За останні кілька років блокчейн став об’єктом уваги з потенціалом стати революційною силою у різних галузях. Але що таке блокчейн? Як він працює? Які проблеми вирішує? І як його можна застосувати?
Історія блокчейну допоможе нам відповісти на ці питання та краще зрозуміти, чого чекати в майбутньому.
Блокчейн — це цифровий журнал діяльності, який дублюється та розподіляється всією мережею комп'ютерних систем. Звучить хитромудро, правда? Насправді блокчейн не такий складний, як здається за визначенням.
Хеш — це криптографічний код, досить унікальний, його можна порівняти з відбитком пальця.
Люди приєднуються до відкритої мережі та використовують свої персональні комп’ютери для зберігання записів, наданих іншими. Вони отримують повну копію блокчейну. На базовому рівні це хронологічний ланцюжок блоків, що містять інформацію.
- Кожен блок містить у собі дані – від посилання на попередній блок і різної системної інформації до списку транзакцій у цьому блоці.
- Дані, що зберігаються всередині блоку, залежать від типу блокчейну. Наприклад, блок, що зберігає інформацію про транзакції, міститиме контрагентів і суму транзакції. Однак замість того, щоб використовувати фактичні імена учасників, він використовує цифрові адреси й унікальний цифровий підпис.
- Хеш — це криптографічний код, створений спеціальними алгоритмами. Хеш блоку є досить унікальним, його можна порівняти з відбитком пальця, він обчислюється після створення блоку. Зміни всередині блоку змінюють хеш.
Хеш майже неможливо знати наперед, або зробити спочатку його, а потім блок. За аналогією з відбитками — допоки людина не народилася й не виросла, ми не будемо знати її відбиток.
Ми не зможемо спочатку придумати відбиток, а потім народити дитину з таким відбитком. Це один із криптографічних елементів, який і робить блокчейн досить захищеним, але він не єдиний.
- Третій елемент всередині кожного блоку – це хеш попереднього блоку. Він ефективно створює ланцюжок блоків. Якщо хтось підробляє блок, це призведе до зміни хешу блоку. Отже, він зробить усі наступні блоки недійсними, оскільки вони більше не зберігають дійсний хеш попереднього блоку.
Можна оглянути історію блокчейну та розділити її на номінальні етапи, які вирізняються важливими розробками та винаходами.
1-й етап: фон блокчейну
Історію технології блокчейну можна простежити з допомогою низки нововведень, які тепер вважаються попередниками появи блокчейну.
Формування мережі peer-to-peer
Peer-to-peer (P2P) — це децентралізована інфраструктура, в якій два або більше комп'ютери або пристроїв підключаються для обміну ресурсами.
Історія мережі P2P пронизана численними ініціативами, як-от клієнт-серверна мережа ARPANET (1969), яка спочатку з'єднала UCLA, НДІ Стенфорда, UC Санта-Барбара та Університет штату Юта, одночасно розглядаючи їх як рівноправних обчислювачів, і розподілену систему обміну повідомленнями USENET (1979).
Хоча системи P2P раніше використовувалися в кількох областях застосунків, концепцію популяризували шляхом впровадження програми Napster (для обміну музикою), розроблену Шоном Фаннінгом 1999 року.
Введення шифрів PKI та PGP
Інфраструктура відкритих ключів (PKI) і досить хороша конфіденційність (PGP) — це криптографічні протоколи, що використовуються для шифрування інформації з метою безпечного обміну через інтернет.
Обмін відбувається з допомогою публічного та приватного ключів кожного користувача. Щоби доставити інформацію певному одержувачу, відправник отримує відкритий ключ одержувача та використовує його для шифрування інформації. Потім інформацію можна розшифрувати лише з допомогою приватного ключа одержувача.
Ми не зможемо спочатку придумати відбиток, а потім народити дитину з таким відбитком.Різниця між цими двома шифрами в тому, як обидві сторони довіряють одна одній для безпечного обміну повідомленнями. PKI має ієрархічну структуру, яку встановлено шляхом процедури реєстрації та видачі сертифікатів акредитованими центрами сертифікації ключів (Certificate Authorities).
Отже, користувач довіряє ID ключа та власника, покладаючись на орган сертифікації, який є відповідальним за приймання запитів на цифрові сертифікати та автентифікацію сторони, яка робить запит. Шифрування PGP, яке сформоване 1991 року Філом Циммерманом, дещо інше.
PGP володіє розподіленою мережею довіри для підтвердження посвідчення особи, відому як Web of Trust. Тут немає центральної влади, якій усі довіряють.
Натомість учасники підписують ключі один одного та поступово будують павутину окремих відкритих ключів, з'єднаних між собою посиланнями, утвореними цими підписами.
Підхід proof-of-work
Proof-of-work (PoW) — це протокол, основною метою якого є стримування кібератак. Протокол вичерпує ресурси комп'ютерної системи, надсилаючи кілька підроблених запитів.
Ідею PoW спочатку опублікували Сінтія Дворк та Моні Наор ще 1993 року. Однак термін proof-of-work ввели Маркус Якобссон та Арі Джуелс у документі, який опублікували 1999 року, за 10 років до винаходу Bitcoin.
Огляд блокчейну
Техніку блокчейну описали 1991 року Стюарт Хабер і Скотт Сторнетт. Розміщення цифрових документів без можливості їхнього повернення чи підробки було початковим принципом блокчейну.
1992 року дерева Меркла інкорпорували в дизайн, і вони стали першим примірником будь-якої реалізації блокчейну. Дерева Меркла створили низку записів даних, кожен з яких був пов'язаний з тим, що йому передує.
Найновіший запис у ланцюжку міститиме історію всього ланцюга, роблячи його ефективнішим, дозволяючи збирати кілька документів в один блок. Однак він значною мірою не використовувався до створення цифрової криптовалюти.
2-й етап: Заснування блокчейну
2008 року Сатоші Накамото (псевдонім, яким користується фізична особа або група осіб) опублікував в інтернеті документ під назвою Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system.
Якщо коротко, то створення Сатоші дало змогу учаснику здійснювати цифрові операції безпосередньо з іншим учасником, не покладаючись на посередника, такого як банк, для обробки платежів.
У 2009 році Накамото реалізував перший блокчейн як альтернативу нинішній фінансовій системі. Це була державна книга обліку транзакцій, здійснених за допомогою біткоїна.
Хал Фінні став першим одержувачем біткоїна, коли отримав десять біткоїнів від Сатоші Накамото. У певному сенсі блокчейн розробили спеціально для Bitcoin, однак відтоді він поширився на інші сфери.
Також 22 травня 2010 року було здійснено першу «комерційну транзакцію» — славнозвісну купівлю піци. Ця подія показала життєздатність біткоїну як альтернативи фінансам.
3-й етап: Відхід від цифрової валюти
Наприкінці 2013 року, привернувши увагу до кодової бази Bitcoin, Віталік Бутерін, програміст і співзасновник журналу Bitcoin Magazine, розпочав розробку нової обчислювальної платформи на основі блокчейну під назвою Ethereum.
Основним нововведенням Ethereum стала поява смарт-контрактів. Розумні контракти, або інструкції з програмування, розміщуються та підписуються на блокчейні Ethereum і можуть використовуватися для здійснення транзакції без залучення сторонніх осіб за дотримання певних умов.
Ідея використовувати виклики смарт-контрактів (інакше кажучи, програм) як транзакції була досить проривною. Спираючись на те, що транзакція – це набір інструкцій та викликів, можна розглянути Ethereum як децентралізований комп’ютер.
Якщо це комп’ютер, то можна створювати програми під нього для будь-якого сектору економіки та життя людини. Це дає великий поштовх для зростання кількості інструментів та інших мереж на блокчейні.
2016 року IBM пожертвувала Hyperledger Fabric – один із найбільших проєктів розповсюдженої книги обліку під назвою Hyperledger. 2017 року Віталік Бутерін оголосив про плани перемкнути спосіб розробки мережі Ethereum з proof of work на proof of stake.
Відповідно до алгоритму proof-of-work вищий хеш-коефіцієнт означає більший шанс створити наступний блок і отримати винагороду за видобуток. Отже, докази роботи провокують людей об’єднатися у майнінгові пули, щоби збільшити шанси на видобуток нового блоку.
Якби ці майнінгові пули мали мажоритарний пакет акцій у мережі, вони могли б погоджувати шахрайські операції, відомі як 51% attack. Це стосується атак на блокчейн групою майнерів, які разом контролюють понад 50% швидкості хеш-майнінгу мережі або обчислювальної потужності.
Така група змогла б запобігти отриманню підтверджень нових операцій, і це дозволить їм зупинити платежі між деякими або всіма користувачами. Група також зможе повернути транзакції, які було завершено, поки вони контролювали мережу, тобто вони могли подвійно витрачати монети.
2018 року штат Аризона ухвалив законопроєкт, що дозволив мешканцям сплачувати податки за біткоїн.Водночас для підтвердження ставки використовується виборчий процес, який вибирає один валідатор для створення наступного блоку. Щоби стати валідатором, людина повинна внести в мережу частку — певну кількість монет.
Отже, алгоритм перевірки ставки не вимагає дорогого майнінгового обладнання та спонукає більшу кількість людей ставати валідаторами, використовуючи менше енергії та децентралізуючи мережу.
2018 року американський штат Аризона ухвалив законопроєкт, що дозволив мешканцям сплачувати податки за біткоїн. Іспанська банківська група BBVA, швейцарський багатонаціональний інвестиційний банк UBS та Microsoft виявили інтерес до смарт-контрактів на основі блокчейну.
Очікуйте незабаром продовження статті, де розповімо про 4-й етап: Блокчейн сьогодні.
Редакція не несе відповідальності за зміст матеріалу і може не поділяти точку зору його автора
Читайте також
