m.alexander

Работа алгоритма блокчейн Биткойна в схеме.

1. Кто-то осуществляет перевод средств (транзакцию) на кошелек другого;

2. Узлы (от двух до «сколько влезет») заверяют транзакции, проверив наличие денег на кошельках и необходимых условий;

3. Больше половины узлов должны подтвердить правильность (валидность) транзакции прежде, чем она запишется в блок;

4. Формируется блок из определенного кол-ва проведенных транзакций;

5. Блок добавляется в блокчейн.

Копия блокчейна хранится на каждом узле, и доступ к блокчейну прозрачен.

Теперь подробнее:

Существуют разные способы хранить данные. Обычно, базой данных называют совокупность определенного количества данных, структурированных таким образом, чтобы вычислительная машина могла найти и получить доступ к нужным данным. Далее база данных будет упоминаться как БД.

Блокчейн - один из способов хранения базы данных. Простыми словами, это много копий, раскиданных по 2+ узлам. Для того, чтобы новые изменения были записаны в БД, более половины узлов, осуществляющих работу, должны прийти к соглашению (консенсусу) о правильности новых данных. В принципе, минимум 51% согласных/не согласных узлов — это негласный стандарт, и можно ставить более высокие значения. Среди проектов есть примеры, где требуется 60-70% согласных узлов. Если потенциальный хакер сможет взломать 51% узлов, то у него появится возможность влиять на валидацию транзакций, тем самым нарушив работу сети или внести новые данные. Почему нельзя изменить старые записи, объясню ниже.

Пометка: 51 процент является отсылкой к Проблеме Византийских Генералов (второй версии задачи), где несколько генералов планируют совершить атаку. Среди генералов есть предатель или несколько предателей. Как прийти к соглашению? Нужно, чтобы 51% генералов были честными и пришли к соглашению. Грубая интерпретация задачи.

Источник: Steemit

Каждая транзакция сохраняется и отправляется узлам, которые проверяют ее валидность (актуальность, правильность). Несмотря на то, что мы говорим о транзакциях, в блокчейне можно хранить и другие типы данных. На данный момент, в большинстве своем, это все таки транзакции. Валидность определяется узлами благодаря прозрачности всей системы: сколько доступных токенов (криптовалютных единиц) было на кошельке А и кошельке Б, подтвердил ли операцию А . Историю транзакций можно отследить с начала времен, поэтому кошелек с горы не может взять и наколдовать себе токенов, а потом перевести их другому.

Интересный факт: если ты потерял кошелек с криптовалютой, то вернуть/восстановить средства не получится. С этим связана одна интересная история, которую приведу в конце статьи в главе «Бонусы».

Узлы — это своеобразные двигатели блокчейна. Это компьютеры с установленным ПО, которые участвуют в работе блокчейна, заверении транзакций, майнинга, и прочей приблуды, которую посчитают нужным включить разработчики блокчейна. Чем больше узлов в блокчейне, тем труднее его взломать (помним про 51%).

После того как транзакция подтверждается узлами, то она вместе с другими транзакциями отправляется в блок, который потом и добавляется в блокчейн. После этого дороги назад, так сказать, нет, потому что после добавления записи в блок, изменить ее уже не получится. Пока транзакция не добавлена в блок, она не считается подтвержденной.

Каждый узел имеет инструкцию по включению ограниченного количества транзакций в блок. Это предоставляет определенную безопасность сети, так как нельзя провести DDoS-атаку из-за наличия максимального кол-ва допустимых транзакций в блоке. Если в блок пихаются транзакции, которые не являются валидными, то вредоносные узлы блокируются (обычно), а оставшиеся 51%+ продолжают работу.

Нельзя внести изменения в алгоритм блокчейн, не получив согласия большинства узлов. Как только большинство приходит к консенсусу (соглашению), изменения в работу программы вносятся, и происходит «ответвление» от старого блокчейна (узел на старом блокчейне не будет восприниматься узлами на новом). Подобная операция называется форком. Форки нужны для того, чтобы добавить новый функционал блокчейну или исправить старые ошибки.

Пометка: блокчейны бывают разные. На каждый проект имеется свой блокчейн (если он, конечно, не является частью платформы, такой как Эфириум). У многих из них есть своя технология, которая отличается от того же медлительного Биткойна. При более тщательном изучении можно столкнуться с понятиями «Блокчейн второго/третьего поколения» — это означает продвижение технологии с устранением старых проблем. Есть и другие осуществления распределнной базы данных, которые технически нельзя назвать блокчейном, но, для понятливости, мешаются в общей тарелке.

Суммируем плюсы/минусы от блокчейна:

- Блокчейн может быть безопасным. Слишком много усилий надо приложить хакеру или хакерам для взлома большого количества узлов;

- Прозрачность и надежность: после того, как транзакция была сохранена в блокчейне, в любой момент времени можно отследить все транзакции и нельзя изменить уже записанные;

- Нет необходимости в посреднике. В данном случае больше всего это нервирует банки и регуляторов, так как нельзя контролировать поток перемещаемых средств;

- Время: заверение транзакций, таскание блокчейна на каждом узле, отнимает время, что сильно влияет на пропускную способность и время-затраты.

Понятия, встречающиеся в индустрии

Майнинг. Это решение математических задач, которые выполняются майнерами (“добытчиками ископаемых”, с перевода на русский), которые так же могут быть узлами (зависит от блокчейна). К примеру, работа Биткойна основана на майнерах. Чем больше людей в сети, тем больше майнеров и вычислительных мощностей требуется. Энергия, потраченная на майнинг биткоинов в 2017 году сравнялась с потребление всей Ирландии. После решения математических задач, система выпускает новый биткойн, распределяя его между участниками согласно потраченным вычислительным мощностям. По сути, решение математических задач - это бесполезная трата энергии и ресурсов, чтобы доказать, что у тебя реально есть такая мощность и твои компы приложили много усилий.

Майнинговая ферма для добычи Эфира. Источник: Usethebitcoin

Помимо майнинга, есть и другие виды выпуска криптовалют: централизованный выпуск, выпуск, привязанный к использованию криптовалют внутри экосистемы. Майнинг сейчас уходит на задний план, так как почти везде, кроме Китая и Парагвая, электричество, потраченное на один биток, дороже самого битка. В принципе, майнинг не имеет отношения к самой технологии блокчейн, за исключением того, что он привязан к Битку и криптовалютам благодаря Сатоши Накамото, таинственному создателю/создателям Биткойна.

ICO (Initial Coin Offering). ICO — это финансовый термин, который относится к публичному предложению монет/токенов/коинов. По сути, это один из неофициальных видов IPO (Initial Public Offering), процесса выпуска акций компанией. ICO является способом привлечь инвестиции в обход строгих критериев при проведении традиционных раундов инвестирования. Стоит отметить, что, по сравнению с 2017 годом, 2018 отмечает сильный спад в подобном виде инвестирования (более чем на 70%). Хайп закончился.

Смарт-контракты. Это понятие было введено давно, но получило популярность благодаря Виталику Бутерину и его команде проекта Ethereum (Эфириум).

Источник: Cryptona

Это второй криптовалютный проект после Биткойн по популярности. Особенность: возможность создавать приложения, используя платформу Эфириум. В данном случае Эфиры (криптовалютные единицы) служат своего рода газом для выполнения функций смарт-контрактов. Смарт-контракт - это программа, которая автоматически следит за соблюдением и выполнением условий контракта на блокчейне. То есть, при заданных заранее условиях, программа проверит правильность всех условий с помощью блокчейна, а потом автоматически выполняет контракт. Сама криптовалюта эфир может использоваться как валюта и как газ (необходимо потратить определенное кол-во эфиров для исполнения смарт-контракта, к примеру, или для запуска приложения). На данный момент блокчейн Эфириума весит 1ТБ и каждое новое приложение и узел должны тащить с собой всю БД (эту проблему сейчас стараются решить).

Стандарты токенов. Это понятие так же пришло из Эфириума. Создавая токены на платформе, появилась необходимость в наличии стандартов смарт-контрактов, и они не заставили долго себя ждать. Грузиться особо не надо, но стоит иметь в виду, что ERC-20 — это стандарт токена для платформы Эфириум. Стандарт включает в себя несколько функций, которые должны быть доступны в смарт-контракте для работы на платформе. Позднее были выявлены уязвимости этого стандарта и в мир пришли другие нормы, хотя ERC-20 все еще остается самым популярным благодаря популярности самого Эфириума. Впрочем, кого волнуют эти проблемы кроме разработчиков? :)

Use-кейсы применения технологии:

Кроме Биткойна и Эфириума, есть еще и другие способы применить технологию блокчейн. Ниже приведены некоторые примеры

Ripple

Компания Ripple, одна из крупнейших по капитализации сегодня, начала работу как площадка для создания криптовалют без блокчейна еще до появления Биткойна. Их целью было создание возможности проведения моментальных международных транзакций. На данный момент банки уже тестируют (некоторые уже и внедряют) их технологии. Вот как выглядит обычная схема проведения международных транзакций:

«Путешествие» транс-граничной транзакции сегодня. Источник: Ripple

Вот так выглядит схема с участием технологии Ripple:

Источник: Ripple

Lition

Lition — это интересный проект, с которым я ознакомился недавно. Компания разработала технологию на основе блокчейн, которая позволяет клиентам покупать электроэнергию и другие похожие ресурсы в Германии напрямую от производителей без необходимости в компании-посреднике. Итог: даже при покупке «зеленой энергии», которая в добыче дороже обычной, но которая так же является основным предложением Lition, клиенты экономят до 20%. Эта цифра говорит лучше всего другого о выгодах отсутствия посредника. Стоит отметить, что проект работает на платформе Ethereum (Эфириум), но ребята активно ищут другие возможности реализации технологии, так как популярная площадка сложна в эксплуатации.

Bitcoin

Куда же без него. Учитывая, что этот проект является созданием аналога традиционных денег, другой функции у него нет. Упомянул в списке для того, чтобы подчеркнуть один минус блокчейна: пропускная способность сети битка составляет 7 транзакций в секунду. На этом пока что все, что хочется сказать об этой криптовалюте. Есть проекты, которые стремятся увеличить пропускную способность или сделать из Биткойна площадку, аналогичную Ethereum, но пока что это все еще проекты и реального масштабного применения не наблюдается.

Заблуждения:

Существует большое количество заблуждений о Биткойне, блокчейне и криптовалютах, и я привел некоторые:

Источник: TheJobNetwork

1. Блокчейн = криптовалюта. Это не так. Технологии разные, понятия разные. Блокчейн — это база данных. Крипта может выступать как валюта, актив или токен для получения доступа к услугам. Помним на примере Ripple: крипта существовала и до привязки к блокчейну и наоборот.

2. Блокчейн — революционная технология. Это не так. Блокчейн помогает избавиться от посредника, помогает достичь прозрачности. Но он не изменит образ жизни человека в радикальном отношении.

3. Блокчейн нужен всем и вся. Это тоже не так. Технология активно изучается финансовыми институтами, бизнесами, связанными с логистикой, но кроме как удешевление и упрощение, этой технологии нечем похвастаться. Не будет панацеи от всех проблем.

4. Блокчейн и искусственный интеллект — сила. Частенько проекты (в основном, мошеннические) кричат о своем проекте в связке «Мы активно применяем ИИ, Интернет вещей и блокчейн для создания технологии будущего.» Да, в связке можно достичь определенных целей, но, в данном случае одно в другом совсем не нуждается. Это просто маркетинговая уловка.

5. Биткойн — это пирамида. Одним из главных признаков пирамиды является принципе «инвестируй $1, приведи четырех друзей и ты получишь часть их инвестиций». Биткойн не строится на подобной схеме. Цена на Биткойн сейчас регулируется спросом-предложением, как и прочие вещи в этом мире.

6. Биткойн — это пустышка, поэтому никогда не заменит деньги. Здесь нужно немного разобраться, потому что упрощенная схема вызвала определенный негатив. Что такое деньги? По сути, это упрощенная цепочка обмена одного товара на другой. Исторически сложилось, что монеты были сделаны из металла и представляли стоимость этого же металла. При большом количестве монет, стало неактуальным носить с собой кошельки, набитые огромными кучами монет, и тогда стали появляться подобия банков. Они работали по принципу «дай мне монеты, я буду хранить у себя, а тебе дам заверение того, что у меня есть твои монеты, и это заверение стоит столько же, сколько монеты.» Сравнение грубое, но, надеюсь, понятное. Деньги могут быть обеспечены металлом или другим видом продукта, но, по больше части, это все таки металл и это все таки золото. Теперь касательно «пустышки»: каждый день ЦБ США сообщает стоимость доллара, что и является отправной точкой. Как они определяют цену — совокупность большого количества факторов, но, по сути, это убеждения узкого круга людей, отвечающих за экономику. Держим в голове описанное выше и понимаем, что наша финансовая система держится на ряде решений ряда людей, что, в свою очередь, также не вызывает доверия. Золото — это металл, о цене которого договорились. Как только страны решат, что оно никому не нужно, оно станет олицетворением «бесполезности». Так же с Биткойном за исключением того, что он не регулируется узким кругом людей.

7. Блокчейн похож на Spreadsheet в Google Docs. Неплохое сравнение, но немного неточное. В этом примере подразумевают, что у всех участников есть доступ к базе данных и каждый может вносить изменения и все это видят. Давайте не забывать, что spreadsheet находится в централизованном месте: сервере Google. Сравнение было бы больше похоже, если бы каждый участник хранил у себя копию и при внесении изменений участвовал в подтверждении изменений, а так же вносил их к себе.

Пожалуй, все :) Статья написана по заказу человека, который желал понять блокчейн без углублений в технологию. Вопросы, комментарии, указание ошибок приветствуется.

Бонусы

В 2017 году в сети промелькнула новость о том, что один молодой человек «случайно выбросил» жесткий диск с Биткоинами общей стоимостью 127 миллионов долларов. Он хотел арендовать склад отходов, чтобы перерыть весь мусор, но администрация не позволила ему этого сделать.

—

Блокчейн не сможет провести внешнюю транзакцию на другой блокчейн. Проблема называется cross-atomic swap и подразумевает прямой перевод одного токена на другой без участия посредника. Учитывая, что сила технологии блокчейн в ее стабильности и невозможности изменить без согласия всех участников — код одной БД не будет сочетаться с кодом другой БД. На данный момент обмен одного токена на другой осуществляется через биржи в виде пар. По сути, биржи просто покупают один вид токена, и отправляют другой.

—

Говоря о торговых биржах: не каждый трейдер/инвестор знает, что, проводя операции в обенниках, они не являются хозяевами средств, пока не вывели их на сторонний кошелек. Приватные ключи от кошельков бирж принадлежат владельцам бирж, что автоматически делает их абсолютными хозяевами. В любой момент, если совесть позволит, они могут взять средства со всех зарегистрированных кошельков и исчезнуть в тумане. Решили трейдить — переводите себе на сторонний кошелек :)

---

Все фото брались из инернета, источники указаны. Баянометр ругался на фото майнинговой фермы, которая уже была в одном нерелевантном посте. Так же выдало комбайн и якутские маслята. Оригинал статьи находится на моей странице ВК, а сюда статья помещена для ознакомления тем, кому может быть интересно.