З моменту появи цифрових валют термін «блокчейн» постійно згадується в інтернеті. Графічна крива нижче показує пошук у Google за словом «Blockchain».
Однак звичайні люди, та й взагалі багато криптотрейдерів, можуть не до кінця розуміти, що таке технологія блокчейн.
Спочатку терміни «блок» і «ланцюжок» (блок, ланцюжок) використовувалися окремо Сатоші Накамото, анонімним засновником (засновниками) Bitcoin, в статті, в якій обговорювалася ідея впровадження Bitcoin.
У міру того, як криптовалюти набували популярності, ці терміни об’єдналися в єдине слово «блокчейн».
Термін «блокчейн» для людей, які нічого в ньому не розуміють, може викликати в уяві образ якогось заліза у вигляді блоку, але це далеко від реальності.
Блокчейн існує віртуально і має глобальне охоплення, тому багатьом ця концепція здається складною для розуміння.
Але не хвилюйтеся.
Цей посібник для початківців має на меті спростити та пояснити блокчейн як пустушку. Тому перейдемо до справи.
Що таке блокчейн?
По суті, блокчейн – це розподілений реєстр, інформація в якому записана таким чином, що її практично неможливо змінити, підробити або зламати.
Ця технологія забезпечує прозорий і незмінний запис транзакцій, який розподіляється між мережею комп’ютерів, які часто називають вузлами.
Концепція блокчейну з’явилася в 2009 році з появою біткойна, першої в світі цифрової валюти.
Її творець, який відомий під псевдонімом Сатоші Накамото, виклав методологію створення однорангової платіжної системи, яка заклала основу для впровадження блокчейна в різних сферах.
Криптографія блокчейну
Однією з ключових особливостей технології блокчейн є її незмінність.
Після того, як дані записані в блокчейн, змінити їх практично неможливо, хоча всі транзакції доступні людині.
Це досягається за допомогою криптографічного хешування, процесу, який перетворює велику кількість інформації на рядок символів фіксованої довжини.
Кожен блок ланцюжка містить унікальний хеш транзакцій, і при зміні будь-якої інформації в блоці його хеш і всі наступні хеші блоків стають недійсними, що виявляється вузлами мережі.
Децентралізація
Однією з найважливіших переваг блокчейну є його здатність зменшити потребу в довірених третіх сторонах.
Зазвичай транзакції повинні бути перевірені третьою стороною, наприклад, банками або державними установами, що є дорогим і трудомістким.
Завдяки блокчейну ці процеси можна автоматизувати та зробити більш ефективними, щоб зменшити витрати та зменшити ймовірність людської помилки.
Блокчейн-додатки
Крім додатків в криптовалютах, таких як Bitcoin і Ethereum, технологія блокчейн використовується і в інших сферах, таких як:
- Додатки для децентралізованих фінансових послуг (DeFi)
- Управління ланцюгами поставок
- Невзаємозамінні токени (NFT)
- Смарт-контракти
Таке широке впровадження показує, що блокчейн має потенціал для трансформації галузей, роблячи транзакції та управління даними безпечними та децентралізованими.
Далі в нашому посібнику «Блокчейн для чайників» ми розглянемо, з яких компонентів складається блокчейн.
Основні компоненти структури блокчейну
Структура блокчейну складається з декількох компонентів, і оператори, розташовані по всьому світу, виконують різні завдання в його роботі. Розглянемо кожен компонент у структурі блокчейну.
Розподілений реєстр
Це основа структури блокчейну, що діє як загальна система реєстру. На відміну від традиційної системи реєстру, ця система розподілена між кількома вузлами блокчейну, що дозволяє всім учасникам мати доступ до одних і тих же даних у режимі реального часу.
Зміни до реєстру вносяться миттєво і є незмінними, тобто їх не можна видалити або змінити відразу після їх внесення.
Ця функція допомагає підтримувати цілісність і прозорість даних у блокчейні.
Блоки
Блоки – це фундаментальні одиниці блокчейну. Кожен блок містить набір записаних транзакцій або смарт-контрактів.
Крім того, кожен блок має заголовок, який містить важливі метадані, такі як позначка часу та унікальний криптографічний код, який називається хешем. Хеш пов’язує кожен блок з його попередником, утворюючи нерозривний ланцюжок.
Завдяки цій схемі, після того, як блок додається до блокчейну, дані, які він містить, не можуть бути змінені без зміни всіх наступних блоків, що є обчислювально нездійсненним.
Майнери
Майнери є критично важливим компонентом безпеки та цілісності блокчейн-систем, таких як біткойн. Вони виконують обчислювальну роботу, яка необхідна для додавання нових блоків в ланцюжок.
Цей процес включає в себе вирішення складних криптографічних головоломок для визначення правильного хешу, який часто називають нонсе.
Успішні майнери винагороджуються криптовалютою, яка стимулює їх вкладати свої обчислювальні потужності в мережу.
Конкурентний характер майнінгу гарантує, що до блокчейну додаються лише дійсні транзакції.
Оператори нодів
Оператори нодів – це волонтери або компанії, які запускають копію всього блокчейну на своїх комп’ютерах.
Їхня ключова роль полягає у перевірці, підтвердженні та зберіганні даних, які містяться в розподіленому реєстрі блокчейну.
Кожен вузол перевіряє роботу інших вузлів у блокчейні, забезпечуючи консенсус і дотримання правил блокчейну.
Сьогодні на платформі функціонує майже 19 000 вузлів блокчейну Bitcoin.
Розуміння процесу блокчейну
Щоб зрозуміти, як працює блокчейн, потрібно порівняти його з традиційною базою даних.
Уявіть собі таблицю, продубльовану тисячі разів у мережі комп’ютерів.
Уявіть, що ця мережа призначена для регулярного оновлення цієї таблиці, і ви матимете базове розуміння того, як працює блокчейн.
Спростимо роботу блокчейна, щоб було зрозуміло, як для новачків.
Крок 1: Ініціювання транзакції
Кожна дія в блокчейні починається з транзакції. Це може бути що завгодно, наприклад, надсилання криптовалюти, як-от біткойн, або внесення даних для смарт-контракту.
Кожна транзакція підписується ініціатором цифровим підписом за допомогою приватного ключа, що є надійним способом підтвердження особи та не розкриває конфіденційну інформацію. Ці дані включають інформацію про відправника, одержувача, суму або умови транзакції.
Крок 2: Транзакції переказу
Після підписання транзакції вона передається в однорангову мережу комп’ютерів, які називаються вузлами. Перевагою цієї системи є її прозорість і відкритість: кожен вузол мережі може бачити транзакцію, але не змінювати її.
Крок 3: Верифікація вузла
Далі оператори ноди підтверджують транзакцію. Цифровий підпис перевіряється на автентичність і підтверджується, що відправник має достатній баланс для завершення транзакції.
Для цього потрібно перевірити всю історію транзакцій у блокчейні, яка доступна кожному вузлу.
Крок 4: Формування блоку
Після підтвердження транзакції вона об’єднується з іншими транзакціями. Така група транзакцій утворює блок.
Кожен блок також містить важливу інформацію, таку як криптографічний хеш попереднього блоку, пов’язуючи їх у хронологічному порядку, створюючи таким чином структуру блокчейну.
Завдяки такому підключенню, як тільки блок буде доданий до блокчейну, зміна будь-якої інформації в ньому вимагатиме зміни всіх наступних блоків, а це практично неможливо без згоди більшості учасників мережі.
Крок 5: Підтвердження роботи
Додавання блоку в блокчейн вимагає вирішення складної криптографічної головоломки, цей процес називається Майнінг. Це забезпечує додатковий рівень безпеки, але вимагає значних обчислювальних потужностей.
Майнери змагаються у вирішенні цієї головоломки, і той, хто зробить це першим, зможе додати блок до блокчейну. Згодом такий майнер отримує винагороду,
Як правило, у вигляді оригінальної криптовалюти блокчейна. Наприклад, винагорода за майнінг одного біткойн-блоку становить 3 125 біткоїнів (181 882 долари США).
Крок 6: Додавання блоків та консенсусу
Після того, як блок видобутий, він додається до блокчейну і повинен бути прийнятий іншими вузлами. Кожен вузол додає новий блок до своєї копії реєстру, постійно оновлюючи та перевіряючи стан блокчейну.
Завдяки такому консенсусу між вузлами щодо валідності блоків, ніхто не може контролювати або змінювати записані дані.
Чи майбутнє за блокчейном?
Блокчейн має багато переваг, але коли справа доходить до широкого впровадження, виникають і проблеми.
Тим не менш, дуже важливо розуміти цю технологію, так як вона є основою децентралізації і таких напрямків, як криптовалюта.