За последние несколько лет блокчейн стал объектом внимания с потенциалом стать революционной силой в различных областях. Но что такое блокчейн? Как он работает? Какие проблемы решает? И как его можно применить?
История блокчейна поможет нам ответить на эти вопросы и лучше понять, чего ждать в будущем.
Блокчейн — это цифровой журнал деятельности, который дублируется и распределяется по всей сети компьютерных систем. Звучит замысловато, правда? На самом деле блокчейн не такой сложный, как кажется по определению.
Хэш — это криптографический код, достаточно уникальный, его можно сравнить с отпечатком пальца.
Люди присоединяются к открытой сети и используют свои персональные компьютеры для хранения записей, предоставленных другими. Они получают полную копию блокчейна. На базовом уровне это хронологическая цепочка блоков, содержащих информацию.
- Каждый блок включает в себя данные — от ссылки на предыдущий блок и различной системной информации до списка транзакций в этом блоке.
- Данные, хранящиеся внутри блока, зависят от типа блокчейна. Например, блок, хранящий информацию о транзакции, будет содержать контрагентов и сумму транзакции. Однако вместо того, чтобы использовать фактические имена участников, он использует цифровые адреса и уникальную цифровую подпись.
- Хэш — это криптографический код, созданный специальными алгоритмами. Хэш блока достаточно уникальный, его можно сравнить с отпечатком пальца, он вычисляется после создания блока. Изменения внутри блока меняют хэш.
Хэш почти невозможно знать заранее или сделать сначала его, а потом блок. По аналогии с отпечатками — пока человек не родился и не вырос, мы не будем знать его отпечаток.
Мы не сможем сначала придумать отпечаток, а потом родить ребенка с таким отпечатком. Это один из криптографических элементов, который и делает блокчейн достаточно защищенным, но он не единственный.
- Третий элемент внутри каждого блока — это хэш предыдущего блока. Он эффективно создает цепочку блоков. Если кто-то подрабатывает блок, это приведет к изменению хеша блока. Таким образом он сделает все последующие блоки недействительными, поскольку они больше не хранят действительный хэш предыдущего блока.
Можно осмотреть историю блокчейна и разделить ее на номинальные этапы, которые отличаются важными разработками и изобретениями.
1-й этап: фон блокчейна
Историю технологии блокчейна можно проследить с помощью ряда нововведений, которые теперь считаются предшественниками появления блокчейна.
Формирование сети peer-to-peer
Peer-to-peer (P2P) — это децентрализованная инфраструктура, в которой два или более компьютеров или устройств подключаются для обмена ресурсами.
История сети P2P пронизана многочисленными инициативами, такими как клиент-серверная сеть ARPANET (1969), которая сначала соединила UCLA, НИИ Стэнфорда, UC Санта-Барбара и Университет штата Юта, одновременно рассматривая их как равноправных вычислителей, и распределенную систему обмена сообщениями USENET (1979).
Хотя системы P2P ранее использовались в нескольких областях приложений, концепцию популяризировали путем внедрения программы Napster (для обмена музыкой), разработанную Шоном Фаннингом в 1999 году.
Введение шифров PKI и PGP
Инфраструктура открытых ключей (PKI) и достаточно хорошая конфиденциальность (PGP) — это криптографические протоколы, используемые для шифрования информации с целью безопасного обмена через интернет.
Обмен происходит посредством публичного и частного ключей каждого пользователя. Чтобы доставить информацию определенному получателю, отправитель получает открытый ключ получателя и использует его для шифрования информации. Затем информацию можно расшифровать только с помощью частного ключа получателя.
Мы не сможем сначала придумать отпечаток, а потом родить ребенка с таким отпечатком.Разница между этими двумя шифрами в том, насколько обе стороны доверяют друг другу для безопасного обмена сообщениями. PKI имеет иерархическую структуру, установленную путем процедуры регистрации и выдачи сертификатов аккредитованными центрами сертификации ключей (Certificate Authorities).
Таким образом, пользователь доверяет ID ключа и владельца, полагаясь на орган сертификации, ответственный за принятие запросов на цифровые сертификаты, и аутентификацию стороны, делающей запрос. Шифрование PGP, сформированное в 1991 году Филом Циммерманом, несколько другое.
PGP обладает распределенной сетью доверия для подтверждения удостоверения личности, известную как Web of Trust. Здесь нет центральной власти, которой все доверяют.
Зато участники подписывают ключи друг друга и постепенно строят паутину отдельных открытых ключей, соединенных между собой ссылками, образованными этими подписями.
Подход proof-of-work
Proof-of-work (PoW) — это протокол, основной целью которого является сдерживание кибератак. Протокол исчерпывает ресурсы компьютерной системы, посылая несколько поддельных запросов.
Идею PoW сначала опубликовали Синтия Дворко и Мони Наор еще в 1993 году. Однако срок proof-of-work ввели Маркус Якобссон и Ари Джуэлс в документе, который опубликовали в 1999 году, за 10 лет до изобретения Bitcoin.
Обзор блокчейна
Технику блокчейна описали в 1991 году Стюарт Хабер и Скотт Сторнетт. Размещение цифровых документов без возможности их возврата или подделки было начальным принципом блокчейна.
В 1992 году деревья Меркла инкорпорировали в дизайн, и они стали первым экземпляром любой реализации блокчейна. Деревья Меркла создали ряд записей данных, каждая из которых была связана с той, которая ей предшествует.
Самая новая запись в цепочке будет содержать историю всей цепи, делая ее более эффективной, позволяя собирать несколько документов в один блок. Однако он в значительной мере не использовался для создания цифровой криптовалюты.
2-й этап: Основание блокчейна
В 2008 году Сатоши Накамото (псевдоним, которым пользуется физическое лицо или группа лиц) опубликовал в интернете документ под названием Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system.
Если коротко, то создание Сатоши позволило участнику осуществлять цифровые операции непосредственно с другим участником, не полагаясь на посредника, такого как банк, для обработки платежей.
В 2009 году Накамото реализовал первый блокчейн как альтернативу нынешней финансовой системе. Это была государственная книга учета транзакций, осуществленных с помощью биткойнов.
Хал Финни стал первым получателем биткойнов, когда получил десять биткойнов от Сатоши Накамото. В определенном смысле блокчейн разработали специально для Bitcoin, однако с тех пор он распространился на другие сферы.
Также 22 мая 2010 года была осуществлена первая «коммерческая сделка» — знаменитая покупка пиццы. Это событие показало жизнеспособность биткойна как альтернативы финансам.
3-й этап: Уход от цифровой валюты
В конце 2013 года, привлекая внимание к кодовой базе Bitcoin, Виталик Бутерин, программист и соучредитель журнала Bitcoin Magazine, начал разработку новой вычислительной платформы на основе блокчейна под названием Ethereum.
Основным нововведением Ethereum стало появление смарт-контрактов. Умные контракты, или инструкции по программированию, размещаются и подписываются на блокчейне Ethereum и могут использоваться для осуществления транзакции без привлечения посторонних лиц при соблюдении определенных условий.
Идея использовать вызовы смарт-контрактов (иначе говоря, программ) как транзакции была достаточно прорывной. Опираясь на то, что транзакция — это набор инструкций и вызовов, можно рассмотреть Ethereum как децентрализованный компьютер.
Если это компьютер, то можно создавать программы под него для любого сектора экономики и жизни человека. Это дает большой толчок для роста количества инструментов и других сетей на блокчейне.
В 2016 году IBM пожертвовала Hyperledger Fabric — один из крупнейших проектов распространенной книги учета под названием Hyperledger. В 2017 году Виталик Бутерин объявил о планах переключить способ разработки сети Ethereum с proof of work на proof of stake.
В соответствии с алгоритмом proof-of-work более высокий хэш-коэффициент означает больший шанс создать следующий блок и получить вознаграждение за добычу. Таким образом доказательства работы провоцируют людей объединиться в майнинг-пулы, чтобы увеличить шансы на добычу нового блока.
Если бы эти майнинг-пулы имели мажоритарный пакет акций в сети, они могли бы согласовать мошеннические операции, известные как 51% attack. Это касается атак на блокчейн группой майнеров, которые вместе контролируют более 50% скорости хеш-майнинг сети или вычислительной мощности.
Такая группа смогла бы предотвратить получение подтверждений новых операций, и это позволит им остановить платежи между некоторыми или всеми пользователями. Группа также сможет вернуть транзакции, которые были завершены, пока они контролировали сеть, то есть они могли вдвойне тратить монеты.
В 2018 году штат Аризона принял законопроект, который позволил жителям платить налоги за биткойн.В то же время для подтверждения ставки используется избирательный процесс, который выбирает один валидатор для создания следующего блока. Чтобы стать валидатором, человек должен внести в сеть долю — определенное количество монет.
Таким образом, алгоритм проверки ставки не требует дорогого майнингового оборудования и побуждает большее количество людей становиться валидаторами, используя меньше энергии и децентрализуя сеть.
В 2018 году американский штат Аризона принял законопроект, который позволил жителям платить налоги за биткойн. Испанская банковская группа BBVA, швейцарский многонациональный инвестиционный банк UBS и Microsoft проявили интерес к смарт-контрактам на основе блокчейна.
Ожидайте вскоре продолжение статьи, где расскажем о 4-м этапе: Блокчейн сегодня.
Редакция не несет ответственности за содержание материала и может не разделять мнение его автора
Читайте также
