В отличие от традиционных систем, где все данные хранятся на центральном сервере (например, в банке), в блокчейне используется распределенная сеть (peer-to-peer, P2P). Это означает, что копия всего реестра хранится у множества участников сети по всему миру. Несмотря на критику, PoW по-прежнему остается одним из самых надежных и проверенных временем механизмов консенсуса, обеспечивающих функционирование многих блокчейн-сетей. Тем не менее, разработчики активно ищут альтернативные решения, способные преодолеть ограничения PoW и предложить более эффективные и экологичные варианты достижения консенсуса в децентрализованных системах. Первый майнер, сумевший решить криптографическую головоломку, получает право добавить новый блок в цепочку и получает вознаграждение в виде нативной криптовалюты сети, например, биткоинов. Остальные узлы сети проверяют правильность решения и подтверждают валидность блока.

Преимущества и недостатки технологии

Когда происходит новая транзакция, она передается всем узлам сети для проверки. После подтверждения достоверности, транзакция добавляется в очередной блок, а тот, в свою очередь, присоединяется к существующей цепочке блоков. Таким образом формируется неразрывная последовательность блоков, которую нельзя изменить или подделать.

Если отбросить сложный технический жаргон, блокчейн — это особый вид цифровой базы данных, или, как его еще называют, цифровой реестр. Представьте себе общую тетрадь, которая одновременно хранится на тысячах компьютеров по всему миру. Каждая новая запись в этой тетради (например, о переводе денег) образует «блок».

Как проверяются новые блоки и транзакции

• Швеция57, Украина58 и ОАЭ59 планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.
• Клиент «Bitcoin-qt» для отправки не требует наличия подтверждений, но у большинства получателей по умолчанию выставлено требование 6 подтверждений, то есть реально воспользоваться полученным обычно можно через час.
• При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше.
• Такая система позволяет надежно защитить информацию, и поэтому с успехом используется при работе с финансами, например, те же криптовалюты используют именно блокчейн.
• В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра.

Для этого в городе Вишакхапатнам будет создан технологический парк при участии блокчейн-компаний Apla, Phoenix и Oasis Grace62.

Если изменяемый блок последний в цепочке, то внесение изменений может не потребовать существенных усилий. Но если после изменяемого блока уже сформировано продолжение, то изменение может оказаться крайне трудоёмким процессом. Дело в том, что обычно копии цепочек блоков хранятся на множестве разных компьютеров независимо друг от друга3. Блокчейн – это инновационная технология, которая изменила мир цифровых транзакций и хранения данных. В основе работы блокчейна лежит применение блоков, связанных между собой цепочкой.

• Их применение позволяет улучшить процессы управления данными, устранить проблемы доверия между участниками сети и создать новые стандарты в области электронных контрактов.
• Они ограничивают доступ и устанавливают правила для участников, определяя, кто может читать и записывать данные.
• Однако настоящую популярность технология приобрела после создания первой криптовалюты – биткоина в 2008 году программистом или группой программистов под псевдонимом Сатоши Накамото.
• Это свойство обеспечивает целостность и неизменность информации в блокчейне.

Gem Space — все инструменты для работы в одном приложении!

В блокчейне такого администратора нет, а записи изменить практически невозможно. Идея технологии, похожей на блокчейн, появилась задолго до биткоина. Еще в 1991 году ученые Стюарт Хабер и Скотт Шторнетта описали систему для криптографической защиты цифровых документов с помощью временных меток. Это гибридный тип сети, объединяющий черты публичных и приватных блокчейнов. В консорциуме несколько организаций совместно создают и управляют общей блокчейн-инфраструктурой.

При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются»14. В частных блокчейнах правом записи информации обладает только один участник или узлы, уполномоченные этим единственным администратором. Это централизованные персонифицированные системы, поскольку существует иерархия полномочий.

Самый популярный в мире кошелек для криптовалюты

Валидаторы выбираются случайным образом на основе размера их доли в общем стейке, а за блокчейн hedera hashgraph получил поддержку стейблкоина usdc создание новых блоков получают комиссионные вознаграждения. PoS потенциально более энергоэффективен и обеспечивает лучшую децентрализацию по сравнению с PoW. В блокчейн-индустрии существует множество различных механизмов консенсуса, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор конкретного алгоритма зависит от целей проекта, требований к безопасности, скорости и масштабируемости сети.

Наиболее известные из них – Proof-of-Work (PoW), используемый в сети биткоина, и Proof-of-Stake (PoS), применяемый в блокчейне Ethereum после перехода на версию 2.0. Эти алгоритмы различаются по способу выбора узлов-валидаторов, методам стимулирования честного поведения участников и другим параметрам. База публично хранит в незашифрованном виде информацию о всех транзакциях, подписываемых с помощью асимметричного шифрования.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB20. Выпуск токенов — это особая форма секьюритизации активов на базе массового и глобального спроса инвесторов. Снижение издержек при этом гораздо значительнее, по сравнению с процедурами традиционных финансовых рынков. В криптоиндустрии блокчейн стал технологической основой для выпуска криптовалют, которые являются осовремененной версией хайековских «частных денег». При этом крупнейшие из них, такие как биткоин и эфир, имеют глобальный характер обращения. Это ожерелье — или «chain» (цепь) — не может быть уничтожено или разрушено.

Это создаёт угрозу, что подписать транзакцию сможет не владелец закрытого ключа, а владелец квантового компьютера, взломавшего данный открытый ключ. В исследовании отмечается, что хотя квантовые алгоритмы такого взлома ещё не придуманы, но уже существуют и анализируются несколько альтернативных схем подписи, не дающих преимуществ квантовым компьютерам при взломе37. Иная технология реализована в блокчейне Bytecoin — одноразовые анонимные подписи и адреса получаются при использовании модифицированного алгоритма кольцевой подписи. Быстродействие реально существующих квантовых компьютеров не столь уж и высоко, а алгоритмы квантовых вычислений не универсальны — они не дают преимущества в задачах, требующих полного перебора вариантов. При этом уже сейчас появились предложения по модернизации алгоритма доказательства работы (на основе поиска коллизий в результатах хеширования), который и при использовании квантовых компьютеров потребует значительного времени37. Несмотря на внутреннюю персонализацию, ограничения доступа к информации могут обеспечить в частных блокчейнах более высокий уровень конфиденциальности33.

Количество транзакций, которые может обработать блокчейн, постоянно растет, что открывает новые возможности для масштабирования и внедрения этой технологии в различных отраслях. В консорциумных блокчейнах процесс согласования обеспечивается несколькими заранее оговорёнными равноправными узлами. Например, консорциум из 15 банков договаривается считать действительным блок с мультиподписью не менее 10 участников консорциума. При этом участники концерна доступ к информации из блокчейна могут сделать как общедоступным, так и ограничить избранным кругом или ввести иные количественные, содержательные или временны́е ограничения33. На каждом узле блокчейн-системы хранятся копии всей базы данных в целом, и они сверяются между собой. Это придает системе жизнеспособность даже в случае успешных хакерских атак на ее одиночные узлы.

Первый блок был сгенерирован в 2009 году, а на сегодня только криптоинструментов на базе разных модификаций блокчейна в мире циркулирует свыше 2 тыс. По мнению Банка Англии, блокчейн — «технология, позволяющая людям, которые не знают друг друга, доверенно и совместно использовать запись событий». Невозможно скрытно подделать данные внутри этой системы, поэтому она признана коррупционно-стойкой.

Блокчейн в логистике и цепочках поставок

В будущем знание блокчейна может стать таким же необходимым, как знание иностранных языков или навыки программирования. Механизм PoW обеспечивает высокий уровень безопасности и устойчивости к атакам, поскольку для успешной фальсификации данных злоумышленнику потребуется контролировать более 51% вычислительной мощности сети. Однако у PoW есть и существенные недостатки – высокое энергопотребление, риск централизации майнинга в руках крупных пулов, а также ограниченная пропускная способность сети. Существует множество различных механизмов консенсуса, каждый из которых имеет свои особенности и область применения.

Право на создание блока получает валидатор, выбранный случайным образом с учетом размера его ставки. Каждый блок также содержит временную метку (timestamp) — точное время его создания. Это позволяет выстроить все транзакции в хронологическом порядке и предотвратить двойное расходование одних и тех же средств.

В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию76. Американский экономист Нуриэль Рубини подверг критике технологию блокчейн, заявив, что за десятилетие у данной технологии так и не появились общие и универсальные базовые протоколы, как сделавшие Интернет общедоступным TCP/IP и HTML. Также Нуриэль Рубини считает, что обещание децентрализованных транзакций без посредников остаётся «сомнительной, утопической мечтой»74.

Эти свойства делают блокчейн более устойчивым к взломам и мошенничеству по сравнению с традиционными системами. 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. Если упрощенно, блокчейн — это универсальная система для хранения и передачи данных, ключевой характеристикой которой является децентрализованность.