Технология блокчейн простыми словами

Сейчас в интернете на системе блокчейн работают мессенджеры, аукционы, токены и банковские переводы. Даже проверка личности при входе в системы, подписание интернет-договоров связаны с блокчейном. Независимость структуры от единого центра хранения информации и ее высокая защищенность обеспечивают практически 100% гарантию безопасности. Возможность взлома и несанкционированного изменения «задним числом» исключена. Давайте разбираться, как работает эта технология, зачем нужна и как устроен блокчейн.

По сути, блокчейн представляет реестр, где хранится и передается информация о цифровых активах. В них можно перевести не только деньги, акции, но и любые другие предметы, например, картины, лицензирование, игровых персонажей. И если кто-то сказал в блокчейне, что эта вещь его, то изменить (взломать, переписать) запись невозможно. Почему?

Если дословно перевести Blockchain, то получим блок (block) и цепочка (chain). Таким образом, блокчейн выглядит как цепочка различных блоков, которые связаны между собой. А вот связь как раз и обеспечивает целостность. Это как своеобразный ключ, который подойдет к одной замочной скважине, но станет неэффективным при открытии другого замка.

В итоге, если изменить какую-то запись, то ключ (связь) не сможет соединить блоки, а это значит, что исчезнет связующее звено. И если внести изменение в один блок, то нужно изменить и все последующие. А их может быть не 100, а 10 000. В итоге посмотреть запись можно, а изменить нет.
Изначально блокчейн использовали для цифровых документов, чтобы обеспечить их надежность. Но энтузиасты смогли приспособить решение для перевода денежных средств. И в настоящее время самое распространенное применение блокчейна — в сфере криптовалют.

В обычном понимании рядового гражданина, чтобы перевести деньги, достаточно отправить со своей карты определенную сумму, и она через несколько минут появится на нужном счету. «Внутренняя кухня» мало кого волнует.
Но в этой цепочке есть посредник — финансовая организация. И она представляет собой уязвимое звено, ведь в одном месте хранятся данные об отправителе и получателе, их номера счетов, информация о доступной сумме, происхождении заработка и прочие данные. При переводе происходит запрос к этой информации и только после проверки (сверки) будет разрешение на проведении транзакции. Таким образом, все операции стандартизированы (проходят по одному алгоритму), поэтому их можно взломать. Это и есть централизация.

Блокчейн работает по-другому. У отправителя и получателя должен быть кошелек, чтобы осуществить перевод. При отправке данные поступают в сеть блокчейн и шифруются. При этом информацию о переводе получает не один человек (компьютер, где хранится информация), а все участники сети. Это и есть децентрализация. Она исключает возможность подделки или изменения информации. При одобрении сделка совершается.

Децентрализация технологии — это и есть главное преимущество. Вот представьте, что у каждого клиента банка есть данные обо всех переводах и платежах. Возможно в такой ситуации сделать подлог?

А теперь рассмотрим, из чего состоит блокчейн:

• Блок — наш перевод. В него записывают информацию об одной или нескольких операциях, которые производятся одновременно.
• Хеш — информация из предыдущего блока. Помогает соединить блоки между собой. Это зашифрованная информация, которая содержит данные о проводимой операции в виде набора цифр и букв строкой размером 256 бит.

В структуре блокчейна лежит множество блоков, в которых указана дата создания, операция, информация о предыдущих действиях. Их нельзя поменять местами или разорвать, так как в каждом блоке содержатся сведения о предыдущем. То есть создается нерушимая связь. При этом блок имеет определенный размер, в него вносится информация о различных операциях, которые даже не связаны между собой.
По сути, блокчейн похож на книгу, в которую добавляют новые страницы. Каждая страница подписана, и удаление любой спровоцирует потерю смысла, связи.

Любая операция — это запись, которую нужно перевести в цифровой формат. Для этого необходимы владельцы мощных компьютеров — майнеры. Да, без людей никуда.

Но если в банках сотрудники получают конкретную информацию, то майнеры только предоставляют компьютерные мощности. В сети блокчейн у них нет доступа к личной информации участников.

Работа по созданию нового блока выглядит так:

• Люди создают различные операции и помещают их в некую область, где хранятся все транзакции — mempool.
• Майнеры подключаются к этой области.
• Компьютер собирает транзакции, шифрует их, создает уникальный хеш.
• Затем присоединяет этот хеш к предыдущему.
• Предоставляет данные в сеть. Другие майнеры оценивают и выносят решение — принять или отказать.
• При принятии создается новый блок, в который прописывается хеш (к цепи блоков добавляется еще один).

В награду майнеры получают небольшое вознаграждение. Но работа в сети блокчейн затратная: нужны мощные процессоры, электричество и стабильный интернет.

На выходе получаем криптовалюту.
Но вознаграждение небольшое. Чтобы получить высокий доход, приходится строить майнинговые фермы. Они занимают целые гаражи, квартиры, ангары. Все зависит от размеров самой фермы.

Это отработанная методика, в которой создаются непрерывные цепочки. При этом прописаны протоколы функционирования блокчейна.
В основном платформы работают с криптовалютой. Но можно блокчейн применить и для других целей: передачи договоров, проверки финансовых операций и т. д. Готовые решения подстраивают под свои нужды.

Наиболее известные платформы блокчейн:

• Bitcoin — обеспечивает работу с криптовалютой, предоставляет фреймворки (исходный код) для разработки облачных сервисов, цифровых паспортов.
• Ethereum — работает по смарт-контрактам, которые используют Сбербанк, Минцифры.
• Corda — обеспечивает передачу различных активов финорганизаций: кредиты, акции и прочее.
• Solana — скоростной фреймворк, но менее стабильный за счет склонности к централизации процесса.

Для создания собственной платформы можно использовать исходные коды других.

В основном для создания блокчейнов используют Java, Kotlin, Python, C# и специальные языки, которые урезали или добавили в них уникальные фишки для решений блокчейн. Сложность в том, что сфера использования ограничена: работают только с определенной платформой или виртуальной машиной.

Для создания блокчейна с нуля подойдут C++, Go, Rust.

Основное применение блокчейна — криптовалюты. Но высокая безопасность позволяет использовать блокчейн и в других областях:

• Идентификация. Позволит хранить и проверять личную информацию без утечек и нарушения конфиденциальности.
• Голосование. Исключение мошенничества, изменения результатов. Взломать систему блокчейн не получится.
• Поставки. Создание реестра по управлению поставками. Все прозрачно и неизменно.
• Смарт-контракты. Позволяют заключать контракты. При этом в договор можно прописать условия, которые спровоцируют определенные действия. Например, если не погашается автокредит, то автомобиль блокируется.
• Продажа билетов. Исключаются посредники, увеличивается скорость продаж.
• Медицина. Заполнение медицинских карточек. Это исключает подделку, кражу документов.
• Банковские переводы. Построение системы по аналогии SWIFT.
• Интернет вещей. Исключение взлома умных устройств.

Блокчейн уже используют многие крупные компании. Например, ПАО «Сбербанк», S7 Airlines, IBM и другие.

В основу блокчейна легли простые основы:

• Децентрализация. Исключение единой точки контроля позволило увеличить устойчивость к хакерским атакам. Таким образом получается повысить безопасность.
• Прозрачность. Просмотреть транзакцию может любой желающий. Это повышает доверие.
• Неизменность. Что записано в блок, остается в нем навсегда. Изменения невозможны.
• Скорость. Операции проводятся намного быстрее. Так, по данным компании S7 Airlines, переход на блокчейн при расчете с посредниками позволил сократить время проведения операции.
• Низкая комиссия. Так как процессы автоматизированы и обеспечивается безопасность сделки, то отказ от посредников снижает конечную сумму контрактов.

С помощью блокчейна удалось соединить безопасность, скорость и достоверность. Это немаловажно при проведении сделок и различных операций.

Казалось бы, концепция безупречна. Однако и здесь существуют уязвимости:

• Атака. Новый блок появляется только после одобрения 51% участников — большинства. Для попадания в систему блокчейн фальшивого блока необходимо перекрыть все мощности участников, чтобы одобрить неправильное решение. Но это достаточно затратно. При этом у крупных платформ есть механизмы защиты, которые вычисляют такие махинации.
• Неизменность. Если операция одобрена, то она записана в блокчейн. Отменить ее не получится. Допустим, вас заставили перевести деньги на счет мошенников. Если в банке можно попытаться урегулировать вопрос, то в блокчейне нет такой возможности. Если отправили деньги, это ваше решение. Обратного пути нет.
• Ключи. Для входа в кошелек у каждого пользователя есть свой приватный ключ. Если его потерять, то можно попрощаться со всеми средствами, ведь восстановлению он не подлежит.
• Обслуживание. Создание блокчейна — затратное дело. Необходимо хранить на компьютере сотни гигабайт информации.

Немаловажно и то, что не существует единого языка платформ. Поэтому перенести деньги с одного блокчейна на другой, как в банке со счета на счет, не получится.

Эксперты строят радужные перспективы по развитию блокчейн-систем, ведь ими удобно пользоваться, они гарантируют надежность. Предполагается, что к 2027 году до 10% ВВП перейдет в блокчейн. При этом голосование, закупки, лицензирование и сертификацию товаров, заключение договоров будут проводить через блокчейн-платформы. Но сложность в том, что тогда потребуются большие вычислительные мощности и правовое регулирование вопросов.

При этом многие компании уже переходят на блокчейн и активно внедряют цифровые технологии. Есть предположение, что востребованность в 2024 году возрастет раза в три по сравнению с 2021 годом.

В настоящее время технология блокчейн продолжает развиваться и охватывать все большее количество отраслей, бизнес-процессов. Востребованность обусловлена безопасностью сделок, конфиденциальностью личной информации и прозрачностью транзакций. Это оптимальное решение для цифрового мира.