uk

Що таке блокчейн? Пояснюємо простими словами

WhiteBIT
Опублікував 08 Березня 2023
4816
Що таке блокчейн? Пояснюємо простими словами

Блокчейн — це децентралізована технологія зберігання інформації, що використовується в криптовалютах та інших онлайн-додатках. Вона реалізується у вигляді ланцюжка блоків, кожен із яких містить набір транзакцій та підписів, а також хеш від попереднього блоку. Це робить блокчейн незмінним та захищеним від внесення змін без згоди всіх учасників мережі.

Технологія блокчейн пропонує розв’язання проблеми довіри між учасниками мережі, оскільки всі учасники мають доступ до повної історії транзакцій, що робить підробку або зміну даних неможливим. Це дозволяє створити систему, яка працює без потреби у третій стороні чи посереднику.

Структура та дизайн блокчейну

Структура та дизайн блокчейну можуть змінюватись в залежності від конкретного варіанту використання та вимог, але, як правило, вони включають:

Блоки

Це набір даних, що містить набір транзакцій та унікальний хеш. Блок включає посилання на хеш попереднього блоку, створюючи ланцюжок блоків або блокчейн. Цей ланцюжок зберігається одночасно в різних місцях і містить дані про всі переклади. Щоб підробити транзакцію в одному блоці, треба змінити всі файли, що слідують за ним, але це зробити практично неможливо.

Транзакції

Блокчейн транзакції — це записи про обмін цінностями між двома чи більше сторонами. У блокчейні транзакції групуються блоки та додаються в ланцюжок.

Вузли (ноди)

Вузли чи ноди — це комп’ютери, на яких працює програмне забезпечення, необхідне для підтримки мережі блокчейну. Вони видобувають нові блоки, підтверджують або скасовують транзакції, передають дані мережею та зберігають копії всього ланцюжка блоків. Як нода в блокчейні може виступати будь-яка людина, яка встановила необхідне програмне забезпечення блокчейну.

Алгоритми консенсусу

Алгоритм консенсусу — це принцип роботи блокчейну, які забезпечують безпеку мережі та узгодженість даних між вузлами. Це необхідно для підтримки цілісності та безпеки блокчейну. Завдяки цим принципам система не потребує адміністраторів та центральних сховищ. Алгоритми консенсусу підтверджують правильність інформації у кожному блоці системи.

Розробники пропонували безліч алгоритмів консенсусу, але найпопулярнішими стали ті, основу яких лежить:

  • Доказ роботи — Proof-of-Work або PoW;
  • Підтвердження частки — Proof-of-Stake або PoS.

Хеш-функції

Хеш-функції — це криптографічні алгоритми, що перетворюють дані на рядок символів фіксованої довжини. У блокчейні хеш-функції використовуються для створення унікального «хеша для кожного блоку та захисту блокчейну від несанкціонованого доступу. Хеш-функція є обов’язковою частиною будь-якого блокчейну.

Вхідні дані називаються «ключем», а результат роботи хеш-функції — ряд знаків, що називається «хешем». Майнери обчислюють хеш, щоб відкрити новий блок, отримати винагороду та підтримати роботу системи.

Наприклад, у блокчейні Біткоїна ролі ключів відіграють ряди з 64 знаків, у яких є цифри та літери A, B, C, D, E, F. Хеш-функція Біткоїна кодує ці 64-значні ключі за допомогою алгоритму шифрування SHA256. Такий самий алгоритм генерує адреси біткоїн-гаманців.

Нікому ще не вдавалося зламати цю модель шифрування. З урахуванням того, що кожен новий блок мережі містить дані попередніх блоків, крадіжка або підтасовування інформації в блокчейні практично неможливе. У майбутньому реальною загрозою для безпеки децентралізованих систем можуть стати квантові комп’ютери.

Криптографічні підписи

Криптографічні підписи — це математичні функції, що використовуються для перевірки справжності транзакції. Вони генеруються з використанням закритого ключа та можуть бути перевірені за допомогою відкритого ключа.

Структура блокчейну також може включати різні функції, такі як смартконтракти.

Смартконтракти являють собою контракти, які автоматично виконують угоди між покупцем та продавцем. Усі дані записуються безпосередньо в код, а також шифрується із закритим/відкритим ключем, що забезпечує безпечний зв’язок і передачу даних.

Загалом структура й дизайн блокчейну спрямовані на забезпечення безпечної та децентралізованої системи зберігання та передачі інформації, що забезпечує довіру між сторонами без необхідності у посередниках.

Види блокчейнів

Публічні блокчейни

Публічні або загальнодоступні блокчейни є децентралізованими, їх не контролюють жодні організації або особи, а користувачі можуть залишатися анонімними. У публічному блокчейні є кілька переваг. Будь-хто, хто має підключення до інтернету, може ним користуватися. Усі транзакції записуються та неможливо їх змінити. Крім того, мережа безпечна — надто багато вузлів, щоб зловмисник міг отримати контроль за децентралізованою мережею.

Низька пропускна здатність — один з найбільших недоліків публічних блокчейнів. Це пов’язано зі спробою досягти консенсусу із розрізненою групою користувачів. Інший недолік — високе споживання електроенергії, яку публічні блокчейни споживають, коли користувачі добувають криптовалюту в мережі.

Найбільш популярними прикладами публічного блокчейну є Bitcoin та Ethereum. Обидва блокчейни мають відкритий вихідний код, який може переглянути та використовувати кожен користувач.

Приватні блокчейни

Приватний блокчейн — це тип мережі блокчейнів, в яких доступ до мережі обмежений та закритий для публіки. На відміну від публічних блокчейнів, які відкриті для участі та перевірки транзакцій будь-яким користувачем, приватні блокчейни зазвичай використовуються організаціями для певних цілей. Наприклад, для управління ланцюжком постачання, фінансових транзакцій чи обміну даними.

У приватному блокчейні мережа підтримується консорціумом організацій чи окремих осіб, і лише затвердженим учасникам дозволено приєднуватися до мережі та підтверджувати транзакції. Учасники повинні мати дозвіл мережного адміністратора на приєднання, а також відповідати певним критеріям, таким як наявність необхідних технічних навичок або виконання певних бізнес-вимог.

Приватні блокчейни пропонують кілька переваг у порівнянні з публічними блокчейнами — вищу швидкість транзакцій, більшу масштабованість та додаткові можливості налаштування. Вони також забезпечують безпечне та контрольоване середовище для конфіденційної інформації.

Блокчейн-консорціуми

У блокчейн-консорціумі мережа управляється групою організацій, які працюють разом для перевірки транзакцій та обслуговування мережі. Ці організації можуть містити підприємства, державні установи чи інші організації. Також мають різний ступінь контролю над мережею залежно від своєї ролі та рівня довіри у консорціумі.

Блокчейн-консорціуми пропонують компроміс між прозорістю публічних блокчейнів та конфіденційністю приватних блокчейнів. Вони забезпечують більш безпечне та контрольоване середовище, ніж загальнодоступні блокчейни, зберігаючи при цьому рівень децентралізації та довіри в мережі.

Гібридні блокчейни

Гібридні блокчейни є різновидом мережі, яка має елементи як приватних, так і публічних блокчейнів. Вони поєднують у собі безпеку та прозорість загальнодоступних блокчейнів з контролем та конфіденційністю приватних блокчейнів.

У гібридному ланцюжку блоків деякі частини мережі можуть бути відкриті для громадськості для перевірки транзакцій, тоді як інші блоки можуть мати обмежений доступ.

Гібридні блокчейни забезпечують вищий рівень масштабованості та ефективності порівняно з публічними блокчейнами та дають можливість налаштовувати мережу відповідно до конкретних бізнес-вимог.

Як працює блокчейн?

Ось як працює блокчейн на високому рівні:

Транзакції

Транзакція — це будь-який обмін цінностями, такими як гроші, активи чи дані між двома сторонами. У мережі блокчейн транзакції групуються у блоки.

Блоки

Кожен блок містить групу транзакцій та унікальний код, званий «хешем», який ідентифікує блок та його вміст. Як тільки блок заповнюється транзакціями, він додається до наявного ланцюжка блоків.

Перевірка

Перш ніж блок буде додано до ланцюжка блоків, він повинен бути перевірений та підтверджений учасниками мережі, відомими як вузли або ноди. Процес перевірки називається консенсусом, і він гарантує, що транзакції в блоці дійсні та стан ланцюжка блоків оновлюється відповідним чином.

Децентралізація

Головною особливістю блокчейну є децентралізований характер. Мережа блокчейну розподілена на багатьох вузлах, і жоден вузол немає контролю над мережею. Це дозволяє створити безпечнішу й прозорішу систему, оскільки в ній немає центральної точки відмови або контролю.

Незмінність

Після додавання блоку в ланцюжок блоків його не можна змінити або видалити. Це робить блокчейн незмінним записом усіх транзакцій, що сталися у мережі.

Таким чином, блокчейн — це безпечна та прозора система для запису транзакцій між кількома сторонами без необхідності у центральному органі чи посереднику. Технологія використовує децентралізовану мережу вузлів для перевірки транзакцій, які потім додаються в ланцюжок блоків, що не змінюється.

Сфери застосування блокчейну

Технологія розподіленого реєстру має широкий спектр можливостей. Крім застосування технології блокчейн в криптосфері, її вже активно використовують у медицині, освіті та навіть логістиці. Розглянемо ці та інші сфери застосування докладніше:

Логістика

Блокчейн можна використовувати для створення захищеного від несанкціонованого доступу запису про всі транзакції, що відбуваються в ланцюжку постачання, що підвищує ефективність, підзвітність та прозорість.

Медицина

Блокчейн технології можна використовувати для безпечного зберігання та керування електронними медичними картами, а також для відстеження розповсюдження ліків для забезпечення їх справжності та безпеки.

Нерухомість

Технологія допомагає оптимізувати процеси купівлі, продажу та управління нерухомістю шляхом створення захищеного від несанкціонованого доступу запису про всі транзакції.

Цифрова ідентифікація

Блокчейн можна використовувати для створення безпечних та захищених від несанкціонованого доступу цифрових ідентифікаційних даних, допомагаючи захистити особисту інформацію та запобігти крадіжці особистих даних.

Це деякі з багатьох потенційних застосувань технології. Оскільки блокчейн продовжує розвиватися та вдосконалюватися, ймовірно, що незабаром знайдуться нові сфери його застосування.

Плюси блокчейну

Цілісність даних

Технології блокчейн розроблені таким чином, що будь-який блок або навіть транзакція, яка додається в ланцюжок, не може бути відредагована, що зрештою забезпечує високий рівень безпеки.

Свобода від цензури

Технологія блокчейн вважається вільною від цензури, оскільки вона не контролює жодної сторони, а має концепцію надійних вузлів для протоколів перевірки та консенсусу, які затверджують транзакції з використанням смартконтрактів.

Можливість легкої перевірки

Технологія блокчейн використовується для децентралізованого зберігання інформації, тому кожен може перевірити правильність інформації, використовуючи доказ із нульовим розголошенням, за допомогою якого одна сторона доводить правильність даних іншій стороні, не розкриваючи нічого про дані.

Розподіл

Оскільки дані блокчейну часто зберігаються на тисячах пристроїв у розподіленій мережі вузлів, система і дані мають високу стійкість до технічних збоїв і шкідливих атак.

Мінуси блокчейну

Хоча технологія блокчейну має багато переваг, вона також має деякі недоліки, які потрібно враховувати:

Масштабованість

Нині блокчейни можуть обробляти лише обмежену кількість транзакцій за секунду (TPS). Блокчейн Біткоїна може обробляти від 3 до 7 TPS, а Ethereum — 13–15 TPS. Для розв’язання проблем масштабування мережі Ethereum використовують рішення другого рівня (Layer 2), яке здатне обробляти десятки тисяч транзакцій за секунду. До L2-блокчейнів відносяться: Polygon, Arbitrum, Optimism та інші.

Складність

Базова технологія блокчейну складна для людей, далеких від світу технологій. Це може стати на заваді її масового впровадження.

Споживання енергії

Процес перевірки транзакцій у блокчейні, відомий як «майнінг», є досить енергомістким.

Схожа стаття:
Що таке майнінг криптовалют?

Схожа стаття:

Що таке майнінг криптовалют?
Читати статтю

Регулювання

Технологія блокчейн все ще знаходиться на ранній стадії розробки, та невідомо, як вона регулюватиметься в майбутньому. Ця нормативна невизначеність може стати проблемою для організацій, які розглядають можливість використання блокчейну.

Сумісність

Зараз різні мережі блокчейнів несумісні один з одним, що ускладнює передачу цінності або інформації між різними мережами. Ця відсутність функціональної сумісності може стати на заваді ширшого впровадження технології.

Безпека

Хоча технологія блокчейну безпечна за своєю конструкцією, у деяких мережах були випадки злому та порушення безпеки.

Висновки

Технологія блокчейну є децентралізованою розподіленою системою реєстрів, яка дозволяє проводити безпечні та прозорі транзакції без необхідності в посередниках. Вона працює з використанням криптографічних алгоритмів для перевірки та запису транзакцій у мережі комп’ютерів, відомих як вузли. Після запису транзакції стають постійними та не можуть бути змінені або видалені без згоди мережі. Блокчейн може зробити революцію у різних галузях, від фінансів до охорони здоров’я. Її застосування продовжує розширюватися у міру відкриття нових варіантів використання.

FAQ

Блокчейн — це децентралізована технологія зберігання інформації, що використовується в криптовалютах та інших онлайн-додатках.

Вперше технологія була описана у White paper Біткоїна, який був опублікований у 2008 році.

Публічні блокчейни є децентралізовані мережі з відкритим вихідним кодом, у яких може брати участь будь-який. Вони дозволяють будь-кому перевіряти транзакції, додавати нові блоки в ланцюжок і мати повну прозорість історії блокчейну. Своєю чергою, приватні блокчейни — централізовані мережі, які належать та керуються однією особою чи консорціумом. Доступ до цих мереж обмежений, а можливість перевірки транзакцій та додавання нових блоків у ланцюжок обмежена обраною групою учасників.

Винахід технології блокчейн приписується людині чи групі людей, які використовують псевдонім Сатоші Накамото.

Нода (вузол) — це пристрій або комп'ютер, що необхідні для підтримки мережі блокчейн. Її основна функція — розподіл та зберігання даних між іншими нодами.

Усього є чотири види: публічний, приватний, блокчейн-консорціум і гібридний.

Блокчейн платформа — це програмне забезпечення або програма, яка забезпечує інфраструктуру для створення та запуску децентралізованих програм поверх мережі блокчейну.

Блокчейн і біткоїн — пов'язані, але різні концепції. Блокчейн — це технологія, яка забезпечує безпечне та прозоре зберігання та передачу інформації чи активів децентралізованим чином. А ось біткоїн (BTC) — це криптовалюта, яка використовує блокчейн як базову інфраструктуру.

Читайте також: