Kas ir blokķēde?
Īsāk sakot, blokķēde ir līdzvērtīga decentralizētai digitālajai virsgrāmatai, kas reģistrē datu sēriju. Šie dati ir sakārtoti blokos, aizsargāti ar kriptogrāfiju un sakārtoti hronoloģiskā secībā. )
Agrākie blokķēdes modeļi tika uzbūvēti 90. gadu sākumā. Tajā laikā datorzinātnieks Stjuarts Hābers un fiziķis V. Skots Storneta izmantoja šifrēšanas tehnoloģiju, lai aizsargātu datus no iejaukšanas. )
Šis Hābera un Stornetas sasniegums iedvesmoja daudzus datorzinātniekus un kriptogrāfijas entuziastus pētīt blokķēdi, kas arī veicināja Bitcoin, pasaulē pirmās decentralizētās elektroniskās naudas sistēmas (pirmās kriptovalūtas) rašanos.
Lai gan blokķēdes tehnoloģija bija pirms kriptovalūtām, tikai 2008. gadā, kad piedzima Bitcoin, pirmais pamazām ieguva atpazīstamību. Kopš tā laika sabiedrības interese par blokķēdes tehnoloģiju ir augusi, un kriptovalūtas ir sākušas iegūt popularitāti.
Blockchain tehnoloģija galvenokārt tiek izmantota, lai reģistrētu kriptovalūtas darījumus, taču tā var ierakstīt arī dažādus digitālos datus un var tikt pielietota arī citās jomās. Vecākais, drošākais un lielākais blokķēdes tīkls ir Bitcoin, kas tika rūpīgi izstrādāts, lai līdzsvarotā veidā apvienotu kriptogrāfiju un spēļu teoriju.
Kā darbojas blokķēde?
Kriptovalūtu pasaulē mēs varam uzskatīt blokķēdi kā stabilu bloku ķēdi, no kuriem katrs glabā iepriekš apstiprinātu darījumu datu secību. Blokķēdes tīklu kopīgi uztur neskaitāmi datori, tāpēc tā galvenā funkcija ir darboties kā decentralizētai datubāzei (vai virsgrāmatai). Citiem vārdiem sakot, visi blokķēdes dalībnieki (t.i., mezgli) uztur blokķēdes datu kopiju un uztur labu saziņu savā starpā, lai nodrošinātu, ka visi vienmēr atrodas vienā lapā (vai blokā).
Rezultātā blokķēdes darījumi notiek globālā vienādranga tīklā, reklamējot Bitcoin kā decentralizētu, bezrobežu un pret cenzūru izturīgu kriptovalūtu. Tomēr lielākajai daļai blokķēžu nav nepieciešams uzticamības mehānisms, un tās tiek uzskatītas par neuzticamām sistēmām. Bitcoin arī nav neatkarīga regulatora.
Gandrīz visu blokķēžu pamatā ir ieguve, kas nav atdalāma no jaukšanas algoritmiem. Bitcoin izmanto SHA-256 algoritmu (Secure Hash Algorithm 256 bits), kas ļauj ievadīt jebkura garuma virkni, lai iegūtu tāda paša garuma izvadi. Izvades rezultātu var saukt par "jaucējvērtību", kas vienmēr ir 64 rakstzīmes (256 biti).
Tāpēc neatkarīgi no tā, cik reižu "iegūšana" tiek atkārtota, viena un tā pati ievade vienmēr rada vienu un to pašu izvadi. Tomēr, ja ievade nedaudz mainās, izvade būs pilnīgi atšķirīga. Tāpēc jaucējfunkcija ir deterministiska, savukārt lielākā daļa kriptovalūtu ir izstrādātas ar vienvirziena jaucējfunkciju.
Šāda veida funkcija nosaka, ka lietotājs nevar secināt ievadi, pamatojoties uz izvades rezultātiem. Vienīgais veids ir uzminēt, bet varbūtība uzminēt ir ļoti maza. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc Bitcoin blokķēde ir droša un uzticama.
Tagad, kad esam sapratuši algoritma funkcionalitāti, ilustrēsim, kā darbojas blokķēde, izmantojot vienkāršu darījuma piemēru.
Pieņemsim, ka Alise un Bobs ir divi Bitcoin turētāji, un Alise ir Bobam parādā divus Bitcoinus.
Lai atmaksātu Bobam ar diviem Bitcoin, Alise pārraida šo darījumu informāciju kalnračiem visā tīklā.
Šajā darījumā Alise informē kalnračus par Boba adresi un tirgoto Bitcoins skaitu, kā arī pievieno ciparparakstu ar savu publisko atslēgu. Šo parakstu ģenerē Alises privātā atslēga, un tas ļauj kalnračiem pārbaudīt, vai Alise ir šo Bitcoins faktiskā īpašniece.
Pārliecinoties, ka darījums ir autentisks un derīgs, ieguvējs var ievietot šo darījuma informāciju blokā kopā ar citu darījuma informāciju un mēģināt šo bloku "izrakt". Šis bloks tiek darbināts, izmantojot SHA-256 algoritmu, un darbības rezultātam jāsākas ar noteiktu skaitu "0", lai to varētu uzskatīt par derīgu. Skaitlis "0" ir atkarīgs no darbības "grūtības", kas mainīsies līdz ar visa tīkla skaitļošanas jaudas izmaiņām.
Lai pareizi izvadītu paredzamo jaucēju skaitu "0", kalnrači pirms šifrēšanas algoritma palaišanas blokam pievieno "nonce". Nelielas izmaiņas šajā vērtībā pilnībā mainīs darbības rezultātu, un kalnračiem ir jāizmēģina dažādas nejaušības, līdz tiek iegūta pareizā jaucējvērtība.
Katru reizi, kad tiek iegūts bloks, kalnrači pārraida jauno bloka informāciju visam tīklam, lai citi kalnrači varētu apstiprināt bloka derīgumu. Pēc tam viņi pievienos derīgo bloka informāciju savai blokķēdei, norādot, ka darījums ir pabeigts. Tomēr kalnračiem joprojām ir jāpievieno iepriekšējā bloka jaucējvērtība jaunajam blokam un galu galā jāsavieno visi bloki, lai izveidotu īstu "blokķēdi". Tas ir ļoti svarīgi un atspoguļo uzticības lomu sistēmā.
Katrs kalnracis uzglabā savu blokķēdes kopiju personālajā datorā un panāk vienprātību: blokķēdei ar lielāko skaitļošanas jaudu jābūt visgarākajai. Ja kāds vēlas mainīt darījuma informāciju iepriekšējā blokā, mainīsies arī šī bloka jaucējvērtība, izraisot visu bloku jaucējvērtību izmaiņas pēc šī bloka. Viņam ir jāatkārto visi iepriekšējie aprēķini, lai pārliecinātu citus, ka viņa bloka informācija ir pareiza. Tāpēc, ja kalnracis mēģina iejaukties bloka informācijā, viņam jāiegulda vairāk nekā 50% no visa tīkla skaitļošanas jaudas, kas ir gandrīz vai fantāzija. Tāpēc līdzīgus tīkla uzbrukumus sauc par 51% uzbrukumiem.
Šo modeli, kas prasa datora darbības, lai ģenerētu jaunus blokus, sauc par darba pierādījumu (PoW). Ir arī citi mehānismi, piemēram, Proof of Stake (PoS), kas neprasa milzīgu skaitļošanas jaudu, patērē mazāk enerģijas un piesaista vairāk lietotāju dalībai.
