Теория технологии блокчейна появилась еще в 90-х гг прошлого века, но впервые ее использовали в 2010-х. В этой статье мы расскажем о том, что такое блокчейн, для чего технология используется и каковы ее перспективы.
Что такое блокчейн простыми словами
Если упрощенно, блокчейн — это универсальная система для хранения и передачи данных, ключевой характеристикой которой является децентрализованность. То есть все данные разбиваются на блоки, которые хранятся не на каком-то конкретном сервере, а на компьютерах участников сети в зашифрованном виде.
Такая система позволяет надежно защитить информацию, и поэтому с успехом используется при работе с финансами, например, те же криптовалюты используют именно блокчейн.
Благодаря тому, что все данные хранятся на разных компьютерах в разрозненном виде, получить к ним несанкционированный доступ трудно. Такая децентрализация позволяет не сосредотачивать возможность контроля данных в руках одного человека или организации.
Разница между блокчейном и биткоином
Биткоин — это децентрализованная криптовалюта, которая работает на принципах блокчейна. Биткоин по сути является частью блокчейна, а сам блокчейн — компонентом системы Интернет Web 3.0.
Поэтому сравнивать эти два понятия не совсем корректно, хоть они и перекликаются друг с другом.
Виды блокчейна
Есть несколько основных видов блокчейна, которые используются для решения конкретных задач. Рассмотрим их подробнее.
| Вид блокчейна | Ключевые особенности |
| Публичные блокчейны | Блокчейн с максимальной степенью децентрализации, работа которого регулируется при помощи алгоритмов согласия. Подключиться к сети может любой. На этом блокчейне работают все популярные криптовалюты: Bitcoin, Ethereum, Cardano, Polkadot |
| Частные блокчейны | Блокчейны, которыми управляют конкретные организации. Подключиться можно только по приглашению участника с соответствующими правами. Сети такого типа позволяют выполнять финансовые расчеты между компаниями и эффективно управлять логистикой |
| Гибридные блокчейны | Совмещают в себе характеристики публичных и частных блокчейнов. Те, кто управляет такими блокчейнами, могут скрывать данные от других пользователей, но не имеют возможности их изменить |
| Консорциумные блокчейны | Это одна из разновидностей частного блокчейна, но в этом случае сетью управляет не одна компания, а несколько — те, которые преследуют общие цели. По остальным параметрам консорциумные блокчейны — точная копия частных |
Уровни блокчейна
Структура блокчейна предполагает наличие нескольких уровней, которые еще называют слоями. Рассмотрим основные уровни блокчейна для того, чтобы лучше понять его структуру.
1. Layer 0 или L0
Это «нулевой» уровень, на котором размещаются многочисленные надстройки, позволяющие обеспечивать взаимодействие между разными блокчейнами первого уровня. Такой промежуточный слой необходим потому, что блокчейны первого уровня никак не связаны между собой и не могут взаимодействовать между собой самостоятельно.
2. Layer 1 или L1
Блокчейны первого уровня фундаментальны и предназначены для решения классических задач: например, обеспечение алгоритма консенсуса, поддержание инфляционной модели, функционирование прикладных языков программирования. Они самостоятельны и могут функционировать по отдельности,.
3. Layer 2 или L2
Блокчейны второго уровня предназначены для масштабирования. Они выпполняют транзакции намного быстрее, чем блокчейны L1, а затем возвращают результаты на первый уровень для дальнейшей работы. Есть несколько вариантов L2 в зависимости от принципов, на которых они построены.
4. Layer 3 или L3
Это прикладной уровень, который технически не относится к блокчейну. На нем размещаются децентрализованные приложения и протоколы, которые обеспечивают беспроблемную работу приложений.
Как блокчейн работает и защищает данные
В этом разделе мы рассмотрим основные принципы работы блокчейна и его алгоритмы защиты данных. Блокчейн работает по довольно сложной схеме — прежде чем попасть в блоки, данные проходят несколько этапов. О них мы подробнее расскажем ниже.
- Сбор данных транзакции. На этом этапе все необходимые сведения о конкретной транзакции собираются в одно целое и готовятся к процедуре проверки.
- Проверка информации узлами. Второй этап, на котором узлы блокчейна проверяют целостность и правильность загруженных данных — только после такой проверки транзакция может быть одобрена.
- Создание блока с данными. На этом этапе данные записываются в совершенно новый блок, который и будет добавляться в сеть.
- Добавление хеша для защиты. При помощи этой процедуры блок получает специальный уникальный код, который называется хешем — он гарантирует подлинность блока.
- Добавление блока в цепочку. Заключительный этап, в котором блок добавляется к уже существующей цепочке, тем самым обеспечивая максимальную безопасность и прозрачность данных.
Как проверяются новые блоки и транзакции
У блокчейна имеется собственный алгоритм для проверки целостности и правильности новых блоков и транзакций. В этом разделе мы рассмотрим его подробнее. Для проверки используются специальные механизмы Proof of Work или PoW и Proof of Stake или PoS.
- PoW. Этот механизм требует наличия производительного оборудования, которое способно решить весьма сложные математические задачи. Только после решения задачи новая транзакция добавляется в блокчейн. Это самый надежный способ проверки, но он потребляет очень много энергии и является одним из самых дорогих.
- PoS. Более простой и менее энергозатратный способ проверки, в котором все транзакции проверяются участниками сети, которые уже имеют монеты или токены. Чем больше токенов у конкретного участника, тем выше его шанс подтвердить транзакцию и заработать на этом.
Где используется технология блокчейна
Технология блокчейна может использоваться в совершенно разных сферах деятельности человека. Ей можно найти применение, например, в таких сферах:
- Финансы. С помощью блокчейна денежные переводы стали быстрыми, простыми и максимально безопасными, например, банк JPMorgan использует для переводов денег именно платформу блокчейн.
- Логистика. Блокчейн позволяет мгновенно отследить любой товар по всему его пути следования — от производителя до полки в магазине. Точно так же можно отслеживать почтовые посылки.
- Здравоохранение. В этом случае блокчейн может использоваться для защиты медицинских данных. То есть врачи получают только те данные о пациенте, которые им нужны, и не имеют доступа к другой информации, что существенно сокращает утечки информации.
- Юриспруденция. Технология подходит для создания смарт-контрактов, которые будут автоматически выполняться при соблюдении определенных условий. Это позволяет существенно ускорить сделки и сделать их максимально прозрачными — настолько, насколько это возможно в данный момент.
- Криптовалюта. Сейчас все криптовалюты основаны на блокчейне, поскольку эта система позволяет сохранить анонимность, и при этом проводить операции с максимальной степенью прозрачности.
- Авиаперевозки. С помощью блокчейна некоторые компании реализовали продажу авиабилетов. Известно, что такой технологией пользуются многие авиаперевозчики, например, S7 Airlines из отечественных.
- Заключение контрактов. Блокчейн дает возможность создавать и заключать смарт-контракты, и этим активно пользуются многие компании. Например, Microsoft, UPS, FedEx, Barclays.
Комментарий эксперта
Подробнее о блокчейне рассказал Илья Дружинин, глава отдела безопасности распределенных систем, Positive Technologies.
Почему блокчейн считают более безопасной технологией?
Блокчейн безопаснее благодаря децентрализации, криптографической защите и неизменности данных. Децентрализация устраняет единую точку отказа, что значительно усложняет взлом сети. Криптография надёжно защищает данные и доступ к ним, а неизменность гарантирует, что записи невозможно незаметно изменить или удалить. Прозрачность позволяет любому проверить достоверность данных. Эти свойства делают блокчейн более устойчивым к взломам и мошенничеству по сравнению с традиционными системами.
Главное о технологии блокчейн
Что нужно знать о блокчейне.
- Блокчейн — это децентрализованная система хранения и передачи данных, в которой данные шифруются и объединяются в независимые блоки.
- Биткоин и блокчейн — это разные вещи, поскольку биткоин — это криптовалюта, которая использует технологию блокчейн.
- Есть несколько основных типов блокчейна и каждый из них предназначен для выполнения конкретных задач.
- Перед тем, как попасть в блокчейн, информация проходит несколько этапов обработки и проверки.
- Использовать блокчейн можно в разных сферах: от финансов до здравоохранения.
