Блокчейн
Блокчейн это способ хранения и обмена информацией. Информация записывается блоками, каждый блок помимо основных данных включает в себя контрольную сумму (хэш) предыдущего блока. Таким образом получается цепочка из блоков. Невозможно изменить что-то в одном из старых блоков без нарушения контрольных сумм всех последующих.Копии цепочки блоков хранятся сразу у большого количества участников сети. За счет этого многократного дублирования и проверок цепочки всеми участниками, становится невозможно подделать данные в блокчейне так, чтобы этого не заметили остальные участники сети.
Определение блокчейна
Стандарт ISO 22739:2020 дает такое определение:
«Блокчейн — распределенный реестр с подтвержденными блоками организованными в последовательно добавляемую цепочку с возможностью только добавления новых блоков с использованием криптографических ссылок.
Блокчейн предназначен для защиты от несанкционированного доступа и создания законченных определенных неизменяемых записей в реестре.»
Как появился блокчейн?
Впервые термин «блокчейн» был описан в Белой книге Биткоина в 2008 году. Первая программа, которая его использовала — кошелек биткоина, выпущенный в 2009 году. Создатель Биткоина придумал способ совместить технологи хэширования и распределенных баз данных так, чтобы подделать данные в нем было крайне проблематично.
Как блокчейн защищает данные?
Каждый блок данных имеет свой хэш, для получения которого был затрачен некий объем вычислений. Каждый блок помимо данных о транзакциях хранит хэш предыдущего блока, поэтому для подделки какого-нибудь блока придется перезаписать всю последующую цепочку блоков, затратив на это вычислительные мощности. То есть, у атакующего для проведения такой атаки должны быть вычислительные мощности, сопоставимые с суммарной вычислительной мощностью честных майнеров. Если атакующий имеет мощности более 50% от всей сети, он гарантированно может провести такую атаку, ее обычно называют «Атака 51%», но это маловероятный сценарий для популярных блокчейнов.
Цепочка блоков многократно дублируется на компьютерах пользователей. Во многих программах есть контрольные точки по старым блокам, которые верифицировано честные, и программа не даст их перезаписать. Узлы сети устанавливают связи между собой и обмениваются данными о транзакциях и блоках без центрального сервера. Атака на любой узел сети не приведет к неработоспособности остальной сети.
Все узлы проверяют входящие данные и не отправляют их дальше по сети, если видят попытку внести в блочейн недостоверные данные: например, попытку потратить одни и те же монеты дважды в разных магазинах, или нелегитимную попытку перезаписать старые данные новыми.
Блокчейн и распределенный реестр — это одно и то же?
Нет, распределенный реестр (distributed ledger) — более широкое понятие, и чаще всего не использует метод упаковки данных в блоки и построение цепочек хэшей. В распределенном реестре данные так же хранятся на разных узлах, но по сути это обычные базы данных. Можно сказать, что блокчейн — это разновидность распределенного реестра.
Сферы применения блокчейна
Основная, наиболее изученная и самая широкая сфера применения блокчейна — это криптовалюты. Но блокчейн может использоваться для любых других сфер, где нужно безопасно хранить данные на множестве узлов, где часть узлов может быть враждебна сети и пытаться проводить атаки. В условиях доверенной среды использование блокчейна чаще всего не оптимально из-за высоких накладных расходов, например, вычисления и хранение огромного количества дублированной информации.
Как примеры использования блокчейна вне сферы криптовалют можно привести контроль цепочек поставок в логистике, учет ценных бумаг, онлайн-голосования, проведение аукционов и тендеров, реестры земли и недвижимости, удостоверения личности, документооборот.
Виды блокчейнов
Публичный блокчейн или Открытый блокчейн – общедоступный, не требующий разрешений блокчейн. Любой желающий может видеть транзакции и отправлять свои, участвовать в создании блоков и других аспектах работы сети. При этом необходимо следовать правилам сети (протоколу). Изменения в правилах работы сети принимаются, только если большинство участников голосует за них.
Частный блокчейн, также известный как Закрытый блокчейн или Приватный блокчейн. В нем все правила обработки данных, право на создание блоков и внесение изменений централизованы и принадлежат конкретной организации или людям. Как правило, данные изменяются только доверенными узлами. Сторонние наблюдатели могут получать информацию только в режиме чтения, и даже для этого нужно разрешение.
Также возможны гибридные решения, например Эксклюзивный блокчейн, в котором обработка транзакций и создание блоков доступна только избранным пользователям, в остальном блокчейн имеет признаки открытого блокчейна. Возможны и другие варианты гибкого распределения прав для пользователей блокчейна, их обычно называют Пермиссионным блокчейном.
Сайдчейн — дочерний блокчейн, использующий более защищенную основную цепь блоков как гарантию безопасности. Может применяться для взаимодействия между несколькими блокчейнами.
Недостатки блокчейна
К недостаткам блокчейна можно отнести высокую стоимость поддержки инфраструктуры. Одни и те же данные нужно многократно дублировать на разных узлах. Единственный прошедший проверку временем алгоритм консенсуса с доказательством выполненной работы (PoW) требует огромного количества вычислительных ресурсов и электроэнергии. Для достижения консенсуса в децентрализованных сетях требуется больше времени, чем в централизованных, поэтому системы на блокчейне почти всегда обладают значительно меньшей пропускной способностью, чем их централизованные аналоги.
Также существует правовая коллизия. Суд может постановить удалить какие-либо данные из блокчейна, но технически для большинства блокчейнов это сделать невозможно. Или в блокчейне будет запись о том, что владелец токенов один человек, а суд примет решение, что другой. Общего способа решения подобных коллизий на текущий момент не существует.
Другие варианты написания: Blockchain, Block Сhain, Блокчеин
Жаргонизмы: Блохчейн, Блокчум
