розділ

1. Блокчейн 101

2. Як працює блокчейн?

3. Для чого використовується блокчейн?

Розділ 1 - Блокчейн 101

Зміст

• Що таке блокчейн?

• Як з'єднані блоки?

• Блокчейн і децентралізація

• Проблема візантійських генералів

• Чому блокчейн потребує впровадження децентралізації?

• Що таке однорангова мережа?

• Що таке блокчейн-вузол?

• Публічний ланцюг і приватний ланцюг

• Як працює транзакція?

• Як торгувати Bitcoin

  • Як вивести Bitcoin з Binance

  • Як надіслати Bitcoin з Trust Wallet на Electrum

• Хто винайшов технологію блокчейн?

• Плюси і мінуси технології блокчейн

  • перевага

  • недолік

Що таке блокчейн?

Блокчейн - це особливий тип бази даних. Можливо, ви чули про термін технологія розподіленої книги, або DLT, і в багатьох випадках блокчейн є розподіленою книгою.

Блокчейн має деякі характеристики, такі як набір правил додавання даних у ланцюг, і коли дані потрапляють у систему зберігання, їх практично неможливо змінити або видалити за допомогою віртуальних засобів.

З часом дані додаються до структур, які називаються блоками. Кожен блок базується на попередньому блоці, і кожен блок містить частину інформації, яка з’єднує його з попереднім блоком. Нам потрібно лише подивитися на останній блок, щоб побачити, чи був він останнім створеним блоком. Тому, якщо ми продовжимо пошук уздовж «ланцюжка», ми зможемо знайти перший блок, який широко відомий як блок генезису.

Наприклад, скажімо, у вас є електронна таблиця з двома стовпцями. У першу клітинку першого рядка ви можете ввести будь-які дані, які хочете зберегти.

Потім дані в першій клітинці перетворюються на дволітерний ідентифікатор і продовжують вводитися як частина наступної клітинки. У цьому прикладі двобуквений ідентифікатор KP потрібно ввести в клітинку другого рядка (defKP). Це означає, що якщо ви зміните перші введені дані (abcAA), комбінація букв у наступній клітинці зміниться.

Кожен запис у базі даних пов’язаний із попереднім записом.

Тепер давайте подивимося на рядок 4, останній ідентифікатор – TH. Пам’ятаєте, що я згадував раніше? Ми не можемо скасувати процес і не можемо перемістити чи видалити записи. Через природу блокчейну кожен користувач може візуально побачити, що операція завершена, і він просто проігнорує ваші спроби змінити.

Припустімо, ви змінюєте дані в першій комірці, ідентифікатор, який ви отримуєте, зміниться, що означає, що дані в другому блоці зміняться, в результаті чого ідентифікатор у рядку 2 також зміниться, так що І так далі. По суті, TH є продуктом усієї інформації, яка передувала його створенню.

Як з'єднані блоки?

Те, що ми обговорювали вище, дволітерні ідентифікатори, просто імітує використання хеш-функцій блокчейном. Хеші — це клей, який гарантує пов’язаність блоків один з одним. Хешування приймає дані будь-якого розміру та використовує математичну функцію для створення рядка вихідних даних (геш-значень), які завжди мають однакову довжину.

Використання алгоритмів хешування в блокчейні має сенс, оскільки ймовірність того, що користувач знайде дві частини даних, які дають однаковий результат, надзвичайно мала. Як показано в ідентифікаторі вище, якщо вхідні дані трохи змінено, експортований результат буде зовсім іншим.

SHA256 — це функція, яка широко використовується в сфері біткоінів. Скористаємося цією функцією для пояснення. Як бачите, навіть просто змінити регістр літер достатньо, щоб повністю змінити результат.

Наразі не було колізій SHA256 (тобто двох різних вхідних даних, що призводять до однакового виходу), що особливо важливо в контексті блокчейну. Це означає, що кожен блок, що містить хеш, можна відстежити до попереднього блоку, і будь-яка спроба редагувати старіший блок буде відкритою для всіх.

Кожен блок містить відбиток попереднього блоку.

Блокчейн і децентралізація

Ми детально розглянули базову структуру блокчейна. Якщо ви почуєте, як інші люди говорять про технологію блокчейн, ви можете виявити, що вони обговорюють не саму базу даних, а екосистему, побудовану навколо блокчейну.​

Blockchain має окрему структуру даних і тому корисний лише в нішевих програмах. Якщо ми надамо ці інструменти незнайомцям для полегшення координації та співпраці, буде цікаво спостерігати, як розвиватимуться події. Водночас у поєднанні з іншими технологіями та деякими знаннями теорії ігор блокчейн може стати розподіленою книгою, яка ніким не контролюється.

Це означає, що жоден користувач не може редагувати запис, порушуючи системні правила (докладніше про правила пізніше). У цьому сенсі ви можете думати, що книга є спільною для всіх: учасники повинні погоджувати зміни в блокчейні в будь-який час.

Проблема візантійських генералів

Насправді справжньою перешкодою для розвитку вищезгаданої системи є проблема візантійських генералів. Проблема вперше привернула увагу в 1980-х роках і описує дилему, в якій ізольовані актори повинні спілкуватися один з одним, щоб координувати свої дії. У цій особливій скрутній ситуації, після того як група генералів привела свої війська до оточення певного міста, їм потрібно було вирішити, чи атакувати. Але генерал міг повідомити свої рішення тільки кур'єром.​

Кожен генерал повинен віддати наказ атакувати або відступати. Незалежно від того, чи це буде атака, чи відступ, поки генерали дійдуть згоди. Якщо вони вирішать атакувати, для перемоги повинна атакувати вся армія. Отже, як ми можемо гарантувати, що нічого не піде не так?​

Щоправда, у них були месенджери як засіб спілкування. Але що станеться, якщо кур’єра перехоплять і ворог змінить повідомлення «Атака на світанку» на «Атака сьогодні ввечері»? Що, якби один із генералів збунтувався і навмисно ввів в оману інших генералів, спричинивши їх поразку?

Для успіху необхідна спільна атака всіх генералів (зліва). Інакше вони зазнають поразки (справа).

Тому нам потрібно розробити стратегію, яка дозволить кожному досягти консенсусу, навіть якщо учасники відмовляються або повідомлення перехоплюються. Якщо армія атакує місто без підтримки, ситуація буде дуже трагічною, і нездатність підтримувати базу даних також призведе до поганих наслідків. Хоча це не питання життя і смерті, правда одна. Якщо блокчейн залишається без нагляду і може не надавати користувачам «правильну» інформацію, тоді користувачі повинні мати можливість спілкуватися один з одним.

Щоб усунути потенційні збої, з якими стикається один (чи більше) користувач, механізм блокчейну має бути належним чином розроблений, щоб справлятися з цими перешкодами. Згодом виникли візантійські відмовостійкі системи. Як ми побачимо далі, алгоритми консенсусу можна використовувати для забезпечення дотримання правил, які міцні, як залізні стіни.

Чому блокчейн потребує впровадження децентралізації?

Звичайно, ви також можете запустити блокчейн самостійно. Але врешті-решт ви побачите, що кількість даних і перевантаження інформацією настільки жахливі, що вони не можуть конкурувати з іншими ретельно керованими блокчейнами. Тому що тільки в децентралізованому середовищі, де всі користувачі рівні, можна повністю розвинути справжній потенціал блокчейну. Таким чином, блокчейн захищений від видалення або зловмисного захоплення. Оскільки джерело даних єдине, вся інформація доступна кожному користувачеві.

Що таке однорангова мережа?

Однорангова мережа (P2P) складається з нашого рівня користувача (або групи генералів у прикладі, описаному раніше). У цій мережі немає посади адміністратора, тому, якщо користувачам потрібно обмінятися інформацією, вони можуть надіслати інформацію безпосередньо іншій стороні, не звертаючись до центрального сервера.​

Будь ласка, перегляньте малюнок нижче. A на діаграмі ліворуч має пройти через сервер, щоб скерувати свої повідомлення до F. Але, як видно на зображенні праворуч, їх можна підключити напряму без посередників.

Централізована мережа (ліворуч) і децентралізована мережа (праворуч).

За нормальних умов сервер зберігатиме всю необхідну користувачеві інформацію. Наприклад, коли ви відвідуєте Binance Academy, ви фактично просите її сервер надати всі статті на сайті. Якщо сайт офлайн, ви більше не зможете його переглядати. Однак, якщо ви вже все завантажили і завантажили на свій комп’ютер, не потрібно надсилати заявку в Binance Academy.​

Насправді, саме так кожен пір працює в блокчейні: уся база даних уже зберігається на його комп’ютері. Незалежно від того, хто залишить мережу, це не вплине на можливість інших користувачів отримати доступ до блокчейну та обмінюватися інформацією один з одним. Коли новий блок додається до блокчейну, дані в ньому будуть поширені всім користувачам мережі, тому кожен користувач може оновити свою копію книги вчасно.

Обов’язково прочитайте «Детальне пояснення однорангових мереж» для детального обговорення експертами цього типу мереж.

Що таке блокчейн-вузол?

Простіше кажучи, вузли — це машини, які ми використовуємо для підключення до мережі. Ці машини відповідають за зберігання копій блокчейну та обмін інформацією з іншими машинами. Користувачам не потрібно обробляти ці процеси вручну. Зазвичай їм потрібно лише завантажити та запустити програмне забезпечення, пов’язане з блокчейном, і система може автоматично взяти на себе решту операцій.

Наведений вище опис вузлів дуже стислий, і визначення також включає інших користувачів, які будь-яким чином взаємодіють з мережею. Наприклад, у світі криптовалют простий додаток-гаманець на вашому телефоні є так званим легким вузлом.​

Публічний ланцюг і приватний ланцюг

Можливо, ви знаєте, що індустрія блокчейнів розвивається донині завдяки міцному фундаменту, закладеному біткойнами. Оскільки біткойн зарекомендував себе як законний фінансовий актив, новатори почали думати про потенціал застосування базової технології в інших сферах. Отже, дослідження блокчейну в незліченних випадках використання поза фінансами.

Біткойн, також відомий як публічний блокчейн. Це означає, що кожен користувач може переглядати транзакції в ланцюжку та просто мати доступ до Інтернету та необхідного програмного забезпечення для приєднання до блокчейну. Немає інших вимог для участі в блокчейні, тому ми можемо назвати це середовищем без дозволів.

Відповідником є ​​приватний блокчейн, який є іншим типом блокчейну. Ці системи створюють набір правил, які обмежують дозволи на доступ і взаємодію в блокчейні. Тому ми називаємо це дозволеним середовищем. Хоча на перший погляд приватні блокчейни можуть здатися дещо марними, деякі важливі програми були розроблені з їх використанням, переважно в корпоративних середовищах.

Щоб дізнатися більше про цю тему, зверніться до розділу "Яка різниця між державним ланцюгом, приватним ланцюгом і ланцюгом консорціуму?" 》

Хочете розпочати свою криптовалютну подорож? Заходьте на Binance та купуйте біткойн зараз!

Як працює транзакція?

Якщо Аліса хоче заплатити Бобу за допомогою системи банківського переказу, вона спочатку повідомить про це банк. Для простоти ми припускаємо, що обидві сторони користуються одним банком. Банк перевіряє, чи достатньо коштів у Аліси для здійснення транзакції (наприклад, 50 доларів США списується з рахунку Аліси, а 50 доларів США зараховується на рахунок Боба), перш ніж оновлювати свою базу даних.

Блокчейн працює аналогічно. Зрештою, обидва по суті є базами даних. Але ключова відмінність полягає в тому, що блокчейн не потребує сторонньої перевірки та оновлення балансу. Усі вузли автоматично виконають ці операції.​

Якщо Аліса хоче заплатити Бобу 5 біткойнів, вона просто передає це повідомлення в мережу. Транзакція не додається до блокчейну відразу, але інформація отримується різними вузлами, оскільки інші операції потрібно завершити, перш ніж транзакцію можна буде підтвердити. Прочитайте, будь ласка, як блоки додаються до блокчейну?

Після додавання транзакції до блокчейну всі вузли отримують інформацію про те, що транзакцію завершено. Ці вузли оновлюють свою копію блокчейна, щоб відобразити нові транзакції. Тепер Аліса більше не може надіслати ці п’ять одиниць Керол (уникаючи таким чином повторного надсилання), оскільки мережа знає, що вона вже виплатила ці одиниці в попередній транзакції.

Концепція імен користувачів і паролів не існує в блокчейні, і криптографію з відкритим ключем можна використовувати для підтвердження права власності на кошти. Першим кроком до отримання коштів є те, що Бобу потрібно згенерувати закритий ключ. Закритий ключ — це довге, випадково згенероване число, настільки складне, що ніхто не зможе його зламати, навіть якщо на це знадобляться сотні років. Але якщо ви повідомите іншим свій приватний ключ, то інші зможуть довести своє право власності на його кошти (і, отже, мають право їх витрачати). Тому конфіденційність має вирішальне значення.

Але Боб також може виконати наступну дію, тобто отримати відкритий ключ із закритого ключа. Він може надати свій відкритий ключ будь-кому, тому що можливість зворотного проектування відкритого ключа для отримання закритого ключа невелика. У більшості випадків він виконає іншу операцію з відкритим ключем (наприклад, запуск алгоритму хешування), щоб отримати публічну адресу.

Він дасть Алісі публічну адресу, щоб вона знала, куди відправити кошти. Вона створює транзакцію для виплати коштів на цю публічну адресу. Потім їй потрібно створити цифровий підпис за допомогою свого закритого ключа, щоб довести мережі, що вона використовує власні кошти. Усі користувачі можуть взяти підписане повідомлення Аліси та порівняти його з її відкритим ключем, щоб визначити, що вона має повноваження надсилати ці кошти Бобу.

Як торгувати Bitcoin

Давайте пояснимо, як торгувати біткойнами за наступними двома сценаріями. Перший випадок полягає в тому, щоб вивести біткойни з Binance, а в другому – відправити кошти з вашого TrustWallet на гаманець Electrum.

Як вивести Bitcoin з Binance

1. Увійдіть у свій обліковий запис Binance. Якщо ви ще не володієте жодними біткойн-активами, перегляньте наш посібник щодо біткойн, щоб дізнатися, як їх придбати.

2. Наведіть курсор на «Гаманець» і виберіть «Знайти гаманець».

3. Натисніть «Вивести» на лівій бічній панелі.

4. Виберіть біткойн, який ви хочете зняти (цього разу виберіть біткойн).

5. Скопіюйте адресу відправлення знятих біткойнів і вставте її до адреси одержувача в біткойнах.

6. Визначте, скільки біткойнів вам потрібно вивести.

7. Натисніть «Надіслати».

8. Незабаром ви отримаєте електронний лист із підтвердженням. Переконайтеся, що адреса правильна. Якщо це правильно, просто підтвердьте транзакцію електронною поштою.

9. Зачекайте, поки транзакція увійде в блокчейн. Ви можете перевірити статус транзакції, перейшовши на вкладку «Історія поповнення та зняття коштів» або скориставшись провідником блоків.

Як надіслати Bitcoin з Trust Wallet на Electrum

У цьому прикладі ми надішлемо біткойни з Trust Wallet до Electrum.

1. Відкрийте програму Trust Wallet.

2. Натисніть свій обліковий запис Bitcoin.

3. Натисніть «Відправити».

4. Відкрийте гаманець Electrum.

5. Натисніть вкладку «Отримати» в Electrum і скопіюйте адресу.

Ви також можете повернутися до Trust Wallet і натиснути піктограму [–], щоб відсканувати QR-код і перейти до своєї адреси Electrum.

6. Вставте свою біткойн-адресу в поле «Адреса одержувача» в Trust Wallet.

7. Визначте кількість.

8. Якщо процес правильний, підтвердьте транзакцію.

9. Готово! Терпляче дочекайтеся підтвердження транзакції в блокчейні. Ви можете скопіювати адресу в провідник блоків і відстежувати її статус у будь-який час.

Хочете розпочати свою криптовалютну подорож? Заходьте на Binance та купуйте біткойни зараз!

Хто винайшов технологію блокчейн?

З моменту запуску Bitcoin, першого і найпопулярнішого блокчейну, у 2009 році, технологія блокчейну була формалізована. Однак його анонімний творець Сатоші Накамото черпав натхнення з попередніх технологій і пропозицій.

Blockchain широко використовує хеш-функції та криптографічні концепції, які передували біткойну на десятиліття. Цікаво, що структура блокчейну бере свій початок з початку 1990-х років, але в той час технологія використовувалася лише для додавання позначки часу до документів, які неможливо було підробити.

Щоб дізнатися більше про цю тему, перегляньте історію блокчейну.

Плюси і мінуси технології блокчейн

Блокчейн був ретельно розроблений для вирішення численних проблем, які мучать зацікавлені сторони в різних галузях промисловості, від фінансів до сільського господарства, блокчейн може ефективно відігравати свою роль. Розподілені мережі мають багато переваг перед традиційною моделлю клієнт-сервер, але вони не ідеальні.

перевага

Як зазначено в документі про біткойн, однією з прямих переваг блокчейну є те, що користувачі можуть переказувати гроші напряму, минаючи посередників. Подальші блокчейни поглибили цю функціональність, дозволивши користувачам надсилати різні типи інформації. Усунення системи контрагентів означає, що користувачі менш схильні до ризику, а комісії відповідно нижчі, оскільки немає посередників, які стягують комісію.

Як згадувалося раніше, загальнодоступна мережа блокчейнів є середовищем без дозволу, тому немає жодних перешкод для входу. Потенційні користувачі можуть взаємодіяти з іншими в мережі, якщо вони мають підключення до Інтернету.

Багато хто вважає, що блокчейн найбільше відомий своєю природою, яка не допускає цензури. Якщо зловмисник намагається атакувати централізовану службу, він може просто націлитися на сервер і покінчити з цим. Але в одноранговій мережі кожен вузол може діяти як власний сервер.​

Такі системи, як Bitcoin, мають понад 10 000 видимих ​​вузлів, розкиданих по всьому світу, що робить майже неможливим для зловмисників скомпрометувати мережу, навіть якщо вони мають достатньо ресурсів. Варто відзначити, що в системі багато прихованих вузлів, які приховані в розгалуженій мережі.

Деякі з переваг описані нижче. Блокчейн може служити для багатьох особливих випадків використання, див. Для чого використовується блокчейн?

недолік

Блокчейн не є універсальним рішенням для всіх проблем. Як згадувалося в попередньому розділі, хоча сильні сторони підкріплені, є й інші слабкі сторони. Найбільша перешкода для блокчейну — це його нездатність використовуватися у великих масштабах через погану масштабованість.

Це також поширена проблема в розподілених мережах. Оскільки всі учасники повинні підтримувати синхронізацію, потрібно контролювати швидкість, з якою додається нова інформація, інакше вузли не зможуть встигати. Тому, щоб забезпечити децентралізацію системи, розробники схильні свідомо обмежувати швидкість оновлення блокчейна.

Для користувачів у мережі, якщо занадто багато людей намагаються здійснити транзакції, період очікування триватиме на невизначений термін. Блоки мають обмежену здатність зберігати дані, і дані часто не можуть бути додані до блоку негайно. Якщо кількість транзакцій перевищує пропускну здатність блоку, надлишкові транзакції потрібно буде поставити в чергу для очікування входу в наступний блок.

Іншим потенційним недоліком децентралізованих блокчейн-систем є те, що їх неможливо оновити за бажанням. Якщо ви розробляєте частину програмного забезпечення, ви, природно, можете додавати нові функції за бажанням. Вам не потрібно шукати співпраці чи згоди інших, щоб забезпечити успішне впровадження ваших змін.

Однак з мільйонами потенційних користувачів в одному середовищі зрозуміло, наскільки важко вносити зміни. Можливо, ви можете змінити деякі параметри програмного забезпечення вузла, але це зрештою призведе до того, що ви відірветесь від вихідної мережі. Якщо програмне забезпечення вдосконалюється та стає несумісним з іншими вузлами, інші вузли швидко помітять різницю та відмовляться взаємодіяти з вашим вузлом.

Припустимо, ви хочете змінити розмір блоків (наприклад, з 1 МБ на 2 МБ). Ви можете спробувати надіслати блок на вузли, до яких ви підключені, але ці вузли дотримуються одного правила – вони не прийматимуть блоки, розмір яких перевищує 1 МБ. Якщо вони отримають більший блок, вони не включатимуть його у свою копію блокчейну.

Єдиний спосіб впровадити зміни – це прийняти їх переважною більшістю користувачів екосистеми. Для більшості блокчейнів координація змін вимагає широкого обговорення серед користувачів на форумах, яке може тривати місяці або навіть роки. Детальну інформацію див. у розділах Hard Forks і Soft Forks.

Розділ 2. Як працює блокчейн?

Зміст

• Як блоки додаються в блокчейн?

• Майнінг (підтвердження роботи)

  • Переваги Proof of Work

  • Недоліки підтвердження роботи

• Застава власного капіталу (підтвердження власного капіталу)

  • Переваги Proof of Stake

  • Недоліки Proof of Stake

• Інші консенсусні алгоритми

• Чи можна скасувати транзакцію блокчейна?

• Що таке масштабованість блокчейна?

• Чому блокчейн потребує розширення?

• Що таке блокчейн-форк?

  • м'яка вилка

  • жорстка вилка

Як блоки додаються в блокчейн?

Наразі ми розглянули багато концепцій. Ми розуміємо, що вузли пов’язані один з одним і можуть зберігати копії блокчейну. Крім того, вузли обмінюватимуться інформацією про транзакції та новими блоками. Ми обговорили визначення вузла, але у вас все ще можуть виникнути запитання: як нові блоки додаються до блокчейну?

Ніхто не ставить завдання користувачам. Оскільки всі вузли мають однакову потужність, необхідно встановити механізм, щоб справедливо вирішувати, кому надається можливість додавати нові блоки до блокчейну. Нам потрібно побудувати систему, у якій користувачі платять високу ціну за шахрайство та отримують винагороду за чесні дії. Будь-який розумний користувач хотів би, щоб усе вийшло якнайкраще.

Оскільки мережа є середовищем без дозволів, для створення блоку потрібна одностайна згода всіх користувачів. Протоколи часто вимагають від усіх користувачів розділити ризик, тобто вони повинні ризикувати власними грошима, щоб мережа функціонувала належним чином. Ця дія дозволяє їм брати участь у процесі створення блоку, і якщо зрештою дійсний блок буде успішно згенерований, усі вони отримають винагороду.

Однак, як тільки хтось намагається шахраювати, його негайно виявляють інші користувачі мережі. Шахраї втратять усі вкладені права. Ми називаємо цей механізм консенсусним алгоритмом, оскільки він дозволяє учасникам мережі домовитися про те, які блоки потрібно додати наступними.

Майнінг (підтвердження роботи)

Майнінг є найбільш часто використовуваним консенсусним алгоритмом. Алгоритм Proof of Work (PoW) часто використовується в процесі майнінгу. Користувачам потрібно багато працювати, щоб вирішити складні проблеми формулювання протоколу за рахунок обчислювальної потужності.

Такі головоломки вимагають від користувачів хешування транзакцій та іншої інформації, що міститься в блоках. Але хеш-значення має бути нижче певного значення, щоб бути ефективним. Оскільки немає способу передбачити даний вихід, майнери повинні продовжувати хешувати дещо змінені дані, доки не знайдуть дійсне рішення.

Очевидно, що вартість повторного хешування даних досить висока. У блокчейні, який використовує механізм підтвердження роботи, «власний капітал», інвестований користувачами, включає витрати грошей на придбання машин для майнінгу та електроенергію, спожиту машинами для майнінгу. Цей крок спрямований на отримання винагороди за блок.

Раніше ми згадували, що хеш-функції теоретично незворотні, але процес перевірки їх правильності досить простий. Якщо майнер надсилає новий блок іншим користувачам мережі, усі інші вузли використовуватимуть цей новий блок як вхідні дані для хеш-функції. Ці вузли повинні виконати лише одну перевірку, щоб підтвердити, чи дійсний блок згідно з правилами поточного блокчейну. Якщо це неправдива інформація, майнери не тільки не отримають жодних винагород, але й витрачатимуть багато електроенергії.

Біткойн є першим блокчейном, який використовує механізм підтвердження роботи. З моменту створення механізму підтвердження роботи багато блокчейнів почали використовуватися.

Переваги Proof of Work

• Перевірено – Proof of Work є, безумовно, найдосконалішим консенсусним алгоритмом, який створив сотні мільярдів доларів.

• Дозволи не потрібні – усі користувачі можуть приєднатися до змагань з майнінгу або просто запустити вузол перевірки.

• Децентралізація – майнери конкурують один з одним за виробництво блоків, тобто потужність хешування не може контролюватися жодною стороною.

Недоліки підтвердження роботи

• Відходи – майнінг споживає багато електроенергії.

• Бар'єри входу поступово зростають - кількість майнерів, які приєднуються до мережі, зростає з кожним днем, тому протокол збільшує складність проблеми майнінгу. Щоб залишатися конкурентоспроможними, користувачі повинні купувати кращі пристрої. Цього достатньо, щоб стримати багатьох майнерів.

• Атака 51% – хоча майнінг сприяє децентралізації, також існує ймовірність того, що один майнер отримує більшу частину потужності хешування. Якщо це станеться, вони, в принципі, мають право скасувати транзакцію та підірвати безпеку блокчейну.

Застава власного капіталу (підтвердження власного капіталу)

У системі, яка використовує механізм підтвердження роботи, ви платите за машину для майнінгу та оплачуєте рахунок за електроенергію, що є для вас стимулом діяти чесно. Якщо ви не будете майнити блокчейн належним чином, ви не отримаєте повернення своїх інвестицій.

З механізмом Proof of Stake (PoS) немає зовнішніх витрат. Крім майнерів, у нас також є валідатори, які можуть пропонувати (або створювати) блоки. Вони можуть використовувати звичайні комп’ютери для генерації нових блоків, але лише якщо вони інвестують велику кількість акціонерних коштів і становлять значну частку всього ланцюга капіталу, щоб користуватися цим привілеєм. Залежно від правил кожного протоколу, користувачі повинні зробити ставку на заздалегідь визначену суму рідної криптовалюти блокчейна.​

Хоча різні реалізації призведуть до дуже різноманітних результатів, коли валідатор ставить свої одиниці, протокол випадковим чином вибирає відповідного користувача для оголошення наступного блоку. Якщо все зроблено правильно, ці користувачі можуть отримати нагороди. Також можливо, що багато валідаторів хочуть заставити наступний блок, тоді блокчейн розподілить винагороду відповідно до коефіцієнта іпотеки, інвестованого кожним валідатором.

«Чисті» блокчейни з підтвердженням частки менш поширені, ніж делегований доказ частки (DPoS), який вимагає від користувачів голосувати за вузли (свідки), які перевіряють блоки в мережі.

Ethereum, провідний блокчейн смарт-контрактів, поступово переходитиме на proof-of-stake у міру переходу на Ethereum 2.0.​

Переваги Proof of Stake

• Екологічність – Proof of Stake має набагато нижчий вуглецевий слід, ніж майнінг Proof of Work. Ставки усувають потребу в ресурсомістких операціях хешування.

• Швидші транзакції – деякі прихильники Proof-of-Stake вважають, що це може збільшити пропускну здатність транзакцій, усуваючи необхідність інвестувати додаткові обчислювальні потужності в будь-які довільні головоломки, створені протоколом.

• Винагороди за ставки та відсотки – ці переваги не виплачуються майнерам, оскільки винагороди за безпеку мережі надходять безпосередньо на рахунки власників токенів. У деяких випадках Proof of Stake дозволяє користувачам отримувати пасивний прибуток (у формі airdrops або відсотків), просто ставлячи свої активи.

Недоліки Proof of Stake

• Відносно не перевірено – протоколи підтвердження частки не були протестовані в масштабі. У процесі виконання або в криптоекономіці можуть бути деякі невідомі вразливості.

• Плутократичний – Деякі користувачі стурбовані тим, що Proof-of-Stake заохочує екосистему «багаті стають ще багатшими», де валідатори отримують більше винагород, чим більше вони роблять.

• Проблема відсутності ставки – у proof-of-work майнери можуть «робити ставку» лише на один ланцюжок, тому вони, як правило, майніють у ланцюжку з найвищим показником успіху. Під час хардфорку вони не змогли зробити ставку на кілька ланцюжків, зберігаючи однакову хеш-потужність. Однак, згідно з механізмом підтвердження частки, валідатори можуть майнити в кількох ланцюгах одночасно лише з невеликими додатковими витратами, тому це, ймовірно, спричинить економічні проблеми.

Інші консенсусні алгоритми

Доказ роботи та доказ ставки є двома найпоширенішими алгоритмами консенсусу. Крім того, існує багато інших алгоритмів. Деякі алгоритми поєднують елементи обох систем, а інші є абсолютно різними алгоритмами.​

Я не буду обговорювати це цього разу. Якщо вам цікаво, ви можете переглянути наступні статті:

• «Докладне пояснення доказу відкладеного робочого навантаження»

• «Детальне пояснення консенсусу щодо підтвердження орендних відсотків»

• «Докладне пояснення авторитетного доказу»

• «Детальне пояснення до свідоцтва про знищення»

Чи можна скасувати транзакцію блокчейна?

З точки зору дизайну, блокчейни є надзвичайно надійними базами даних. Його властиві властивості ускладнюють видалення чи зміну записаних даних блокчейна. А в біткойнах та інших великих мережевих зонах ймовірність такої аварії надзвичайно мала. Тому, коли ви здійснюєте транзакції в блокчейні, будь ласка, двічі подумайте, оскільки тут немає місця для маневру.

Зважаючи на це, існує багато способів впровадження блокчейну на ринку, і найважливіша відмінність між цими способами полягає в тому, як досягти консенсусу в мережі. Це означає, що в деяких реалізаціях група може отримати достатньо влади в мережі, щоб ефективно скасувати транзакцію, незважаючи на відносно невелику кількість учасників. Ось чому циркуляція альткойнів у певних невеликих мережах (де конкуренція в майнінгу низька, що призводить до низьких хешрейтів) викликає особливе занепокоєння.

Що таке масштабованість блокчейна?

Масштабованість блокчейну часто використовується як загальний термін для позначення здатності системи блокчейну задовольняти зростаючий попит. Хоча блокчейн поєднує в собі багато бажаних атрибутів (таких як децентралізація, стійкість до цензури та незмінність), він не ідеальний.

Централізовані бази даних працюють швидше та мають вищу пропускну здатність, ніж децентралізовані системи. Останній існує з власних причин, наприклад, відсутність необхідності синхронізуватися з мережею через тисячі вузлів, розподілених по всьому світу, щоразу, коли щось змінюється. Блокчейн – це якраз навпаки. Таким чином, масштабованість була гарячою темою для розробників блокчейнів протягом багатьох років.

Щоб усунути деякі недоліки продуктивності блокчейну, давно пропонуються або впроваджуються різні рішення. Однак до сьогоднішнього дня ідеального рішення не знайдено. Може знадобитися випробувати незліченну кількість рішень, перш ніж ви нарешті знайдете чітку відповідь на проблему масштабованості.

На макрорівні фундаментальне питання щодо масштабованості залишається невирішеним: чи потрібно покращувати продуктивність самого блокчейну (масштабування в ланцюжку), чи ми повинні дозволити кільком транзакціям виконуватися одночасно без роздування основного ланцюга блоків (масштабування в ланцюжку). ) розширення)?

Обидва напрямки досліджень мають очевидні переваги. Рішення для масштабування в мережі можуть зменшити розмір транзакцій і навіть оптимізувати те, як дані зберігаються в блоках. Рішення поза ланцюгом, з іншого боку, можуть вимагати, щоб транзакції в основному блокчейні оброблялися пакетами та додавалися до блокчейну лише пізніше. Крім того, сторонні ланцюги та платіжні канали також є рішеннями поза мережею, які заслуговують на поглиблене вивчення.

Щоб дізнатися більше про цю тему, перегляньте розділ Масштабованість блокчейну: бічні ланцюги та платіжні канали.

Чому блокчейн потребує розширення?

Якщо система блокчейн хоче конкурувати з централізованими системами, вона повинна мати принаймні таку ж хорошу продуктивність. У реальних ситуаціях перший повинен мати кращу продуктивність, щоб мотивувати розробників і користувачів схилятися до блокчейн-платформ і програм.​

Це означає, що блокчейн повинен надавати розробникам і користувачам кращий досвід, ніж централізовані системи, наприклад, бути швидшим, доступнішим і простішим в експлуатації. Однак насправді непросто підтримувати основні характеристики блокчейну, про які говорилося вище, забезпечуючи ці передумови.​

Що таке блокчейн-форк?

Усе програмне забезпечення потребує оновлення, і програмне забезпечення блокчейну не є винятком, лише за допомогою оновлення можна вирішити проблеми, додати нові або видалити старі правила. Оскільки більшість блокчейн програмного забезпечення є відкритим кодом, кожен користувач теоретично має право додавати оновлення до програмного забезпечення, яке керує мережею.​

Пам’ятайте, блокчейн – це розподілена мережа. Після оновлення програмного забезпечення тисячі вузлів, розкиданих по всьому світу, повинні спілкуватися та впроваджувати нову версію. Але що станеться, якщо учасники не зможуть домовитися про впровадження оновлення? Оскільки немає організації, неможливо надати детальний процес прийняття рішень. Це в кінцевому підсумку призводить до м’яких і жорстких вилок.

м'яка вилка

Якщо всі користувачі можуть погодитися на оновлення, усі задоволені. Але в цьому випадку програмне забезпечення оновлюється зі зворотно-сумісними змінами, тобто оновлені вузли все ще можуть взаємодіяти з неоновленими вузлами. Але насправді очікується, що майже всі вузли з часом будуть оновлені. Це м'яка вилка.​

жорстка вилка

Хардфорки відносно складні. Після впровадження нових правил вони стають несумісними зі старими. Таким чином, якщо вузол, на якому виконується нове правило, намагається взаємодіяти з вузлом, на якому виконується старе правило, зв’язок буде неможливим. Ця ситуація призведе до того, що блокчейн розділиться на дві частини, при цьому оригінальне програмне забезпечення продовжуватиме працювати на старому ланцюжку, тоді як новий ланцюжок запроваджуватиме нові правила.

Після хардфорка в основному будуть дві різні мережі, які працюють паралельно з двома протоколами. Варто зазначити, що на момент форку баланс нативних одиниць блокчейну становив клоновані токени зі старої мережі. Тому після вилки в новому ланцюжку все ще залишаться залишки на старому ланцюжку.​

Будь ласка, зверніться до «Hard Fork і Soft Fork» для отримання додаткової інформації.

Розділ 3. Для чого використовується блокчейн?

Зміст

• Блокчейн, застосований до ланцюжка поставок

• Блокчейн та ігрова індустрія

• Блокчейн використовується в охороні здоров'я

• Блокчейн грошовий переказ

• Блокчейн і цифрова ідентичність

• Блокчейн та Інтернет речей (IoT)

• Блокчейн, застосований в управлінні

• Блокчейн використовується в благодійності

• Блокчейн використовується в спекуляціях

• Краудфандинг і блокчейн

• Блокчейн і розподілена файлова система

Технологія блокчейн може бути застосована в широкому діапазоні випадків використання. Давайте розглянемо деякі з цих типів.​

Блокчейн, застосований до ланцюжка поставок

Ефективний ланцюжок поставок є основною основою успіху багатьох підприємств і передбачає транспортування товарів від постачальника до споживача. Завжди було важко поєднати багато зацікавлених сторін у певній галузі. Однак технологія блокчейн може дозволити багатьом галузям вийти на абсолютно новий рівень прозорості. Створення сумісної екосистеми ланцюга постачання, оснащеної незмінною базою даних, є основою для надійної, безпечної та надійної роботи багатьох галузей.

Щоб дізнатися більше, перегляньте приклади використання блокчейну: ланцюг поставок.

Блокчейн та ігрова індустрія

Ігрова індустрія стала однією з найбільших індустрій розваг у світі і може отримати велику користь від технології блокчейн. Взагалі кажучи, гравці завжди залежать від розробників ігор. У більшості онлайн-ігор гравці змушені використовувати простір на сервері розробника та дотримуватися його правил, які постійно змінюються. У цьому випадку блокчейн може допомогти децентралізувати володіння, управління та підтримку онлайн-ігор.

Однак, мабуть, найважливішим із них є те, що ігрові предмети не можуть існувати окремо від власності, оскільки це усуне справжнє право власності та можливості вторинного ринку. Завдяки застосуванню підходу, заснованого на блокчейні, ігри будуть більш стійкими в довгостроковій перспективі, якщо ігрові предмети випускатимуться як криптовалютні предмети колекціонування, які мають цінність у реальному світі.

Для отримання додаткової інформації зверніться до «Приклади використання блокчейну: ігри».

Блокчейн використовується в охороні здоров'я

Медичні системи повинні зберігати медичні записи надійним способом, однак залежність системи від централізованих серверів робить конфіденційну інформацію вразливою для крадіжки. Проте прозорість і безпека технології блокчейн роблять її ідеальною платформою для зберігання медичних записів.

Використання шифрування для захисту історії хвороби пацієнтів у блокчейні може ефективно захистити конфіденційність пацієнтів, і в той же час великі медичні установи можуть ділитися медичною інформацією пацієнтів. Нинішня медична система є відносно децентралізованою, і якби всі учасники мали доступ до захищеної глобальної бази даних, потік інформації між ними був би набагато швидшим.

Щоб дізнатися більше, перегляньте приклади використання блокчейну: охорона здоров’я.

Блокчейн грошовий переказ

Коли йдеться про здійснення міжнародних переказів, традиційні банківські процеси часто є складними. В основному це пов’язано зі складною посередницькою мережею, необхідністю сплачувати комісію за обробку та чекати розрахунку. Низка факторів призводить до високих витрат і низької надійності при використанні традиційних бізнес-процесів для екстрених транзакцій.

Криптовалюта та блокчейн усувають екосистему посередників, роблячи грошові перекази доступними та ефективними в усьому світі. Хоча блокчейн, безсумнівно, пожертвує продуктивністю заради певних бажаних атрибутів, уже існує низка проектів, які використовують цю технологію для забезпечення доступних миттєвих транзакцій.

Щоб дізнатися більше, перегляньте приклад використання Blockchain: грошові перекази.

Хочете розпочати свою криптовалютну подорож? Заходьте на Binance та купуйте біткойни зараз!

Блокчейн і цифрова ідентичність

Кожен хоче мати можливість безпечно керувати ідентифікаційною інформацією в Інтернеті, тому терміново потрібне швидке рішення. Сьогодні величезні обсяги персональних даних зберігаються на централізованих серверах і аналізуються за допомогою алгоритмів машинного навчання без відома або згоди людини.​

Технологія блокчейн дозволяє користувачам мати право власності на власні дані та вибірково розкривати інформацію третім особам лише за потреби. Цей тип шифрування дозволяє людям працювати в Інтернеті без шкоди для конфіденційності.

Для отримання додаткової інформації див. Приклад використання блокчейну: цифрова ідентифікація.

Блокчейн та Інтернет речей (IoT)

Величезна кількість фізичних пристроїв зараз підключена до Інтернету, і їх кількість тільки збільшується. Деякі припускають, що технологія блокчейн значно покращить зв’язок і співпрацю між пристроями. Автоматизовані мікроплатежі «машина-машина» (M2M) можуть створити нове економічне середовище, але покладатися на безпечне, високопродуктивне рішення бази даних.

Щоб дізнатися більше, прочитайте Приклади використання блокчейну: Інтернет речей (IoL).

Блокчейн, застосований в управлінні

Розподілені мережі можуть визначати та запроваджувати власні форми управління у формі комп’ютерного коду. Тому не дивно, що блокчейн може мати можливість децентралізувати та обійти різні процеси управління на місцевому, національному та навіть міжнародному рівнях.

Що ще важливіше, це може вирішити одну з найбільших проблем, з якими зараз стикаються середовища розробки з відкритим кодом, а саме відсутність надійного механізму розподілу коштів. Управління блокчейном гарантує, що всі учасники можуть брати участь у прийнятті рішень і можуть надати прозорий огляд того, які конкретні політики реалізуються.

Щоб дізнатися більше, прочитайте статтю Blockchain Use Cases: Governance.

Блокчейн використовується в благодійності

Благодійні організації часто зазнають перешкод у своїх зусиллях через обмеження щодо того, як вони отримують фінансування. Ще більше засмучує той факт, що кінцеве призначення пожертвуваних коштів іноді важко точно відстежити, що, безсумнівно, стримує багатьох людей від підтримки цих організацій.

Метою «криптофілантропії» є використання технології блокчейн для обходу цих обмежень. Ця модель спирається на властиві технології для забезпечення більшої прозорості, глобальної взаємодії та зниження витрат. Ця галузь, що розвивається, шукає спосіб максимізувати вплив благодійних організацій. Благодійний фонд Blockchain є саме такою організацією.

Щоб дізнатися більше, прочитайте «Приклади використання блокчейну: благодійність».

Блокчейн використовується в спекуляціях

Безсумнівно, технологія блокчейн дуже затребувана спекулятивною спільнотою. Безпроблемні перекази між торговими платформами, некастодіальні торгові рішення та зростаюча екосистема деривативів роблять його ідеальним полем для спекулянтів усіх типів.

Завдяки властивим йому характеристикам ті, хто готовий ризикнути, інвестуючи в цей новий клас активів, побачать у блокчейні чудовий інструмент. Деякі люди навіть вважають, що як тільки технологія та відповідні регуляторні заходи досягнуть зрілості, глобальний спекулятивний ринок, швидше за все, прийме модель токенізації на блокчейні.

Щоб дізнатися більше, прочитайте «Приклади використання блокчейну: прогнозовані ринки».

Краудфандинг і блокчейн

Онлайн-платформи краудфандингу розвивалися протягом десятиліть і заклали міцну основу для однорангової економіки. Успіх цих сайтів свідчить про реальний інтерес до розвитку краудфандингових продуктів. Однак, будучи зберігачами коштів, ці платформи можуть отримувати значну частину комісії як комісію за обробку. Крім того, вони розроблять власний набір правил, щоб полегшити домовленості між різними учасниками.

Технологія блокчейн, а точніше смарт-контракти, можуть забезпечити більш безпечну та автоматизовану модель краудфандингу, де комп’ютерний код визначає умови угоди.​

Інші програми для краудфандингу з використанням технології блокчейн включають початкові пропозиції монет (ICO) і первинні пропозиції обміну (IEO). У подібному процесі продажу токенів інвестори збирають кошти, сподіваючись, що мережа досягне успіху в майбутньому, і вони отримають відповідну віддачу від своїх інвестицій.

Блокчейн і розподілена файлова система

Порівняно з традиційними методами централізованого зберігання, розподілене зберігання файлів в Інтернеті має більше переваг. Велика кількість даних, що зберігаються в хмарі, залежить від централізованих серверів і постачальників послуг, які часто більш вразливі до атак або втрати даних. У деяких випадках користувачі іноді стикаються з проблемами недоступності, оскільки централізовані сервери підлягають цензурі.

З точки зору користувача, блокчейн-рішення для зберігання файлів працюють за тими ж принципами, що й інші хмарні рішення для зберігання, ви можете завантажувати, зберігати та отримувати доступ до файлів. Однак те, що відбувається за лаштунками, дуже різниться.

Якщо ви завантажуєте файли в репозиторій блокчейну, вони розподіляються між кількома вузлами та реплікуються. У деяких випадках кожен вузол зберігатиме частину вмісту файлу. Частини даних не дуже корисні для них, але ви завжди можете попросити ці вузли надати окремі частини, щоб ви могли розбити їх на цілі частини та отримати повний файл.

Місце для зберігання надходить від учасників, які надають свій простір для зберігання та пропускну здатність мережі. Як правило, учасники отримають фінансову винагороду, якщо вони нададуть ці ресурси, але будуть піддані фінансовим штрафам, якщо вони не дотримуються правил або не зберігають і не надають документи.

Ви можете вважати цей тип мережі схожою на біткойн. Однак у цьому випадку головною метою мережі є не підтримка передачі грошової вартості, а забезпечення стійкого до цензури децентралізованого зберігання файлів.

Інші протоколи з відкритим кодом, такі як InterPlanetary File System (IPFS), проклали шлях для цієї нової постійної розподіленої мережі. Насправді IPFS — це просто протокол і однорангова мережа, якщо бути точним, це не блокчейн. Однак він застосовує деякі принципи технології блокчейн для підвищення безпеки та ефективності.