Глава

1. Блокчейн 101

2. Как работает блокчейн?

3. Каковы преимущества блокчейна?

Баб 1 - Блокчейн 101

Список содержимого

• Что такое блокчейн?

• Как соединяются блоки?

• Блокчейн и децентрализация

• Проблема византийских генералов

• Почему блокчейн должен быть децентрализованным?

• Что такое одноранговая сеть?

• Что такое узлы блокчейна?

• Публичный блокчейн против. частный

• Как работают транзакции?

• Как совершать транзакции с биткойнами

  • Как вывести биткойны с Binance

  • Как отправить биткойны из Trust Wallet в Electrum

• Кто изобрел технологию блокчейн?

• Плюсы и минусы технологии блокчейн

  • Про

  • Против

Что такое блокчейн?

Блокчейн — это особый тип базы данных. Возможно, вы также слышали термин «технология распределенного реестра» (или DLT) – во многих случаях они означают одно и то же.

Блокчейн обладает некоторыми уникальными свойствами. Существуют правила добавления данных, и после того, как данные сохранены, их практически невозможно изменить или удалить.

Данные добавляются со временем в структуры, называемые блоками. Каждый блок основан на предыдущем блоке и содержит часть информации, связанной с предыдущим блоком. Посмотрев на него, мы можем узнать, был ли блок создан после предыдущего или нет. Итак, если мы продолжим идти по цепочке до самого начала, мы достигнем первого блока, известного как блок генезиса.

Чтобы провести аналогию, предположим, что у вас есть электронная таблица с двумя столбцами. В первую ячейку первой строки вы помещаете любые данные, которые хотите сохранить.

Данные первой ячейки преобразуются в двухбуквенный идентификатор, который затем будет использоваться как часть следующего ввода. В этом примере двухбуквенный идентификатор КП необходимо использовать для заполнения следующей ячейки во второй строке (defKP). Это значит, что если вы измените первые входные данные (abcAA), то в каждой второй ячейке вы получите разную комбинацию букв.

База данных, в которой каждая запись связана с предыдущей.

Глядя теперь на строку 4, самый новый идентификатор — TH. Помните, что вы не можете вернуться и удалить или удалить записи? Это потому, что любой может легко это узнать, поэтому нет смысла пытаться вносить изменения.

Предположим, вы измените данные в первой ячейке — вы получите другой идентификатор, а значит, ваш второй блок тоже будет иметь другие данные, это приведет к другому идентификатору в строке 2 и так далее. По сути, TH — это продукт всей информации, которая была до него.

Как соединяются блоки?

То, что мы обсуждали выше – двухбуквенный идентификатор – представляет собой упрощенную аналогию того, как блокчейн использует хеш-функцию. Хэширование — это клей, который скрепляет блоки. Хеширование работает, беря данные любого размера и передавая их через математическую функцию для получения результата (хеша), который всегда имеет одинаковую длину.

Хэши, используемые в блокчейне, особенно интересны, поскольку практически невозможно найти два фрагмента данных, которые дают одинаковый результат. Как и наш идентификатор выше, небольшая модификация входных данных даст совершенно другие результаты.

Давайте проиллюстрируем это на примере SHA256, функции, широко используемой в Биткойне. Как видите, даже изменения регистра букв достаточно, чтобы рандомизировать вывод.

Тот факт, что не существует известных коллизий SHA256 (т. е. двух разных входных данных, дающих один и тот же выходной результат), имеет неоценимое значение в контексте блокчейна. Это означает, что каждый блок может указывать на предыдущий блок путем ввода хеша, и любая попытка редактирования предыдущего блока будет немедленно обнаружена.

Каждый блок имеет отпечаток предыдущего блока.

Блокчейн и децентрализация

Мы обсудили базовую структуру блокчейна. Но когда вы слышите, как люди говорят о технологии блокчейна, они, скорее всего, говорят не только о самой базе данных, но и об экосистеме, построенной вокруг блокчейна. 

Как автономная структура данных, блокчейн полезен только в подходящих приложениях. Интересно то, что мы используем его как инструмент для координации действий между людьми, которые не знают друг друга. В сочетании с другими технологиями и некоторой теорией игр блокчейн может действовать как распределенный реестр, который никем не контролируется.

Это означает, что никто не имеет права редактировать записи вне системных правил (подробнее о правилах будет сказано позже). В этом случае можно предположить, что реестр одновременно принадлежит всем: участники каждый раз договариваются о его форме и внешнем виде.

Проблема византийских генералов

Реальная проблема, которая препятствует созданию системы, подобной описанной выше, — это так называемая проблема византийских генералов. Задуманный в 1980-х годах, он описывает дилемму, в которой изолированные участники должны общаться, чтобы координировать свои действия. Более типичная дилемма предполагает, что горстка военных генералов окружает город и решает, стоит ли нападать на него. Генералы могли общаться только через гонцов. 

Каждый должен решить, атаковать или отступить. Не имело значения, атаковали они или отступили, самое главное, чтобы все генералы согласились на общее решение. Если они решат атаковать, то добьются успеха только в том случае, если будут двигаться одновременно. Так как же нам гарантировать, что они смогут это сделать? 

Вы можете ответить, конечно, они могут общаться через вестников-мессенджеров. Но что, если посланник был перехвачен с сообщением «мы атакуем на рассвете», и сообщение было заменено на «мы атакуем сегодня вечером»? Что, если один из генералов предаст и намеренно введет в заблуждение остальных, чтобы обеспечить их поражение?

Все генералы добились успеха в атаке (слева). Если одни отступят, а другие атакуют, они потерпят поражение (справа).

Нам нужна стратегия, в которой можно достичь консенсуса, даже если некоторые участники предают или сообщения перехватываются. Неспособность поддерживать базу данных — это не вопрос жизни и смерти, как нападение на город без подкрепления, но применяются те же принципы. Если нет стороны, контролирующей блокчейн и предоставляющей «правильную» информацию пользователям, то пользователи должны иметь возможность общаться между собой.

Чтобы преодолеть потенциальный сбой одного (или нескольких) пользователей, механизмы блокчейна должны быть тщательно собраны, чтобы противостоять таким препятствиям. Системы, способные достичь этого, называются византийскими отказоустойчивыми. Как мы увидим позже, алгоритмы консенсуса используются для обеспечения соблюдения надежных правил.

Почему блокчейн должен быть децентрализован?

Конечно, вы можете управлять блокчейном самостоятельно. Но есть вероятность, что вы столкнетесь с неуклюжей базой данных по сравнению с другими более совершенными альтернативами. Огромный потенциал блокчейна можно использовать в децентрализованной среде – то есть там, где все пользователи равны и равны. Таким образом, блокчейн не может быть удален или захвачен злонамеренными или предательскими сторонами. Это единственный источник истины, который может увидеть каждый.

Что такое одноранговая сеть?

Одноранговые (P2P) сети представляют собой пользовательский (или общий в предыдущем примере) уровень. Здесь нет администраторов, поэтому вместо вызова центрального сервера для обмена информацией с другими пользователями пользователи отправляют ее напрямую своим коллегам. 

Посмотрите на изображение ниже. Слева A необходимо отправить сообщение через сервер, чтобы передать его F. Однако справа они соединены без посредника.

Централизованные сети (слева) и централизованные сети децентрализованная сеть (справа).

В общем, на сервере хранится вся необходимая пользователю информация. Когда вы получаете доступ к Binance Academy, вы просите ее серверы предоставить все статьи. Если сайт находится в автономном режиме, вы не сможете его просмотреть. Однако если вы загрузите весь контент, вы сможете загрузить его на свой компьютер, не спрашивая Binance Academy. 

По сути, это то, что делает каждый узел блокчейна: вся база данных хранится на соответствующих компьютерах. Если кто-то покинет сеть, другие пользователи все равно смогут получить доступ к блокчейну и обмениваться информацией друг с другом. Когда в цепочку добавляется новый блок, данные распространяются по сети, поэтому каждый может обновить свою копию реестра.

Обязательно прочтите нашу статью под названием «Объяснение одноранговых сетей» для более глубокого обсуждения этого типа сетей.

Что такое узлы блокчейна?

Проще говоря, узлы также называются машинами, подключенными к сети — они хранят копию блокчейна и делятся информацией с другими машинами. Пользователям не нужно выполнять этот процесс вручную. Как правило, все, что им нужно сделать, это загрузить и запустить программное обеспечение блокчейна, а обо всем остальном позаботятся автоматически.

Приведенное выше объяснение относится к узлам в самом чистом смысле этого слова, но определение узлов также включает в себя других пользователей, которые каким-либо образом взаимодействуют с сетью. Например, в криптовалюте простое приложение-кошелек на вашем телефоне также известно как легкий узел. 

Публичный и частный блокчейн

Как вы знаете, Биткойн заложил основу для того, чтобы индустрия блокчейнов превратилась в то, чем она является сегодня. С тех пор как Биткойн начал зарекомендовать себя как законный финансовый актив, новаторы задумались о потенциале базовой технологии в других областях. Результат? Исследование блокчейна во многих сферах, помимо финансов.

Мы называем Биткойн общедоступным блокчейном. Это значит, что просматривать транзакции в нем может любой желающий, а если вы хотите присоединиться, вам понадобится только подключение к Интернету и программное обеспечение. Поскольку других требований для участия нет, мы можем назвать это средой без разрешений.

С другой стороны, существует другой тип блокчейна, называемый частным блокчейном. Эта система устанавливает правила относительно того, кто может просматривать и взаимодействовать с блокчейном. Поэтому мы называем это разрешенной средой. Хотя на первый взгляд частные блокчейны могут показаться излишними, у них есть несколько важных применений, особенно в корпоративных средах.

Чтобы глубже погрузиться в эту тему, вы можете ознакомиться с разделом «Публичные, частные и консорциумные блокчейны — в чем разница?»

Хотите владеть криптовалютой? Купите биткойны на Binance!

Как работают транзакции?

Если Алиса хочет заплатить Бобу банковским переводом, она должна уведомить об этом свой банк. Для простоты предположим, что обе стороны используют один и тот же банк. Банк проверяет, есть ли у Алисы средства для проведения транзакции, прежде чем обновлять свою базу данных (скажем, - 50 долларов Алисе, + 50 долларов Бобу).

Это не слишком отличается от того, что происходит с блокчейном. Обе базы данных. Основное отличие состоит в том, что в блокчейне нет одной стороны, которая могла бы проверять и обновлять баланс. Все узлы должны это сделать. 

Если Алиса захочет отправить Бобу пять биткойнов, он отправит это сообщение в сеть. Транзакция не будет добавлена ​​в блокчейн сразу — ноды ее увидят, но для подтверждения транзакции необходимо выполнить и другие действия. См. Как блоки добавляются в блокчейн?

Как только транзакция будет добавлена ​​в блокчейн, все узлы смогут ее увидеть. Каждый узел обновит свою копию блокчейна для внесения дополнений. Теперь Алиса больше не может отправить Кэрол одни и те же пять единиц (если это произойдет, это называется двойной тратой), поскольку сеть знает, что Алиса уже потратила их в предыдущей транзакции.

Здесь нет имен пользователей и паролей — для доказательства принадлежности средств используется криптография с открытым ключом. Чтобы получить средства, Бобу в первую очередь необходимо создать закрытый ключ. Закрытый ключ — это очень длинное случайное число, которое практически невозможно угадать, даже если вам даны сотни лет на угадывание. Но если он расскажет кому-то другому, то кто-то другой сможет доказать право собственности (и, возможно, потратить) его средства. Поэтому важно, чтобы Боб держал это в секрете.

Однако Бобу следует получить открытый ключ из закрытого ключа. Затем он может передать этот открытый ключ кому угодно, поскольку практически невозможно перепроектировать открытый ключ, чтобы получить закрытый ключ. В большинстве случаев Боб будет выполнять другие операции (например, хеширование) над открытым ключом, чтобы получить публичный адрес.

Боб сообщит Алисе публичный адрес, чтобы она знала, куда отправить средства. Алиса создает транзакцию, в которой говорится, что нужно выплатить эти средства на этот публичный адрес. Затем, чтобы доказать сети, что она не пытается потратить чужие средства, Алиса создает цифровую подпись, используя собственный закрытый ключ. Любой может взять подписанное сообщение Алисы и сравнить его с ее открытым ключом и знать наверняка, что она имеет право отправить эти средства Бобу.

Как совершать транзакции с биткойнами

Чтобы проиллюстрировать, как вы можете совершать транзакции с биткойнами, давайте представим себе два разных сценария. В первом вы выводите биткойны с Binance, а во втором отправляете средства из TrustWallet на свой кошелек Electrum.

Как вывести биткойны с Binance

1. Войдите в свою учетную запись Binance. Если у вас еще нет биткойнов, вы можете ознакомиться с нашим руководством по биткойнам и тому, как их купить.

2. Нажмите «Кошелек» и выберите «Спотовой кошелек».

3. Нажмите «Вывод средств» в меню слева.

4.Выберите монету, которую хотите вывести – в данном случае BTC.

5. Скопируйте адрес, на который вы хотите вывести свои биткойны, и вставьте его в адрес получения BTC.

6. Определите сумму вывода.

7. Нажмите Enter.

8. Вскоре вы получите электронное письмо с подтверждением. Убедитесь, что указанный адрес правильный. Если все верно, подтвердите транзакцию.

9. Подождите, пока ваша транзакция будет обработана через блокчейн. Вы можете отслеживать статус отправки в меню «История пополнений и снятия средств» или с помощью обозревателя блоков.

Как отправить биткойны из Trust Wallet в Electrum

В этом примере мы отправим биткойны из Trust Wallet в Electrum.

1. Откройте приложение Trust Wallet.

2. Выберите свою учетную запись Bitcoin.

3. Выберите Отправить.

4. Откройте свой кошелек Electrum.

5. Нажмите меню «Получить» в Electrum и скопируйте адрес.

Или, альтернативно, вы можете вернуться в Trust Wallet и нажать значок [–], чтобы отсканировать QR-код вашего адреса Electrum.

6. Вставьте биткойн-адрес в адрес получателя в Trust Wallet.

7. Определите количество.

8. Если все верно, подтвердите транзакцию.

9. Готово! Подождите, пока ваша транзакция будет подтверждена в блокчейне. Вы можете отслеживать статус транзакции, скопировав адрес в обозреватель блоков.

Хотите владеть криптовалютой? Купите биткойны на Binance!

Кто изобрел технологию блокчейн?

Технология блокчейн была официально оформлена в 2009 году с выпуском Биткойна — первого и самого популярного блокчейна. Однако его создатель, использующий псевдоним Сатоши Накамото, черпал вдохновение из технологий и предложений прошлых времен.

Блокчейн широко использует хеш-функции и криптографию, которые существовали за десятилетия до выпуска Биткойна. Интересно, что структуры блокчейна можно проследить до начала 1990-х годов, хотя в то время они использовались только для отметок времени документов, чтобы их нельзя было изменить позже.

Чтобы глубже погрузиться в эту тему, прочтите нашу статью под названием «История блокчейна».

Плюсы и минусы технологии блокчейн

Хорошо собранный блокчейн решает проблемы, с которыми сталкиваются заинтересованные стороны в ряде отраслей, от финансов до сельского хозяйства. Распределенные сети имеют множество преимуществ по сравнению с традиционными моделями клиент-сервер, но имеют и некоторые недостатки.

Про

Одним из непосредственных преимуществ, отмеченных в официальном документе Биткойна, является то, что платежи могут передаваться без участия посредника. Блокчейны следующего поколения пошли еще дальше: пользователи получили возможность отправлять все виды информации. Устранение контрагентов означает меньший риск для вовлеченных пользователей и приводит к снижению затрат, поскольку нет посредников, получающих долю.

Как упоминалось ранее, публичные сети блокчейнов также не имеют разрешений — ничто не блокирует вход, потому что ни у кого нет власти. Если человек может подключиться к Интернету, то он может взаимодействовать с другими сверстниками в сети.

Возможно, многие скажут, что самым важным качеством блокчейна является высокий уровень устойчивости к цензуре. Чтобы отключить централизованную службу, злоумышленнику достаточно атаковать сервер. однако в одноранговой сети каждый узел действует как отдельный сервер. 

Такая система, как Биткойн, имеет более 10 000 видимых узлов, разбросанных по всему миру, что делает практически невозможным для злоумышленника, даже хорошо обеспеченного ресурсами, нарушение работы сети. Стоит отметить, что существует также множество скрытых узлов, невидимых для более широкой сети.

Это некоторые из общих преимуществ. Существует множество более конкретных преимуществ блокчейна, как вы увидите в главе «Какие преимущества блокчейна?».

Против

Блокчейн не предлагает решения всех проблем. Если он оптимизирован для достижения преимуществ в одной области, он ослабевает в других областях. Самым очевидным препятствием для массового внедрения блокчейна является масштабируемость.

Это относится ко всем распределенным сетям. Поскольку все участники должны синхронизироваться, новую информацию нельзя добавлять слишком быстро. Если он будет слишком быстрым, узлы не смогут за ним поспевать. Поэтому разработчики склонны намеренно ограничивать скорость обновления блокчейна, чтобы гарантировать, что система остается децентрализованной.

Для пользователей сети это может означать длительные периоды ожидания, если слишком много людей попытаются совершить транзакции. Блоки могут хранить ограниченное количество данных, они не добавляют их в цепочку мгновенно. Если транзакций больше, чем может поместиться в блок, он должен дождаться следующего блока.

Другая возможная возможность в децентрализованной среде блокчейна заключается в том, что систему невозможно легко обновить. Если вы пишете собственное программное обеспечение, вы можете добавлять новые функции по своему желанию. Вам не нужно работать с кем-либо еще или спрашивать разрешения на внесение изменений.

В среде с потенциально миллионами пользователей вносить изменения гораздо сложнее. Вы можете изменить некоторые параметры программного обеспечения вашего узла, но в конечном итоге вы будете отключены от сети. Если модифицированное программное обеспечение несовместимо с другими узлами, узлы узнают об этом и откажутся взаимодействовать с вашим узлом.

Предположим, вы хотите изменить правила относительно размера блока (с 1 МБ на 2 МБ). Вы можете попробовать отправить эти блоки узлам, к которым вы подключены, но у них есть правило, гласящее «не принимать блоки размером более 1 МБ». Если они получат блок большего размера, они не будут включать его в копию блокчейна.

Единственный способ добиться перемен — заставить большую часть экосистемы принять их. В крупных блокчейн-средах на форумах идут интенсивные дискуссии, которые могут занять месяцы или даже годы, прежде чем изменения можно будет скоординировать. Вы можете увидеть Hard Fork и Soft Fork для получения дополнительной информации об этом.

Глава 2. Как работает блокчейн?

Список содержимого

• Как блоки добавляются в блокчейн?

• Майнинг (Доказательство работы)

  • Профессиональное доказательство работы

  • Контра Доказательство работы

• Ставка (Доказательство ставки)

  • Профессиональное доказательство доли

  • Контра Доказательство доли

• Другие алгоритмы консенсуса

• Являются ли транзакции блокчейна обратимыми?

• Что такое масштабируемость блокчейна?

• Зачем блокчейну нужна масштабируемость?

• Что такое форк блокчейна?

  • Мягкая вилка

  • Хардфорк

Как блоки добавляются в блокчейн?

На данный момент мы рассмотрели очень многое. Мы знаем, что узлы взаимосвязаны и хранят копию блокчейна. Узлы также передают друг другу информацию о новых транзакциях и блоках. Мы рассмотрели, что такое узел, но вам может быть интересно: как в блокчейн добавляются новые блоки?

Не существует единого источника, который бы говорил пользователям, что делать. Поскольку все узлы имеют одинаковую мощность, необходим механизм, позволяющий решать, кто может добавлять блоки в блокчейн. Нам нужна система, которая сделает мошенничество очень дорогостоящим для пользователей и вознаграждает их за честные действия. Каждый разумный пользователь будет предпринимать действия, которые ему экономически выгодны.

Поскольку эта сеть закрыта, создание блоков должно быть доступно каждому. Протоколы часто обеспечивают это, требуя от пользователей фактического участия – им приходится подвергать риску свои собственные деньги. Это позволит им участвовать в генерации блоков, и если они сгенерируют действительный блок, им будет выплачено вознаграждение.

Однако если они попытаются обмануть, об этом узнают все пользователи сети. Любые активы, которые они вложили в сеть, будут потеряны. Мы называем этот механизм алгоритмом консенсуса, поскольку он позволяет участникам сети достичь консенсуса относительно того, какие блоки следует добавлять дальше.

Майнинг (Доказательство работы)

Майнинг на сегодняшний день является наиболее часто используемым алгоритмом консенсуса. В майнинге используется алгоритм Proof of Work (PoW). Пользователи должны пожертвовать вычислительной мощностью, чтобы попытаться решить головоломки, поставленные протоколом.

Эта головоломка требует от пользователей хэширования транзакций и другой информации, включенной в блоки. Но чтобы хэш считался действительным, он должен упасть ниже определенного числа. Поскольку невозможно предсказать, что получится на выходе, майнеры должны продолжать хешировать слегка измененные данные, пока не найдут правильное решение.

Конечно, повторное хеширование данных — дорогостоящее занятие. В блокчейне Proof of Work «ставка», которую отправляет пользователь, — это деньги, вложенные в компьютер майнера, и электричество, используемое для его работы. Они делают это в надежде получить награду за блок. 

Помните, как мы обсуждали ранее, что обратить хеш практически невозможно, но его легко проверить? Когда майнер отправляет новый блок по сети, все остальные узлы используют его в качестве входных данных для хэш-функции. Им нужно запустить его только один раз, чтобы убедиться, что блок действителен в соответствии с правилами блокчейна. Если это не законно, майнеры не получат вознаграждения и просто будут тратить электроэнергию впустую.

Первым блокчейном Proof of Work был Биткойн. С момента его создания многие другие блокчейны приняли этот механизм PoW.

Профессиональное доказательство работы

• Это был процесс проб и ошибок — на сегодняшний день Proof of Work является наиболее зрелым алгоритмом консенсуса и стоит сотни миллиардов долларов.

• Без разрешений — любой может присоединиться к моему и запустить узел для проверки.

• Децентрализация – майнеры конкурируют друг с другом за генерацию блоков, а это означает, что хэш-мощность никогда не контролируется одной стороной.

Контра Доказательство работы

• Расточительно – майнинг требует много электроэнергии.

• Чем выше барьер для входа – чем больше майнеров присоединяются к сети, тем протокол увеличивает сложность задачи майнинга. Чтобы оставаться конкурентоспособными, пользователям приходится инвестировать в лучшее оборудование, которое, конечно, обходится недешево. Для многих майнеров это может оказаться слишком дорого.

• Атака 51% — хотя майнинг поддерживает децентрализацию, вполне возможно, что один майнер получит большую часть хэш-мощности. Если это произойдет, они теоретически могут признать транзакцию недействительной и поставить под угрозу безопасность блокчейна.

Ставка (Доказательство ставки)

В системе Proof of Work вас побуждает действовать честно — это деньги, которые вы вкладываете в майнинг компьютеров и электричества. Вы не получите окупаемости инвестиций, если не будете добывать блоки должным образом.

При использовании Proof of Stake (PoS) внешние комиссии отсутствуют. Майнеров тоже нет, есть валидаторы, которые предлагают (или «подделывают») блоки. Валидаторы могут использовать обычные компьютеры для генерации новых блоков, но они должны передать большую часть своих средств на стейкинг для получения этой привилегии. Стейкинг осуществляется с использованием собственной криптовалюты рассматриваемого блокчейна в заранее определенных количествах в соответствии с правилами каждого протокола. 

В разных реализациях есть разные варианты, но как только валидатор отправляет ставку, протокол может случайным образом выбирать его для объявления следующего блока. Сделав это правильно, они получат награду. В качестве альтернативы, может быть несколько валидаторов, которые одобряют следующий блок, и в этом случае вознаграждение будет распределяться пропорционально в соответствии с ставкой, которую каждый отправил.

«Чистые» блокчейны PoS встречаются реже, чем DPoS (делегированное доказательство доли), которое требует, чтобы пользователи голосовали за узлы (свидетели) для проверки блоков по сети.

Ethereum, ведущий блокчейн смарт-контрактов, вскоре перейдет на Proof of Stake при переходе на ETH 2.0. 

Профессиональное доказательство доли

• Экологичность — углеродный след PoS очень мал по сравнению с майнингом PoW. Стейкинг исключает операции хеширования, требующие много энергии.

• Более быстрые транзакции — поскольку нет необходимости тратить дополнительную вычислительную мощность для решения задач, поставленных протоколом, некоторые сторонники PoS утверждают, что это может увеличить пропускную способность транзакций.

• Вознаграждения и проценты за стейкинг. Вознаграждения за безопасность сети выплачиваются непосредственно держателям токенов, а не майнерам. В некоторых случаях PoS позволяет пользователям получать пассивный доход в виде аирдропов или процентов, просто размещая свои средства на стейкинге.

Контра Доказательство доли

• Относительно непроверенные — протоколы PoS не тестировались в больших масштабах. В его реализации или криптоэкономике могут быть некоторые необнаруженные уязвимости.

• Плутократия – есть опасения, что PoS поощряет экосистему «богатые становятся богаче», поскольку валидаторы с большими ставками, как правило, получают больше вознаграждений.

• Проблема «ничего не поставлено на карту» — в PoW пользователи могут «ставить» только на одну цепочку — они майнят на той цепочке, которая, по их мнению, наиболее вероятна для успеха. Во время хардфорка они не могут делать ставки на несколько цепочек с одинаковой хеш-мощностью. Однако валидаторы в PoS могут работать в нескольких цепочках с небольшими дополнительными затратами, что может вызвать экономические проблемы.

Другие алгоритмы консенсуса

Proof of Work и Proof of Stake — наиболее распространенные алгоритмы консенсуса, но существует и множество других. Некоторые гибридные сочетают в себе элементы обеих систем, а другие представляют собой совершенно разные методы. 

Мы не будем освещать это здесь, но если вам интересно, вы можете прочитать следующие статьи:

• Объяснение отложенного доказательства работы

• Объяснение консенсуса по арендованному доказательству доли

• Объяснение подтверждения полномочий

• Объяснение доказательства сжигания

Являются ли транзакции блокчейна обратимыми?

Блокчейн — это база данных, которая спроектирована как очень надежная. Его присущая природа очень затрудняет удаление или изменение данных блокчейна после их записи. Когда дело доходит до Биткойна и других крупных сетей, это практически невозможно сделать. Итак, когда вы совершаете транзакцию в блокчейне, вы должны предполагать, что она будет длиться вечно.

Однако существует множество различных реализаций блокчейна, и самое фундаментальное различие между ними заключается в том, как они достигают консенсуса внутри сети. Это означает, что в некоторых реализациях относительно небольшая группа участников может получить достаточную мощность в сети для эффективного отмены транзакций. Это особенно актуально для альткойнов, работающих в небольших сетях (с низкими скоростями хэширования, поскольку конкуренция в майнинге небольшая).

Что такое масштабируемость блокчейна?

Масштабируемость блокчейна обычно используется как общий термин, обозначающий способность системы блокчейна обслуживать растущий спрос. Блокчейн обладает желаемыми свойствами (такими как децентрализация, устойчивость к цензуре и неизменность). Но чтобы добиться всего этого, нужно чем-то пожертвовать.

В отличие от децентрализованных систем, централизованные базы данных могут работать с гораздо более высокими скоростями и пропускной способностью. Это имеет смысл, поскольку не требуется, чтобы тысячи узлов, разбросанных по всему миру, синхронизировались с сетью каждый раз, когда ее содержимое изменяется. Блокчейн — это полная противоположность. В результате масштабируемость уже много лет является широко обсуждаемой темой среди разработчиков блокчейнов.

Был предложен или реализован ряд решений для смягчения некоторых недостатков производительности блокчейна. Однако до сих пор не существует четкого наилучшего подхода. Возможно, сначала необходимо опробовать все эти различные решения, пока мы не найдем ответ на проблему масштабируемости.

На более широком уровне существует фундаментальный вопрос, касающийся масштабируемости: должны ли мы повысить производительность самого блокчейна (ончейн-масштабируемость) или же мы должны позволить транзакциям выполняться без раздувания основного блокчейна (офф-чейн-масштабируемость)? 

У обоих могут быть явные преимущества. Решения по масштабированию внутри цепочки могут уменьшить размеры транзакций или даже просто оптимизировать хранение данных в блоках. С другой стороны, оффчейн-решения группируют транзакции из основного блокчейна, чтобы затем добавить их позже. Некоторые из наиболее известных оффчейн-решений — это так называемые сайдчейны и платежные каналы.

Если вам интересно изучить эту тему, вы можете прочитать нашу статью под названием «Масштабируемость блокчейна — сайдчейны и платежные каналы».

Зачем блокчейну нужна масштабируемость?

Если система блокчейна должна конкурировать со своими противниками в централизованной среде, то блокчейн должен работать как минимум так же хорошо, как и они. Однако на самом деле, возможно, ему придется работать лучше, чтобы стимулировать разработчиков и пользователей переходить на платформы и приложения на основе блокчейна. 

По сравнению с централизованными системами использование блокчейна должно быть быстрее, дешевле и проще для разработчиков и пользователей. Этого нелегко добиться, сохраняя при этом характеристики блокчейна, которые мы обсуждали ранее. 

Что такое форк блокчейна?

Как и любое другое программное обеспечение, блокчейн необходимо обновлять, чтобы устранять проблемы, добавлять новые правила или удалять старые. Поскольку большая часть программного обеспечения блокчейна имеет открытый исходный код, теоретически любой может предлагать обновления для программного обеспечения, управляющего сетью. 

Помните, что блокчейн — это распределенная сеть. После обновления программного обеспечения тысячи узлов, разбросанных по всему миру, должны иметь возможность обмениваться данными и внедрять новую версию. Но что произойдет, если участники не согласятся с предложенными улучшениями? Обычно нет полномочий принимать решения, и это приведет нас к софт-форкам и хард-форкам.

Мягкая вилка

Если существует общее согласие относительно того, как следует осуществлять улучшения, это относительно простой вопрос. В таком сценарии программное обеспечение обновляется с обратно совместимыми изменениями, а это означает, что обновленные узлы по-прежнему могут взаимодействовать с необновленными узлами. Однако, несмотря на это, в действительности ожидается, что все узлы со временем будут модернизированы. Это называется софт-форк. 

Хардфорк

Хард-форки еще сложнее. После внедрения новые правила не будут совместимы со старыми правилами. Таким образом, если узел, на котором выполняются новые правила, попытается взаимодействовать с узлом, на котором выполняются старые правила, они не смогут взаимодействовать. В результате блокчейн разделяется на две части: в первой цепочке выполняется старое программное обеспечение, во второй цепочке реализуются новые правила.

После хард-форка фактически будут две разные сети, параллельно использующие два разных протокола. Следует отметить, что при возникновении форка исходный баланс единиц блокчейна копируется из старой сети. Таким образом, если на момент форка у вас был баланс в старой цепочке, у вас также будет баланс в новой цепочке. 

Чтобы узнать больше по этой теме, вы можете прочитать «Хард-форки» и «софт-форки».

Глава 3. Каковы преимущества блокчейна?

Список содержимого

• Блокчейн для цепочек поставок

• Блокчейн и игровая индустрия

• Блокчейн для здравоохранения

• Денежные переводы через блокчейн

• Блокчейн и цифровая идентификация

• Блокчейн и Интернет вещей (IoT)

• Блокчейн для управления

• Блокчейн для благотворительности

• Блокчейн для спекуляций

• Краудфандинг с использованием блокчейна

• Блокчейн и распределенные файловые системы

Технология блокчейн может использоваться в различных областях. Давайте рассмотрим некоторые из них. 

Блокчейн для цепочек поставок

Эффективная цепочка поставок лежит в основе многих успешных предприятий, связанных с доставкой товаров от поставщика к потребителю. Координация действий множества заинтересованных сторон в конкретной отрасли традиционно оказывалась сложной задачей. Однако технология блокчейна может обеспечить новый уровень прозрачности в этой области. Чтобы стать более устойчивыми и надежными, отраслям необходимы совместимые экосистемы цепочек поставок с неизменяемыми базами данных.

Если вам интересно узнать больше по этой теме, перейдите в раздел «Использование блокчейна: цепочка поставок».

Блокчейн и игровая индустрия

Игровая индустрия уже является одной из крупнейших индустрий развлечений в мире, а технология блокчейна может сделать ее еще больше. Обычно судьба геймеров находится в руках разработчиков игр. В большинстве онлайн-игр геймеры вынуждены полагаться на серверы, предоставленные разработчиками, и следовать их постоянно меняющемуся набору правил. В этом контексте блокчейн может помочь децентрализовать владение, управление и обслуживание онлайн-игр.

Однако самой большой проблемой будет то, что игровые предметы не могут существовать вне игры, это может исключить возможность реального владения и вторичного рынка. Используя подход, основанный на блокчейне, игры могут стать более устойчивыми в долгосрочной перспективе, а внутриигровые предметы, выпущенные как крипто-коллекционные предметы, могут иметь большую ценность в реальном мире.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, вы можете прочитать нашу статью «Использование блокчейна: игры».

Блокчейн для здравоохранения

Надлежащее хранение медицинских записей имеет решающее значение для систем здравоохранения, а использование централизованных серверов создает риск для конфиденциальной информации. Технология блокчейн с ее прозрачностью и безопасностью является идеальной платформой для хранения медицинских записей.

Криптографически защищая записи в блокчейне, пациенты могут сохранять свою конфиденциальность, а также могут делиться медицинской информацией с медицинскими учреждениями. Если бы все участники системы здравоохранения могли подключиться к защищенной глобальной базе данных, поток информации между ними был бы намного быстрее.

Если вы хотите узнать больше по этой теме, вы можете прочитать нашу статью под названием «Использование блокчейна: услуги здравоохранения».

Денежные переводы через блокчейн

Отправка денег за границу является проблемой для традиционного банковского дела. Главным образом потому, что запутанная сеть посредников, комиссии и длительные сроки расчетов делают эту услугу дорогой и ненадежной для срочных транзакций.

Криптовалюты и блокчейн устраняют этих посредников и обеспечивают дешевые и быстрые переводы по всему миру. В ряде проектов используется технология блокчейна для проведения дешевых и практически мгновенных транзакций.

Если вы хотите узнать больше, прочтите нашу статью «Использование блокчейна: денежные переводы».

Хотите владеть криптовалютой? Купите биткойны на Binance!

Блокчейн и цифровая идентификация

Безопасное управление идентификационными данными в Интернете требует быстрого решения. Огромные объемы наших личных данных хранятся на централизованных серверах и анализируются алгоритмами машинного обучения без нашего ведома и согласия. 

Технология блокчейн позволяет пользователям брать на себя ответственность за свои данные и выборочно раскрывать информацию третьим лицам только в случае необходимости. Подобное криптографическое волшебство обеспечивает более плавную работу в Интернете без ущерба для конфиденциальности.

Если вы хотите узнать больше, прочтите нашу статью под названием «Использование блокчейна: цифровая идентификация».

Блокчейн и Интернет вещей (IoT)

К Интернету подключено большое количество физических устройств, и это число будет продолжать расти. Некоторые люди предполагают, что блокчейн может значительно улучшить связь и сотрудничество между этими устройствами. Автоматизированные межмашинные микроплатежи (M2M) могут создать новую экономику, опирающуюся на безопасные и высокопроизводительные решения для баз данных.

Если вы хотите узнать больше, прочтите нашу статью под названием «Использование блокчейна: Интернет вещей (IoT)».

Блокчейн для управления

Распределенные сети могут устанавливать и обеспечивать соблюдение собственных правил в виде компьютерного кода. Неудивительно, что блокчейн может иметь возможность участвовать в различных процессах управления на местном, национальном или даже международном уровне. 

Более того, блокчейн может решить одну из самых больших проблем, стоящих сейчас перед средой разработки с открытым исходным кодом, — отсутствие надежных механизмов распределения средств. Управление блокчейном гарантирует, что все участники могут быть вовлечены в процесс принятия решений, и обеспечивает прозрачную картину реализуемой политики.

Если вам интересно узнать больше, прочтите нашу статью под названием «Использование блокчейна: управление».

Блокчейн для благотворительности

Проблема, с которой часто сталкиваются благотворительные организации, — это ограниченность средств в получении средств. Не менее тревожно и то, что конечный пункт назначения пожертвованных средств сложно точно отследить. Несомненно, эти слабости отпугнут многих людей от поддержки этих организаций.

«Криптофилантропия» с использованием технологии блокчейн может решить эту проблему. На неотъемлемые свойства технологии блокчейн можно положиться, чтобы обеспечить прозрачность, глобальное участие и снижение затрат, тем самым максимизируя влияние самой благотворительной деятельности. Одной из организаций в этой области является Благотворительный фонд Блокчейн.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, вы можете прочитать нашу статью под названием «Использование блокчейна: благотворительность».

Блокчейн для спекуляций

Без сомнения, одним из самых популярных применений технологии блокчейн является спекуляция. Беспрепятственные переводы между биржами, некастодиальные торговые решения и растущая экосистема деривативов делают его идеальным игровым полем для всех типов спекулянтов.

Благодаря своей природе блокчейн является отличным инструментом для тех, кто готов пойти на риск. Некоторые люди даже думают, что как только технология и правила, касающиеся блокчейна, станут зрелыми, все глобальные спекулятивные рынки будут токенизированы на блокчейне.

Если вы хотите узнать больше, вы можете прочитать нашу статью под названием «Использование блокчейна: рынки прогнозов».

Краудфандинг с использованием блокчейна

Онлайн-платформы краудфандинга заложили основу для одноранговой экономики почти за последнее десятилетие. Успех этих сайтов показывает, что существует большой интерес к разработке краудфандинговых продуктов. Однако, поскольку эти платформы выступают хранителями средств, они могут забрать большую часть средств в качестве комиссий за управление. Кроме того, каждая платформа также имеет свои собственные правила, облегчающие соглашения между участниками.

Технология блокчейн и, в частности, смарт-контракты, могут создать более безопасный автоматизированный краудфандинг, где условия соглашения указаны в компьютерном коде. 

Другими краудфандинговыми приложениями, использующими блокчейн, являются первичное предложение монет (ICO) и первичное предложение обмена (IEO). При такой продаже токенов инвесторы собирают средства в надежде, что сеть будет успешной в будущем, и они получат возврат инвестиций (ROI).

Блокчейн и распределенные файловые системы

Распределение файлового хранилища через Интернет имеет гораздо больше преимуществ, чем традиционные централизованные альтернативы. Большая часть данных, хранящихся в облаке, полагается на централизованные серверы и поставщиков услуг, которые, как правило, более уязвимы для атак и потери данных. В некоторых случаях пользователи также могут столкнуться с проблемами доступа из-за цензуры централизованных серверов.

С точки зрения пользователя, решения для хранения файлов на блокчейне работают так же, как и типичные решения для облачного хранения — вы можете загружать, хранить файлы и получать к ним доступ. Но то, что произошло за кулисами, было совсем другим.

Когда вы загружаете файлы в хранилище блокчейна, они распределяются и реплицируются на нескольких узлах. В некоторых случаях каждый узел будет хранить отдельную часть вашего файла. Система мало что может сделать с частичными данными, но затем вы можете попросить узел предоставить каждую часть, чтобы вы могли объединить их, чтобы получить обратно полный файл.

Пространство для хранения данных предоставляется участниками, предоставляющими свое хранилище и пропускную способность сети. Как правило, эти участники экономически заинтересованы в предоставлении этих ресурсов и, наоборот, также экономически наказываются, если они не соблюдают правила или не могут хранить и обслуживать файлы.

Вы можете думать об этом типе сети как о Биткойне. Однако в этом случае основной целью сети является не поддержка передачи денежной стоимости, а обеспечение устойчивого к цензуре и децентрализованного хранения файлов.

Другие протоколы с открытым исходным кодом, такие как Межпланетная файловая система (IPFS), уже прокладывают путь для этой новой, более постоянной, распределенной сети. Несмотря на то, что IPFS представляет собой одноранговый протокол и сеть, система не является полностью блокчейном. Однако IPFS применяет несколько принципов технологии блокчейна для повышения безопасности и эффективности.