Blockchain. Что такое? Как работает?

Блокчейн — это технология для записи операций и управления цифровыми активами. Она работает без единого управляющего центра.

Главная цель блокчейна — делать операции с цифровыми активами быстрыми, безопасными и прозрачными.

Как работает блокчейн?

1. Запрос транзакции.
   Пользователь отправляет запрос на информацию о транзакции.
   
   
2. Создание блока информации.
   Транзакция добавляется в блок данных.
   
   
3. Создание блока.
   Транзакция записывается в блок данных.
   
   
4. Передача информации.
   Данные о транзакции передаются по одноранговой сети через узлы по всему миру.
   
   
   
5. Проверка.
   Узлы сети проверяют транзакцию по правилам, заданным разработчиками.
   
   
6. Добавление в блокчейн.
   После согласования блок с транзакцией добавляется в блокчейн. В блок включается криптографический хеш.
   
   
7. Завершение транзакции.
   Транзакция становится частью блокчейна и больше не может быть изменена.
   
   

Подтверждение транзакции
Транзакция подтверждается, когда ее добавляют в новый блок. Первое подтверждение — это включение в блок. Каждый следующий блок усиливает защиту, добавляя еще одно подтверждение.

Криптовалютные кошельки и биржи обычно требуют несколько подтверждений, чтобы признать транзакцию завершенной. Это повышает надежность и защищает от взломов.

Типы блокчейна

Публичные блокчейны доступны всем. Любой может присоединиться к сети, просматривать, проверять и вносить изменения в данные.

Примеры: Bitcoin, Litecoin, Ethereum и многие другие криптовалютные блокчейны.

Частные блокчейны, или управляемые, контролируются одной организацией. В отличие от публичных блокчейнов, они закрыты и имеют ограничения на доступ. Чтобы стать участником, нужно получить разрешение от администратора. Организация, которая управляет блокчейном, решает, кто может присоединиться и какие права получат участники.

Консорциум блокчейнов, эти блокчейны управляются не одной организацией, а группой компаний или учреждений. Эти организации заранее договариваются о совместной ответственности за работу блокчейна и права доступа к данным. Такой подход делает их более децентрализованными, чем частные блокчейны, и повышает уровень безопасности.

Гибридные блокчейны.
Одна организация управляет блокчейном, но проверки транзакций выполняются через общедоступный блокчейн. Это повышает прозрачность и надежность системы.

Методы обеспечения безопасности блокчейна

Блокчейн работает на основе криптографии, децентрализации и консенсуса. Эти принципы создают доверие к транзакциям, защищая систему от мошенничества, взломов и кибератак.

Что такое консенсус?
Консенсус — это способ, которым участники сети договариваются о том, какие данные считать верными. Он обеспечивает стабильность работы блокчейна, предотвращает ошибки, вредоносные транзакции и двойные расходы. Например, пользователь не сможет дважды использовать одни и те же средства, даже если транзакция еще не завершена.

После проверки транзакции она записывается в блокчейн.

Есть разные способы достижения консенсуса. Самые популярные:

• Доказательство работы (Proof of Work, PoW).
• Доказательство доли (Proof of Stake, PoS).

Доказательство работы (PoW)

Proof of Work (PoW) — это первый алгоритм консенсуса, созданный для работы Биткоина и других криптовалют. Чтобы подтвердить транзакции и добавить блок в блокчейн, майнеры решают сложные математические задачи. Тот, кто первым найдет решение, получает вознаграждение.

PoW надежен, потому что для его работы требуется огромная вычислительная мощность. Это делает попытки взлома нерентабельными — затраты на энергию будут выше возможной выгоды.

Однако у PoW есть недостатки: он потребляет много электроэнергии и обрабатывает транзакции медленно.

Доказательство доли (PoS)

PoS — это альтернатива PoW, которая была разработана как более
энергоэффективная. Вместо майнеров, выполняющих вычисления,
проверка транзакций и добавление новых блоков в блокчейн проводится
валидаторами, которые выбираются на основе количества
криптовалюты, которой они владеют (т.е. их доли).

Награды за проверку транзакций распределяются в зависимости от
доли валидатора.

PoS быстрее и экономит энергию, но считается менее безопасным по сравнению с PoW.

Список не является окончательным. Выбор механизма консенсуса зависит от
конкретных потребностей каждой сети блокчейнов и ее пользователей.

Неизменяемость блокчейна
Блокчейн устроен так, что записанные данные нельзя изменить или удалить. Это достигается благодаря шифрованию, криптографическому хешированию и тому, что блоки связаны в хронологической последовательности.

Каждый новый блок содержит данные о предыдущем. Если в транзакции есть ошибка, вместо исправления создается новая запись, и обе версии остаются в системе. Это исключает возможность манипуляции или дублирования данных.

Таким образом, данные в блокчейне защищены от изменений, что делает его надежным и прозрачным.

Каковы преимущества блокчейна?

Децентрализация
Блокчейн не контролируется одним человеком, группой или организацией. Управление распределено между участниками сети. Это исключает предвзятость и снижает риск ошибок.

Безопасность и неизменность
Децентрализованная структура блокчейна исключает единую точку контроля. Это делает невозможным изменение или удаление записей.

Прозрачность и конфиденциальность
Данные транзакций в блокчейне доступны для всех. Однако личности участников скрыты благодаря шифрованию с помщью хеша.
Хэш — это уникальный код, идентифицирующий данные. Он состоит из 64 символов, включающих цифры (0–9) и буквы (A–F).

Скорость
Транзакции в блокчейне обрабатываются быстрее, чем в банках, потому что в процессе нет лишних посредников.

Децентрализация блокчейна

Децентрализация
Главная особенность блокчейна — децентрализация. Сеть состоит из множества независимых узлов. Каждый узел контролирует действия других, создавая баланс и защищая систему.

Децентрализованная система – это сеть, которой никто не владеет и не управляет единолично. Решения принимаются совместно всеми участниками через процесс консенсуса.

Централизованные системы, где один субъект полностью контролирует все процессы, подвержены конфликту интересов и риску полного отказа из-за одной слабой точки. Это делает их уязвимыми для атак.

В децентрализованных системах нет одной точки отказа, а изменения возможны только с согласия большинства участников. Это снижает вероятность атак и минимизирует риски коррупции.

Без центрального управления сеть устойчивее к поломкам и атакам. Даже если один из узлов выйдет из строя, остальная сеть продолжит работать. Чем больше узлов, тем сложнее атаковать систему.

В отличие от централизованных систем, например банковских, блокчейн более устойчив к сбоям, атакам и сговорам. Такие сети сложнее разрушить или манипулировать ими.

К тому же атаки на децентрализованные системы обходятся дороже, а участникам сложнее договориться о сговоре ради собственной выгоды.