Блокчейн: что это, как работает, всё о блокчейне

Что такое блокчейн

Блокчейн — это способ хранить данные в виде цепочки из блоков. Каждый блок имеет связь с предыдущим блоком и не может быть изменен без влияния на все последующие блоки. Можно представить его в виде реестра или длинного журнала записей, где каждая страница (или блок) связана с предыдущей. Если на одной странице что-то записано, изменить эту запись позже нельзя без изменения всех следующих страниц.  Так данные защищены от подделки и ошибок.

Важное свойство blockchain - это децентрализация. Он не принадлежит одному человеку или организации. Он разделен между многими компьютерами, которые называются узлами. Когда появляется новый блок, он проверяется всеми узлами, чтобы убедиться, что он правильный. Это помогает предотвратить мошенничество и поддерживает целостность данных.

Цифровой блокчейн часто используют для криптовалют, например, для биткоина. Но он может быть полезен и в других ситуациях, где нужно хранить данные безопасно и надежно. Например, в снабжении, медицине, голосовании и других областях.

Как работает система блокчейн

Блокчейн состоит из ряда блоков, каждый из которых содержит данные, например, информацию о транзакциях. Самое главное: каждый блок связан с предыдущим блоком посредством криптографического хеша. Хеш — это набор символов, полученный в результате преобразования входных данных алгоритмом шифрования. Любое изменение в данных меняет хеш. Так можно заметить, если кто-то пытается подделать данные.

Каждая транзакция в блоке проверяется и подтверждается всеми участниками сети. После подтверждения, транзакция добавляется в блок вместе с хешем предыдущего блока, образуя цепочку. Блокчейн показывает и защищает все действия, и никто не может их изменить или стереть.

Механизм консенсуса в blockchain отвечает за согласованность данных в децентрализованной сети. В этом цифровом журнале нет центрального управляющего органа; вместо этого каждый участник сети проверяет каждую транзакцию. Есть разные типы механизмов консенсуса: Proof of Work и Proof of Stake.  В Proof of Work нужно решать сложные задачи, чтобы добавить новый блок. А в Proof of Stake нужно иметь много криптовалюты, чтобы добавить новый блок.

История технологии блокчейна

История blockchain начинается в 1991 году, когда Стюарт Хабер и В. Скотт Сторнетта представили концепцию криптографически защищенной цепочки блоков для предотвращения подделки временных меток документов. А первый блокчейн был создан в 2008 году для криптовалюты биткоин. Его автором был человек или группа под псевдонимом Сатоши Накамото. Он придумал, как связывать блоки с данными с помощью кодов и проверять их всеми участниками сети. Так он сделал биткоин безопасным и независимым от власти.

 Система биткоина стала популярной. Но он не мог делать много денежных переводов за раз. Поэтому появились другие блокчейны, которые были похожи на биткоин, но с некоторыми изменениями. Они назывались форками. Это, например, Bitcoin XT, Bitcoin Classic и Bitcoin Unlimited. Форки - это изменения в программном обеспечении blockchain, которые бывают мягкими (совместимыми с предыдущими версиями) или жесткими (не совместимыми и создающими новые цепочки).

В 2013 году Виталик Бутерин сделал новый блокчейн, который назывался Эфириум. Он добавил в него возможность делать смарт-контракты и приложения. Это сделало blockchain более полезным и разнообразным.

Приватный и публичный блокчейн 

У блокчейна есть два основных типа: публичные и приватные. 

Публичные блокчейны можно использовать всем, кто хочет.  Например, это Bitcoin и Ethereum, где каждый может участвовать в проверке транзакций и добавлении новых блоков. Их плюс: данные нельзя поменять после проверки, поэтому они надежны и правдивы. Но из-за того, что участвует много людей и нет главного, открытые блокчейны могут быть медленными и сложными.

Приватные блокчейны, напротив, являются закрытыми сетями, к которым доступ возможен только по приглашению от центрального управляющего органа.  В нем данные обрабатываются быстрее и дешевле, потому что участвует меньше людей и есть главный. Также он хорош для тех, кто хочет держать данные в секрете или быстро их менять.  Недостаток приватных блокчейнов - более низкий уровень безопасности из-за централизованного управления, что потенциально упрощает задачу для хакеров.

Blockchain-консорциумы занимают промежуточное положение между публичными и приватными блокчейнами.  В нем данные проверяют несколько организаций, что дает баланс между контролем и децентрализацией. Этот blockchain может быть настроен так, чтобы данные видели только часть участников или все участники, в зависимости от того, что нужно.

Выбор между публичным и приватным blockchain зависит от того, зачем он нужен.. Публичные блокчейны хороши для проектов, требующих высокой степени децентрализации и прозрачности. А приватные - для корпоративных приложений, где важны скорость обработки, конфиденциальность и контроль доступа.

Как используется технология блокчейн в криптовалютах

Блокчейн - это способ записывать данные, который помогает криптовалютам работать, быть безопасными и не подчиняться никому. Блокчейн состоит из блоков, в которых есть данные о деньгах, которые кто-то отправил или получил. Каждый блок связан с тем, что было до него,  криптографическим хешем. Это создает непрерывную и неизменную запись всех транзакций, делая их реестр устойчивым к подделке и несанкционированным изменениям.

В blockchain используется ассиметричный вид кодирования. Он позволяет пользователям доказывать, что они те, за кого себя выдают, и подтверждать денежные переводы с помощью пары ключей. Это делает переводы безопасными и видимыми для всех, кто хочет посмотреть.

Блокчейн не только записывает переводы, но и проверяет их. Для этого он использует разные способы, например, Proof of Work и Proof of Stake. Они помогают всем, кто участвует в blockchain, согласиться, какие данные правильные, без того, чтобы доверять кому-то одному.

Эта технология имеет много плюсов: децентрализация, прозрачность, неизменность и секретность. Это делает blockchain самой подходящей технологией для криптовалют, потому что пользователи могут безопасно и открыто обмениваться деньгами без посредников вроде банков и других финансовых организаций.

Из чего состоит блокчейн

Структура блокчейна биткоина - это распределенный реестр, состоящий из последовательно связанных блоков, каждый из которых содержит данные о транзакциях. Эта цепочка блоков обеспечивается криптографическими методами, гарантируя безопасность и целостность данных. Каждый блок связан с тем, что было до него, с помощью специального кода. Так данные не могут быть изменены или подделаны.

Блокчейн биткоина не принадлежит какому-то конкретному человеку или группе людей. Он разделен между многими компьютерами, благодаря чему данные надежны и защищены от вмешательства.

Каждый блок в цепочке содержит хеш предыдущего блока, создавая непрерывную и неизменяемую структуру. Изменение данных в одном блоке потребует изменений во всех последующих блоках, что делает попытки подделки очень сложными и ресурсоемкими. Блокчейн биткоина использует криптографию с открытым ключом для идентификации пользователей и верификации транзакций. Это гарантирует безопасное и прозрачное взаимодействие между участниками сети без необходимости доверия к центральному посреднику.

Обозреватель блокчейн биткоина

Обозреватель blockchain биткоина - это сайт, где можно смотреть и анализировать данные о деньгах, которые кто-то отправил или получил в сети биткоина. На этих сайтах можно узнать много информации: объем транзакций, приблизительный хешрейт сети, количество и размеры транзакций за последние 24 часа, а также состояние мемпула, отображающее объем неподтвержденных транзакций, ожидающих включения в блоки.

Обозреватели, например, Blockchain.com и Blockchair, помогают не только смотреть переводы, но и получать полезную информацию для тех, кто делает, проверяет или анализирует переводы. Они позволяют изучать данные в блокчейне, следить за созданием новых блоков, проверять статус переводов и смотреть баланс кошельков. Для тех, кто анализирует рынок, обозреватели показывают большие переводы и поведение тех, у кого много денег, что может влиять на цены на криптовалюты.

Есть много разных обозревателей, которые предлагают разные функции и данные. Они работают по одной идее, храня и показывая информацию обо всех переводах, которые произошли в сети, и давая пользователям доступ к этой информации в удобном виде. Переводы в blockchain биткоина и эфириума проходят через место, где они ждут подтверждения, прежде чем быть записаны в блок. Это е дает пользователям возможность влиять на скорость обработки своих переводов, меняя размер комиссии.

Хороший пример того, как можно использовать обозреватель, - этопроверка исторического перевода “День пиццы”, когда кто-то купил две пиццы за 10 000 биткоинов. Введя код перевода в поле поиска на сайте Blockchain.com, можно увидеть все детали сделки, включая откуда и куда были переведены деньги и сколько они составляли. Это показывает, что информация в блокчейне биткоина открыта и доступна.

В общем, обозреватели - это важные сайты для всех, кто участвует в мире криптовалют, давая им нужную информацию для проверки транзакций и анализа сети.

Обозреватель блокчейн эфириума

Обозреватели blockchain эфириума - это сайты, где можно проверять и анализировать данные о переводах в сети эфириума. На этих сайтах можно узнать много информации о транзакциях, блоках и других статистических данных в сети Эфириума. На этих платформах можно следить за деталями транзакций, а также за общей активностью в сети, включая объем транзакций и хешрейт.

Etherscan - это обозреватель, который показывает информацию о переводах, смарт-контрактах, токенах и других действиях в сети эфириума. Здесь можно посмотреть статистику места, где переводы ждут подтверждения, следить за новыми блоками и переводами, а также узнавать детали конкретных переводов, включая комиссии и подтверждения.

Ethplorer - это сайт, который сосредоточен на токенах, которые работают на платформе эфириума. Он дает обзор рыночной стоимости и переводов токенов в реальном времени. Главная страница Ethplorer дает много информации о топовых токенах эфириума, включая их активность и рыночную капитализацию.

Blockchair предлагает поиск по разным блокчейнам, включая эфириум. Он позволяет изучать переводы, адреса и текстовые данные, которые записаны в blockchain. Этот сайт - это универсальный инструмент для анализа и отслеживания данных в блокчейне эфириума.

Нод и мастернод в блокчейне

Нода в блокчейне - это компьютер в сети, который хранит данные, которые записаны в blockchain. Ноды проверяют и передают данные по сети, что помогает поддерживать их актуальными и одинаковыми для всех. Полные ноды проверяют все данные по правилам, которые обеспечивают безопасность и надежность сети. Легкие ноды же позволяют пользователям пользоваться blockchain без загрузки всех данных, что удобно для телефонов и других гаджетов с небольшой памятью.

В блокчейне эфириума и других сетях с криптовалютами, ноды и мастерноды помогают сделать систему стабильной, безопасной и не подчиняющейся никому. Ноды хранят данные о деньгах, которые кто-то отправил или получил, и проверяют и передают их другим. Есть разные виды нод, включая полные ноды, которые хранят все данные и участвуют в проверке денег, и легкие ноды, которые хранят только часть данных для легкого доступа к сети.

Мастерноды - это особые ноды, которые дают дополнительные услуги сети, такие как большая секретность или быстрые переводы, и получают за это часть денег за блок. Для запуска мастерноды обычно нужно заморозить определенное количество криптовалюты как гарантию, что помогает сделать их сервисы постоянными и надежными. Обычно мастерноды требуют много денег и знаний для создания и поддержания.

Алгоритм консенсуса Proof of Work и как он работает 

Алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW) - это способ, который помогает многим криптовалютам работать, быть безопасными и не подчиняться никому. Этот способ предотвращает, чтобы кто-то потратил одни и те же деньги дважды, и делает транзакции децентрализованными.

В основе PoW лежит то, что майнеры используют свои компьютеры для решения сложных задач. Когда кто-то хочет перевести деньги, он объединяет свой перевод с другими в блок, и майнеры начинают искать специальный код, который подходит к правилам сети. Этот код делает блок уникальным. Это требует много попыток и мощности, потому что майнеры постоянно меняют небольшую часть данных блока, чтобы получить нужный код.

Когда майнер находит код, который подходит к правилам сети, блок считается подтвержденным, и он может быть добавлен в блокчейн. За это майнер получает деньги в виде новых монет криптовалюты и/или комиссий за переводы, которые были в блоке. Это подтверждает переводы, добавляет новые блоки, а еще создает новые монеты, увеличивая их количество.

Но у PoW есть и минусы. Он требует много энергии, что плохо для окружающей среды. По мере того, как сеть становится сложнее и конкурентнее, майнерам нужно больше мощности. Это приведет к тому, что участников майнинга становится меньше.

Поэтому придумываются и вводятся другие способы, которые могут быть более эффективными и экологичными для достижения согласия в blockchain.

Алгоритм консенсуса Proof of Stake и чем он отличается от  Proof of Work

Proof of Stake (PoS) - это алгоритм консенсуса, который помогает blockchain подтверждать переводы и создавать новые блоки без майнинга, как в Proof of Work (PoW). В PoS, шанс создать блок зависит от того, сколько монет криптовалюты (стейка) узел заморозил как гарантию. Это отличает PoS от PoW, где шанс создать блок зависит от мощности компьютера майнера.

В PoS, ноды, или валидаторы, замораживают определенное количество монет для участия в проверке переводов и создании новых блоков. Система случайно выбирает ноду для добавления следующего блока на основе размера стейка и других вещей, таких как “возраст” монет. Валидаторы получают деньги в виде комиссий за переводы, которые были в блоке, что мотивирует их поддерживать сеть.

В PoS, есть еще одна функция, которая называется делегированием стейка. Она позволяет тем, у кого есть монеты, дать их другим участникам сети, обычно валидаторам, которые потом используют эти монеты для увеличения своих шансов на создание блока и получение денег. Делегирование стейка не только упрощает процесс участия в поддержании сети для обычных пользователей, у которых мало монет или мощности, но и делает сеть более децентрализованной, распределяя возможность влиять на блокчейн среди большего числа участников.

Эта модель также делает сеть более безопасной, потому что атака 51%, при которой кто-то пытается контролировать большинство стейков для подтверждения неправильных переводов или блоков, становится финансово невыгодной. Чем больше монет разделено между участниками и чем больше валидаторов участвует в майнинге, тем сложнее и дороже становится попытка такой атаки. Кроме того, многие сети вводят дополнительные меры безопасности. Это могут быть штрафы за обман, при которых валидаторы могут потерять свой стейк за попытку внести неправильные изменения в blockchain.

Один из недостатков PoS - потенциальная проблема централизации, так как валидаторы, у которых есть много монет, имеют больше шансов на создание блоков. Также форки могут быть более частыми именно в PoS, потому что стоимость попытки создать форк ниже, чем в PoW. Но многие блокчейны, включая Ethereum 2.0, выбирают PoS в качестве основы своего способа достижения согласия из-за его плюсов.