Блокчейн что это?

Автор: | 22.11.2017

Что такое блокчейн и зачем он нужен



В сознании среднестатистического пользователя само слово “блокчейн” (“цепочка блоков”) стало довольно тесно связано с термином “биткоин”, что двояко отразилось на восприятии.

С одной стороны, популярность биткоина вызывает интерес и к блокчейну, с другой стороны, в массовом сознании биткоин часто ассоциируется лишь с чем-то негативным, запрещенным и подвергаемым преследованию со стороны законодателей. Мол, зачем расплачиваться биткоинами, когда есть целый зоопарк электронных кошельков и банковских карт? Ясное дело – чтобы проворачивать какие-то темные делишки.

Блокчейн же – по сути всего лишь инструмент, с помощью которого можно хранить данные транзакций (база данных). А инструмент не может сам по себе быть заведомо хорошим или плохим: с помощью топора можно пойти и нарубить дров, чтобы согреться зимой и приготовить пищу, а можно взять тот же самый топор и сокращать народонаселение процентщиц в отдельно взятом городе. Инструмент – один и тот же, применение и последствия – разные.

Сфер применения можно найти множество, главное – чтобы существовал аналог сделки или подобного взаимодействия, партнерства между сторонами. Поэтому на технологии блокчейна сейчас работают биткоин и лайткоин, к блокчейну весьма активно присматриваются банки (осенью 2016-го Bank of America и Microsoft заявили о начале разработки финансовой блокчейн-платформы).

Первая же реальная сделка с реальными деньгами тоже состоялась осенью того же года – израильский стартап (Wave), британский банк (Barclays) и ирландский производитель молочки (Ornua) провели аккредитив на 100 000 долларов. И если ранее процесс занял бы неделю или более из-за бюрократии и проверки всех документов, то благодаря криптографии и автоматизированной верификации на все про все ушло около четырех часов.

21 декабря 2016-го сделку-аккредитив через блокчейн провели Альфа-Банк и S7.

ЦБ РФ вместе с крупными банками страны создали платформу “Мастерчейн”, цель – повысить прозрачность и эффективность существующих финансовых систем.

А Парламент ЕС в принципе задумался о реализации выборов в органы государственной власти с помощью блокчейна.

Учитывая масштаб применения и уровень игроков, которые уже начали использовать технологию в деле, считать блокчейн каким-то странным подозрительным новшеством, о котором все забудут через некоторое время, уже нельзя.

Насколько это все безопасно?



Главные преимущества использования блокчейна – это прозрачность проводимых транзакций и множественное копирование всех этих транзакций таким образом, что у каждого участника процесса всегда есть информация о каждом шаге всех партнеров.

Если попробовать описать это попроще – представьте себе большую общую папку на FTP. Вы видите все ее содержимое (никаких скрытых файлов), вы можете быстро посмотреть, кто и в какие подпапки загружал файлы. Какие именно файлы, когда и для кого.

Но при этом у всех разный доступ к данным файлам. Кто-то может лишь наслаждаться видами и просматривать список файлов в каждой папке. А кто-то (адресат конкретного файла) может скачивать данные себе. Причем никто другой не сможет получить доступ к файлу – только тот, кому он предназначался.

Или, например, большой электронный кошелек с открытой статистикой. Вы видите, что на счет поступило 50 000 рублей от пользователя А для пользователя Б. Пользователь Б через час перевел их куда-то еще в системе. При этом сами пользователи, скрывающиеся за А и Б, могут быть как анонимными, так и вполне себе идентифицированными – зависит от самой платформы и цели ее создания. Все участники цепи могут наблюдать за перемещением средств, но доступ к самим средствам будет только у пользователя с необходимыми правами (Б). Остальные же в данном случае выполняют роль наблюдателей.

Это обеспечивает должный уровень открытости сделки – вся цепочка транзакций дублируется и хранится в неизменном зашифрованном виде у каждого участника, не получится как-то подделать ее.

Блокчейн децентрализован, нет какого-то одного общего “командного центра”, взломав который получится уничтожить все данные о сделке и ее участниках или подменить их.

Например, если проводилась транзакция, в которой участвовали 100 человек, то эта блокчейн-цепочка останется рабочей и доступной для просмотра даже в том случае, если 99 компьютеров других участников будут испорчены. Ведь по сути каждое звено блокчейн-цепи – это своеобразный полный бекап данных всех транзакций всех остальных участников на это звено.

Взлом одного из таких компьютеров никак не скажется на сохранности данных на остальных (как и на их изменении).

Блокчейн сейчас и в будущем



Вполне возможно, что сейчас – именно то время, когда технология проходит обкатку вживую на весьма значимых областях общественной жизни, и в скором времени мы увидим все больше и больше проектов и платформ, использующих блокчейн. Уже сейчас банки пытаются активно внедрять это у себя (в том числе и для снижения операционных расходов), на рынке появляются все новые и новые игроки, стремящиеся популяризовать использование технологии.

Новые проекты на блокчейне будут основываться на его главных преимуществах – открытости, защищенности, безопасности.

Поэтому блокчейн станет хорошим подспорьем для любых сервисов, где пользователи могли переживать о возможном мошенничестве или о сохранности данных:

  • микроплатежи
  • банковские операции
  • логистика
  • юриспруденция
  • медицина

Всего за несколько лет блокчейн уже прошел путь от новинки в технологическом мире до инструмента, которым начинают пользоваться крупные банки, корпорации и государства.

Что только укрепляет уверенность в том, что в будущем технология раскроет свой потенциал еще сильнее.

Немного о нас



Мы принимаем участие в развитии блокчейна с 2011 года (основание BitFury) и будем рады делиться с вами последними наработками и новостями.

Первые эксперименты с использованием центральных и графических процессоров для майнинга мы начали 6 лет назад, в 2011, в рамках разных проектов. Год спустя было решено сосредоточить усилия на одном – BitFury. В 2014-м майнинг был развернут уже в 3 странах (Финляндия, Исландия, Грузия) на собственном оборудовании. Планируем построить дата-центр и на территории США.

Несколько интересных проектов, которые мы уже успели осуществить к текущему моменту:

чип по 28-нанометровой технологии

Пришел на замену нашему специализированному 55-нанометровому чипу. Новый чип работал с потреблением 0,2 Джоуля на гигахэш.

16-нанометровый чип


Мы начали внедрять его в собственных дата-центрах. Данный чип уже потреблял 0,06 Джоуля на гигахэш, производительность же составляла 184 гигахэша в секунду (иммерсионное охлаждение) и 140 – при воздушном.


Большие возможности блокчейн открывает и для государственных органов – весной 2016-го мы начали работы над проектом земельного кадастра на основе блокчейна для Грузии. Помимо того, что использование блокчейна повысит уровень безопасности и весьма ускорит процесс дистанционного оформления документов, это также должно снизить и стоимость регистрации прав на землю, причем довольно ощутимо – в среднем с 50-200 $ до 5-10 центов.

За 2014 и 2015 нам удалось привлечь инвестиции в трех раундах по 20 миллионов долларов, что на тот момент являлось примерно половиной всех мировых инвестиций в развитие биткоина.

На сегодня же BitFury – один из крупнейших майнеров и создателей блокчейн-платформы. Мы собираемся и дальше сохранять лидерские позиции и активно продвигать блокчейн-технологии.

Что такое блокчейн-технология? Пошаговое руководство для новичков. Часть 1



Что такое блокчейн-технология? Пошаговое руководство для новичков. Часть 1Блокчейн, несомненно, гениальное изобретение — детище человека или группы людей, известных под псевдонимом Сатоши Накамото. Но с тех пор блокчейн превратился в нечто большее, и сейчас многих интересует вопрос: что такое блокчейн?

Технология блокчейн — это новый интернет?



Позволяя цифровой информации распространяться, но не копироваться, технология блокчейн создала основу нового вида интернета. Технология была первоначально разработана для цифровой валюты, биткойна, но в настоящее время техническое сообщество ищет другие потенциальные варианты использования данной технологии.

Биткойн называют «цифровое золото«, и не без оснований. На сегодняшний день общая стоимость валюты составляет около $18,8 млрд. Блокчейн может создавать и другие виды цифровой ценности. Не обязательно знать, как работает блокчейн, чтобы использовать его, так же как, например, интернет или автомобиль. Однако, наличие базовых знаний об этой новой технологии поможет понять, почему она считается революционной. Таким образом, мы надеемся, что вам понравится данное блокчейн-руководство.

Что такое технология блокчейн?



Дон Тэпскотт (DonTapscott)

«Блокчейн — это вечный цифровой распределённый журнал экономических транзакций, который может быть запрограммирован для записи не только финансовых операций, но и практически всего, что имеет ценность«, — Дон и Алекс Тэпскотт (Don & Alex Tapscott), авторы «Революция блокчейна» (2016г).

Распределённая база данных



Представьте таблицу, которая тысячи раз продублирована в компьютерной сети. Затем представьте, что эта сеть разработана таким образом, что она регулярно обновляет эту таблицу, — и у вас уже есть общее представление о блокчейне.

Информация, хранящаяся в блокчейне существует как общая и постоянно сверяемая базаданных. Такой способ использования сети имеет очевидные преимущества. База данных блокчейна не хранится в каком-то единственном месте, а это означает, что он сохраняет записи действительно публично и они легко проверяются. Не существует централизованной версии этой информации, которую бы мог повредить хакер. Копии хранятся на миллионах компьютеров одновременно, и ее данные доступны для всех желающих в Интернете.

Для того, чтобы перейти к аналогии с электронными таблицами Google, предлагаю прочитать следующее мнение специалиста в сфере блокчейн.

Блокчейн, как Google Docs



Уильям Могаяр (William Mougayar)При традиционном способе работы с совместным использованием документов необходимо отправить документ Microsoft Word другому получателю, и попросить внести в него изменения. Проблема с таким сценарием в том, что необходимо дождаться возврата копии, прежде чем вы сможете увидеть сделанные изменения или внести другие изменения, потому вы не сможете его редактировать, пока кто-то другой работает с ним. Это пример того, как сегодня работают базы данных. Два владельца не могут что-то делать с одной и той же записью одновременно. Таким же образом банки поддерживают денежные остатки и переводы: они на некоторое время блокируют доступ (или уменьшают баланс) в то время как проводят транзакцию, затем обновляют другую сторону, а затем вновь открывают доступ (или заново обновляют). С Google Docs (или Google Sheets), обе стороны имеют доступ к одному и тому же документу в одно и то же время, и единственный вариант этого документа всегда виден для обоих. Это чем-то похоже на общий журнал транзакций, но это общий документ. Распределённая часть вступает в игру, когда совместное использование связано с рядом людей.

«Представьте себе ряд юридических документов, которые бы использовались таким образом. Почему бы, вместо того чтобы передавать их друг другу, теряя след от версии к версии, и не имея синхронизации с другой версией, не сделать (все) деловые документы совместными (расшарить), а не передавать их туда — сюда? Для многих видов юридических контрактов такого рода рабочий процесс был бы идеален. Вам не нужен блокчейн, чтобы обмениваться документами, но аналогично расшареным документам, он представляет собой мощное средство», — Уильям Могаяр (William Mougayar), венчурный советник, предприниматель, маркетолог, стратег и блокчейн-специалист.

Как работает блокчейн

Надёжность и долговечность блокчейна



Блокчейн-технология, как и Интернет, имеет встроенную устойчивость к ошибкам. Сохраняя блоки информации, идентичные во всей сети, блокчейн не может:

  1. Контролироваться кем-то одним;
  2. Не имеет единой точки отказа.

Биткойн был изобретен в 2008 г. С этого времени блокчейн Биткойна работает без существенных сбоев. (На сегодняшний день, проблемы, связанные с Биткойном, были из-за взлома сервисов, построенных поверх него, или недостаточного контроля. Другими словами, эти проблемы возникают из-за плохих намерений и человеческих ошибок, а не из-за недостатков в архитектуре протокола).

За почти 30 лет Интернет доказал свою надёжность. Это достижение служит хорошим предзнаменованием для блокчейн-технологии, которая продолжает развиваться.

Ян Кхан (Ian Khan)«Как бы революционно это ни звучало, блокчейн действительно представляет собой механизм, обеспечивающий высшую степень учета и идентификации. Больше не будет пропущенных транзакций, ошибок человека или машины, или даже изменений, сделанных без согласия вовлеченных сторон. А наиболее важно то, что блокчейн помогает гарантировать законность транзакции путем записи её не только в главном реестре, а в распределённой системе реестров, связанных через защищенный механизм проверки». — Ян Кхан (Ian Khan), TEDx спикер | Автор | Техно-футуролог.

Прозрачный и неразрушимый



Блокчейн-сеть существует в состоянии консенсуса — автоматически проверяет сама себя каждые десять минут. Своего рода самостоятельный аудит цифровой экосистемы. Сеть согласовывает каждую происходящую транзакцию с интервалом в десять минут. Каждая группа этих операций валидации упоминается как «блок». Из этого вытекают два важных свойства:

  1. Прозрачность — данные внедрены в сеть в целом, и они по определению являются публичными.
  2. Он не может быть разрушен — изменение любой единицы информации в блокчейне требует использования гигантской вычислительной мощности, чтобы подменить информацию во всей сети.

Теоретически, это может быть возможно. Но на практике вряд ли произойдет. Взятие под контроль системы, например, чтобы захватить Биткойн, одновременно приведёт к эффекту его обесценивания.

Виталик Бутерин«Блокчейн решает проблему манипуляций. Когда я говорю об этом на Западе, люди говорят, что они доверяют Google, Facebook, или их банкам. Но остальной мир не доверяет организациям и корпорациям. Я имею в виду Африку, Индию, Восточную Европу или Россию. Речь не идет о тех местах, где люди действительно богаты. Потенциал блокчейна наиболее высок в странах, которые ещё не достигли такого уровня»,- Виталик Бутерин, создатель Ethereum.

 

Продолжение следует.

 

 

По цепочке до России



Защитники блокчейна

В России главными лоббистами технологии блокчейн стали платежная система Qiwi и Сбербанк. Qiwi публично объявила о регистрации товарного знака «битрубль» и анонсировала запуск собственной криптовалюты в 2016 году. Герман Греф же в ходе прошедшего в сентябре прошлого года форума инновационных технологий Finnopolis призвал не преувеличивать опасности криптовалют.

«Это точно не то, что нужно запрещать»,

— заверил Греф.

Более того, глава Сбербанка уверен, что блокчейн «перевернет все индустрии без исключения от сельского хозяйства, заканчивая банками, и, к несчастью, государственные органы тоже». Именно поэтому, по мнению Грефа, многомиллиардная IT-система Сбербанка уже устарела, и Россия просто обязана «не прозевать» новую революционную технологию.

За блокчейном наблюдает и Минкомсвязь: глава ведомства Николай Никифоров заверил, что министерство уже проводит различные исследования.

«Надо смотреть на горизонт 5–10 лет, как эта технология может помочь народному хозяйству, взаимоотношениям государства и человека, там много разных задумок», — заявил Никифоров.

Банки мирового масштаба, такие как Goldman Sachs, JP Morgan, Credit Suisse и Barclays, уже объединились в консорциум R3 для пристального изучения работы блокчейна. К концу декабря 2015 года консорциум насчитывал около 20 крупнейших банков мира.

В конце января глава отдела исследований консорциума R3 Тим Суонсон объявил о том, что команда специалистов работает над обобщенным блокчейном с открытым кодом для банковских учреждений.

По его словам, многие банки понимают, что с помощью новой технологии они существенно сократят или даже полностью избавятся от многих статей расхода. Но разработчикам необходимо действовать быстро: если в ближайший год они не покажут впечатляющих результатов, от блокчейна просто отвернутся, подытожил Суонсон.

Революция на уровне изобретения интернета

Идея технологии блокчейн максимально проста — это огромная база данных общего пользования, которая функционирует без централизованного руководства. В случае с биткоином, проверкой транзакций занимаются так называемые майнеры — участники системы, которые подтверждают подлинность совершенных действий, а затем формируют из записей транзакций блоки.

Поскольку сам процесс майнинга сопряжен со сложными математическими задачами, майнеры должны иметь в своем арсенале довольно мощные компьютеры. В руках этих участников и находится распределенная база данных, состоящая из «цепочки блоков». Распределенный характер базы данных на основе блокчейна и позволяет контролировать достоверность транзакций без надзора каких-либо финансовых регуляторов.

Основное преимущество блокчейна перед традиционными банковскими транзакциями — отсутствие посредников.

Сейчас все операции с деньгами, документами или другими данными неизбежно проходят через посредников. Банки, государственные органы или же нотариусы постоянно подтверждают подлинность проделанных операций.

Блокчейн не имеет центрального органа, поэтому транзакции проверяются всеми участниками системы. Это позволяет упростить процедуру и избавиться от посредников.

Программный код сети открыт, и любой может обратиться к нему, но личность и другая персональная информация остаются тайной. Все, что видят создатели блоков, — данные по каждой конкретной операции.

Проще говоря, если технологию внедрить в повседневную жизнь, то контроль банков, госорганов, аудиторов, контролеров, страховых компаний или регистраторов будет просто не нужен.

Консорциум R3 намерен досконально изучить конкретную технологию и найти ей применение в современной банковской системе. Предполагается, что в базах данных, созданных на основе блокчейна, можно будет хранить не только информацию о платежах, но и данные о кредитах, заключенных браках или даже вести миграционный учет, словом, выстроить систему нового образца.

Основатель стартапа Block Notary Игорь Баринов, который вместе с группой разработчиков создал систему идентификации клиентов с помощью видеособеседования, рассказал «Газете.Ru», что главным преимуществом блокчейна является ее защита от изменения данных.

«Система много лет находится под атакой различных векторов угроз, но успешных атак на блокчейн не было»,

— отметил разработчик.

В будущем государства могут взять на вооружение данные, заверенные с помощью блокчейна, как доказательства в различных процессах, в том числе и судебной практике, поскольку технология не предусматривает какую-либо фальсификацию.

На данном этапе в России существует несколько компаний — разработчиков программного обеспечения, работа которых сосредоточена на блокчейн-решениях. В частности, как рассказал Игорь Баринов, российские специалисты занимаются разработкой шлюза для взаимодействия с биткоин-блокчейн для нотаризации событий. Использование этого шлюза значится в нескольких пилотных проектах в банках.

Противники «цепочек»

В середине января американский исследовательский центр RAND Corporation, получающий финансирование от правительства США и частных спонсоров, опубликовал доклад под названием «Значение виртуальной валюты для национальной безопасности».

Доклад призывает противостоять цифровым валютам и технологиям, на основе которых они функционируют.

Исследователи уверены, что криптовалюты могут быть потенциальным инструментом террористов. Более того, интерес населения к подобным технологиям угрожает национальной безопасности Соединенных Штатов.

«Мы полагаем, что оптимальной стратегией для США и союзников в том, что касается предотвращения использования цифровых валют, было бы нацелиться на те их сферы, которые стимулируют их принятие. Прежде всего, это анонимность транзакций, безопасность и доступность», — считают исследователи.

Опасения правительств, причем не только американского, основаны на том, что биткоины, а соответственно, и блокчейн уже неоднократно использовались при совершении незаконных действий. Ярким примером является история с существованием анонимной электронной торговой площадки Silk Road, на просторах которой продавались наркотики, оружие, похищенные персональные данные и даже человеческие органы. Для оплаты таких товаров и использовались биткоины. Американскому правительству понадобилось приложить массу усилий для того, чтобы отыскать основателя площадки и приостановить деятельность одного из крупнейших поставщиков запрещенных продуктов.

Именно поэтому, по мнению Баринова, российские ведомства обязательно будут ограничивать и регулировать оборот любых криптовалют. Причин этому много, но основные опасения властей — легализация денежных средств, полученных преступным путем, поддержка террористов и торговля наркотиками.

«Регулирование имеет смысл, так как за криптовалютами есть реальная опасность для общества и государства, связанная с их анонимностью, трансграничностью, глобальностью», — считает разработчик.

В России против внедрения технологии уже выступали Министерство финансов и Следственный комитет, которые предлагали ввести уголовную ответственность за использование криптовалют.

Ведомство Антона Силуанова предложило дополнить Уголовный кодекс статьей «Оборот денежных суррогатов». За изготовление и сбыт криптовалют Минфин предложил наказывать штрафом до 300 тыс. руб., или в размере зарплаты, или доходов осужденного за период до года, или обязательными работами до 360 часов, или исправительными работами до года.

В случае если создание и сбыт виртуальной валюты осуществлялись организованной группой, нарушителей хотят обложить штрафом до 500 тыс. руб. или исправительными работами сроком до двух лет.

Глава Следственного комитета Александр Бастрыкин полностью поддержал идею внесения поправок в Уголовный кодекс, мотивируя это тем, что виртуальные валюты ничем не подкреплены, вследствие чего торги ими проходят при высокой волатильности.

Банк России на правах денежного регулятора предпочел для начала изучить блокчейн. Для это в Центробанке была создана специальная комиссия.

Глава ЦБ Эльвира Набиуллина справедливо предложила разграничить понятия криптовалют и технологии блокчейн, ведь в перспективе ее можно будет применять в любой сфере. Именно поэтому крупнейшие банки мира сосредоточились на изучении конкретной системы, а не на функционирующей в ней валюте.

Такого же мнения придерживаются специалисты Consumers’ Research. Они разделили системы блокчейн на три группы. В первую они включили цифровые валюты, но гораздо более важными они посчитали две остальные.

Одна из них позволяет работать с «умными» контрактами, децентрализованными организациями и программируемыми активами. Другая сосредоточена на использовании блокчейна в не экономических целях. К примеру, в будущем систему можно будет использовать в рамках электронного правительства.

Частично идею использования цифровых валют поддержал и президент России Владимир Путин.

Во время посещения образовательного форума «Территория смыслов на Клязьме» он допустил использование криптовалют для расчетов, при этом отметив, что главной проблемой на сегодняшний день для подобного способа платежей является их неподкрепленность.

«Они ни к чему реально не привязаны и ничем не обеспечены. Но в целом как единицей расчета, как они там называются, «коины», ими можно пользоваться, они все шире и шире распространяются. Как какой-то эквивалент в каких-то сегментах расчета, наверное, возможно»,

— заявил президент.

Позднее пресс-секретарь президента Дмитрий Песков пояснил слова Путина, отметив, что речь президента не подразумевала оборот биткоинов, но рассмотрение вариантов условных расчетов, безусловно, требует исследования.

В настоящее время главный вопрос состоит в создании законодательной базы, которой придется претерпеть значительные изменения в случае, если мировое сообщество признает право криптовалют на жизнь в глобальной банковской системе. Как считает создатель стартапа Block Notary Баринов, для самой технологии нет законодательных ограничений, но многие бизнес-процессы неизбежно столкнутся с определенными трудностями.

Адвокат Артем Толкачев отметил, что законодательство регулирует те сферы, где в перспективе возможно внедрение блокчейна, но при этом оно ориентировано на принцип «централизованного реестра». Соответственно, для того, чтобы сделать возможным применение технологии «распределенного реестра», необходимо будет изменить большую часть законодательства.

Также, в случае если технология будет доработана и одобрена банками с мировым именем, у России может появиться шанс избавиться от ряда ограничений на мировой арене, таких как санкции. По словам первого заместителя председателя правления Сбербанка Льва Хасиса, использование блокчейна поможет банкам найти рабочую альтернативу не только в условиях санкций, но и потенциального отключения от международной межбанковской системы передачи информации и совершения платежей (SWIFT), поскольку распределенность базы данных исключает политический фактор.

Толкачев также согласен с тем, что нынешняя экономическая ситуация может выступить катализатором для принятия на вооружение новой системы. В качестве примера адвокат приводит реакцию на санкцию в виде разработки Национальной системы платежных карт, которая отныне обеспечивает проведение платежей с помощью банковских карт в России. И хотя это развитие по сценарию «централизованного», а не «распределенного» реестра, однако этот пример показывает, как быстро может реализоваться давняя идея под влиянием внешних факторов.

Как и любое новшество, технология блокчейн вызывает множество споров в мировом сообществе. Но многие соглашаются в одном — блокчейн является одним из важнейших изобретений за последние десятилетия, которое способно перевернуть не только финансовую индустрию, но и другие сферы жизни, такие как кибербезопасность или образование.

Блокчейн



19 октября 2017 года стало известно, что правительство Москвы готово предоставить Росреестру вычислительный сервер для внедрения технологии блокчейн при регистрации недвижимости.

Схема получения хеша транзакций

Блокче́йн (англ. blockchain или block chain) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Чаще всего копии цепочек блоков хранятся и независимо друг от друга (чрезвычайно параллельно) обрабатываются на множестве разных компьютеров.

Общие сведения



Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто относят к транзакциям в различных криптовалютах, однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки.

Блок транзакций



Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру — блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок.

Блок состоит из заголовка и списка транзакций. Заголовок блока включает в себя свой хеш, хеш предыдущего блока, хеши транзакций и дополнительную служебную информацию. В системе Биткойн первой транзакцией в блоке всегда указывается получение комиссии, которая станет наградой пользователю за созданный блок. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование, аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент нет алгоритма получения желаемого результата, кроме случайного перебора. Если хеш не удовлетворяет условию, то в заголовке изменяется параметр nonce и хеш пересчитывается. Обычно требуется большое количество пересчётов. Когда вариант найден, узел рассылает полученный блок другим подключенным узлам, которые проверяют блок. Если ошибок нет, то блок считается добавленным в цепочку и следующий блок должен включить в себя его хеш.

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков — около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы система генерировала блоки почти с постоянной скоростью, не зависящей от вычислительной мощности участников сети.

Цепочка блоков



Основная последовательность блоков (чёрные) является самой длинной от начального (зелёный) до текущего. Побочные ветви (фиолетовые) отсекаются.

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются».

Таким образом, цепочка блоков содержит историю владения, с которой можно ознакомиться, например, на специализированных сайтах.

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хэш-цепочки (элемент цифровой подписи).

База публично хранит в незашифрованном виде информацию о всех транзакциях, подписываемых с помощью асимметричного шифрования. Для предотвращения многократной траты одной и той же суммы используются метки времени, реализованные путём разбиения БД на цепочку специальных блоков, каждый из которых, в числе прочего, содержит в себе хешпредыдущего блока и свой порядковый номер. Каждый новый блок осуществляет подтверждение транзакций, информацию о которых содержит и дополнительное подтверждение транзакций во всех предыдущих блоках цепочки. Изменять информацию в блоке, который уже находится в цепи, не практично, так как в таком случае пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этому успешная double-spending атака (повторная трата ранее израсходованных средств) на практике крайне маловероятна.

Чаще всего умышленное изменение информации в любой из копий базы или даже в достаточно большом количестве копий не будет признано истинным, так как не будет соответствовать правилам. Некоторые изменения могут быть приняты, если будут внесены во все копии базы (например, удаление нескольких последних блоков из-за ошибки в их формировании).

Для более наглядного объяснения механизма работы платёжной системы Сатоси Накамото ввёл понятие «цифровая монета», определив его как цепочку цифровых подписей. В отличие от стандартизированных номиналов обычных монет, каждая «цифровая монета» имеет свой собственный номинал. Каждому биткойн-адресу может сопоставляться любое количество «цифровых монет». При помощи транзакций их можно делить и объединять, при этом сохраняется общая сумма их номиналов за вычетом комиссии.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB.

Подтверждение транзакций

Пока транзакция не включена в блок, система считает, что количество биткойнов на некоем адресе остаётся неизменным. В это время есть техническая возможность оформить несколько разных транзакций по передаче с одного адреса одних и тех же биткойнов разным получателям. Но как только одна из подобных транзакций будет включена в блок, остальные транзакции с этими же биткойнами система будет уже игнорировать. Например, если в блок будет включена более поздняя транзакция, то более ранняя будет считаться ошибочной. Есть небольшая вероятность, что при ветвлении две подобные транзакции попадут в блоки разных ветвей. Каждая из них будет считаться правильной, лишь при отмирании ветви одна из транзакций станет считаться ошибочной. При этом не будет иметь значения время совершения операции.

Таким образом, попадание транзакции в блок является подтверждением её достоверности вне зависимости от наличия других транзакций с теми же биткойнами. Каждый новый блок считается дополнительным «подтверждением» транзакций из предыдущих блоков. Если в цепочке 3 блока, то транзакции из последнего блока будут подтверждены 1 раз, а помещённые в первый блок будут иметь 3 подтверждения. Достаточно дождаться нескольких подтверждений, чтобы вероятность отмены транзакции стала очень низкой.

Для уменьшения влияния подобных ситуаций на сеть существуют ограничения на распоряжение только что полученными биткойнами. Согласно сервису blockchain.info, до мая 2015 года максимальная длина отвергнутых цепочек была 5 блоков. Необходимое число подтверждений для разблокирования полученного зависит от программы-клиента либо от указаний принимающей стороны. Клиент «Bitcoin-qt» для отправки не требует наличия подтверждений, но у большинства получателей по умолчанию выставлено требование 6 подтверждений, то есть реально воспользоваться полученным обычно можно через час. Различные онлайн-сервисы часто устанавливают свой порог подтверждений.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений, но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям — одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов, но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

Открытость цепочки блоков позволяет внести в произвольный блок изменения. Но тогда потребуется пересчёт хеша не только изменённого блока, но и всех последующих. Фактически, для такой операции потребуется мощность не меньше той, которая была использована для создания изменённого и последующих блоков (то есть всей текущей мощности), что делает такую возможность крайне маловероятной.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s. С начала 2014 годаобъединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети.

Двойное расходование биткойнов на практике никогда не было зафиксировано. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков.

Сложность



За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт — соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается — длиннее. Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула).

Применение вне сферы криптовалют



В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер.

Банковский сектор

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ, и Сбербанк.

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA, Mastercard, Unionpay и SWIFT.

Земельный реестр

Швеция и ОАЭ планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.

Правительство Индии борется с земельным мошенничеством при помощи блокчейн.

В первом полугодии 2018 года будет проводиться эксперимент по использованию технологии блокчейн в целях мониторинга достоверности сведений Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) на территории Москвы.

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation, предоставляющая услуги традиционного государства, такие как удостоверение личности, нотариат и ряд других.

В июне 2017 Accenture и Microsoft представили систему цифровых удостоверений личности на блокчейне.

В августе 2017 правительство Бразилии начало тестирование системы удостоверений личности на блокчейн.

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий.

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства.

Критика



Международная межбанковская система передачи информации и финансовых транзакций SWIFT заявила об опасности нереалистичных ожиданий в отношении ажиотажа вокруг технологий цепочки блоков и распределённых реестров в банковской среде.

Россия



В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра. В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию.

По поручению президента Татарстана экспертами компании «Киви платформа» проведено исследование о применимости технологии блокчейн в государственном управлении, и предложено внедрение технологии блокчейн в системы межведомственного документооборота, нотариата, учёта дипломов, голосования, здравоохранения, земельного кадастра, цифровой личности, регистрационных действий (гражданские состояний). Решения находятся в стадии рассмотрения.

Сбербанк и SWIFT в ходе Sibos 2017 в Торонто «договорились о координации шагов по оценке возможности применения технологии блокчейн в платформах межбанковских расчётов.. платформа SWIFT использует возможности распределённого реестра, построенного на технологии блокчейн, для выверки информации по платежам в режиме реального времени».

18 октября 2017 года Внешэкономбанк и правительство Новгородской области на международном форуме «Открытые инновации» в Москве объявили о запуске в сентябре пилотного проекта по созданию системы контроля за обеспечением жителей области лекарственными препаратами. Губернатор области сообщил, что «использование технологии блокчейн при мониторинге всей цепочки поставок лекарственных препаратов позволит предотвратить злоупотребления и выявить нелегальный оборот дорогостоящих лекарств, а также сократить случаи смертности по причине приема некачественных лекарств». В декабре 2017 года планируется завершить тестирование рабочего прототипа проекта.

 

В статье использованы материалы из источников:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *