Блокчейн

Что такое блокчейн?

Блокчейн - это особый вид базы данных, в которой возможно данные вносить, но не возможно их изменять или удалять. Транзакции периодически добавляются в систему посредством блоков, вместе с информацией об остальных транзакциях и прочими метаданными.

Блокчейны именуют цепочками, потому что блоки добавляются как звенья одной цепи. В каждом блоке содержится часть информации из предыдущего, в частности это хеш прошлого блока, что и связывает их.

Следовательно, внести изменения в какой-нибудь даже очень старый блок невозможно, так как изменится его хеш, а значит и все последующие блоки. Поэтому изменения будут замечены всеми участниками сети и произойдет это мгновенно.

Каждый участник сети, который хочет выступать в роли ноды и заниматься валидацией (проверкой) блоков должен загрузить блокчейн целиком на свое устройство. Когда такой участник получает блок, он проверяет его и, либо отклоняет, либо подтверждает оный. В случае подтверждения, нода рассылает валидный блок другим участникам сети. Получившие новый, здоровый блок рассылают его дальше, и так, пока вся сеть не получит его. То же самое происходит с неподтвержденными транзакциями - это ваша транзакция, которая объявлена, но еще не подтверждена (не исполнена) участниками сети.

Как блоки добавляются в блокчейн?

Поскольку система держится, в данном случае, на взаимосвязанных блоках, целостность всей цепочки может быть нарушена в случае записи хотя бы одного блока с ложной информацией. В то же время, в самой сети отсутствует центральный элемент, некий администратор или руководитель этой самой сети. В связи с этим возникает логичный вопрос - кто или что является гарантом честной работы всех участников сети?

Накомото предложил нам новую идею алгоритма консенсуса. Конкретно в блокчейне реализован предложенный Proof-of-Work (Доказательство выполнения работы). В соответствии с PoW любой участник сети может добавлять блоки, но для этого ему требуется предоставить вычислительные мощности, чтобы решать задачи, установленные протоколом.

PoW - это, на данный момент, уже временем проверенный алгоритм достижения консенсуса, хотя и не единственный. Существует множество альтернативных и гибридных форматов. Самым распространенным является Proof-of-Stake (Доказательство доли).

Как работает майнинг криптовалюты?

Протокол, на котором проводится майнинг, то-есть блокчейн к которому подключен майнер криптовалюты, должен обязательно работать на PoW или его разновидности.

Блокчейн дает майнеру определенный набор задач разного уровня сложности, что подробнее мы обсудим в отдельном лонгриде. Суть хеширования блока заключается в том, что не зная выходных данных угадать входные очень сложно, а вот имея входные данные очень просто получить данные выходные. Получается, что любой пользователь может проверить валидность нового блока и отклонить его, если он неверный. Майнеры получают свои награды только при условии, что блок, который они хотят добавить, является верным. В случае добычи неправильного блока награда не начисляется.

Таким образом мы получаем очень интересную игру, где попытка обмана стоит очень и очень дорого, а честная работа воздается наградой. Ни у одного злоумышленника, в данный момент, просто не хватит ресурсов, чтобы бесконечно атаковать сильную сеть.

Могут ли криптовалюты масштабироваться?

К сожалению, ради безопасности и устойчивости к цензуре, о которых мы говорили выше, криптовалюты и сами по себе блокчейны плохо приспособлены к масштабируемости в своей первоначальной версии. Блокчейну как структуре выгодно, чтобы он, условно говоря, добавлял каждые 10 минут маленький блок, а не добавление большого блока каждые 5 минут. Почему? Потому что чем больше блок, который мы хотим использовать в сети, тем более мощное оборудование для его обработки нам нужно, а это, соответственно, повышает порог входа.

В то же время с маленькими блоками мы не можем достичь высокой скорости обработки транзакций. Получается эдакая дилемма - мы жертвуем скоростью и, соответственно, масштабируемостью сети ради безопасности и децентрализации. Здесь на помощь новым технологиям приходят разные офчейн-решения, о которых мы тоже отдельно поговорим. Но в целом они решают эту проблему, хотя, на данный момент, и не полностью.

Кто принимает решения по программному обеспечению криптовалюты?

Криптовалютные сети принимают свои решения по протоколу open-in, или добровольного согласия, если в переводе на русский язык. Никто не заставит вас запускать ПО против вашей воли. У хороших, истинно правильных протоколов полностью открытый исходный код, чаще всего они выложены на GitHub, благодаря чему, любой пользователь может проверить безопасность и честность системы.

Чаще всего протоколы позволяют принимать участие в разработке любому желающему, а результаты такой работы проверяются сообществом, перед добавлением и дальнейшей публикацией. Обновления бывают двух разных видов: обновления с обратной совместимостью и без нее. В случае обратной совместимости ноды, которые не обновили свое программное обеспечение, могут продолжать работать в легитимной сети. В случае с обновлением без нее нодам, для продолжения работы в общем протоколе, требуется его обновить, иначе они окажутся в параллельном протоколе. Подробнее об этом я расскажу в статье про хардфорки и софтфорки.

Резюме

Блокчейн-технологии отличаются простотой, безопасностью и неподконтрольностью. В то же время они испытывают проблемы с масштабируемостью. Нынешние блокчейны, нового поколения, уже решают эту проблему, а для старых, таких как Bitcoin, придуманы разные сторонние решения.

Но даже при всех этих сложностях польза и возможности их сильно перевешивают.

КОММЕРСАНТЪ РФ 🇷🇺🇷🇺🇷🇺