Технология блокчейн: что это и как ее используют в разных сферах

Технология блокчейн обрела широкую популярность благодаря известности первой криптовалюты — биткоина. Мало кто знает, что идея создания децентрализованной сети блоков возникла еще в 1991 году. При этом инновацию разрабатывали не для финансовой сферы, а для защиты и передачи информации.

В сегодняшней статье поговорим о Blockchain, детально рассмотрим принципы работы системы, сделаем полный обзор использования инновации в современном мире, а также немного заглянем в будущее развития технологии.

Что такое блокчейн?

Термин “блокчейн” в переводе с английского означает “цепь блоков”. Это виртуальная и непрерывная цепочка информационных блоков, которые соединены между собой по определенным правилам. Система отдаленно напоминает список, каждый пункт которого невозможно удалить или изменить. Также Blockchain называют технологией распределенного реестра.

Главная особенность этой технической модели: связь между блоками установлена не только в нумерации, но и в хеш-сумме. У каждого последующего блока есть данные о предыдущем. Если рассматривать на примере, то модель похожа на бесконечную матрешку. Внеся данные в блок, их не только невозможно редактировать, но и построить следующий невозможно без дублирования первого.

Копии блоков и цепочки одновременно хранятся на десятках, а то и сотнях компьютеров. Это, в свою очередь, делает систему полностью децентрализованной, прозрачной и честной. 

Как мы уже говорили выше, идея создать систему распределенного реестра возникла в начале 90-тых годов. Ученые Скотт Шторнетт и Стюарт Хабер считаются “родителями” инновации. Начиная с 1991 года, исследователи разрабатывали вычислительно-практическое решение для цифровых документов со штампом времени. Тогда подобная модель была необходима в документообороте. 

С появлением цифровой документации ее начали подделывать или составлять задним числом. Система, которая впоследствии будет названа блокчейном, должна была исключить любые мошеннические вмешательства в официальные бумаги.

Как работает технология блокчейн?

Напомним, что модель распределенного реестра — это непрерывная цепь блоков. Чтобы создать такую цепочку, нужно прописать первый блок (genesis block) и задать параметры для построения всех последующих. 

Чтобы лучше понять принцип работы модели, давайте рассмотрим ее на примере работы бухгалтерской книги. Раньше, чтобы задокументировать информацию, использовали специальные журналы. Опытные работники часами вписывали туда данные о финансовых поступлениях и их дальнейших распределениях. К сожалению, такие записи было легко подделать, они были уязвимы при пожарах и природных катаклизмах. В свою очередь, блокчейн — это та же книга бухгалтерского учета, но более защищенная.

После построения первого блока формируются следующие. Их количество не ограниченное. Переделать данные в предыдущих блоках невозможно. Для их защиты используют алгоритмы консенсуса. Самые популярные: Proof of Work (PoW, доказательство работы) и Proof of Stake (PoS, доказательство владения).

Таким образом, можно выделить ключевые характеристики модели распределенного реестра:

• информация формируется в блоки и записывается в цепочку;
• исправить или удалить данные невозможно;
• каждый блок хранит информацию о предыдущем;
• в первом блоке задают параметры всей цепи;
• блоки децентрализованные, поскольку информация одновременно хранится на нескольких компьютерах. Они постоянно связаны между собой в фоновом режиме.

Где применяют технологию блокчейн?

Благодаря прозрачности и практичности технологии, ее используют в самых разных отраслях. Давайте детально поговорим о всех сферах применения blockchain:

• криптовалюта. Это, наверное, самый известный способ применения технологии. Систему цепочки блоков используют для записи информации о произведенных трансакциях. Таким образом списки о всех существующих переводах цифровых денег можно посмотреть в любое время. Это предотвращает мошенничество, кражи и обманы;

• медицина. В блоки записывают истории болезней, а также персональные карточки пациентов. Таким образом врач может просмотреть информацию о больном всего за несколько секунд. Медицинские карты в блоках особенно актуальны для путешественников. Попав в больницу в незнакомой стране, пациент может предоставить данные о состоянии организма без вмешательства страховой компании;

• кадастровые службы. В блоках фиксируется информация о владении земельными участками, а также записи о перепродаже недвижимости. Блокчейн обеспечивает честные условия приватизации и сделок купли/продажи земли. Кроме этого, использование блокчейна в кадастровом учете исключает любые земельные махинации;

• образование. Блоки содержат записи об абитуриентах и выпускниках. Также в них записывают оценки, результаты проектов, олимпиад, дипломы и фиксируют ученые степени. В 2006 году блокчейн внедрили в высшие учебные заведения США. Причиной этому стал сокрушительный ураган Катрина, который разрушил сотни архивов. Впоследствии люди не могли подтвердить свою квалификацию. Во избежание подобных инцидентов власти решили запустить проект по электронному фиксированию образования;

• голосование. Поскольку информацию в блоках нельзя редактировать, технологию распределенного реестра начали использовать во время корпоративных голосований. В 2019 году Цифровая партия Уругвая (Uruguay Digital Party) сообщила, что намерена сделать Blockchain национальной системой опросов. Она даже внесла на рассмотрение соответствующий законопроект. Самой известной технологической компанией, которая разрабатывает блокчейн для голосования, называют “Лабораторию Касперского”. Она занимается кибербезопасностью. В 2019 году фирма презентовала модель “Выборы”, алгоритм которой фиксирует и считает голоса с помощью технологии распределенного реестра;

• грузоперевозка товаров. Блоки рассматривают как возможность записывать информацию о товаре, поставщике, дистрибьюторе, таможне и т. д. При этом все данные доступны для покупателей. Одной из первых такую схему задействовала корпорация QIWI Blockchain Technologies в 2017 году. В начале 2020-го модель распределенного реестра для грузоперевозок используют более тысячи фирм, среди которых транспортная компания Traft, гигант контейнерных перевозок Maersk и американская компания Amazon.

Безопасна ли технология блокчейн?

На этот вопрос сложно дать прямой ответ. Основная защита блоков — математические модели принятия решений и методы криптографического шифрования. Однако и это не защищает блокчейн на 100%, поскольку в истории его существования присутствовали факты взломов. 

Изучая вопросы надежности системы распределенного реестра, важно помнить об алгоритмах консенсуса и неизменности. Решения Proof of Work и Proof of Stake относятся к способности узлов внутри цепочки согласовывать реальное состояние сети. В случае с криптовалютами это помогает вносить достоверность в произведенные трансакций. 

Системы неизменности — это способность распределенного реестра предотвращать редактирование данных внутри блока. Проще говоря, неизменность в Blockchain это сеть, которая состоит из множества компьютеров. Она необходима для проверки каждого внесенного блока.

Именно сочетание консенсуса и неизменности — основа безопасности модели. Алгоритмы консенсуса обеспечивают полное соблюдение правил и честность. А система неизменности информирует о текущем состоянии цепочки.

Блокчейн и биткоин

Самое хайповое применение блокчейна — это криптовалюта. Именно благодаря технологии распределенного реестра, в мире появились цифровые деньги. 

В 2008 году программист под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовал файл с полным описанием принципов работы криптовалют. А 3 января 2009 года он разработал первый блок биткоина. В основе работы ВТС лежит модель распределенного реестра. Цепочка блоков фиксирует информацию о трансакциях и проверяет их достоверность. Поддержкой системы неизменности занимаются майнеры. Алгоритм консенсуса Bitcoin — Proof of Work.

Биткоин, как и любая другая криптовалюта, может видоизменять цепочку блоков. Такие изменения называют форками. 

В августе 2017 года блоки ВТС впервые разделились на две независимые ветки. Таким образом появилась новая криптовалюта — Bitcoin Cash. Такое явление называют хардфорком. 

Кроме этого, существует еще один вид изменений Blockchain в криптовалютах — софтфорки. Это частичное редактирование кода для устранения уязвимостей.

Государство и блокчейн

Как известно, далеко не все страны признают криптовалюту как ценный актив. В некоторых государствах они и вовсе запрещены. При этом исследование блокчейна во многом поддерживается властями. Так, например, в NASA (США) выделили более 330 000 долларов для изучения технологии. А ученые из University of Akron потратили более 4 года для исследования потенциала книги распределенного реестра для коммуникации в космосе. 

С начала 2019 года правительство США  выделило около 700 млрд долларов, чтобы исследовать и внедрить блокчейн в оборонный промысел страны. В Российской Федерации также интересуются возможностями инновации. В 2017 году Дума РФ потратила более 3 млн рублей для изучения модели блоков.

Отдельно расскажем о центральных банках. Хотя большинство финансовых учреждений не приветствует цифровую экономику и криптовалюты, они все же активно изучают и поддерживают развитие технологии Blockchain. Некоторые даже объединяются в союзы. Например, в 2016 году центробанки Японии и Европейского Союза создали общую исследовательскую группу для изучения перспектив системы распределенного реестра.

Особенности технологии блокчейн

1. Прозрачность. Информацию в блоках невозможно изменить и редактировать.
2. Скорость. Трансакции в цепочке блоков проходят мгновенно. Необходимо всего несколько минут, чтобы алгоритм консенсуса проверил их на достоверность и внес данные в реестр.
3. Анонимность. Благодаря эффективному симбиозу блокчейна и криптографии, имена всех участников сети зашифрованы.
4. Минимальные комиссии. Стоимость каждого перевода максимально низкая из-за отсутствия централизованных посредников.
5. Электронные кошельки. Технология распределенного реестра в финансовом секторе предполагает использование цифровых хранилищ. Их главная особенность: сохранение информации не только о счете, но и о всех трансакциях владельца.
6. Награды майнерам. Те участники, которые записывают блок в цепочку и проверяют информацию на достоверность, получают вознаграждение от сети. Ее сумма фиксированная, а все условия о начислениях указаны в первом блоке цепочки.

Рекомендованные для вас статьи:

• Что такое активируемый пользователями софтфорк (UASF)?;
• Фондовый рынок – как начать торговлю ценными бумагами;
• Как стать успешным трейдером: работа с бинарными опционами на примерах;
• Что такое форекс-роботы: принципы работы;
• Трейдинг и бинарные опционы: с чего начать?.

Будущее блокчейна: о перспективах развития

Как видим, технология распределенного реестра — весьма перспективная сфера. Сегодня Blockchain используют в самых разных отраслях. Кроме этого, инновацию активно внедряют в областях кибербезопасности и компьютерных игр.

Судя по количеству инвестиций, система блокчейн не перестанет развиваться и совершенствоваться. Даже такие гиганты, как Ferrari, внедряют распределенный реестр для безопасности хранения информации. Лидерами по количеству блокчейн-фирм считаются Китай и США. В начале 2020 года на территории КНР зафиксировано более 80 000 таких компаний. Предполагается, что уже в следующем году эта цифра вырастет на 40%.

Сегодня еще рано говорить, какие плоды принесет технология распределенного реестра в нашу жизнь. Модель непрерывно развивается и внедряется в самые неожиданные сферы. Вполне возможно, что уже через несколько лет можно будет не беспокоится о защите личных данных, ведь они будут в надежных блоках.