Блокчейн — это простая, но по-настоящему мощная концепция, которая за последние несколько лет произвела революцию во многих отраслях. Проще говоря, это децентрализованный способ хранения данных путем их распределения между всеми участниками сети, что устраняет необходимость участия центрального органа в транзакциях.

Блокчейн — это технология, лежащая в основе таких криптовалют, как Биткойн и Эфириум. За последние несколько лет они привлекли большое внимание, но я хочу глубже погрузиться в концепции, которые позволяют таким цифровым валютам существовать без центрального банка, который посредничал во всех транзакциях между анонимными пользователями.

Все началось в 2008 году, когда Сатоши Накамото выпустил технический документ под названием «Биткойн: одноранговая электронная кассовая система». В документе объясняется, как общественность может восстановить контроль над своими деньгами и переводить цифровую валюту по одноранговой сети без необходимости центрального органа для посредничества во всех транзакциях. Помимо введения криптовалюты Биткойн, о которой мы все слышали, в документе представлена ​​​​революционная система, которая распределяет хранилище данных, теперь известную как блокчейн.

Я создал глоссарий в конце статьи, содержащий несколько технических слов, используемых на протяжении всей статьи.

Google знает, где вы находитесь, как и сотни тысяч файлов cookie, которые отслеживают вас, даже мы знаем, где вы живете.

Но что вы можете с этим поделать? Это просто: Установите Surfshark VPN. Surfshark VPN использует шифрование военного уровня для защиты вашей онлайн-личности от вредоносных программ, кражи личных данных и киберпреступников. С Surfshark VPN обойти ограничения страны и предотвратить правительственную слежку так же просто, как нажать кнопку.

Оставайтесь в безопасности в общедоступных сетях Wi-Fi, защищайте устройства своей семьи и получайте доступ к заблокированным веб-сайтам. Зарегистрировавшись в Surfshark VPN по этой ссылке, вы получите ограниченную по времени скидку скидка 83%.

Действуйте быстро, так как скидка распространяется только на первые 100 человек, купивших план.

ОСНОВЫ БЛОКЧЕЙНА:

По сути, блокчейн — это новый способ хранения данных. Эти данные могут быть в форме контрольного следа одного биткойна, передаваемого с одной учетной записи на другую, или использоваться для других вариантов использования, которые могут использовать их для хранения файлов или отслеживания происхождения продуктов в цепочке поставок. Уникальный способ, с помощью которого блокчейн предназначен для хранения данных, заключается в размещении определенных объемов данных в отдельных блоках, а затем в неизменной цепочке этих блоков с использованием криптографических хэшей. Это похоже на постоянную книгу записей, которая ведет журнал всех транзакций, которые имели место в хронологическом порядке. Никакая информация/транзакции в прошлом не могут быть изменены, поскольку они тесно связаны с транзакциями до них.

НЕТ ЦИФРОВЫХ ВАЛЮТ ДО БИТКОИНА?

До того, как Биткойн был выпущен в 2008 году, никто не мог безопасно переводить цифровые валюты в Интернете. Bit Gold (в 2005 году) был неудачной попыткой Ника Сабо создать безопасную платформу для перевода цифровой валюты. Это было небезопасно, потому что он не решил проблему двойной траты.

Предположим, что Гэвин хочет отправить деньги продавцу А и продавцу Б. Помните, что цифровая валюта представлена ​​цифровым файлом, поэтому Гэвину просто нужно отправить этот файл продавцу А. Однако здесь возникает проблема: мы не можем быть уверены, что Гэвин удалил свои личная копия цифрового файла со своего компьютера после отправки его продавцу А. Гэвин может отправить тот же цифровой файл продавцу Б, поскольку он по-прежнему представляет ту же сумму цифровой валюты. Это называется проблемой двойных расходов и возникает только при работе с цифровыми валютами, а не с наличными деньгами.

Как правило, эта проблема решается наличием авторитетного посредника, который регулирует все транзакции. Такой доверенной третьей стороной может быть, например, банк, который несет ответственность за ведение учета всех транзакций, которые происходят между людьми, и следит за тем, чтобы ни одна из транзакций не была мошеннической. Это централизованное решение проблемы двойной траты.

Как раз наоборот, блокчейн предлагает децентрализованное решение — общедоступный реестр всех транзакций (зашифрованных), к которому у всех есть равный доступ. Необходимость в банке возникает только тогда, когда между сторонами возникают вопросы доверия. Чтобы устранить центральный орган, осуществляющий посредничество во всех транзакциях, требуется система без доверия. Блокчейн не требует, чтобы отдельные стороны доверяли друг другу, но по-прежнему так же безопасен, как наличие посредника, такого как банк. Он использует концепцию децентрализации для создания ненадежной системы. Проще говоря, блокчейн — это точная и постоянная запись всех транзакций, происходящих в определенной сети. Он делает это в одноранговой сети, которая управляется и обслуживается всеми вовлеченными узлами. Блокчейн опирается на общедоступную сеть компьютеров для проверки каждой транзакции. Система полагается на то, что каждый узел/пользователь в сети имеет полный доступ ко всей цепочке транзакций, которые когда-либо происходили в сети, это называется децентрализованным реестром. Компьютер каждого участника перекрестно связывает свою копию блокчейна (общедоступной книги) с другими узлами в сети. Это означает, что все узлы всегда находятся на одной странице и имеют самую последнюю копию блокчейна. раз; обновление своей копии блокчейна при добавлении нового блока в сеть.

Эта идея снижает затраты и повышает скорость транзакций за счет устранения посредников. Если кто-то попытается обмануть систему, изменив блокировку с помощью устройства, которое является частью этой сети, это будет выглядеть вопиющей аномалией для его коллег. Это приводит к концепции формирования консенсуса. Чтобы новый блок был добавлен в постоянную цепочку блоков (публичный реестр), 51% участников сети должны согласиться с тем, что он не является мошенническим. После того, как блок, отправленный в блокчейн, был проверен и принят большинством участников, формируется консенсус. Затем блок добавляется в публичный реестр, и копия блокчейна каждого участника будет обновлена.

Как правило, эта проблема решается наличием авторитетного посредника, который регулирует все транзакции. Такой доверенной третьей стороной может быть, например, банк, который несет ответственность за ведение учета всех транзакций, которые происходят между людьми, и следит за тем, чтобы ни одна из транзакций не была мошеннической. Это централизованное решение проблемы двойной траты.

Как раз наоборот, блокчейн предлагает децентрализованное решение — общедоступный реестр всех транзакций (зашифрованных), к которому у всех есть равный доступ. Необходимость в банке возникает только тогда, когда между сторонами возникают вопросы доверия. Чтобы устранить центральный орган, осуществляющий посредничество во всех транзакциях, требуется система без доверия. Блокчейн не требует, чтобы отдельные стороны доверяли друг другу, но по-прежнему так же безопасен, как наличие посредника, такого как банк. Он использует концепцию децентрализации для создания ненадежной системы. Проще говоря, блокчейн — это точная и постоянная запись всех транзакций, происходящих в определенной сети. Он делает это в одноранговой сети, которая управляется и обслуживается всеми вовлеченными узлами. Блокчейн опирается на общедоступную сеть компьютеров для проверки каждой транзакции. Система полагается на то, что каждый узел/пользователь в сети имеет полный доступ ко всей цепочке транзакций, которые когда-либо происходили в сети, это называется децентрализованным реестром. Компьютер каждого участника перекрестно связывает свою копию блокчейна (общедоступной книги) с другими узлами в сети. Это означает, что все узлы всегда находятся на одной странице и имеют самую последнюю копию блокчейна. раз; обновление своей копии блокчейна при добавлении нового блока в сеть.

Эта идея снижает затраты и повышает скорость транзакций за счет устранения посредников. Если кто-то попытается обмануть систему, изменив блокировку с помощью устройства, которое является частью этой сети, это будет выглядеть вопиющей аномалией для его коллег. Это приводит к концепции формирования консенсуса. Чтобы новый блок был добавлен в постоянную цепочку блоков (публичный реестр), 51% участников сети должны согласиться с тем, что он не является мошенническим. После того, как блок, отправленный в блокчейн, был проверен и принят большинством участников, формируется консенсус. Затем блок добавляется в публичный реестр, и копия блокчейна каждого участника будет обновлена.

Применение такой системы дает следующие преимущества:

  • Устраняет необходимость в центральном органе, осуществляющем посредничество во всех транзакциях, тем самым возвращая контроль участникам сети.
  • Сокращает время и скорость транзакций, устраняя транзакционные издержки, которые взимает центральный орган.
  • · Нет единой точки отказа, поэтому, если один узел не работает, сеть остается неповрежденной, поэтому проблем с простоем никогда не будет.
  • Безопасность данных
  • Практически неуязвим для злоумышленников
  • Доступна цепочка происхождения (аудиторский след) для каждого биткойна/файла/продукта.
  • Повышает прозрачность между сторонами, участвующими в сделке, уменьшая при этом потребность в заполнении избыточных документов.

Другой способ обеспечения безопасности блокчейнов, очевидно, связан с неизменной связью/цепочкой блоков. Простой блок содержит набор транзакций, отправленных участниками сети. Каждый блок в цепочке блоков неизменно связан с предыдущим блоком, по сути, как связанный список. Смысл такой концепции означает, что если злоумышленник попытается обмануть систему и изменить детали транзакции в прошлом блоке в публичной книге, остальные блоки в цепочке с этого момента больше не будут действителен, так как все криптографические ссылки будут разорваны. Это обеспечивает неизменность данных, хранящихся в блокчейне.

БЛОК ОБЫЧНО СОДЕРЖИТ СЛЕДУЮЩИЕ АТРИБУТЫ:

  1. Временная метка — время создания/майнинга
  2. Хэш предыдущего блока
  3. Операции/другие данные
  4. Хэш для самого блока, созданный путем объединения содержимого блока.

Интерактивный веб-сайт, демонстрирующий концепции, которые объяснялись до сих пор: https://demoblockchain.org/blockchain.

МАЙНЕРЫ:

Некоторые участники сети могут стать майнерами. Они несут ответственность за «добычу» (проверку) новых блоков, прежде чем их можно будет навсегда добавить в блокчейн. Майнеры соревнуются друг с другом, решая вычислительные головоломки и вычисляя хэши для всех атрибутов в блоке. Кроме того, майнеры обрабатывают все другие криптографические хэши, хранящиеся в блоке, которые неизменно связывают его с предыдущим блоком.

Криптографическая хеш-функция – это сложная математическая функция, которая:

  • Всегда производит кажущийся случайным вывод фиксированной длины, и он детерминирован (один и тот же ввод в функцию всегда будет давать один и тот же вывод хэша)
  • Это односторонняя функция, поэтому вывод не может быть повторно введен в функцию для воспроизведения ввода - не может быть реверсирован.
  • Ввод может быть произвольной длины.

Например, в архитектуре Биткойн Proof of Work требуется для проверки блока. Это означает, что майнеру необходимо найти псевдослучайное число, нонс, которое решает сложную задачу. Это требует много времени и вычислительной мощности. Однажды найденное значение nonce легко проверить другими участниками сети. Подумайте об этом так: из миллиарда возможных ключей к замку майнеры соревнуются, пытаясь случайным образом выбрать правильный ключ, который подходит для этого замка. Это очень сложно сделать, но как только правильный ключ будет найден, другим будет легко проверить выбранный ключ, просто проверив, работает ли он для этого замка. Как только значение одноразового номера (правильный ключ) найдено, майнер передает свой блок (в сопровождении значения одноразового номера) остальной части сети, где другие узлы могут одобрить его и навсегда добавить в цепочку блоков.

Вам может быть интересно, что произойдет, если два майнера одновременно отправят разные блоки для добавления в блокчейн. В итоге мы получаем 2 разные версии блокчейна в одной сети. Чтобы решить, какой цепочке следовать в будущем, алгоритм ждет, пока другой майнер добавит следующий блок к одной из версий цепочки. Алгоритм блокчейна всегда рассматривает самую длинную цепочку блоков, которые будут использоваться, как единственный наиболее надежный источник правды. Таким образом, более длинная цепочка принимается всей сетью, а вторая цепочка становится недействительной. Затем сеть продолжает использовать самую длинную доступную цепочку блоков.

АСИММЕТРИЧНОЕ ШИФРОВАНИЕ:

В сетях блокчейнов криптография с открытым ключом/асимметричное шифрование используется для шифрования данных, хранящихся в блоках, чтобы обеспечить безопасность деталей каждой транзакции. Это гарантирует, что только предполагаемый получатель сообщения/транзакции имеет к нему доступ. Кроме того, закрытый ключ используется для проверки отправителя транзакции.

Пояснение:

Как следует из названия, открытый ключ пользователя доступен всем в сети, в то время как закрытый ключ должен храниться пользователем в тайне. Эти ключи генерируются парами. Они математически связаны, то есть все, что зашифровано открытым ключом, может быть расшифровано только соответствующим закрытым ключом, и наоборот. Это означает, что если пользователь A хочет отправить транзакцию/сообщение пользователю B и убедиться, что только пользователь B может расшифровать и прочитать сообщение; Пользователь А зашифрует сообщение открытым ключом пользователя Б, к которому у всех есть доступ. Это связано с тем, что зашифрованное сообщение может быть расшифровано только с использованием соответствующего закрытого ключа. Таким образом, только пользователь B может расшифровать это сообщение, поскольку он единственный пользователь, имеющий доступ к своему закрытому ключу.

Точно так же, чтобы проверить источник/отправителя сообщения или транзакции, пользователь А, который отправляет сообщение, может зашифровать хэш своего сообщения (зашифрованное сообщение) с помощью своего закрытого ключа, который создает «цифровую подпись». Эта цифровая подпись сопровождает хешированное сообщение, отправляемое пользователю Б через блокчейн. Поскольку каждый в сети блокчейна имеет доступ к открытому ключу пользователя А, любой может расшифровать цифровую подпись, прикрепленную к зашифрованному сообщению, и проверить, соответствует ли она зашифрованному сообщению. См. рисунок ниже. Это подтверждает, что пользователь А должен был отправить это сообщение/транзакцию, поскольку только он имеет доступ к своему закрытому ключу, который использовался для создания цифровой подписи. Цифровые подписи сегодня используются во всех отраслях, поскольку их нельзя подделать, и поэтому они считаются более безопасными.

ГЛОССАРИЙ:

Заблокировать:

Блок — это отдельный набор атрибутов данных, который хранится в виде цепочки в децентрализованной сети. Каждый блок содержит такие атрибуты, как заголовок блока, несколько транзакций, отметку времени, его предыдущий хэш (текущий хеш предыдущего блока) и его текущий хэш (все содержимое блока передается через криптографическую хеш-функцию).

Блокчейн:

Блокчейн — это постоянно растущий список или «цепочка» записей (блоков), связанных в хронологическом порядке. Каждый блок содержит несколько транзакций, которые были обработаны майнером для формирования консенсуса. Это цифровая книга всех транзакций, которые произошли в этой сети с момента добычи первого блока.

Криптографическая хэш-функция:

Это способ математически сгенерировать случайную строку букв и цифр. Он принимает входные данные и превращается в, казалось бы, случайный вывод заданной длины. Это уникальный код/вывод, полученный при вводе, содержащем содержимое блока, и передаче его через функцию хеширования.

Асимметричное шифрование:

Асимметричное шифрование работает с двумя ключами вместо одного. Генерация пары дополнительных односторонних ключей. Открытый ключ и закрытый ключ, которые можно использовать для расшифровки данных, зашифрованных противоположным ключом. Это позволяет создавать цифровые подписи для аутентификации транзакций, а также для шифрования сообщений.

Узел:

Любой компьютер, подключенный к сети, то есть участник этой сети.

Децентрализовано:

Там, где нет центрального органа и нет центрального сервера, отвечающего всем клиентам. Все участники сети имеют равный доступ ко всей информации, и копии информации хранятся на всех узлах.

Майнинг:

Когда узлу необходимо решить сложную математическую задачу, требующую значительных вычислительных ресурсов и требующую времени для поиска правильного ответа.

Доказательство работы

Метод проверки, компьютер должен продолжать угадывать числа, пока не найдет правильный ответ и не найдет правильное значение Nonce.

Технический документ

Авторитетное руководство или отчет, кратко информирующий пользователя о конкретной проблеме и решении, которое автор мог бы разработать для решения проблемы. Помогает читателю понять проблему и обычно продвигает решение, предложенное компанией, написавшей ее. Например, бизнес, основанный на блокчейне, логически объяснит, зачем им нужен блокчейн, почему они создали монету и как работает вся система. Это документ с открытым исходным кодом, объясняющий проблему и решение, разработанное автором.

Неизменяемый

Что-то, что нельзя изменить или изменить. В данном случае это информация, хранящаяся в каждом блоке реестра блокчейна.

Происхождение

Отслеживание права собственности на продукт от происхождения до настоящего времени. Используется для подтверждения права собственности на товар и укрепления доверия клиентов.

Первоначально опубликовано на https://aidaily.co.uk 9 июня 2020 г.