Разберемся что представляет собой технология Blockchain. Статей на эту тему в интернете много, но мы постараемся дать блокчейну простое объяснение, понятное даже не посвященному в мир криптовалют читателю. Для этого рассмотрим основные принципы его работы: структуру, децентрализацию и механизм консенсуса.
Что такое Блокчейн?
Blockchain – это способ хранения информации, имеющий определенную структуру. Все данные записываются в блоки, выстроенные в цепочку: вся новая информация добавляется в новый блок и прикрепляется к предыдущему блоку. Блокчейн можно сравнить с бесконечной книгой, в которую добавляются все новые страницы с информацией. Каждый новый блок – это новая страница, номер страницы – временная метка, а текст страницы (на примере биткоина) – список всех транзакций биткоина с момента нахождения последнего блока и до создания текущего. Другие блокчейны могут хранить любую информацию, например, информацию о кредитах, залогах, бухгалтерию, тексты книг. Но чтобы не путаться, будем рассматривать блокчейн на примере биткоина.
Каждому блоку присваивается временная метка, что позволяет выстроить все блоки в цепочку. После того, как в цепь добавлен очередной блок, информация в нем не может быть изменена или удалена – это одно из самых важных свойств системы. Таким образом гарантируется сохранность любой ценной информации, которая записана в блоках. Даже если Вы измените информацию сейчас, то изменения будут вписаны в новый блок и всегда будет доступ к первоначальному варианту. Почему информацию нельзя изменить задним числом станет ясно после прочтения следующих двух основных принципов блокчейна.
Децентрализация и одноранговые (peer-to-peer) сети
Децентрализация – одно из важнейших понятий, необходимое для осознания технологии Blockchain. Если ценная информация хранится на одном или нескольких компьютерах у Вас дома или на предприятии, то ни что не гарантирует ее сохранность. Такую базу данных могут легко взломать и изменить или удалить, компьютер может выйти из строя, или сервер с инфой подвергнется DDOS-атаке и Вы не сможете получить данные в нужное время. Даже простое отключение электричества в серверной уже станет причиной того, что Вы не будете иметь доступа к БД. Также большой проблемой централизованных систем хранения информации является вопрос доверия к тому, кто руководит системой и имеет доступ к изменению информации. Если ваши данные хранятся в блокчейне, все эти проблемы Вам не страшны.
Информация не хранится на одном компьютере, а дублируется на тысячах компьютеров по всему миру. Такая сеть из равнозначных компьютеров называется одноранговой или peer-to-peer сетью. На каждом из таких компьютеров хранится полная версия блокчейна и, при добавлении нового блока, информация на всех таких узлах обновляется. Если даже большая часть из них выйдет из строя, база данных все равно будет доступна.
Почему же взломать такую сеть практически невозможно? И что происходит, если злоумышленник изменит данные в блоке на одном или нескольких узлах? За тем, чтобы в блокчейн была записана только правильная информация, следит специальный консенсусный алгоритм.
Консенсусный механизм блокчейна
Алгоритм консенсуса – это свод правил, которые позволяют блокчейну устранять конфликтную информацию из блоков. От этих правил зависит правильность работы всего блокчейна и достоверность информации в блоках. В правилах указывается, как к цепочке присоединяются новые блоки, какие из них принято считать правильными и что система должна предпринять, для выхода из конфликтной ситуации.
Каждый компьютер в сети добавит новый блок только после того, как будет доказано, что он соответствует всем правилам консенсусного алгоритма. Для этого должна быть проверена каждая биткоин транзакция, которая записывается в текущий блок. Если хоть одна транзакция будет не соответствовать правилам, весь блок будет забракован. Одно из правил гласит, что пользователь не может отправить биткоины кому-либо, если он их не получил до того. Если в предыдущем состоянии блокчейна на балансе юзера был ноль, то его транзакции будут забракованы. Невозможно в одном блоке пополнить кошелек с нулевым балансом и перевести с него средства дальше, так как система еще не видит, что этот кошелек был пополнен. Также проверяется цифровая подпись, чтобы удостовериться, что биткоины отправляет именно их настоящий владелец. С каждым новым блоком в системе фиксируется текущее состояние, то есть баланс всех кошельков биткоина. И эта информация обновляется на всех узлах сети.
Блоки в блокчейне биткоина добавляются в среднем раз в 10 минут. Если Вы получили деньги и хотите их сразу куда-то перевести, то лучше всего подождать время, которое нужно для созревания монет. Т.е. подождать еще 6 блоков после того, как прошла Ваша операция. В блокчейн может добавиться два блока одновременно и начнет идти альтернативная цепочка, которая со временем отмирает, так как за нее не идет вознаграждение майнерам. Чтобы исключить вероятность того, что полученные деньги попали в такую мертвую цепочку и принято ждать 6 блоков, хотя операции доступны и после первого подтверждения.
Если злоумышленники взломают блокчейн на одном или нескольких компьютерах, то эти данные будут сверены с данными всей остальной сети и исправлены. Теоретически, можно взломать блокчейн одновременно изменив информацию на больше чем половине устройств, но контролировать большую часть узлов во всем мире практически не возможно. Поэтому взломать блокчейн можно лишь в теории.
Вот и все простое объяснение принципов работы технологии блокчейна. Подведем итоги. Блокчейн – особая структура записи информации, представляющая собой цепочку блоков с данными. Данные блокчейна хранятся на множестве носителей одновременно в одноранговой сети. Новые блоки добавляются согласно правилам консенсусного механизма, что гарантирует достоверность хранимой информации.
