Введение в блокчейн: Основы и принципы работы.

Что такое блокчейн-технология?

Блокчейн – инновационная технология, созданная для хранения и передачи информации и представляющая собой систему блоков, которые взаимосвязаны при помощи криптографии. Каждый из тех самых блоков хранит в себе данные о всем, что происходило между пользователями и в самой системе, записанные в блокчейн. С помощью этой технологии, в основу которой заложено применение криптографии и распределенной сети, можно добиться прозрачности, эффективности и безопасности взаимодействий, а также невозможности подделать данные.

Основные принципы

Каждый из них монолитен и очень важен, поэтому без него нельзя представить нынешний блокчейн. Среди них:

1. Децентрализация. В большинстве существующих систем представлен управляющий орган, который делает их централизованными. В данной технологии такого просто нет, поэтому она и является децентрализованной. А за поддержание целостности и безопасности отвечают сетевые узлы, которые хранят в себе всю информацию и находятся в постоянно взаимодействии друг с другом;
2. Прозрачность. В системе присутствует реестр, к котором имеют доступ все пользователи. Благодаря ему можно ознакомиться со своей информацией о транзакциях и сделках. Это позволяет проверить ее и установить подлинность;
3. Безопасность. Для защиты используется криптография, в рамках которой каждый информационный блок обладает уникальным кодом предыдущего, что и формирует между ними связь. Если один из них подвергнется изменению, то вскоре во всех других поменяется уникальный код, что благополучно приведет за собой нарушение целостности всего механизма. Также для поддержания безопасности используются алгоритмы шифрования, которые постоянно защищают взаимодействие пользователей и данные;
4. Исключение подделок. Взаимосвязанные блоки и метод криптографии не позволяют кому-либо заниматься подделкой информацией и соответственно делают ее практически неосуществимой. В результате каждый попытки это сделать все уникальные коды изменятся и сеть начнет реагировать.

Принцип работы

Для того чтобы технология всегда исправно работала, применяет принцип распределенного реестра, что позволяет каждому пользователю иметь при себе копию блокчейна и взаимодействует с другими системными узлами. Весь рабочий процесс можно разделить на основные этапы, среди которых:

1. Формирование транзакции. Пользователь инициирует транзакцию, способную выступить в качестве сделки и любого другого события, которое будет записана в блокчейн;
2. Подтверждение действия. После отправки в сеть каждый участник начинает проверку транзакции. Учитываются ее правильность, подлинность информации и наличие необходимого для ее проведения средств. Если все в порядке, то подтверждение можно считать выполненным;
3. Создание блока. Каждая транзакция помещается в блок, где находятся уникальные коды другого блока и протекающих транзакций. Это способствует формированию связи внутри цепочки и поддержанию ее целостности;
4. Дополнение цепочки блоком. В результате этого этапа блок окончательно становится частью цепочки, а все данные о нем попадают в блокчейн. Для его отражения все участники обновляют личную копию блокчейна;
5. Консенсус. На последнем этапе участники сотрудничают для того, чтобы достичь согласия касаемо правильно блокчейна. Алгоритмы консенсуса применяются в это время для того, чтобы обеспечить согласованную сеть.

Распределенные реестры и консенсус

Распределенные реестры лежат в основе технологии. Каждый из них – база данных, которая предназначена не только для их хранения, но и управления ими. Отличаются же они от классических централизованных баз тем, что эти реестры находятся на многочисленных сетевых узлах и параллельно этому постоянно взаимодействуют друг с другом.

Консенсус же представляет собой механизм, с помощью которого всегда достигается согласованность и подлинность информации, расположенной в реестре. После того как узлами будет достигнут консенсус, блоки начнут считаться правильными и последовательными. На данный момент в технологии представлены несколько его алгоритмов, среди которых Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), а также Delegated Proof of Stake (DPoS) и другие.

Определения ключевых терминов, разобранных в статье

Для того чтобы проще и быстрее запомнить их, можно изучить краткое определение каждого из них:

1. Блокчейн-технология. Высокотехнологичная система, необходимая для хранения и передачи информации и основанная на цепочке, состоящий из блоков, которые связаны между собой при помощи криптографии;
2. Децентрализация. Принцип работы системы, который не подразумевает наличие управляющего органа и позволяет хранить данные на многочисленных сетевых узлах;
3. Прозрачность. Повышенный уровень доступ к информации и ее видимости для каждого участника транзакции;
4. Безопасность. Постоянная автоматическая защита, обеспечиваемая наличие криптографических алгоритмов;
5. Исключение подделок. Любое несанкционированное изменение даже в одной цепочке и блоке будет обнаружено и пресечено;
6. Распределенные реестры. Базы данных, расположенные в сетевых узлах и синхронизирующаяся между собой;
7. Консенсус. Механизм, который добивается подлинности и согласованности данных, находящихся в блокчейне.

Для того чтобы понять технологию и изучить ее, сперва необходимо пройти первый этап – введение в нее и все принципы работы. С помощью него можно открыть огромное количество новых возможностей в разных отраслях, например, финансах, здравоохранении, информационных технологиях, логистике и так далее. Именно распределенные реестры и консенсус выполняют главную роль в поддержании основных принципов существования системы.

Блокчейн можно назвать революционным продуктом, который позволяет по-новому хранить информацию и распоряжаться ей. В ее основе заложены распределенные реестры, в которых абсолютно все сетевые узлы обладают копией блокчейна и поддерживают постоянное сотрудничество для того, чтобы достичь консенсуса.

Благодаря этому перед человечеством открываются новые возможности подхода к работе практически во всех сферах жизнедеятельности. Но даже несмотря на это, необходим понимать, что технология имеет ряд ограничений и особенностей, к примеру, трудоемкость, масштабируемость, сложность и так далее.

Можно смело сказать, что в ближайшем будущем блокчейн начнет все больше развиваться и проникать во многие отрасли, обучаясь преодолевать трудности и создавая новые решения для старых задач.