13. Legal terms and conditions for the creation and further use of Sovrin Identity for current and future Sovrin Identity Owners [Электронный ресурс]. URL: https://docs.google.com/document/d/16T7Kmi04sSBZLclD_38l0nvo14Wz zUsmwgmwgFO4Rno/edit (дата обращения: 30 ноября 2017 года).

14. Purposes and principles of Sovrin Trust Framework [Электронный ресурс]. URL: https://sovrin.org/trust-framework/ (дата обращения: 26 ноября 2017 года).

15. Swan, Melanie. Blockchain: Blueprint for a new economy. O’Reilly Media Inc.,

16. Tapscott, Don, Tapscott, Alex. Blockchain revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business, and the World. USA, Amy Hill,

17. Technical information on Bitcoin’s processes, keys and purposes [Электрон-

ный ресурс]. URL: https://bitcoin.org/en/how-it-works (дата обращения: 1 декабря 2017 года).

18. Technical information on Sovrin ledger, claims, keys, identifiers relationships within the network. Advantages of Sovrin technology [Электронный ресурс]. URL: http://www.windley.com/archives/2016/10/how_sovrin_works.shtml (дата обращения 29 ноября 2017 года).

1. Gerenal information on Bitcoin cryptocurrency and investment prospects. Available at: http://mixinvestor.com/unikalnaya-virtualnaya-valyuta-bitcoin (accessed December 3, 2017) (in Russian).

2. Example of Roskomnadzor enforcing the new data storage and processing law in Russia. Available at: https://www.golos-ameriki.ru/a/facebook-under-threat-in-russia/4045022.html (accessed December 2, 2017) (in Russian).

3. Antonopoulos A.M. Mastering Bitcoin. O’Reilly Media Inc., 2017, p. 371.

4. A review of Blockchain tools and the use of distributed databases within the transport industry. Available at: http://www.diva-portal.org/smash/get/ diva2:1116772/FULLTEXT01.pdf (accessed December 3, 2017).

5. A study on transparency in logistics and securing sustainability in transport contracts using Blockchain technologies. Available at: http://lup.lub.lu.se/ luur/download?func=downloadFile&record0Id=8880383&file0Id=8880390 (accessed November 29, 2017).

6. Benefits and use-cases of Sovrin authentication technology. Available at: https://medium.com/@windley/sovrin-use-cases-authentication-af43c36f4325 (accessed November 30, 2017).

7. Discussion of IOTA weaknesses and possible implementation of Proof-of-work method. Available at: https://amp.reddit.com/r/Iota/comments/6fdzdd/ weaknesses/ (accessed November 30, 2017).

8. European policies on data protection in the EU and data transfers outside the EU. Available at: http://ec.europa.eu/justice/data-protection/article29/ documentation/opinion-recommendation/files/2014/wp223_en.pdf (accessed November 30, 2017).

9. Features, focus area and use-cases of IOTA technology. Available at: https://learn. iota.org/faq/what-are-the-main-use-cases-of-iota (accessed December 2, 2017).

10. Gates, Mark. Blockchain: Ultimate guide to understanding blockchain, bitcoin, cryptocurrencies, smart contracts and the future of money. Mark Gates, 2017, p. 125.

11. Henning, Diedrich. Ethereum: Blockchains, Digital Assets, Smart Contracts, Decentralized Autonomous Organizations. Ethereum Foundation, 2016, p. 345.

12. Information on Sovrin Foundation, its technology’s functions, processes and purposes. Available at: https://sovrin.org (accessed November 29, 2017).

13. Legal terms and conditions for the creation and further use of Sovrin Identity for current and future Sovrin Identity Owners. Available at: https://docs.google.

com/document/d/16T7Kmi04sSBZLclD_38l0nvo14WzzUsmwgmwgFO4R no/edit (accessed November 30, 2017).

14. Purposes and principles of Sovrin Trust Framework. Available at: https://sovrin. org/trust-framework/ (accessed November 26, 2017).

15. Swan, Melanie. Blockchain: Blueprint for a new economy. O’Reilly Media Inc.,

16. Tapscott, Don, Tapscott, Alex. Blockchain revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business, and the World. USA, Amy Hill,

Блокчейн

Блокчейн – Blockchain Bitcoin –

Блокчейн (blockchain или block chain«цепочка блоков») – публичная база всех транзакций, когда-либо совершенных в системе Bitcoin. Используя эту базу, каждый пользователь имеет возможность узнать, какое количество Bitcoin принадлежало какому-либо конкретному адресу в определенный отрезок времени. База поддерживается с помощью распределённых усилий множества майнеров.

Технология Блокчейн

Каждый созданный блок содержит хэш предыдущего. Таким образом создается цепочка блоков, которая берет начало от так называемого genesis block (первый блок в системе Bitcoin) до последнего найденного системой блока. Редактировать информацию в блоке, который находится в цепи уже продолжительное время – не практично, так как в таком случае так же пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этим свойствам double-spending атака (повторная трата уже израсходованных средств) в системе bitcoin практически не выполнима. Честные майнеры всегда строят свой блок на последнем существующем, ссылаясь на него. Продолжение цепи считается действительным только если в нем есть информация о всех предыдущих звеньях цепи и начинается оно с genesis block. Принцип работы технологии блокчейн можно сравнить с работой сети Интернет. Вы размещаете в сети какую-либо информации, и пользователи Интернета могут получить к ней доступ независимо от места своего нахождения. Так и здесь: информацию, содержащуюся в блоке цепочки, могут получить все пользователи сети, которые имеют к ней доступ, в любой точке мира. Чтобы получить доступ к этой информации, вы должны иметь специальный закрытый ключ, который создан согласно криптографическому алгоритму. Это делает хранение данных в цепочке блокчейн защищённым и полностью безопасным. Чтобы передать кому-либо денежную сумму, хранящуюся в блоке цепочки, достаточно передать пользователю системы этот закрытый ключ. В обороте биткоинов такой закрытый ключ открывает доступ к адресу, по которому хранится определённая сумма в криптовалюте и представляет собой финансовую ценность. По сути это способ регистрации произведённых в криптовалюте транзакций, которую в обычной жизни производит банковская система. Посредством внедрения технологии блокчейн между пользователями сети устанавливаются доверительные отношения, ведь не имея соответствующего ключа никто не сможет внести изменения в цепочку из блоков. Любые неподтвержденные закрытыми ключами изменения отклоняются системой. Теоретически, закрытый ключ может быть украден. Но защитить его от такой вероятности с помощью нескольких строчек компьютерного кода не представляет особой сложности. Защитить же от кражи физическую валюту гораздо сложнее.

Алгоритм Blockchain

Блокчейн – что это такое? Для чего нужна технология Blockchain, проекты на цепочке блоков

Алгоритм работы системы блокчейн заключается в процессе шифрования данных (хешировании), который осуществляет компьютерная сеть, состоящая из большого количества компьютеров. Данные распределяются между участниками сети по принципу торрентовой раздачи файлов. Компьютеры производят расчёты, получают определённый результат и присваивают блоку данных уникальную подпись (сигнатуру) – это что-то вроде отпечатка пальца. Реестр обновляется и образовывается новый блок данных, изменить которые в дальнейшем будет невозможно. А значит, невозможно будет их подделать. Единственная возможная в блоке операция – это добавление в него новых записей. Реестр обновляется одновременно на всех компьютерах сети.

История

Концепция блокчейна была предложена Сатоши Накамото в 2008-ом году. Впервые реализована она была в 2009-ом году в качестве компонента криптовалюты – биткоина. В этом случае с помощью технологии блокчейн регистрировались все транзакции, производимые с биткоинами. Именно блокчейн позволил исключить из системы оборота биткоинов третью сторону – центральный сервер, банк или другой авторитетный орган.

Форки в Blockchain

У любого блока из цепи есть только один путь к genesis block. В свою очередь от genesis block цепь может разделятся на несколько, образуя таким образом форк (англ., «fork»). Форки, состоящие из одного блока, — это довольно распространенное явление. Они образуются, если несколько узлов «нашли» блок с разницей в несколько секунд. Когда такое происходит, остальные узлы начинают строить дальнейший block chain на блоке, который пришел им первым. Когда какой-либо из двух блоков получает продолжение — его цепочка считается главной в block chain, поскольку она становится длиннее. Блоки, которые не являются частью главной block chain, не используются. Так же за них не начисляется награда. Такие блоки называются «orphan-блоки» («орфаны»). Так как в блоке может быть ссылка только на один предшествующий блок, объединить 2 различные цепи невозможно.

Блокчейн-проекты

  • Ethereum — распределенная вычислительная платформа с открытым исходным кодом, основанная на блокчейне с функциональными возможностями использования смарт контрактов. С ее помощью можно создавать децентрализованные онлайн-сервисы. Концепцию единой децентрализованной виртуальной машины в 2013 году предложил российско-канадский программист Виталик Бутерин. Сеть работает с 30 июня 2015 года после краудфандинговой кампании, которая позволила привлечь $18,439 млн.
  • Waves Platform — это криптовалютный проект, запущенный российским предпринимателем Александром Ивановым в 2016 году. Кампания по запуску Waves blockchain platform собрала 16 миллионов долларов, войдя в число крупнейших по привлеченным средствам через краудфандинг.

Классификация блокчейнов

Изначально блокчейн-технология предполагает полную свободу и независимость цепи, в которой нет единого администратора. Однако интерес к новой технологии со стороны крупных компаний и финансовых институтов привел к появлению более централизованных форм блокчейна, когда при сохранении распределенных данных присутствует централизованная система контроля.

Такие трансформации позволяют говорить о разных видах блокчейна:

  • публичный блокчейн;
  • блокчейн, который принадлежит консорциуму;
  • полностью частный блокчейн (классификация создателя платформы EthereumВиталика Бутерина).

Они отличаются уровнем доступа к информации участников блокчейн-сети, а также их возможностью влиять на ее развитие.

Публичный Blockchain

К публичному блокчейну (public blockchain) может получить доступ любой человек в мире. Это означает, что он может отправлять транзакции и ожидать их включения, если они действительны, а также участвовать в процессе консенсуса, то есть определения того, какие блоки добавятся в цепочку.

В отличие от обычных экономических систем, которые жестко регламентированы и так или иначе управляются централизованно, публичные блокчейны защищены принципами криптоэкономики. Криптоэкономика основана на сочетании экономических стимулов и криптографической проверки данных. Согласно этим принципам, влияние на консенсус при принятии решения пропорционально объему экономических ресурсов.

Такие системы обычно считаются «полностью децентрализованными».

Блокчейн, принадлежащий консорциуму

Консорциумные блокчейны (consortium blockchains) контролируются заранее выбранным набором узлов. Виталик Бутерин в качестве примера приводит систему из 15 финансовых учреждений, каждое из которых управляет узлом, и 10 из которых должны подтвердить каждый блок, чтобы его признали действительным и добавили в цепь.

Право читать блок-цепочку может быть общедоступным, либо ограничено участниками. Возможны «гибридные» системы, когда корневые хэши блоков являются общедоступными, но все члены блокчейна могут совершать лишь ограниченное число запросов и подтверждений транзакций некоторых частей блокчейна.

Такие цепи можно назвать «частично децентрализованными».

Частный блокчейн

Полностью частный блокчейн (fully private blockchains) — это цепочка блоков, в которой запись новых блоков закреплено только за одной организацией. Разрешение на чтение может быть общедоступным или ограничено в той или иной степени.

Возможны дополнительные опции, как управление базами данных, аудит и т. д. внутри одной компании, когда во многих случаях общедоступность окажется не нужной. Хотя без нее не обойтись, когда требуется публичный отчет о деятельности.

Применение технологии

Блокчейн – это база данных, которая представляет собой цифровой реестр осуществлённых сделок, транзакций, выполненных контрактов. Иными словами, с помощью сети блокчейн можно хранить любые данные, которые нуждаются в отдельной записи и возможности проверки в будущем – начиная от кредитов и заканчивая учётом заключения и расторжения браков.

Преимущество хранения данных таким образом заключается в том, что реестр данных распределён по сотням и тысячам компьютеров всего мира, а не хранится на каком-то одном сервере. Благодаря этому информация, хранящаяся в реестре, остаётся прозрачной и всегда актуальной для всех пользователей этой сети.

Прежде всего, технология блокчейн применяется на рынке криптовалют. Но сегодня её использованием заинтересовались и традиционные финансовые учреждения. С помощью блокчейн основные банковские функции – подтверждение личности и регистрацию сделок — осуществлять особенно удобно. Также блокчейн можно широко использоваь для финансирования стартапов и проведения различных сервисных операций.

Ещё один способ использования сети блокчейн – это заключение контрактов и договоров, которые не требуют участия юристов и бюрократической волокиты. Кроме того, с помощью этой технологии очень удобно подтверждать авторские права художникам и творческим людям. Иными словами, применить технологию блокчейн сегодня можно в самых различных сферах – от торговли до голосований на выборах.

Технология распределенного реестра уже сегодня активно используется многими компаниями в разных государствах. С помощью блочной цепи решаются самые серьезные задачи, и очень скоро мы окажемся свидетелями ее глобального продвижения. Ведь некоторые отрасли благодаря внедрению блокчейна уже сегодня преобразовались, став более эффективными и безопасными.
В первую очередь, блокчейн был испытан в сфере государственных услуг и документооборота. В штате Флорида ведомство, занимающееся сборами налогов, совместно с платформой BitPay начала осуществлять прием транзакций в Биткоинах и Bitcoin Cash. Таким образом, граждане США могут оплатить сборы за водительские права, имущество и другие документы в цифровых монетах.

Национальное агентство публичного реестра Грузии, на своем сайте, предложило посетителям ряд блокчейн-опций, среди которых есть возможность заказывать выписку по существующим объектам недвижимости. В течение нескольких месяцев данная услуга успешно предоставляется и имеет спрос среди населения, что доказывает эффективность применения технологии блокчейн.

Крупную сделку осуществили голландский банк ING Bank и международный финансовый конгломерат HSBC. При доставке товара из Аргентины в Малайзию была применена технология блокчейн в рамках платформы R3 Corda. Это позволило исключить необходимость оформления каких-либо разрешений и документов. В России подобную сделку осуществили Альфа-банк и авиаперевозчик S7. Благодаря мгновенному обновлению информации в сети финансовые операции станут быстрее и безопасней.

Перспективы

Делиться информацией в сети Интернет сегодня привычное дело для каждого. Однако, когда дело касается осуществления валютных операций или передачи каких-либо других ценностей, мы обращаемся к централизованной финансовой системе – банкам. И, несмотря на то, что сегодня существуют различные электронные способы оплаты (PayPal, WebMoney, ЯндексДеньги), использовать их в отрыве от банковской системы не представляется возможным – для обналичивания денежных средств вам всё равно понадобится кредитная карта или расчётный счёт.

Благодаря технологии блокчейн можно избавиться от участия в финансовых операциях третьих сторон (в данном случае, банков). В системе блокчейн успешно реализована возможность подтверждения подлинности личности, регистрации сделок и заключения контрактов. На сегодняшний день самым большим рынком по капитализации является рынок финансовых услуг, поэтому данные функции блокчейна имеют огромное значение. Если переложить на блокчейн хотя бы часть работы этой системы, эффективность финансовых услуг значительно повысится.

Возможность заключения контрактов принесёт большую пользу в нефинансовую сферу. С помощью блокчейн можно будет вводить в оборот новые криптовалюты, хранить любые виды информации, а также контролировать использование интеллектуальной собственности. Всё это делает возможности применения механизма блокчейн в будущем очень перспективными и практически бесконечными.

См. также на BitcoinWiki

  • blockchain.info
  • Блок
  • Комиссия
  • Майнинг
  • Подтверждение транзакции
  • Транзакция
  • Популяризация криптовалют
  • Blockshow: блокчейн конференция

Blockchain

Данный текст будет являться новой главой для учебного пособия по защите информации кафедры радиотехники и систем управления МФТИ (ГУ). Полностью учебник доступен на github. На хабре я же планирую выкладывать новые «большие» куски, во-первых, чтобы собрать полезные комментарии и замечания, во-вторых, дать сообществу больше обзорного материала по полезным и интересным темам.

Когда у вас есть знания о том, что такое криптографически стойкая хеш-функция, понять, что такое blockchain («цепочка блоков») очень просто. Blockchain – это последовательный набор блоков (или же, в более общем случае, ориентированный граф), каждый следующий блок в котором включает в качестве хешируемой информации значение хеш-функции от предыдущего блока.

Технология blockchain используется для организации журналов транзакций, при этом под транзакцией может пониматься что угодно: финансовая транзакция (перевод между счетами), аудит событий аутентификации и авторизации, записи о выполненных ТО и ТУ автомобилей. При этом событие считается случившимся, если запись о нём включена в журнал.

В таких системах есть три группы действующих лиц:

  • источники событий (транзакций)
  • источники блоков (фиксаторы транзакций)
  • получатели (читатели) блоков и зафиксированных транзакций.

Основное требование к таким журналам таково:

  • Невозможность модификации журнала: после добавления транзакции в журнал должно быть невозможно её оттуда удалить или изменить.
  • Каким образом гарантируется, что внутри блока нельзя поменять информацию?
  • Каким образом система гарантирует, что уже существующую цепочку блоков нельзя перегенерировать, тем самым исправив в них информацию?

Тут нужно ответить на вопрос, как в подобных системах защищаются от возможности перегенерации цепочки блоков. Мы рассмотрим три варианта систем:

  • централизованный с доверенным центром
  • централизованный с недоверенным центром
  • децентрализованный вариант с использованием доказательства работы

Централизованный blockchain с доверенным центром

Если у нас есть доверенный центр, то мы просто поручаем ему через определённый промежуток времени (или же через определённый набор транзакций) формировать новый блок, снабжая его не только хеш-суммой, но и своей электронной подписью. Каждый клиент системы имеет возможность проверить, что все блоки в цепочке сгенерированы доверенным центром и никем иным. В предположении, что доверенный центр не скомпрометирован, возможности модификации журнала злоумышленником нет.

Использование технологии blockchain в этом случае является избыточным. Если у нас есть доверенный центр, можно просто обращаться к нему с целью подписать каждую транзакцию, добавив к ней время и порядковый номер. Номер обеспечивает порядок и невозможность добавления (удаления) транзакций из цепочки, электронная подпись доверенного центра – невозможность модификации конкретных транзакций.

Централизованный blockchain с недоверенным центром

Интересен случай, когда выделенный центр не является доверенным. Точнее, не является полностью доверенным. Мы ему доверяем в плане фиксации транзакций в журнале, но хотим быть уверенными, что выделенный центр не перегенерирует всю цепочку блоков, удалив из неё ненужные ему более транзакции или добавив нужные.

Для этого можно использовать, например, следующие два метода.

  • Первый метод с использованием дополнительного доверенного хранилища. После создания очередного блока центр должен отправить в доверенное и независимое от данного центра хранилище хеш-код от нового блока. Доверенное хранилище не должно принимать никаких изменений к хеш-кодам уже созданных блоков. В качестве такого хранилища можно использовать и децентрализованную базу данных системы, если таковая присутствует. Размер хранимой информации может быть небольшим по сравнению с общим объёмом журнала.
  • Второй возможный метод состоит в дополнении каждого блока меткой времени, сгенерированной доверенным центром временных меток. Такая метка должна содержать время генерации метки и электронную подпись центра, вычисленную на основании хеш-кода блока и времени метки. В случае, если «недоверенный» центр захочет перегенерировать часть цепочки блоков, будет наблюдаться разрыв в метках времени.
    • Стоит отметить, что этот метод не гарантирует, что «недоверенный» центр не будет генерировать сразу две цепочки блоков, дополняя их корректными метками времени, а потом не подменит одну другой.

    Децентрализованный blockchain

    Наибольший интерес для нас (и – наименьший для компаний, продающих blockchain-решения) представляет децентрализованная система blockchain без выделенных центров генерации блоков. Каждый участник может взять набор транзакций, ожидающих включения в журнал, и сформировать новый блок. Более того, в системах типа BitCoin такой участник (будем его назвать «майнером», от англ. to mine — копать) ещё и получит премию в виде определённой суммы и/или комиссионных от принятых в блок транзакций.

    Но нельзя просто так взять и сформировать блок в децентрализованных системах. Надёжность таких систем основывается именно на том, что новый блок нельзя сформировать быстрее (в среднем) чем за определённое время. Например, за 10 минут (BitCoin). Это обеспечивается механизмом, который получил название доказательство работы.

    Механизм основывается на следующей идее. Пусть есть криптографически стойкая хэш-функция и задан некоторый параметр (от англ. target – цель). , где — размер выхода хэш-функции в битах. Корректным новым блоком blockchain-сеть будет признавать только такой, значение хэш-суммы которого меньше текущего заданного параметра . В этом случае алгоритм работы майнера выглядит следующий образом:

    • собрать из пула незафиксированных транзакций те, которые поместятся в 1 блок (1 мегабайт для сети Bitcoin) и имеют максимальную комиссию (решить задачу о рюкзаке)
    • добавить в блок информацию о предыдущем блоке;
    • добавить в блок информацию о себе (как об авторе блока, кому начислять комиссии и бонусы за блок);
    • установить в некоторое значение, например, ;
    • выполнять в цикле:
      • обновить значение ;
      • посчитать значение ;
      • если , добавить в блок и считать блок сформированным, иначе — повторить цикл.

      Зная суммарную вычислительную мощность blockchain-сети, участники могут договориться о таком механизме изменения параметра , чтобы время генерации нового корректного блока было примерно заданное время. Например, в сети Bitcoin параметр пересчитывается каждые 2016 блоков таким образом, чтобы среднее время генерации блока было 10 минут. Это позволяет адаптировать сеть к изменению количества участников, их вычислительных мощностей и к появлению новых механизмов вычисления хэш-функций.

      Кроме задания параметра можно оперировать другими величинами, так или иначе относящимися к мощности вычислений.

      • Hashrate — количество хешей, которые считают за единицы времени конкретный майнер или сеть в целом. Например, в ноябре 2017 года общий hashrate для сети Bitcoin составлял примерно хэшей в секунду.
      • Difficulty — сложность поиска корректного блока, выражаемая как , где — некоторая константа сложности, а t — текущая цель (англ. target). В отличие от параметра t, который падает с ростом вычислительной мощности сети, d изменяется вместе с hashrate, что делает его более простым для восприятия и анализа человеком.

      В случае примерно одновременной генерации следующего блока двумя и более майнерами (когда информация о новом блоке публикуется вторым майнером до того, как ему придёт информация о новом блоке от первого) в направленном графе блоков происходит разветвление. Далее каждый из майнеров выбирает один из новых блоков (например – какой первый увидели) и пытается сгенерировать новый блок на основе выбранного, продолжая «ответвление» в графе. В конце-концов одна из двух таких цепочек становится длиннее (та, которую выбрало большее число майнеров), и именно она признаётся основной.

      В случае нормального поведения системы на включение конкретных транзакций в блоки это влияет мало, так как каждый из добросовестных майнеров следует одному и тому же алгоритму включения транзакций в блок (например, в сети BitCoin – алгоритму максимизации комиссии за блок). Однако можно предположить, что какой-нибудь злоумышленник захочет «модерировать» распределённый blockchain, включая или не включая в блоки транзакции по своему выбору. Предположим, что доля вычислительных ресурсов злоумышленника (направленных на генерацию нового блока) равна ( 0% < < 50%). В этом случае каждый следующий сгенерированный блок с вероятностью будет сгенерирована мощностями злоумышленника. Это позволит ему включать в блоки те транзакции, которые другие майнеры включать не захотели.

      Но позволит ли это злоумышленнику не включать что-то в цепочку транзакций? Нет. Потому что после его блока с вероятностью будет следовать блок «обычного» майнера, который с радостью (пропорциональной комиссии-награде) включит все транзакции в свой блок.

      Однако ситуация меняется, если мощности злоумышленника составляют более 50% от мощности сети. В этом случае, если после блока злоумышленника был с вероятностью сгенерирован «обычный» блок, злоумышленник его может просто проигнорировать и продолжать генерировать новые блоки, как будто он единственный майнер в сети. Тогда если среднее время генерации одного блока всеми мощностями , то за время злоумышленник сможет сгенерировать , а легальные пользователи блоков, . Даже если с некоторой вероятностью легальные пользователи сгенерируют 2 блока быстрее, чем злоумышленник один, последний всё равно «догонит и перегонит» «легальную» цепочку примерно за время . Так как в blockchain есть договоренность, что за текущее состояние сети принимается наиболее длинная цепочка, именно цепочка злоумышленника всегда будет восприниматься правильной. Получается, что злоумышленник сможет по своему желанию включать или не включать транзакции в цепочки.

      Правда, пользоваться чужими деньгами злоумышленник всё равно не сможет – так как все блоки транзакций проверяются на внутреннюю непротиворечивость и корректность всех включённых в блок транзакций.

      Кроме концепции «доказательство работы» используются и другие. Например, в подходе «доказательство доли владения» (англ. proof of stake), используемой в сетях Etherium и EmerCoin, вероятность генерации блока пропорциональна количеству средств на счетах потенциальных создателей нового блока. Это намного более энергоэффективно по сравнению с PoW, и, кроме того, связывает ответственность за надёжность и корректность генерации новых блоков с размером капитала (чем больше у нас средств, тем меньше мы хотим подвергать опасности систему). С другой стороны, это даёт дополнительную мотивацию концентрировать больше капитала в одних руках, что может привести к централизации системы.

      Механизм внесения изменений в протокол

      Любая система должна развиваться. Но у децентрализованных систем нельзя просто «включить один рубильник» и заставить участников системы работать по новому – иначе систему нельзя назвать полностью децентрализованной. Механизмы и способы внесения изменений могут выглядеть на первый взгляд нетривиально. Например:

      • апологеты системы предлагают изменения в правилах работы
      • авторы ПО вносят изменения в программный код, позволяя сделать две вещи:
        • указать участникам системы, что они поддерживают новое изменение
        • поддержать новое изменение

        Однако созданная технология не лишена недостатков. Существуют оценки, согласно которым использование метода PoW для системы bitcoin приводит к затратам энергии, сравнимой с потреблением электричества целыми городами или странами. Есть проблемы и с поиском консенсуса – сложный механизм внесения изменений, как считают некоторые эксперты, может привести к проблемам роста (например, из-за ограниченности числа транзакций в блоке), и, в будущем, к отказу использования механизма как устаревшего и не отвечающего будущим задачам.

        Хотелось бы узнать у сообщества, про какие ещё технологии стоит рассказывать студентам. С одной стороны, им обязательно надо рассказать про базовые вещи — классическую криптографию и криптографию на открытых ключах. Но хочется дать понятие и про современные вещи, которые, возможно, не станут лишним грузом знаний и через пять-десять лет. С текущим содержание учебной программы можно ознакомиться здесь.

        Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная

        История изменений

        • 2017-11-17: Добавлено указание лицензии CC-BY
        • 2017-11-18: Уточнёна и расширена информация про механизм proof-of-work и связанные определения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *