Что такое блокчейн или полное руководство для начинающих

Рост популярности криптовалюты у многих пробудил желание обратить внимание на эту область и оценить перспективность используемых технологий. И в первую очередь — блокчейна, ставшего подлинным прорывом в цифровом мире благодаря уникальности системы хранения и передачи данных. Его перспективность и широкие возможности позволяют достигать глобальных целей в разных сферах.

Подробнее о том, что такое блокчейн и о его главных особенностях вы сможете узнать из нашего материала для чайников.

Определение блокчейна

Блокчейн — это определенная последовательность блоков, соединенных непрерывно между собой в цепочку. В каждом из блоков содержится информация, причем ее достоверность подтверждена узлами (компьютерами) сети. Чтобы изменить любой отрезок blockchain, необходимо редактировать и все последующие. Вся цепочка блоков хранится на устройствах участников сети.

Таким образом, блокчейн является распределенным цифровым реестром, содержащим в себе информацию о всех проведенных транзакциях на разных устройствах. Простыми словами — вся концепция технологии представляет собой уникальный метод надежного шифрования, передачи и хранения данных в распределенной сети. Удаление и подделка записей практически невозможна.

Ключевые моменты в работе блокчейна

В некотором роде, blockchain — это типичная база данных, но только более совершенная. Попробуем упрощенно рассмотреть принцип работы сети:

• Создание транзакции. Отправитель в кошельке создает операцию по передаче определенного количества монет. Она может содержать следующую информацию: данные участников сделки, ее условия, место проведения, количество предварительных условий и их выполнение. Важными компонентами создания любой транзакции являются приватный и публичные ключи. Последний доступен каждому участнику сети и, по сути, является идентификатором кошелька. Приватный ключ доступен только владельцу кошелька — с его помощью происходит подтверждение транзакций.
• Подтверждение транзакции. Для включения вашей операции в общую цепь необходимо подтверждение других участников сети. Процедура называется «достижение консенсуса», и для каждого типа блокчейна она отличается.
• Создание блоков. После подтверждения операция записывается в блок. В нем содержится разнообразная информация: дата и время сделки, все подтвержденные операции, а также расшифрованный хэш текущего блока и часть предыдущего. Стоит отметить, что именно хэш является тем звеном, которое связывает все части сети вместе, создавая единую цепь. Благодаря этому блокчейн считается неизменным, т. е. базой данных без возможности редактирования.
• Распространение блоков. После формирования блока информация об этом распространяется между всеми участниками сети.

Преимущества и недостатки блокчейн

Как и любая технология, используемая для улучшения эффективности работы различных отраслей, blockchain имеет плюсы и минусы. Из преимуществ можно отметить:

• Анонимность. Блокчейн позволяет каждому пользователю проводить любые операции без афиширования личных данных.
• Прозрачность. Каждому участнику сети доступна информация обо всех транзакциях, которые когда-либо были проведены. Это стало возможно благодаря изначальной открытости системы.
• Децентрализации. Это означает, что блокчейн не имеет единого управляющего органа или центра. Поддержка работы системы возложена на каждого участника, для чего было введено такое понятие как «распределенная сеть».
• Распределение. Хранение данных на множестве узлов позволяет создавать устойчивые к внешним атакам и внутренним сбоям сети. Даже при отключении одного или десятка узлов, в блокчейне не произойдет существенных изменений, поскольку копии базы данных также сохранены на других узлах.
• Высокая скорость. Чтобы провести операцию в блокчейне, пользователю необходимо всего несколько минут. Это существенный плюс, особенно по сравнению с международными переводами, которые иногда занимают более суток.
• Низкие комиссии. При сравнении комиссий, существующих в учреждениях традиционной финансовой системы, сети blockchain предлагают более выгодные условия.
• Отсутствие посредников. При заключении сделок пользователям не нужны услуги третьей стороны — с этим справляется смарт-контракт, а также нет необходимости в проверке транзакций майнерами или валидаторами (в зависимости от типа блокчейна). В результате снижаются затраты на комиссии и оплату услуг посредников.
• Надежность. Неизменность добавленной в блоки информации делает систему очень стабильной и надежной. При необходимости сохранения важных документов или баз данных сеть блокчейна может стать идеальным выбором как для небольших, так и для крупных компаний. Вся информация остается общедоступной, поэтому ее изменения просто отслеживать, а нужные изменения легко вносить.
• Равные права. В blockchain каждый участник сети имеет равные права. Преимущества могут проявляться только в вопросе принятия решений в некоторых видах блокчейнов, например, в PoS.

Из недостатков блокчейна следует отметить:

• «Атака 51%». Несмотря на высокую степень сопротивляемости алгоритма Proof of Work, на сети blockchain постоянно совершают атаки. Одной из самых известных считается так называемая «Атака 51%». Ее суть в том, что перехватить контроль над блокчейном возможно только в случае получения доступа к более чем 50% мощностям сети. Если какой-либо участник системы сможет выполнить это условие, он получит возможность вносить изменения в транзакции.
• Альтернатива восстановления. Подтверждение права собственности пользователя на монеты или данные происходит с помощью приватного ключа. Его утеря приводит к потере доступа к своему бумажнику или месту хранения данных. Особенно это актуально для хранилищ, выполняющих генерацию приватных ключей сразу на устройство пользователя. Например, так работают некастодиальные кошельки. Они отличаются повышенной безопасностью, но некорректная реализация может принести разочарование — в виде потери доступа к своим деньгам. Чтобы исключить подобные неприятности, приватные ключи и сид-фразу следует хранить в нескольких и разных местах.
• Невозможность изменения данных. Blockchain устроен так, что после внесения транзакции в блок, ее изменение невозможно. С одной стороны, это повышает безопасность сети, но с другой — исключает даже теоретическую возможность отмены ошибочных действий.
• Загрузка памяти. Все сети со временем накапливают большие объемы данных, что может подтолкнуть пользователей к отказу от скачивания всего реестра. Например, блокчейн биткоина уже «весит» около 500 ГБ, поэтому майнерам требуется регулярно увеличивать память на компьютере. Такой большой «вес» реестра требует практически недельной синхронизации данных.
• Высокий расход электроэнергии. Из-за повышения сложности работы сетей, особенно на алгоритме Proof of Work, требуется все больше мощностей для их функционирования. По состоянию на 2022 год, на майнинг тратилось столько электричества, сколько потребляет Испания.

Области применения блокчейн

Уникальность технологии делает возможным ее реализацию в разнообразных сферах благодаря уже существующим инструментам. Рассмотрим каждый подробнее.

Смарт-контракт

Смарт-контракт — специально созданная программа (протокол) с установленными математическими алгоритмами, позволяющими полностью контролировать процессы проведения сделок. Все смарт-контракты сохраняются на блокчейн-платформах, где и происходит заключение договоренностей. В обязательном порядке контракт имеет прописанные условия для обеих сторон договора, возможные санкции и штрафы в случае их невыполнения.

Для чего нужны смарт-контракты в каких сферах их применяют:

• Финансовая. С помощью смарт-контрактов можно облегчить выполнение процессов, связанных с выдачей и погашением кредитов, открытием счетов, обнаружением мошеннических схем и т. д.
• Здравоохранение. В этой сфере постоянно формируется большое количество различной информации, в том числе конфиденциальной. Для исключения ошибок в медицинских базах данных используют смарт-контракты. Они позволяют легко автоматизировать процесс передачи и согласования всей информации.
• Авторские права. Смарт-контракты отлично совершенствуют сферу авторского права благодаря возможности четкого и нерушимого подтверждения того, кому именно принадлежит конкретный труд. Особенно это важно для индустрии цифрового контента. Этот инструмент дает возможность наладить взаимодействие с компанией-заказчиком и автором.
• Выборы. Технология смарт-контрактов может значительно упростить проведение избирательной компании и обеспечить максимальную беспристрастность. Условия, заложенные в контракте, невозможно нарушить или каким-либо образом произвольно применить по своему усмотрению.
• Аренда. Практика аренды может стать удобной и практически автоматической, а заключение договоров на сдачу недвижимости сведется к нескольким кликам мыши.
• Азартные игры. Внедрение смарт-контрактов в сферу гэмблинга позволит повысить доверие к индустрии азартных игр. Внедрение алгоритма, обеспечивающему и контролирующему четкое исполнение ранее оговоренных условий, исключает возможность махинаций.

DApps

DApps — децентрализованные приложения, объединяющие смарт-контракт и интерфейс для клиента. По сути, DApps работают на блокчейне, поэтому отличаются надежностью, прозрачностью и неизменностью данных. Ключевые направления, где реализуется DApps:

• Аукционы. С помощью децентрализованных приложений можно стандартизировать проведение аукционов, исключив манипуляции и разнообразные способы мошенничества при их проведении.
• Верификация пользователей. Это актуально в сфере оказания онлайн-услуг, например, в банках, на биржах и в других компаниях, требующих идентификации клиентов.
• Рынок предсказаний. DApps отлично проявили себя на площадках, где происходит торговля различными событиями, которые могут произойти с определенной долей вероятности в будущем. Например, выигрыш в спортивных играх или забегах.

DeFi

DeFi или децентрализованные финансы — ценный набор инструментов, которые работают на основе публичных блокчейнов. Подобные системы могут включать в себя абсолютно все услуги и операции, необходимые и реализуемые в банковской сфере. Каждому пользователю доступны инструменты DeFi, а также управление своими активами с помощью децентрализованных приложений dApps и пиринговых площадок р2р.

Главные направления применения DeFi:

• кредитование;
• управление активами;
• создание стейблкоинов;
• площадки для ставок;
• децентрализованные биржи.

NFT

NFT — это невзаимозаменяемые токены, которые подтверждают право собственности на физический или цифровой объект. Подтверждение происходит при помощи смарт-контрактов. Каждый токен является уникальным и не может быть заменен на какой-либо другой, поэтому двух одинаковых NFT в природе просто не существует.

Где используются невзаимозаменяемые токены:

• выпуск уникальных предметов в игровой сфере;
• лицензирование контента путем создания из него NFT;
• присвоение авторских прав произведениям искусства, коллекционным предметам и т. д.;
• получение и закрепление права собственности на недвижимость, земельные участки.

GameFi

GameFi — это игровые экосистемы, разработанные и функционирующие на основе блокчейна. Пользователи могут зарабатывать при помощи развития персонажей, которые представляют собой NFT. В дальнейшем персонажей можно продавать и получать прибыль. Следует отметить, что подобные игры вполне совместимы с любыми инструментами DeFi, например, займами или фармингом.

Криптовалюта

Криптовалюта — цифровые активы, не имеющие физического аналога. Их функционирование обеспечивается пользователями-узлами, которые связаны между собой в блокчейне. Где используется крипта:

• долгосрочные инвестиции;
• платежи за товары и услуги;
• выплата заработной платы;
• кредитование;
• трейдинг;
• благотворительность.

В мире уже существует множество блокчейнов и функционирующих в их системе криптовалют. Перечислим наиболее популярные:

• Ethereum. Одна из фундаментальных платформ блокчейнов, имеющая одноименный протокол. Именно с его помощью разрабатывают приложения категории dApp. Такая популярность обусловлена наличием смарт-контрактов.
• Binance Smart Chine (BNB). Платформа предназначена для работы со смарт-контрактами. Отличается высокой скоростью обработки данных, а также низкими комиссиями. BNB совместим с различными блокчейнами.
• Solana. Ключевыми преимуществами blockchain является скорость и финансовая доступность. Для разработчиков и пользователей комиссия составляет менее $0,01.
• Cardano. Блокчейн по своей функциональности очень похож на Ethereum, но отличается большей простотой операций. А на базе Cardano можно создавать надежные и масштабируемые приложения.
• Ripple. Главным преимуществом экосистемы Ripple считаются скорость и дешевизна транзакций, что позволяет делать быстрые переводы в любую часть земного шара. Также отличается масштабируемостью и надежностью.

Перспективы блокчейн

Ожидается, что в будущем человечество начнет более глобально использовать блокчейн, чем в современном мире. Его преимущества и возможности расширят список сфер реализации этой ценной технологии. При правильном подходе станет возможным:

• искоренение коррупции;
• отсутствие финансовых махинаций;
• максимально точное соблюдение законодательства;
• сокращение количества монополистов в финансовых сферах.

На сегодняшний день блокчейн активно внедряется во всем мире. В разных странах процесс находится на различных этапах. Например, в США, Нидерландах, Эстонии блокчейн используется для регистрации недвижимости и ведения земельного кадастра. В США технологию уже применили во время проведения выборов. В России блокчейн внедряют в деловую жизнь ради повышения эффективности бизнеса и расходов.

В целом, применение blockchain в разнообразных сферах приведет к необходимости соблюдать установленные на государственном уровне законы. Это связано с прозрачностью системы и доступностью всех операций для каждого пользователя.