Что такое блокчейн: принцип работы, сферы применения

Что это? Блокчейн – технология, основы которой зародились еще в 90-х годах 20-го века. Распространение и востребованность получила в 2008 году с появление первой криптовалюты – биткоина. Упрощенно представляет собой цепочку записей с подтверждением подлинности транзакции у миллионов пользователей.

Где используется? Помимо самих криптовалют, являясь их неотъемлемой частью, блокчейн может применяться в самых разных сферах: в банковском деле, при идентификации личности, в медицине, кибербезопасности.

Вся информация, содержащаяся в статье, публикуется на принципе объективности, а также исключительно с ознакомительной целью. Читатель самостоятельно несет полную ответственность за любые действия, совершаемые им на основании информации, полученной из статьи.

Что такое блокчейн простыми словами

В переводе с английского blockchain – это «цепочка блоков». В цифровом мире термин обозначает технологию шифрования и хранения данных, находящихся на большом количестве компьютеров, объединенных в сеть.

Блокчейн-платформа представляет собой хранилище информации, в котором находит отражение любая выполненная транзакция. Каждая запись в реестре представляет собой связанные специальными ключами блоки, причем в каждый последующий включены сведения о предыдущих.

Главное предназначение блокчейна – хранение и передача цифровых данных в финансовой и других отраслях, например, в индустрии компьютерных игр. Благодаря особенностям технологи каждому активу присваивается уникальная информация, подтверждающая его принадлежность тому или иному лицу. Возможность подделки, удаления или нелегального изменения этих данных полностью исключается.

В основе технологии блокчейна лежат принципы распределения информации и объединения данных в блоки, предложенные в 1991–1992 годах учеными из США Уэйкфилдом Скоттом Сторнеттом, Стюартом Хабером и Дэйвом Байером. Они разработали последовательность создания блоков данных, содержащих сведения о дате генерации и сертификате подлинности, для фиксации данных применялись криптографические алгоритмы и дерево хешей. Однако теоретические выкладки американцев на тот момент не могли быть реализованы на практике.

Такая возможность появилась гораздо позже. Программист Гарольд Томас Финни II в 2004 году представил прототип криптовалюты – систему RPoW. Спустя 4 года группа разработчиков под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовала статью, посвященную биткоину, в которой впервые прозвучала идея применения технологии блокчейна в качестве основы для независимой децентрализованной платежной системы с ограниченным количеством активов. К 2009 году работа над созданием биткоина была завершена.

Использование технологии блокчейна решило проблему надежной и быстрой передачи цифровых данных.

Преимущества и недостатки блокчейна

Каждая технология наряду с плюсами имеет уязвимые точки, наличие которых подвергает пользователей различным опасностям. Для блокчейна одним из самых серьезных минусов считается вероятность «Атаки 51 %». Если хакеры будут управлять более чем половиной вычислительных мощностей, им станет доступно одобрение и отклонение транзакций по своему усмотрению.

Принцип работы системы блокчейна

Цепочка блоков может быть:

• Публичной, когда каждый участник имеет доступ к базе данных, может дополнять ее и читать ее. Пример такого блокчейна – криптовалюта биткоин.
• Приватной, когда на запись и чтение данных введены ограничения. Разновидностью частного блокчейна является эксклюзивный, в котором обработкой транзакций могут заниматься только лица, включенные в особую группу.

Разберем, как работает публичный блокчейн, на примере. Внук, работающий в Нидерландах, хочет порадовать бабушку, живущую в России, переведя ей некую сумму ко дню рождения, например, чтобы она купила себе современный компьютер.

Для этого можно воспользоваться услугами посредника, а именно банка:

1. Войти в приложение.
2. Оформить перевод.
3. Деньги списываются со счета внука.
4. Сумма перевода зачисляется на бабушкин счет.

Такие операции миллионы людей проделывают регулярно, и ничего необычного в этом нет. Но каждая транзакция при этом теоретически находится под угрозой, поскольку информация о ней находится на сервере в виде обычной строки.

Применение блокчейна позволяет избежать этих угроз, поскольку посредник здесь не нужен:

1. Внук подключается к блокчейн-платформе.
2. Открывает для бабушки кошелек и пополняет его на нужную сумму.
3. Перевод заносится в блокчейн и шифруется.
4. Данные о транзакции доступны каждому участнику сети (если говорить о крупных блокчейнах – миллионам человек).

Предположим, злоумышленник решил изменить сведения о переводе. Если на банковском сервере это сделать трудно, но реально, то в случае с блокчейном – невозможно. Придется вносить изменения в записи на всех компьютерах, входящих в сеть. Так реализуется принцип децентрализации, характерный для этой технологии.

После оформления перевода к цепочке прибавился новый блок. Если бабушка решит в свою очередь отправить деньги внуку, это отразится в очередном блоке, содержащем информацию обо всех предыдущих операциях.

Для надежного соединения звеньев цепочки каждый новый блок включает хеш предшествующего, то есть зашифрованные сведения о совершенной сделке, которые выглядят как комбинация из букв и цифр. При изменении записи сеть отметит несовпадение хешей и отклонит попытку изменить цепочку.

Для шифрования биткоина используется алгоритм, трансформирующий информацию любого объема в 256-битную строку. И собрание сочинений Пушкина, и фраза из нескольких слов в результате обработки принимает примерно такой вид:

c9f9053e2fb3fcec35ceeafab7bda50ece7d924f886c117b142dfa2df1d63574

В нашем примере с переводом денег бабушке в строке будет зашифрована следующая информация: «Игорь Иванов перевел Антонине Алексеевне Козловой 100000 рублей 25 апреля 2023 года в 13.48».

Попытка заменить Игоря Иванова на Васю Иванова приведет к появлению совершенно другого хеша. При добавлении нового блока система обнаружит несоответствие и оповестит всех участников сети о возможном взломе.

Если Антонина Алексеевна уже купила новый компьютер, она вполне может перенаправить подарок внука своей сестре. Порядок работы системы в этом случае таков:

Шаг 1. Блокчейн берет хеш предыдущего блока.

Шаг 2. Присоединяет к нему новые данные:

• 3e84907df11600de355a07de0e255fcae469522c418f4f12945b586f619bedc6
• «Данные о сделке Антонины Алексеевны и Дарьи Семеновны».

Шаг 3. Запись в обновленном снова хешируется, получается очередной блок:

• 0118b7211febd23303ed123e3c441301dba8062fa1dcaaa4bb682ef4b8fcc3fe

По такому же принципу устроена игра, с помощью которой дети запоминают имена одноклассников или товарищей по летнему лагерю. Первый называет себя, второй повторяет имя первого и добавляет свое, третий воспроизводит имена первых двух плюс собственное и так далее. На моменте ошибки одного из участников цепочка разрывается, игра начинается сначала.

Сферы применения блокчейна

Криптовалюта

Сфера цифровых денег на сегодняшний день является основной для технологии блокчейна. Благодаря ей сокращаются временные затраты, растет скорость проведения транзакций, повышается качество и надежность услуг при одновременном снижении рисков.

Помимо отрасли криптовалют блокчейн нашел применение в платежных сервисах, в банковском секторе, госуслугах, нотариате, учете недвижимости, электронных системах. Технология используется в логистике, здравоохранении, интернете вещей, энергетике и других сферах деятельности.

Без блокчейна был бы невозможен выпуск криптовалют, которые в современном мире выполняют функцию «частных денег» о которых писал Фридрих Хайек.

Технология блокчейна сделал возможным выпуск токенов как особую форму секьюритизации активов на фоне роста инвестиционного интереса. Издержки при таком подходе гораздо ниже, чем при традиционных финансовых процедурах.

Банковское дело

С внедрением блокчейна транзакции, аккредитивы, операции с ценными бумагами, текущие процессы банковских бэк-офисов осуществляются с большей степенью прозрачности и надежности.

Использование этой технологии позволяет серьезно сократить издержки кредитно-финансовых учреждений. Аналитики Morgan Stanley несколько лет назад предвидели возможность оптимизации структуры, радикального уменьшения затрат и повышение доходности собственного капитала банков. Консервативно настроенные финансисты, с недоверием относящиеся к внедрению блокчейна, в перспективе могут серьезно пострадать. Массовое использование технологии в банковском секторе может привести к закрытию учреждений, отвергающих ее.

Кибербезопасность

Поскольку суть блокчейна заключается в многократном копировании базы данных на каждом узле, эта система чрезвычайно устойчива к хакерским атакам. Хотя приложения на блокчейне предполагают анонимность пользователей, возможности технологии позволяют подсоединить к криптографическим реальные идентификационные данные.

Один из стартапов выпустил приложение, активно используемое риелторскими компаниями для безопасного хранения, передачи и отслеживания информации об объектах недвижимости и имущественных правах.

Удостоверения личности

Суть передового подхода к идентификации граждан, уже сегодня активно используемого некоторыми странами, заключается в переводе персональных данных человека на блокчейн и регистрации его цифрового профиля. Это облегчает и ускоряет процесс оказания государственных услуг, и вполне возможно, что вскоре внедрение этой технологии для ID станет повсеместной мировой практикой.

Поиском путей оптимизации административной и государственной деятельности озабочены многие страны. Переведя многочисленные рутинные процедуры на блокчейн, государственные структуры получат хороший результат: вырастет прозрачность оказываемых ими услуг, сведутся к минимуму коррупционные риски, вырастет доверие граждан.