Блокчейн для чайников — что это такое и как работает

Сегодня криптовалюты уже довольно прочно вошли в нашу жизнь. О знаменитом Биткоин сейчас не знает разве что отшельник, отказавшийся от всех благ цивилизации. Но когда люди говорят о Биткоин, то очень часто в их лексиконе проскакивает странное слово «блокчейн». Для неискушённого обывателя блокчейн может показаться специфическим инструментом, работающим только в Биткоин, но на самом деле это технология, на которой строится подавляющие большинство вообще всех криптовалют мира.

Если вы хотите разбираться в криптовалютах и понимать их специфику, то вам непременно стоит начать с того, что такое блокчейн и как он работает. Ведь невозможно понять суть всей системы, не разобравшись для начала в основных принципах её работы. Сегодняшняя статья — это своеобразный небольшой рассказ о блокчейн для чайников, людей, которые лишь недавно приобщились к этому удивительному миру криптовалют. Не ожидайте увидеть здесь сложных технических терминов или формул, мы попробуем максимально просто поведать вам о том, что же такое этот блокчейн и с чем его едят.

Вводная информация для чайников и тех, кто не в теме

Многие аналитики называют данную технологию самым большим техническим прорывом со времён изобретения интернета. И хотя некоторые люди настроены скептически, уже сейчас становится понятно, что прогресс не остановить, и технология блокчейн во многом изменит нашу жизнь. Само слово blockchain можно перевести с английского как «цепь блоков» и это название, по большому счёту, раскрывает всю суть технологии. Дело в том, что сеть blockchain представляет собой своеобразное хранилище цифровой информации, где все данные записываются последовательно в виде блоков. Представить это можно как дневник, хозяин которого чётко записывает все свои действия одно за другим, или архив, в котором карточки с данными складываются последовательно, и следующая карточка не будет вложена до тех пор, пока своё место не займет предыдущая.

Технология блокчейн характерна высокой степенью децентрализации и уровнем безопасности. В системе нет единого централизованного управляющего органа, вместо этого действительность сделок и транзакций подтверждает сама система при помощи вычислительных машин всех участников сети. То есть в момент проведения транзакции или сделки данные о ней рассылаются на все компьютеры, подключённые к сети блокчейна, а когда каждый из компьютеров предоставит подтверждение, тогда транзакция считается завершённой. После этого данные о транзакции записываются в блок и отдельно сохраняются на каждом компьютере сети.

Такая система даёт возможность избавиться от посредников, ведь, по сути, она сама выступает для себя заверяющим органом, в следствии чего очень сильно ускоряется работа и обмен между клиентами. Кроме того, такой подход предоставляет высочайший уровень безопасности. Ведь невозможно украсть или подменить информацию в одном блоке, не изменив все остальные. Уже только для этого нужны огромные вычислительные мощности и масса времени, а если учитывать, что нужно взломать не один компьютер, а сразу все, так как система очень быстро выявит подмену, то затея кажется даже теоретически нереализуемой.

Узнай, как зарабатывать на криптовалютах и ICO на бесплатном онлайн мастер-классе

Подробнее

Исторический экскурс

Что такое блокчейн, мир узнал в 2009 году после запуска знаменитой криптомонеты Биткоин. Однако теоретические основы для различных реализаций данной технологии разрабатывались ещё в девяностых годах прошлого века Адамом Баком, Хэлом Финни, а также Веем Даем и Ником Сабо.

Бытует мнение, что именно на основе этих исследований японский программист Сатоши Накамото разработал свою технологию blockchain. Разработка началась в 2007 году, согласно популярному в сети слуху, после того как Сатоши разозлили высокие комиссии за денежные переводы и другие транзакции в обычных платёжных системах. Накамото задумал реализовать систему, лишённую этих недостатков, и уже в 2008 году в сети был опубликован первый протокол с принципами работы нового вида электронных денег – криптовалюты Биткоин. Спустя примерно год, после небольших доработок Сатоши передал в открытый доступ программу «клиент» и создал первый блок в системе Биткоин.

С ростом популярности Биткоина, как грибы после дождя, начали появляться новые криптовалюты, основанные на технологии блокчейн. А сегодня внедрение этой технологии планируется уже во многие сферы жизни общества.

Принцип работы Блокчейна и его преимущества

Для того чтобы лучше понять, как работает блокчейн, нам нужно немного поговорить о таком понятии как «майнинг». Мы уже знаем, что блокчейн – это в своем роде хранилище данных, которое постоянно пополняется новой информацией о транзакциях и сделках. Но, поскольку система является децентрализованной, она не может обслужить сама себя, для этого ей нужны участники, которые предоставят свои вычислительные машины для хранения тела блокчейна, а также расчёта и подтверждения самих транзакций в обмен на вознаграждение. В мире криптовалют таких людей назвали майнерами, поскольку процесс нахождения правильного блока транзакций немного напоминает раскопки в шахте с целью найти ценные ресурсы.

Процесс формирования нового блока блокчейна основан на принципах криптографии с применением алгоритмов хеширования. Это нужно для того чтобы зашифровать информацию о транзакциях и уместить все данные о них в одну строчку кода. По сути, блок включает в себя информацию обо всех транзакциях за определённый промежуток времени, информацию о предыдущем блоке или его ключ, а также случайные числа для обеспечения дополнительной безопасности. После этого к блоку применяется хеш-функция для получения определённой хеш-суммы, которая потом станет уникальной подписью этого блока. Если все условия были выполнены, майнер добавляет этот блок в конец блокчейна, а информация об этом копируется на компьютеры всем участникам через пиринговою сеть.

Некоторые из преимуществ системы мы уже затронули немного выше, но децентрализованная структура и высокая безопасность — это ещё не всё, чем может похвастаться блокчейн. Благодаря принципам криптографии, систему можно сделать открытой, но в то же время очень анонимной. Когда клиент совершает сделку внутри системы, он получает уникальный ключ, который доступен только ему и его абоненту. Любой пользователь может просмотреть архив сделок и понять динамику развития системы, например, вчера кому-то было отправлено сто долларов, но только владельцы ключа могут видеть, от кого и кому. Только по ключу можно получить неограниченный доступ к информации, а значит, пользователи защищены от недобросовестного использования личных данных. В современном мире, когда в сеть каждый день сливается конфиденциальная информация частных лиц, это выглядит очень актуальным.

Что дает Блокчейн и зачем он нужен современной экономике?

В современном мире при проведении практически всех финансовых операций мы вынуждены столкнуться с посредниками. В случае перевода денег такими посредниками служат банки, а при заключении сделок ими выступают нотариусы. Само собой, при каждой такой сделке посредники берут комиссию, за счёт чего и зарабатывают. Применяя технологию блокчейн, мы избавляемся от необходимости в посредниках, так как система построена по принципам самопроверки и гарантирует честность сделки. Соответственно, теперь нам не нужно платить комиссию третьим лицам, и сделка автоматически становится выгодней. Кроме того, отсутствие лишних звеньев в цепи даёт короткие транзакции, или другими словами, транзакции становятся очень быстрыми, в некоторых случаях даже моментальными.

Сначала банковский сектор пытался, по мере возможности, бороться с новой системой, так как та грозила отнять у них весомую часть прибыли. Однако теперь стало ясно, что эта перспектива далеко не ближайшего будущего, и банки будут существовать вместе с блокчейн ещё минимум лет десять, а скорее всего, и значительно дольше. Как известно, бороться с прогрессом бессмысленно, а раз не можешь побороть, тогда используй. Сейчас банки активно внедряют технологию блокчейн для межбанковских переводов, экономя тем самым очень значительные финансовые средства, а в будущем эта система, возможно, полностью заменит уже устаревающую систему SWIFT. Также данная технология активно применяется крупными корпорациями для совершения транснациональных сделок. Если раньше подобные сделки подписывались неделями, то теперь процесс занимает всего несколько дней, а в подобных масштабах экономия может составлять миллионы долларов.

Применение Blockchain-технологий

Применение этой технологии не ограничивается только финансовой сферой. В будущем данная технология может плотно войти во многие сферы деятельности человека. Хотим представить вам четвёрку наиболее вероятных способов применения блокчейн в ближайшем будущем:

1. Хранение цифровых сертификатов. Как мы выяснили, получить доступ к анонимным данным блокчейна без ключа практически невозможно, а значит, данная система очень хорошо подходит для хранения сертификатов.
2. Администрирование сетей. Поскольку система отлично защищена от хакерских атак и внутренних ошибок, то она отлично подходит для хранения паролей и списков пользователей.
3. Подтверждение прав собственности. С помощью технологии блокчейн подтверждение прав собственности станет простым и удобным. Для этого пользователю нужно будет всего лишь внести информацию в свой личный блок блокчейна.
4. Подтверждение прав доступа. Блокчейн очень удобен для идентификации в системе, так как данный способ имеет неоспоримые преимущества над существующими системами и в то же время обойдётся дешевле.

Заключительная часть

Технология blockchain уже довольно неновая, но тем не менее практически незнакомая для большинства людей. Мы боимся того, чего не понимаем, ставимся скептически и не желаем принимать. Однако не стоит бояться блокчейна и криптовалют. По сути, это просто новый шаг в развитии экономики, которым в своё время стала её отвязка от золотого резерва. Пусть на первых порах это было очень нелегко и болезненно, но со временем послужило огромным толчком к развитию. Блокчейн-технология очень перспективна и сулит очень большие преимущества как для бизнеса, так и для других сфер деятельности. Нам следует только запастись терпением и ждать, пока ситуация стабилизируется и станет абсолютно прогнозированной, а это рано или поздно непременно произойдёт.

Блокчейн технология, Применение Blockchain, Проекты – BitcoinWiki

Это утверждённая версия страницы. Она же — наиболее свежая версия.

Понравилась статья? Поделись:

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[править]

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[править]

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[править]

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.

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[править]

• 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[править]

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 Ethereum Виталика Бутерина).

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

Публичный Blockchain[править]

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[править]

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[править]

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[править]

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.

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[править]

https://blog.ethereum.org/2015/08/07/on-public-and-private-blockchains/

https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/492972/gs-16-1-distributed-ledger-technology.pdf

http://www.coinfox.ru/novosti/obzory/5473-kakie-byvayut-blokchejny-i-pochemu-vazhno-ikh-razlichat
https://24paybank.org/news/blokchejn-mir-gde-primenjajut-decentralizovannuju-tehnologiju-na-segodnjashnij-den-.html

Технология Blockchain. Практическое применение

Читать предыдущее исследование: Технология Blockchain. Часть 1

Рассказываем, как блокчейн (blockchain) применяют в реальной жизни, частично или полностью устраняя посредников и централизованные системы и экономя время.

В процессе подготовки данной записки мы обнаружили интерес к блокчейну среди финансовых компаний и их клиентов:

• 42 крупнейших мировых банка (в частности, Bank of America, Morgan Stanley, Citi и другие) создали консорциум R3 — разработчика блокчейн-приложений для финансовой сферы.
• Согласно исследованию Capgemini, более половины банковских клиентов в мире используют продукты и услуги хотя бы одной финтех-компании. Финтех быстро растет на развивающихся рынках, особенно в Китае и Индии, где более 75% банковских клиентов используют услуги финтех-компаний.
• Традиционные банки инвестируют в технологии, которые повышают эффективность деятельности. Почти 90% руководителей банков заявили, что сосредоточены на больших данных и аналитике. Около 56% фокусируются на Интернете вещей, 54,7% — на технологии блокчейн, 52,3% — на роботизации технологических процессов, 50% — на открытых API.

Желаем приятного прочтения!

Финансовые услуги

Клиринг

Центральный банк Германии объединил усилия с Франкфуртской фондовой биржей (Deutsche Börse) для создания основанного на блокчейне механизма расчетно-клиринговой деятельности.

Разрабатываемый прототип предлагает расчетные операции в режиме «поставка против платежа» для цифровой валюты, выпущенной центробанком, и обычные переводы цифровых монет или ценных бумаг. Дополнительно предлагаемый механизм позволяет завершить расчеты по основным корпоративным сделкам — например, выплатам по купонам и погашению вышедших в тираж бумаг.

Также в этой сфере работает ЦБ Японии.

Аудит

Централизованные базы данных опасны тем, что в них изменения могут быть внесены без фиксации. К примеру, кто-то внес изменения в документ А, но не записал об этом в журнале. Снизить этот риск способна децентрализованная система учета, которую разработала компания Factom.

Интеграция программного обеспечения Factom Apollo позволяет компании вести бизнес-процессы, сохраняя полную историю изменения данных.

Идентификация

Блокчейн может снизить операционные расходы банков, ускорить транзакции и решить проблемы соблюдения KYC (Know Your Customer — знай своего клиента) и AML (Anti Money Laundering — противодействие отмыванию денег). Основанные на блокчейне реестры могут не только устранить дублирование действий при соблюдении требований «знай своего клиента», но также делать зашифрованные обновления данных клиента, которые будут распределены между всеми банками практически в режиме реального времени.

Такие возможности воплотили в себе BlockNotary — это цифровой нотариус, который позволяет идентифицировать человеку себя перед банком или регулятором, загрузив в блокчейн свое видео. Чтобы совершить транзакцию или войти в систему, клиент заполняет анкету, получает на почту письмо со ссылкой на видеочат и выполняет требования по подтверждению своей личности (представляется, зачитывает смс, показывает документы). Это видео (и время его загрузки) автоматически фиксируется в блокчейне, поэтому его нельзя будет изменить или перезаписать.

Эту технологию уже интегрировал сервис мобильного эквайринга Pay-Me и Альфа-банк (мобильное приложение «Поток»).

Банковское ПО

В настоящее время большинство банков до сих пор пользуются системами, которые были написаны в 1980-х и 1990-х годах. Однако технологии не стоят на месте: Пол Тейлор — бывший инженер Google — разработал новую операционную систему Vault OS, которая способна заменить банковское программное обеспечение.

Разработка Тейлора основана на технологии блокчейн. По словам разработчиков, Vault OS оснащена стандартной банковской функциональностью, к которой относятся и проводки, и записи транзакций в реальном времени. Благодаря Vault OS не будет необходимости задействовать дорогие корпоративные ЦОДы, так как она использует облака. Как отмечает создатель, пользуясь Vault OS, крупные банки смогут сэкономить около $1,3 млрд в год на IT-решениях.

Купонные выплаты по бондам

ЦБ Германии совместно с крупнейшим биржевым оператором страны представили прототип системы на блокчейне. Согласно совместному заявлению учреждений, созданная система осуществляет платежи и переводы ценных бумаг, а также расчеты по сделкам с ценными бумагами как в отношении мгновенных, так и отсроченных платежей в блокчейне.

Прототип предоставляет возможность урегулирования основных корпоративных операций, таких как купонные выплаты по ценным бумагам. Прототип будет проходить тестирование еще на протяжении нескольких месяцев.

Торговля золотом на бирже

Королевский монетный двор Великобритании совместно с чикагской CME Group разработал инструмент для торговли золотом на основе блокчейна, под названием Royal Mint Gold (RMG). Платформа полностью изменит представление трейдеров и инвесторов о торговле и заключении сделок с золотом.

Государство

Обеспечение и упорядочение государственного управления

В рамках blockchain избиратели сами получат возможность подсчитать количество голосов, проверить, не был ли чей-то голос измен или удален, и не появились ли лишние отметки. Особенно это касается распределения помощи и социального обеспечения.

Над этим работает компания финансовых технологий GovCoin Systems Limited — она поддерживает правительство Великобритании в распределении выгод.

Нотариальные услуги

Проект Bitnation в Эстонии использовал технологию блокчейн в нотариальной сфере. За счет консолидации с эстонской правительственной программой e-Residency участники проекта Bitnation получили доступ к переведенным на блокчейн традиционным нотариальным услугам, среди которых: регистрация брака, свидетельство о рождении, а также некоторые виды коммерческих договоров. Нотариальные услуги Bitnation характеризуются децентрализацией и возможностью их использовать из любой точки мира. Программа e-Residency стартовала с 1 декабря 2014 года.

Электронное голосование акционеров

В России. Национальный расчетный депозитарий РФ успешно протестировал прототип системы электронного голосования для собраний владельцев облигаций e-proxy voting на основе технологии блокчейн.

Прототип системы e-proxy voting разработан на базе сетевой распределенной криптографической платформы NXT и использует международный стандарт ISO 20022 для обмена сообщениями. Разработка велась совместно с компанией DSX Technologies. Её результаты доступны в виде открытого исходного кода на GitHub.

E-proxy voting представляет собой современную передовую технологию проведения корпоративных действий, при которой обмен информацией и документами между владельцем ценных бумаг и эмитентом происходит в электронном виде.

В Эстонии. Акционеры компаний, размещённых на Таллиннской Фондовой Бирже Nasdaq, в скором времени получат возможность голосовать во время собраний акционеров при помощи новой системы голосования e-voting, основанной на технологии блокчейн.

Данная система разработана в Nasdaq, став вторым по счету блокчейн-проектом биржи, и её реализация стала возможной в результате партнёрства с платформой электронного гражданства e-Residency, работающей при поддержке правительства Эстонии.

Как сообщили в Nasdaq, пилотная программа новой системы голосования будет запущена в этом году, и благодаря ей акционеры компаний со статусом резидента Эстонии смогут участвовать в корпоративном управлении более удобным и безопасным способом.

Тем же занимается Boardroom.

Электронное государство

Проект eGaaS направляет свои силы на «освобождение» людей, бизнеса и правительства от обычных бюрократических процедур и служит в качестве инструмента, который может быть использован для организации любого вида деятельности и осуществлять контроль за этой деятельностью без документооборота.

Здравоохранение

Структура хранения и проверки данных

Данный сегмент не является сильной стороной российских поликлиник и больниц. Однако в этом способен помочь blockchain. Над созданием универсальной структуры хранения и проверки данных в здравоохранении совместно работают проекты Gem и Tierion.

Gem. Компания запустила Gem Health — сеть для разработки приложений и общей инфраструктуры для здравоохранения на базе Эфириума. Компания намерена использовать технологию blockchain для создания общей инфраструктуры, поскольку технология позволяет создавать глобальные стандарты данных без ущерба для конфиденциальности и безопасности.

Открыть оригинал

Tierion. Еще в 2015 г. совместно с Philips Healthcare запустили проект на блокчейне, его основной целью является создание системы хранения информации о пациентах и удобный доступ к ней со стороны медицинских учреждений. Сегодня данные хранятся в рамках одного медицинского учреждения, а блокчейн может позволить накапливать информацию за всю жизнь пациента и обеспечивать доступ к ней из любого места.

Guardtime. Проект (специализируется на обеспечении безопасности данных) объявил о партнерстве с eHealth Foundation — Фондом электронного здравоохранения Эстонии. В основе решений, предложенных Guardtime, лежит KSI (Keyless signature infrastructure) — блокчейн-технология, обеспечивающая масштабные проверки подлинности данных без опоры на централизованный доверенный орган. Цель проекта — защита свыше 1 млн медицинских записей. Согласно замыслу разработчиков Guardtime, реализованная ими инфраструктура KSI внедрена в ядро базы данных Oracle. Благодаря этой интеграции изменения в истории болезни пациентов можно увидеть в режиме реального времени.

Изучение болезней

Ученые Стэнфордского Университета изучают болезни Альцгеймера, Гентингтона, Паркинсона и многие виды рака, просто запустив часть программного обеспечения на компьютерах добровольцев. Проблемы, которые они пытаются решить в рамках проекта FoldingCoin, требуют очень много вычислений, поэтому Университет просит людей пожертвовать свои неиспользованные вычислительные мощности во благо науки.

Страхование

Микрострахование

В то время как компании AirBnB, Tujia, Wimdu и другие дают возможность временно обмениваться имуществом — в том числе даже частными домами — они не разработали механизма страхования активов на своих платформах.

Разобраться с этим предлагает сервис на основе блокчейн LenderBot, предоставляющий услуги индивидуального микрострахования через чат Facebook Messenger.

P2P страхование

Dynamis разрабатывает смарт-контракты для P2P страхования на случай безработицы, а социальная сеть LinkedIn выступает в качестве «системы репутации».

Претенденты на получение полиса могут использовать LinkedIn, чтобы подтвердить свою личность и статус занятости. Заявители, в свою очередь, с помощью LinkedIn могут подтвердить, что ищут работу.

Ритейл

Карты лояльности

Проект Incent Loyalty, который будет запущен в ближайшее время, позволит привлекать компаниям и ИП клиентов, вознаграждая их в момент сделки «валютой лояльности» Incent. Сделка проходит на блокчейн, а Incent’ы можно будет в дальнейшем использовать для покупок.

Решения для сферы общественного питания

Swish — автоматизированное POS-приложение, которое совмещает возможности мобильных технологий и блокчейн. Swish оптимизирован для использования на малых и средних розничных предприятиях, особенно в сфере общественного питания.

Схема работы следующая: посетитель сканирует предварительно сгенерированный QR-код, расположенный на столе и ему открывается меню ресторана. Сделав выбор, клиент подтверждает заказ и оплачивает его с помощью любой кредитной/дебетовой карты или криптовалюты (такой, как bitcoin), — все это без необходимости ждать обслуживания официанта.

Со стороны ресторана: заказы клиентов появляются на смартфоне или планшете в POS-системе, где они обрабатываются сотрудниками.

Логистика

Одна из наиболее универсально применимых возможностей технологии blockchain заключается в том, что она обеспечивает более безопасное и прозрачное отслеживание операций. А цепочки поставок, в основном, — последовательность узлов транзакций, которые ссылаются на перемещение товаров из пункта в пункт.

Blockchain поможет зафиксировать передачу товара из рук в руки с помощью децентрализованных записей — а это сокращение временных задержек, снижение трат и устранение человеческих ошибок.

Над проектами в этой области работают несколько стартапов:

• Provenance строит систему отслеживания материалов и изделий.
• Fluent предлагает альтернативную платформу для кредитования в рамках глобальных цепочек поставок.
• Skuchain разрабатывает программные продукты на основе blockchain для B2B-торговли и финансового рынка цепочки поставок.

Также в Китае создан Подкомитет по внедрению блокчейна, который будет заниматься популяризацией технологии блокчейна в сфере логистики, путем распространения информации о технологии, проведением бизнес-тренингов и внедрению научно-исследовательских стандартов блокчейна в индустрию логистики. По итогу участники Подкомитета хотят добиться полного обновления работы индустрии логистики и поставок Китая.

Энергетика

Исторически эта отрасль была сильно централизована. Чтобы получить доступ к энергии, ее необходимо покупать у посредников, имеющих прямые связи с крупными компаниями-производителями.

Использование blockchain позволит эффективно создавать, покупать, и продавать энергию, скажем, своим соседям.

Над такой моделью работает Transactive Grid.

В основном компании приходится работать с возобновляемыми ресурсами, используемыми для производства энергии. Планируется объединение подобных производителей электрической энергии в единую микросистему, что даст пользователям возможность осуществлять продажу и покупку электричества.

Таким образом, будут созданы микро-сообщества, объединяющие в себе производителей и покупателей. Благодаря этому у людей появится возможность приобретать и реализовывать возобновляемую электрическую энергию с учётом собственных потребностей.

Отслеживание количества производимой энергии и выполненных транзакций легко осуществить с помощью смарт-контактов, которыми управляет блокчейн на платформе Ethereum. Это позволяет отследить каждую единицу электрической энергии, произведённую и переданную по микросистеме, так как эти действия находят своё отображение в распределенном реестре, где они хранятся вечно. Чтобы пользователи могли осуществлять транзакции, планируется использование системы PayPal.

Медиа и Развлечения

Рынок предсказаний

Augur — онлайн-краудфандинговая платформа, которая собирается извлечь выгоду из децентрализованных рынков прогнозирования.

Компания говорит, что она предлагает услугу, которая выглядит как обычный обмен ставками. Весь процесс будет децентрализован и охватит не только традиционные в таких играх спорт и акции, но и другие темы — такие как выборы и стихийные бедствия.

Gnosis — это децентрализованный рынок предсказаний, построенный по протоколу Ethereum. Система предоставляет собой открытую платформу для всех, кто хочет предсказать исход того или иного события. Создатели считают, что финансовые и букмекерские приложения созрели для инноваций.

Сейчас разработано 4 приложения: для предсказаний в сфере сплетен знаменитостей (станет доступно в 1 половине 2017г.), арт-предсказания (оценка стоимости произведений искусства перед аукционом), опросы по предсказанию показателей акций компаний (услуга для компаний) и спортивные ставки.

Игры

vDice стал одним из первых проектов из индустрии азартных игр, реализованных полностью на блокчейне Ethereum. Сам процесс игры весьма прост. Клиент отправляет на необходимый адрес сумму, которую он желает поставить (минимальная ставка составляет 0,0036 ETH), затем система вычисляет рандомное «счастливое» число и, если оно меньше, чем число, загаданное игроком, он выигрывает.

Весь игровой процесс проходит в блокчейне Ethereum и не может контролироваться разработчиками либо иными, третьими лицами.

Отметим, что данный проект децентрализованной игры в кости на блокчейне Ethereum собрал чуть более 214 000 монет ETH или порядка $1,7 миллиона в ходе ICO (Initial Coin Offering).

Beyond The Void — децентрализованная стратегическая игра проходит в режиме реального времени на многопользовательской онлайн — боевой арене.

Создатели игры надеются привлечь дополнительных игроков с помощью полного контроля над своими активами — предметы можно приобретать как для использования, так и для продажи — по желанию игрока. Таким образом, игроки будут создавать целый ряд новых экономических возможностей для игроков и для разработчиков.

Spells of genesis — это мобильная игра, которая представляет собой сочетание коллекционных карточных игр (ККИ), стратегии и аркады. Игра основана на технологии blockchain, которая также является главным источником вдохновения для сюжетной линии.

DAC Play — площадка для продажи игровых валют и активов, при чем как между поставщиком игры и игроком, так и напрямую по схеме игрок игроку.

ТВ-шоу

BitGirls — агентство по поиску талантов. Программа построена на принципе привычных развлекательных ТВ-шоу, однако здесь зрители могут взаимодействовать с исполнителями посредством крипто-валют. Зрители могут голосовать за участника шоу, наблюдать за результатом и наслаждаться шоу. Результаты голосования зрители непосредственно выстраивают рейтинг участников, прямолинейно влияя на его исход.

Singular DTV — платформа на блокчейне, предназначенная для производства и распространения телевизионного контента, ставит перед собой цель создания новой модели управления: Централизованное Распределенное Предприятие ( Centrally Organized Distributed Entity, CODE).

Ее суть состоит в следующем: как только доход от фильма и телевизионного распространения контента собран и распределен, дивиденды, полученные от резервных токенов (не участвующих в ICO — initial coin offering), будут реинвестированы назад в проекты SingularDTV для производства нового контента, такого как сериалы или документальные фильмы.

Образование

The Holbertson School, калифорнийская программа обучения работе с программным обеспечением, объявила, что будет использовать технологию blockchain для удостоверения подлинности академических сертификатов. То есть студенты будут получать электронную гарантию, что они прошли курс, а работодатели смогут оперативно проверить достоверность этого документа.

Спорт

Блокчейн облегчит краудфандинг для спортсменов. Обычно такие инвестиции в спортсменов входят в компетенцию министерства спорта и частных корпораций, но blockchain подключит к ним фанатов. Они будут вкладывать деньги в спортсменов, а потом получат финансовую долю от их будущих достижений. Пока что эту концепцию не применяют в больших масштабах.

Однако The Jetcoin Institute уже разработал электронную валюту, в которой поклонники вкладывали бы деньги в итальянскую футбольную команду Hellas Verona.

Сфера услуг

Такси

Приложения по поиску машин, такие как Uber, — противоположность децентрализации. Там одна компания представляет собой ту же диспетчерскую и управляет принятыми в систему водителями с помощью своих алгоритмов.

Израильский стартап La’Zooz планирует сделать все наоборот. Он создал свою собственную запатентованную цифровую валюту, которая записана в цифровом виде при помощи технологии blockchain. Электронные монеты позволяется откладывать для будущих поездок, а чтобы их заработать — следует просто разрешить приложению отслеживать свое местоположение.

Потенциальный клиент выбирает автомобиль, который хочет арендовать, и вводит транзакцию в общественную бухгалтерскую книгу в blockchain. Затем, уже с места водителя, клиент подписывает договор аренды и страховой полис, а blockchain обновляет информацию по сделке.

Продажа автомобилей

Над разработкой такой системы работают Visa и DocuSign.

В приложении можно выбрать годовой пробег авто, цвет, модель и прочие важные технические характеристики. Также оно позволяет купить для автомобиля страховку за несколько минут, что обеспечивается платформой управления цифровыми транзакциями, разработанной DocuSign, а также электронной подписью, которая интегрирована с платёжной системой Visa. Благодаря этому автомобиль регистрируется в блокчейне биткоина.

В случае поломки сервисы сами начнут присылать свои предложения, и водитель сможет сделать наилучший выбор, не тратя время и силы на посещение нескольких СТО.

Приложение демонстрирует потенциал интеграции реальности и сети, и является частью давно уже ожидаемого «интернета вещей».

Биржа мощностей компьютеров

Golem — децентрализованный мировой рынок вычислительной мощности. Действуя как «Airbnb для компьютеров», Golem позволяет людям сдавать в аренду свои неиспользуемые вычислительные мощности и получают за это выплаты в криптовалюте. Это помогает существенно снизить стоимость вычислений, чтобы делать разработки приложений в таких областях, как CGI графика, научные расчеты и машинное обучение, более доступными.

Продажа недвижимости

Часто при покупке и продаже собственности существует риск неполной прозрачности во время и после операций, особенно при сборе кучи документов. Над платформой на основе блокчейн для финансовых учреждений, организаций, выдающих документы о праве собственности, и ипотечных компаний работает компания Ubitquity. Ее проект направлен на подготовку документов при одновременном повышении прозрачности процесса и снижения затрат на него.

Онлайн-музыка

С помощью Blockchain можно будет платить деньги за песни напрямую самим артистам. Над этим уже работают три компании:

• PeerTracks,
• Mycelia,
• Ujo Music.

Авторские права

Проект MUSE — это система блокчейн, используемая в музыкальной индустрии. Она служит в качестве глобальной базы данных авторских прав, является средством платежа для всех музыкальных сделок (включая роялти), а также является инструментом для упрощения лицензирования музыкальных произведений.

Сертификация

Everledger — британский стартап, специализирующийся на использовании технологии блокчейна для борьбы с подделкой предметов роскоши, в частности, драгоценных камней. Команда Everledger решила расширить сферу предоставляемых услуг, включив в неё образцы дорогих марочных вин.

Решение Chai Wine Vault сертифицирует бутылки, формируя в блокчейне непрерывный отчёт о перемещении вина, его хранении и информации о новом владельце в случае его приобретения. Для создания Chai Wine Vault были использованы технологии Hyperledger Fabric — британский стартап является частью открытой блокчейн-экосистемы IBM.

Импорт, экспорт и аккредитив

Финансовый конгломерат Commonwealth Bank of Australia (CBA), финансовая компания Wells Fargo и компания Brighann Cotton Marketing Australia оформили с помощью технологии блокчейн сделку по продаже и доставке хлопка из США в Китай. Эта сделка стала первой в мире, в осуществлении которой была использована технология блокчейн, смарт-контракты и Интернет вещей.

По условиям сделки, из штата Техас, США, в китайский порт Циндао доставлено 88 тюков хлопка. При этом оплата за всю партию была проведена в блокчейне, а условием для ее осуществления стало уведомление о физическом местонахождении груза. Эта возможность дает участникам сделки больше возможностей, нежели традиционные финансовые инструменты, такие как аккредитив.

В частности, использование блокчейна и смарт-контрактов не только обеспечивает высокий уровень безопасности и прозрачности между продавцом и покупателем, но и позволяет сократить количество ошибок, возможных при использовании бумажных бухгалтерских книг и процессов, осуществляемых в ручном режиме. Еще одним преимуществом является сокращение срока исполнения операций с нескольких дней до нескольких часов и даже минут.

Подобные операции помогает сейчас делать Сбербанк. Подробнее по ссылке.

Сфера найма

Edway Group Ltd. (ведущая австралийская компания в области промышленной подготовки и предложения рабочей силы) и австралийская Sigma Prime (специализируется на предоставлении услуг в сфере технологии блокчейн и безопасности информации) создают платформу, которая позволит рабочим и бизнесу взаимодействовать без банков и других классических финансовых учреждений. Также платформа выступает банком времени, помещенным в блокчейн.

Реализация проекта будет осуществляться в несколько этапов, чтобы в результате получить инфраструктуру, которая произведет в сфере найма тот же эффект, что Uber — на рынке такси.

• Первый этап — создание национальных токенов рабочего времени (Labor-Hour tokens или LH). Национальные LH-токены привязаны к средней заработной плате в Австралии, США, Великобритании и ЕС. Такая привязка, во-первых, делает токены значительно менее волатильными, чем другие криптовалюты. Во-вторых, она обеспечивает защиту от инфляции, поскольку средняя заработная плата в развитых странах устойчиво возрастает на протяжении десятилетий.
• Второй этап — создание децентрализованного рынка труда LaborX, где люди смогут свободно продавать свое рабочее время кому угодно.

Заключение

Как мы видим, инструменты, создаваемые для одной сферы, со временем переходят в другие и делают их более эффективными. Все зависит только от желания принять новые технологии и достаточной фантазии, чтобы представить, как они способны модернизировать данное направление.

Буквально через несколько лет blockchain может стать таким же обычным явлением нашей жизни, как и интернет. В целом, все это, конечно, не изменит принципиально нашу жизнь. Однако качество жизни, именно за счет открытости, надежности, доверия и простоты, безусловно, улучшится.

Читать следующее исследование: ICO.

Blockchain / Habr

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.

В зависимости от реализации эти группы могут пересекаться. В системах типа BitCoin, например, все участники распределённой системы могут выполнять все три функции. Хотя за создание блоков (фиксацию транзакций) обычно отвечают выделенные вычислительные мощности, а управляющими их участников называют майнерами (см. раздел про децентрализованный blockchain далее).

Основное требование к таким журналам таково:

• Невозможность модификации журнала: после добавления транзакции в журнал должно быть невозможно её оттуда удалить или изменить.

Для того чтобы понять, как можно выполнить требование на запрет модификации, стоит разобраться со следующими вопросами:

• 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?

Ответ на первый вопрос прост: нужно снабдить каждый блок хеш-суммой от его содержимого. И эту хеш-сумму включить в качестве дополнительной полезной информации (тоже хешируемой) в следующий блок. Тогда для того, чтобы поменять что-то в блоке без разрушения доверия клиентов к нему, нужно будет это сделать таким образом, чтобы хеш-сумма от блока не поменялась. А это как раз практически невозможно, если у нас используется криптографически стойкая хеш-функция. Либо поменять в том числе и хеш-сумму блока. Но тогда придётся менять и значение этой хеш-суммы в следующем блоке. А это потребует изменений, в свою очередь, в хеш-сумме всего второго блока, а потом и в третьем, и так далее. Получается, что для того, чтобы поменять информацию в одном из блоков, нужно будет перегенерировать всю цепочку блоков, начиная с модифицируемого. Можно ли это сделать?

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:

Для каждой итерации цикла вероятность получить корректный блок равна . Так как обычно мало, то майнерам нужно сделать большое количество итераций цикла, чтобы найти нужный . При этом только один (обычно — первый) из найденных блоков будет считаться корректным. Чем больше вычислительная мощность конкретного майнера, тем больше вероятность, что именно он первым сумеет найти нужный .

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
• участники системы скачивают новую версию и выставляют в новых блоках транзакций (или самих транзакциях) сигнальные флаги, показывающие их намерение поддержать изменение
• если к определённой дате определённое число блоков содержат сигнальный флаг (обратите внимание на привязку числа голосов к числу сгенерированных блоков), то изменение считается принятым, и большая (по числу новых блоков) часть участников системы в определённую дату включают эти изменения
• те участники, которые не приняли изменения, или приняли изменения вопреки отсутствию согласия на них большей части участников, в худшем случае начнут генерировать свою цепочку блоков, только её признавая корректной. Основную цепочку блоков они будут считать неверно сгенерированной. По факту это приведёт к дублированию (разветвлению, форку) системы, когда в какую-то дату вместо одного журнала транзакций появляется два, ведущимися разными людьми. Это журналы совпадают до определённой даты, после чего в них начинаются расхождение.

Подводя итоги, Сатоши Накамото (псевдоним), автор технологий blockchain и bitcoin, сумел предложить работающий децентрализованный механизм, в котором и само поведение системы, и изменения к этой системе проходят через явный или неявный механизм поиска консенсуса участников. Для получения контроля над системой в целом злоумышленнику придётся получить контроль как минимум над 50% всех мощностей системы (в случае PoW), а без этого можно лишь попытаться ограничить возможность использования системы конкретными участниками.

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.

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

Применение блокчейн технологии — BlockChainDesk.ru

 

За последние 30 лет финансовые учреждения выделяли деньги на разрушение различных отраслей промышленности; они имеют представление о том, что революционная технология может сделать с традиционной системой.

Для предупреждения изменений, банки активно участвовали в создании научно-исследовательских лабораторий, организации испытательных центров и установлении партнерских отношений с разработчиками блокчейна, чтобы полностью понять революционный потенциал технологии. Финансовые институты были первыми кто погрузились в это, но научные круги, правительства и консалтинговые фирмы также изучили эту технологию.

Разумеется, вся эта работа является дополнением к тому, что делают предприниматели и разработчики, либо путем поиска новых способов использования биткойнов или эфириума, либо создания совершенно новых блокейн-протоколов. Это происходит уже несколько лет, и результаты начинают проявляться.

Применение блокчейна: Создание цифровой подписи

Как описано в статье «Как работает блокчейн?», идентификация в технологии блокяейн выполняется с помощью криптографических ключей. Объединение открытого и закрытого ключа создает сильную цифровую подпись, основанную на владении.

Открытый ключ — это то, как вы идентифицируетесь в толпе (например, адрес электронной почты), приватный ключ — это то, как вы выражаете согласие на цифровые взаимодействия (по сути пароль от почты). Криптография — важная сила революции блокчейн.

Таким образом, одно из главных примененйи блокчейна – защита данных с помощью цифровой криптографии.

Применение блокчейна: Система хранения данных

Как сказано в статье «Что такое распределенный реестр?», блокчейн являются нововведением в регистрации и распространении информации. Технология хороша для записи как статических данных (реестра), так и динамических данных (транзакций), что делает его эволюцией в системах записи информации и создании баз данных.

В случае реестра данные могут храниться в блокчейне в любой трех комбинаций:

• Незашифрованные данные — могут быть прочитаны каждым участником цепочки в блокчейне и полностью прозрачны.
• Зашифрованные данные — могут быть прочитаны участниками с помощью ключа дешифрования. Ключ обеспечивает доступ к данным в blockchain и может доказать, кто добавил данные и когда они были добавлены.
• Хешированные данные — могут быть представлены вместе с функцией, которая создала их, чтобы показать, что данные не подделаны.
  Хеши блокчейна обычно выполняются в сочетании с исходными данными, хранящимися вне сети. Например, часто в blockchain хэшируются цифровые «отпечатки пальцев», в то время как основной объем информации может храниться в автономном режиме.

Такая общая система записи может изменить систему совместной работы организаций. Так, в настоящее время, когда данные закрыты на частных серверах, огромная стоимость транзакций между компаниями связана с процессами, процедурами и перекрестной проверкой записей.

Доказательство неизменности

Особенностью базы данных блокчейна является то, что она имеет собственную историю. Из-за этого их часто называют неизменяемыми. Другими словами, для изменения записи в такой базе данных требуются громадные усилия, потому что это потребовало бы изменения всех данных, которые появляются впоследствии, на каждом отдельном узле. Таким образом, это скорее система записи, чем база данных.

Второе чрезвычайно важное применения блокчейн технологии — новый взгляд на хранение информации и создание баз данных.

Применение блокчейна: Блокчейн как платформа

Криптовалюты — первая платформа, разработанная с использованием технологии блокчейн. Теперь люди перешли от идеи платформы к обмену криптовалюты с платформой для смарт-контрактов.

Термин «Смарт-контракты» (или «умные контракты») стал собирательной фразой, но идея действительно может быть разделена на несколько категорий.
В 1990-х годах Ник Сабо разработал умные контракты с «торговым автоматом». После внешнего ввода данных (криптовалюта) машина взаимодействует или же посылают сигнал, который запускает операцию на blockchain.

Существуют также интеллектуальные юридические контракты или Рикардианские контракты. Данное приложение основано на идее, что контракт — это собрание умов, и что результатом является соглашение сторон. Таким образом, контракт может представлять собой сочетание устного соглашения, письменного соглашения, а теперь также некоторых из полезных аспектов блокчейна, таких как временные метки, токены, аудит, координация документов или бизнес-логика.

И, наконец, есть смарт-контракты Эфириума. Это программы, которые управляют активами blockchain, выполняемыми над взаимодействиями в системе ethereum. Эфириум сам по себе является платформой для кода смарт-контрактов.

Таким образом, еще одним фундоментальным применением блокейна является создание на его основе множества различных приложений для различных нужд — от анонимных голосований и проведения транзакций до оплаты коммунальных услуг.

Мир только начинает открывать для себя технологию блокчейн, поэтому новые ее применения будут образовываться каждый день, и в скором времени она уже плотно войдет в нашу жизнь, составив основу банальных вещей.

что это такое простыми словами, как работает технология и где используется blockchain

Здравствуйте! В этой статье мы поговорим про технологию блокчейн.

Сегодня вы узнаете:

1. Что такое блокчейн.
2. Как он работает.
3. Где используется.
4. Как будет развиваться.

Что такое блокчейн (blockchain)

Несмотря на то, что популярность криптовалюты принесла нам много нового и интересного, в том числе и блокчейн, обо всем этом еще мало кто знает. Давайте попробуем разобраться, что это такое — блокчейн, как он возник и для чего, вообще, нужен.

Понятие Blockchain в широком смысле — это технология хранения данных, прав, обязательств, при которых получить к ним доступ могут только заранее определенные лица и никто иной.

В узком смысле все обстоит немного иначе. Блокчейн простыми словами — это построенная по заранее заданным правилам цепочка блоков с информацией. Каждый блок хранится отдельно, не зависит от других и обрабатывается на одном/нескольких компьютерах.

Блок в блокчейне — сгруппированная подтвержденная информация.

То есть в широком смысле блокчейн — технология защиты информации, в узком — метод построения системы данных на основе непрерывной цепочки независимых блоков. Но суть блокчейна неизменна — децентрализованный способ шифровки информации.

История блокчейн

Для того, чтобы поговорить об истории возникновения блокчейна, нужно сразу сказать о Биткоинах. Именно отсюда пошла данная технология, именно здесь впервые была применена, и именно с биткоинами многие до сих пор связывают термин блокчейн.

Биткоины задумывались как альтернатива нынешней финансовой системе: множество посредников при переводе денег, зависимость от банков, международных платежных систем и много-много подводных камней, о которых простой пользователь может и не знать — именно эти негативные стороны нашего финансового мира и натолкнули на текущее устройство блокчейн, на его необходимость и технологию создания. При этом долгое время сама система блокчейн оставалась без изменений.

Развитие блокчейна

С развитием и популярностью биткоинов появилась и возможность для расширения сфер влияния блокчейна. Сначала в 2012 — 2013 годах биткоин продолжал меняться, были добавлены ограничения в базу данных, после этого на основе открытого кода начали создаваться другие очень похожие криптовалюты.

Но затем все изменилось. Появились новые криптовалюты, которые взяли за основу старое и сделали что-то уникальное. Яркий пример — Эфир с системой умных контрактов. В 16-17 годах произошло что-то вроде революции в финансовом и электронном мире. Теперь мировые гранды всерьез задумываются о том, чтобы использовать блокчейн не только для создания новых криптовалют, но и внедрять его в документооборот, контролировать сделки, регистрировать имущество и создавать что-то нечто уникальное.

Пока еще нельзя увидеть явного скачка от базы данных для платежной системы к чему-то еще более масштабному, но какие-то движения все же есть. Майкрософт уже предоставила свою версию системы блокчейн, которая позволяет проводить операции. Ethereum использует блокчейн как способ создания контрактов. Постепенно большие компании приходят к тому, что дешевле и эффективнее пользоваться технологиями, а не полагаться на посредников.

Блокчейн и криптовалюта

Изначально сама технология блокчейн использовалась исключительно в криптовалютах. Банки и корпорации даже не задумывались о том, что её можно использовать где-то ещё. Для того, чтобы лучше понять, как устроен блокчейн, рассмотрим сначала основную сферу его применения — криптовалюту.

Биткоин и технология блокчейн

Чуть выше мы затронули тему биткоинов и блокчейна. Давайте поговорим подробнее, какую роль эта технология занимает в самой популярной криптовалюте мира. В чем принцип блокчейна проявляется конкретно в биткоинах.

Создатель биткоинов Сатоши Накамото сделал то, к чему стремились многие банки: отказался от самой идеи денег, перейдя полностью в электронные данные.

Если говорить простыми словами, то на вашем биткоин кошельке не лежат деньги. В нем содержится информация о том, что вам пришли деньги.

Для обычного пользователя — это не такая большая разница. Но не для самой технологии. По своей сути, блокчейн — огромная цепочка данных, которые связаны между собой, и к которой у каждого есть доступ. Своеобразная витрина, которая каждый раз пополняется. Вы можете увидеть всю информацию, но что-то изменить — никогда.

То есть, технология блокчейн в биткоинах — огромная база данных, в которой объединены все транзакции. Доступ к этой базе данных есть у каждого. Но чтобы провести необходимую операцию, нужно воспользоваться ключом. Их всего 2 — открытый и закрытый. Закрытый отвечает за доступ к кошельку и возможность перевода денег, открытый — за возможность получения денег.

Подводя небольшой итог, можно сказать, что блокчейн в биткоинах изначально был способом сохранения и защиты информации.

Технология блокчейн в других криптовалютах

Всю крипту можно условно разделить на два лагеря: похожие на биткоин (созданные на основе исходного кода битков) и уникальные. Похожие крипты работают почти так же, как их предок — просто платежная система на основе огромной базы данных и проверки транзакций.

Уникальные же криптовалюты используют технологию блокчейн по-своему. Яркий пример — Эфир. Криптовалюта, которая возникла как средство для создания умных контрактов. В системе прописываются условия контракта, с помощью компьютерных данных сравниваются условия выполнения с теми, что были введены в систему, и если контракт проходит все стадии принятия, то деньги зачисляются автоматически.

Рассмотрим все на примере компании А и Б. Компания А хочет купить у Б права на программу. С помощью системы контрактов А переводит деньги, которые «зависают». Б оцифровывает данные о передаче прав и заносит их в систему блокчейн. С помощью майнеров проверяется исполнение всех обязательств, информация заносится в архив, а деньги и права переходят владельцам.

Так, оплатив минимальную комиссию, вы получаете гаранта сделки. Другие уникальные криптовалюты работают схожими методами.

Преимущества и недостатки блокчейн

Чтобы лучше понять сферы применения блокчейн, давайте разберемся в плюсах и минусах блокчейна. Начнем с плюсов:

1. Полная прозрачность сделок. Каждый участник системы может получить доступ к конкретной сделке и посмотреть, по каким условиям она была проведена (всю открытую информацию).
2. Отсутствие центрального офиса. Децентрализация — главный козырь блокчейн-системы. В криптовалютах это проявляется в отсутствии единого эмитента, при шифровании данных — в содержании открытых ключей на всех компьютерах.
3. Наличие полной базы данных у каждого пользователя. Каждый участник системы может получить доступ ко всей цепочке блоков, но не может их изменить.
4. Отсутствие посредников. Благодаря этому повышается скорость транзакций и частота обмена информацией. Плюс появляется возможность изменения исходных ключей для базы данных в несколько нажатий.
5. Шифрование данных. Мощная система криптографии не позволяет получить доступ и изменить информацию без использования нереального количества вычислительных мощностей.

Резюмируя все плюсы, отметим, что технология прозрачна, позволяет хранить данные децентрализовано и практически невосприимчива к взлому.

Теперь о минусах. Есть один очень явный минус, который при определенных обстоятельствах может перекрыть все плюсы — частичная анонимность. И это ярко видно при работе с криптовалютами. Каждый имеет доступ ко всем блокам операций, но не может проверить, на кого кошелек зарегистрирован. То есть пользователь N получает деньги, но непонятно за что. Это открывает доступ к проведению теневых операций.

Подводя итог, можно сказать, что технология имеет неоспоримо больше достоинств, а главный недостаток может быть устранен повышенным контролем к обналичиванию криптовалюты. Как показывает Американская практика, узаконить получение Биткоинов можно простым способом — оставлять операции без надзора, но за крупные суммы BTC при переводе их в доллары и обналичивании запрашивать объясняться.

Применение блокчейн

Теперь давайте разберемся с применением технологии блокчейн в реальной жизни. Самый явный пример — создание новой криптовалюты на основе биткоинов с использованием системы. Но существуют ли другие способы применения блокчейна?

В экономике

Blockchain создан для того, чтобы его можно было внедрять в экономическую систему разных стран. Отличный пример — Индия. С помощью программ, созданных на основе блокчейн, правительство борется с преступлениями в земельной сфере. Контракты в этой стране стали более прозрачными, и обязательства исполняются гораздо чаще. Посмотрев на пример Индии, Украина, Швеция и Арабские Эмираты также планирует вводить технологию блокчейн для регулирования сделок в земельной сфере.

Платежные системы Visa, Mastercard и SWIFT также планируют ввести блокчейн в свои операции.

Интерес в России к самой технологии проявляют крупные банки: Сбербанк и ВТБ. Другие банки пока не делали официальных заявлений, но уже сейчас становится понятно, что не только в мире, но и в России, куда финансовые и технологические тренды доходят с неким опозданием, тщательно присматриваются к новым возможностям и способам внедрения достаточно эффективной технологии.

Альфа-Банк на основе популярной криптовалюты Ethereum запустил сервис по автоматизации торговли и заключения сделок. Система умных контрактов пришлась как нельзя кстати. Она гарантирует исполнение обязательств с двух сторон и дает возможность открытого проведения операций.

Но до полного внедрения системы в экономику все еще далеко. Блокчейн для банков — нечто новое, еще не до конца понятное. А вот что заслуживает внимания, так это реальный бизнес. Можно ли внедрить технологию в производство/реализацию товара, чтобы от этого были какие-то преимущества? Давайте разберемся.

В бизнесе

Чтобы понять, для чего нужен блокчейн реальному бизнесу, проведем небольшую аналогию.

Блокчейн можно сравнить с очень прочным прозрачным сейфом: все видят, что в нем находятся, но получить к этому доступ не могут. Давайте на конкретных примерах разберемся, чем может быть полезна технология для реального бизнеса.

Выгоднее всего использовать блокчейн в администрировании сетей компании. Один из самых интересных сервисов — EmcSSH. Он позволяет хранить все ключи и уровни доступа в системе блокчейн. Обычно работа компании с системным администратором проходит так: все сотрудники получают ключи, которые открывают им доступ к определенному участку базы данных.

При увольнении сотрудника приходится полностью менять все ключи, так как остальные могут быть скомпрометированы. При увольнении системного администратора приходится полностью заменять всю систему, так как он может знать, как будут генерироваться новые ключи. С внедрением же новой технологии на каждом компьютере содержится файл (на него можно поставить пароль), при наличии которого открывается доступ к тем данным, которые разрешены администратором.

При увольнении сотрудника всю информацию в файлах можно автоматически заменить на новую. Также и с администратором. Со своего компьютера он может получить доступ к закрытой информации, но с любого другого — нет. А так как человек не знает, как создаются ключи (компьютер с помощью своих вычислительных мощностей подбирает хеш), то и человеческий фактор полностью исключается. Польза очевидна.

Основной принцип работы блокчейна — децентрализация. Связь держится на двух ключах — открытом, в котором предоставляется информация для всех пользователей, и закрытом — та, которая позволяет идентифицировать человека. Система позволяет работать сразу в двух направлениях — скрывать от других ненужную информацию и предоставлять только ту, которая реально нужна.

Блокчейн предоставляет возможность замены абсолютно всей информации разом через одно действие. К примеру, сервис создания визиток на основе блокчейн, EMC InfoCard, позволяет заполнить карточку информацией о себе и предоставить открытый доступ к ней сайтам/компаниям, которые ею заинтересуются. При любых изменениях в первоначальной программе на всех сайтах также будет меняться информация. Достаточно удобно, особенно для раскрытия актуальной информации о блокчейн компании.

А также с помощью этой технологии создаются блокчейн сервисы подтверждения сделок, создания документов, проверка их сроков и, конечно же, платежных систем. Возможности для применения технологии достаточно обширны, и, пожалуй, главная из них — отсутствие посредника. Вам больше не нужны люди и компании, которые дадут доступ или подтвердят сделку. Система автоматически это делает исходя из её алгоритмов работы.

Но несмотря на привлекательные условия, многие компании просто не знают, с чего начать внедрение новой системы в их операции.

Будущее блокчейна

Однозначно сказать, к чему приведет всех нас внедрение блокчейна в реальную жизнь, вряд ли получится. Кто-то говорит о том, что система умных контрактов, которая делается на основе архитектуры блокчейн, поможет реальному бизнесу, и на её основе появится многое, о чем можно только предполагать.

Блокчейн проекты — это один из вариантов развития будущего в сфере шифрования данных. На ближайшие несколько десятилетий защита сети от взлома будет одним из вариантов защиты крупных корпораций. Платформа блокчейн — один из способов избавиться от посредников в сфере финансов.

Но с другой стороны, есть один важный момент: блокчейн не «убьет» банки и финансовую систему. Никаких кардинальных реформ ждать в ближайшие 10 — 20 лет не придется. Все же финансовая система — консервативность, стабильность и проверенные методы. Так что остается предполагать, что блокчейн будет внедряться постепенно в реальный бизнес, позволит эффективнее вести дела, на его основе будут создаваться новые программы и системы, которые будут облегчать жизнь обычным гражданам и бизнесменам.

Но перспективы огромны, согласитесь. Отсутствие посредников может просто-напросто убрать мошенников. Операции станут прозрачны, условия заранее известны, и никаких изменений без ведома второй стороны не будет. Индустрия blockchain станет еще одним шагом к полной автоматизации всех финансовых процессов.

Что говорят Путин и Греф про Блокчейн

И вот еще одно видео, где Герман Греф рассказывает о сути технологии Блокчейн и Биткоине:

Объяснение блокчейна для веб-разработчиков / Habr

Предисловие переводчика

Предлагаю читателям Хабрахабра перевод статьи «The Blockchain Explained to Web Developers, Part 1: The Theory» за авторством Francois Zaninotto. Эту статью я нашел в блоге компании Marmelab. Статья представляет собой отличное введение в технологию блокчейн «с нуля», но может оказаться интересной и для тех, кто уже «в теме». Она касается не только того, как работает блокчейн, но и перспектив его развития, а также с чего начать, если вы хотите создать свой проект, использующий блокчейн.

Объяснение блокчейна для веб-разработчиков, Часть первая: Теория

Блокчейн – это новая популярная технология. Даже если вы не слышали о ней, вы, вероятнее всего, знаете о Bitcoin. Блокчейн — это одна из фундаментальных технологий на которых основан Bitcoin. Эксперты говорят, что блокчейн вызовет революцию схожую с той, которую некогда вызвал Интернет. Но что это на самом деле и как его можно использовать для создания приложений? Эта статья является первой в серии из трех, рассказывающей о феномене Блокчейна. Мы обсудим теорию, покажем фактический код и поделимся своим опытом, основанным на реальном проекте.

Для начала попытаемся понять что из себя представляет Блокчейн.

Что такое Блокчейн, Часть первая

Несмотря на то, что блокчейн создан для поддержки Bitcoin, идея блокчейна может быть определена независимо от экосистемы Биткоина. Литература обычно определяет блокчейн следующим образом:

Блокчейн – это журнал с фактами, реплицируемый на несколько компьютеров, объединенных в сеть равноправных узлов (P2P). Фактами может быть что угодно, от денежных операций и до подписания контента. Члены сети — анонимные лица, называемые узлами. Все коммуникации внутри сети используют криптографию, чтобы надежно идентифицировать отправителя и получателя. Когда узел хочет добавить факт в журнал, в сети формируется консенсус, чтобы определить, где этот факт должен появиться в журнале; этот консенсус называется блоком.

Я не знаю как у вас, но у меня после чтения этих определений все еще оставались проблемы с пониманием блокчейна. Давайте заглянем немного глубже.

Упорядочивание фактов

Децентрализованные сети с равноправными узлами не новы. Napster и BitTorrent — это P2P сети. Просто вместо обмена фильмами, участники сети блокчейна обмениваются фактами. Так в чем же реальная особенность блокчейна?

P2P-сетям, как и прочим распределенным системам, приходится решать очень сложную проблему информатики: разрешение конфликтов, или согласование. Реляционные базы данных предлагают ссылочную целостность, но такой особенности нет в распределенной системе. Если два несовместимых факта прибывают в одно и тоже время, система должна иметь правила для определения того, какой факт считать правильным.

Возьмем, к примеру, проблему двойного расходования: у Алисы есть 10$ и она отсылает их дважды Бобу и Чарли. Кто будет иметь 10$ в итоге? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучший способ это упорядочить факты. Если два несовместимых факта появятся в сети, то победит тот, который будет первый записан.

В P2P сетях, два факта отправленные примерно в одно время могут прибыть в разном порядке в удаленные узлы. Тогда как всей сети согласовать какой же факт пришел первым? Чтобы гарантировать целостность в P2P сети, вам нужен способ согласования порядка фактов. Вам нужна система консенсуса.

Алгоритмы консенсуса для распределенных систем это очень активное поле для исследований. Возможно, вы слышали о алгоритмах Paxos или Raft. Блокчейн реализует другой алгоритм, консенсус, основанный на доказательстве выполнения работы (proof-of-work), использующий блоки.

Блоки

Блоки – это хитрый трюк, чтобы упорядочить факты в сети с недоверенными узлами. Идея проста: факты группируются в блоки, и есть только одна цепочка блоков, реплицируемая по всей сети. Каждый блок ссылается на предыдущий. То есть, если факт F находится в блоке 21, и факт E в блоке 22, то факт E рассматривается всей сетью как следующий за фактом F. Перед добавлением к блоку, факты находятся на рассмотрении, т.е. не подтверждены.

Майнинг

Некоторые узлы в цепочке создают новые локальные блоки с неподтвержденными фактами. Они соревнуются, чтобы узнать, станет ли их локальный блок следующим блоком в цепи для всей сети, путем броска игральных костей. Если узел выбрасывает две шестерки, то он получает возможность опубликовать его локальный блок, и все факты в этом блоке становятся подтвержденными. Этот блок посылается всем узлам в сети. Все узлы проверяют, что блок правильный, добавляют его к их копии цепи и пытаются построить новый блок с новыми неподтвержденными фактами.

Но на самом деле узлы не просто бросают пару игральных костей. Задача, которую решают майнеры в блокчейне подразумевает бросок огромного количества игральных костей. По замыслу, обнаружение случайного ключа для проверки блока маловероятно. Это предотвращает мошенничество и делает сеть безопасной (до тех пор, пока злоумышленник не имеет контроль более чем над половиной узлов в сети). Как следствие, новые блоки будут публиковаться в цепь через фиксированный интервал времени. В Bitcoin блоки публикуются, в среднем, каждые 10 минут.

В Bitcoin, задача представляет из себя двойной SHA-256 хэш строки из непроверенных фактов, идентификатора предыдущего блока и случайной строки. Узел выигрывает, если его хэш содержит как минимум n ведущих нулей.

// проигрышный хэш для Bitcoin
787308540121f4afd2ff5179898934291105772495275df35f00cc5e44db42dd
// выигрышный хэш для Bitcoin, если n=10
00000000009f766c17c736169f79cb0c65dd6e07244e9468bc60cde9538b551e

Число n время от времени корректируется, чтобы сохранить длительность вычисления блока, несмотря на изменение количества узлов. Это число называется сложностью. Другие реализации блокчейна используют специальные методы хэширования, которые препятствуют использованию графических процессоров для вычислений (например, требуют передачи больших объемов памяти).

Процесс поиска блоков называется майнингом. Все дело в том, что так же как и добыча золота (прим. перев. Mining — добыча (англ.)), майнинг блоков приносит экономическое вознаграждение — некоторую форму денег. Вот почему людей, которые содержат узлы в блокчейне, называют майнерами.

Примечание: По умолчанию, узел не майнит – он просто получает блоки, которые майнят другие узлы. Это добровольный процесс — превращение узла в узел майнер.

Деньги и криптовалюты

Каждую секунду, каждый майнер тестирует тысячи случайных строк, чтобы сформировать новый блок. То есть работа майнера в блокчейне требует огромное количество компьютерных ресурсов (памяти и CPU). Вот почему вы должны платить, чтобы записывать факты в блокчейн. С другой стороны, чтение фактов бесплатно: вам достаточно запустить собственный узел и вы будете получать полную историю фактов созданную другими узлами. Итак, подведем итог:

• Чтение данных бесплатно
• За добавление фактов взимается небольшая комиссия
• Майнинг блока приносит деньги в размере комиссионных за все факты, входящие в блок

Речь здесь идет не о реальных деньгах. Как факт, каждый блокчейн имеет свою собственную (крипто-)валюту. Она называется bitcoin (BTC) в сети Bitcoin, ether (ETH) в сети Ethereum, и т.д. Чтобы совершить платеж в сети Bitcoin, вы должны заплатить небольшую комиссионные в bitcoin’ах – так же как вы должны были бы заплатить комиссионные банку. Однако, откуда взялись первые деньги?

Майнеры получают вознаграждение за поддержание работы и безопасности сети. Каждый раз, когда они успешно формируют блок, они получают фиксированное количество криптовалюты. В Bitcoin вознаграждение – 25 BTC за блок, в Ethereum– 5 ETH за блок. Таким образом, блокчейн сам генерирует свои собственные деньги.

Криптовалюты быстро стали конвертируемы в реальные деньги. Их номинальная стоимость определяется только спросом и предложением, поэтому криптовалюта — это объект спекуляции. К моменту написания статьи, процесс майнинга bitcoin все еще требовал меньше расходов на энергию и оборудование, чем деньги которые вы можете получить, продавая монеты, полученные за него. Вот почему люди добавляют новых майнеров каждый день, надеясь превратить электричество в деньги. Однако колебания в стоимости BTC делают майнинг все менее и менее выгодным.

Контракты

До сих пор, мы в основном говорили о блокчейне как о хранилище фактов, но он также может исполнять программы. Некоторые блокчейны позволяют каждому факту содержать мини программу. Такие программы реплицируются вместе с фактом, и каждый узел выполняет их, получая факт. В Bitcoin это используется для совершения транзакций с условиями, например: Боб получит 100 BTC от Алисы только если сегодня 29 февраля.

Другие блокчейны разрешают более сложные контракты. Например, в Ethereum каждый контракт несет в себе мини-базу данных и предоставляет методы для изменения ее данных. Поскольку контракты реплицируются по всем узлам, то и их базы данных тоже. Каждый раз, когда пользователь вызывает метод из контракта и, соответственно, изменяет данные, эта команда реплицируется и повторяется всей сетью. Это позволяет создать распределенный консенсус для выполнения обещаний.

Эта идея сопряжения блокчейна с реальным миром при помощи заранее запрограммированных условий и их передачи всем узлам называется умный контракт. Контракт — это обещание, которое стороны подписывают, чтобы закрепить его юридически. Умный контракт – это то же самое, только закрепление происходит «технически», а не «юридически». Благодаря этому отпадает необходимость в нотариусе или любом другом полномочном лице, признаваемом обеими сторонами.

Представьте, что вы хотите сдать ваш дом на неделю за 1000$ c 50%-ой предоплатой. Вы и арендующий подписываете контракт, вероятнее всего, написанный юристом. Вам также нужен банк для получения платежа. В начале недели вы просите о депозите в 5000$; арендующий предоставляет вам чек на него. В конце недели он отказывается заплатить оставшиеся 50%. Вы также узнаете, что он сломал окно, и чек с депозитом ведет на пустой счет. Теперь вам понадобится адвокат, чтобы передать ваш договор на аренду в суд.

Умные контракты в блокчейне позволяют вам обойтись без банка, юриста, адвоката и суда. Просто напишите программу, которая определяет, сколько денег должно быть передано в случае определенных условий:

• Две недели перед арендой: передача 500$ от арендующего к владельцу
• Отмена владельцем: передача 500$ от владельца к арендующему;
• Конец периода аренды: передача 500$ от арендующего к владельцу
• Доказательство механических повреждений после периода аренды: передача 5000$ от арендующего к владельцу

Добавьте этот умный контракт в блокчейн и больше никаких проблем. Ко времени указанному в контракте произойдет передача денег и, если владелец сможет представить доказательства механических повреждений, он автоматически получит 5000$ (и нет никакой нужды в депозите).

Вероятно, вы задаетесь вопросом, как получить доказательства механических повреждений. Здесь в дело вступает «интернет вещей» (IoT). Для взаимодействия с реальным миром блокчейну необходимы датчики и приводы. Блокчейн революция невозможна без IoT революции.

Такие приложения, опирающиеся на умные контракты, называются децентрализованными приложениями или DApps.

Умные контракты легко расширяются на умную собственность и многие другие умные вещи. Запомнить надо только одно: «умные» означает «нет посредников» или «исполняется технически». Блокчейн – это новый способ ведения бизнеса без посредников – также как продажа музыки в Интернете.

Что такое блокчейн. Часть вторая

Как мне кажется, лучший способ понять блокчейн – это взглянуть на него с разных сторон.

Что он делает? Блокчейн позволяет безопасно распространять и/или обрабатывать данные между несколькими лицами через недоверенную сеть. Данными может быть что угодно, но наиболее интересным вариантом данных является возможность передачи информации, которая требует наличия третьей доверенной стороны. Примерами такой информации являются деньги (требуют участия банка), права на собственность (требуют участия нотариуса), договор на заем и т.д. В сущности, блокчейн устраняет необходимость в участии третьего доверенного лица.

Как он работает? С технической точки зрения, блокчейн является новшеством, которое опирается на три понятия: P2P сети, асимметричная криптография и распределенный консенсус, основанный на решении математической задачи. Ни одна из этих идей не является новой сама по себе. Если вы не разбираетесь во всех, не беспокойтесь: немногие люди обладают необходимыми знаниями, чтобы разработать блокчейн (что является проблемой). Но отсутствие полного понимания блокчейна не мешает вам использовать его, так же как вы можете создавать веб-приложения, не зная о медленном старте TCP или центрах сертификации.

На что он похож? Блокчейн можно рассматривать как (слабо)синхронизированную базу данных реплицируемую столько же раз, сколько узлов в сети, или как суперкомпьютер, образованный комплексом всех CPU/GPU входящих в него узлов. Вы можете использовать этот суперкомпьютер для хранения и обработки данных, т.е. также как вы можете использовать удаленный API. Отличие только в том, что вам не нужно создавать бэкэнд, и вы можете быть уверены, что данные надежно защищены и обрабатываются в сети должным образом.

Практические следствия

Факты, хранящиеся в блокчейне, не могут быть утеряны. Они остаются там навсегда, реплицируясь на каждый узел. Даже более того, блокчейн не просто хранит конечное состояние, он хранит и все предыдущие состояния. Поэтому каждый может проверить правильность конечного состояния, пересчитывая факты с самого начала.

Фактам в блокчейне мы можем доверять, т.к. они технически подтверждаются консенсусом. Даже если в сети находятся злоумышленники, вы все равно можете доверять ее суждению в целом.

Помещение данных в блокчейн достаточно медленная операция, поскольку она требует достижения распределенного консенсуса.

Подсказка: Если у вас есть 20 свободных минут для более глубокого понимания, посмотрите это прекрасное вводное видео о Bitcoin, которое также объясняет, как работает блокчейн.

Почему это важно

«Блокчейн это самая потрясающая технология из тех, которые я когда либо видел.» Salim Ismail
«Самая интересная интеллектуальная разработка в Интернете за последние 5 лет.» Julian Assange
«Я думаю тот факт, что благодаря Bitcoin вселенной, алгоритм замещает функции [государства] … это действительно очень круто.» Al Gore

Эти умные люди увидели огромный потенциал в блокчейне. Потенциально блокчейн может заменить всех посредников, которые необходимы для установления доверительных связей. Давайте взглянем на несколько приложений которые построены на блокчейне и реализуют идеи отказа от посредника.

• Monegraph позволяет авторам закрепить права на свою работу и установить правила (и выплаты) за использования их работы.
• La Zooz это децентрализованный Uber. Предлагай свою машину, найди перевозчика без платы Uber’у.
• Augur – это онлайн букмекер. Делай ставки и получай выигрыш.
• Storj.io – это P2P хранилище данных. Сдавай свое неиспользуемое место на диске или найди самое дешевое онлайн хранилище.
• Muse – это распределенная, открытая и прозрачная база данных специально для музыкальной индустрии.
• Ripple позволяют проводить недорогие трансграничные платежи в банки

На сегодняшний день многие успешные интернет предприятия являются посредниками. Подумайте о Google: им удалось стать посредником между вами и всем интернетом. А Amazon? Они стали посредником между продавцами и покупателями любых типов товаров. Вот почему технология, которая позволяет устранить посредников может взорвать Интернет.

Получат ли выгоду пользователи, которым больше не понадобятся посредники для обмена товарами и услугами? Пока нельзя сказать точно. Интернет и ранее ориентировался на отсутствие посредников. Тем не менее, Google удалось построить свой рынок, будучи посредником. Вот почему крайне важно инвестировать в блокчейн быстро, потому что победители и проигравшие следующего десятилетия определяются прямо сейчас.

Вы не захотите создавать свой блокчейн

Технологии, на которых строится блокчейн, используют передовую криптографию, пользовательские сетевые протоколы и оптимизацию производительности. Все это слишком сложно, чтобы разрабатывать это каждый раз, когда проекту требуется блокчейн. К счастью, помимо Bitcoin, есть еще несколько реализаций блокчейна с открытым кодом. Вот самые передовые:

• Ethereum: платформа блокчейна с открытым исходным кодом от Ethereum Foundation
• Hyperledger: другая открытая реализация, только от Linux Foundation. Первая реализация была опубликована совсем недавно.
• Eris Industries: Инструменты, помогающие использовать Ethereum,Bitcoin или полностью независимые блокчейны, в основном для создания частных сетей. Их инструкции и руководства являются отличной отправной точкой для обзора блокчейна.

Сложность этих реализаций сильно различается. Если вам необходимо создать приложение прямо сейчас, мы советуем:

• Eris для небольших частных блокчейнов или для того, чтобы поиграться с технологией и общего ознакомления.
• Ethereum для крупных блокчейн проектов

Кроме того, Bitcoin это не лучший выбор для платформы разработки. Он был разработан для денежных транзакций и только, хотя вы и можете запрограммировать псевдо-умные контракты. В настоящее время сеть испытывает серьезный кризис роста, транзакции ждут в очереди до часа, чтобы быть помещенными в блок. Майнеры часто выбирают транзакции с наибольшими комиссионными, так что передача денег в Bitcoin становится дороже, чем в банке. Сообщество разработчиков находится на грани войны, и спекуляции с криптовалютой делают номинальную стоимость слишком изменчивой.

Цифры

Насколько велик блокчейн сегодня? Взглянем на некоторые цифры.

Bitcoin:

Ethereum:

Заключение

Технология блокчейна одновременно интригующая и захватывающая. Станет ли она революцией, которую предсказывают компьютерные гуру? Или это просто экономический пузырь опирающийся на непрактичные идеи? После изучения большого количества информации на эту тему мы все еще не можем сформировать окончательное мнение.

Когда мы сталкиваемся с неопределенностью, мы знаем отличный способ с ней разобраться: пробовать. Это как раз то, что мы решили делать. Читайте следующую статью в серии, чтобы увидеть, что мы узнали, создавая приложение работающее на блокчейне.

Послесловие переводчика

Перевод этой статьи и нескольких других источников я выполнял, чтобы разобраться, как же все-таки работает блокчейн. И этот цикл статей, пожалуй, лучшее, что я нашел в Интернете о блокчейне. Но все же, эта статья не дает ответ на очевидный вопрос: «Решение сложной математической задачи уменьшает вероятность одновременной публикации блоков, но что же произойдет, если все же несколько узлов решат ее одновременно?». Ответ прост: блокчейн разветвится, и поэтому для таких ситуаций в блокчейне существует специальное правило: «выбирать наиболее длинную ветвь». Есть вероятность того, что несколько узлов решат одну задачу одновременно, но вероятность того, что они сделают это два или более раз подряд сильно снижается, поэтому, рано или поздно, появится наиболее длинная ветвь, которая и будет помещена в блокчейн, т.е. блокчейн быстро стабилизируется. Более подробно об этом и влиянии ветвления на безопасность транзакций можно узнать из видео, которое уже предлагалось раньше.