Обсуждаем создание самой известной криптографической системы, ее применение и недостатки.
Технология блокчейн простыми словами
Блокчейн - это база данных, используемая для хранения и перемещения цифровых активов. Деньги, акции, персонажи видеоигр, произведения искусства и другие предметы - все это примеры активов. Концепция заключается в том, что блокчейн позволяет вам заявить о праве собственности на все, что вы видите в Интернете. И никто не сможет взломать, переписать или отнять ее у вас.
В блокчейне все данные хранятся в блоках, которые соединены уникальными ключами. Если вы измените какую-либо запись, ключи блоков не совпадут, что приведет к разрыву цепи. Поскольку вы можете видеть только то, что находится внутри блока, его нельзя удалить или изменить в блокчейне. Кстати, на английский язык блокчейн переводится как "blockchain".
Как работает блокчейн
Представьте, что вы работаете программистом в европейской фирме. Ваша бабушка, живущая в России, скоро будет отмечать Международный день пожилых людей, поэтому вы решили дать ей немного денег, чтобы она могла купить новое пальто.
Вы можете сделать это обычным способом, обратившись в обычный банк:
- Активируете банковское приложение
- На карту вашей бабушки вы отправляете деньги
- Деньги снимаются банком с вашего счета
- На счет бабушки они зачисляются.
Звучит вроде просто и привычно, но есть загвоздка. Вся информация о переводе лежит на сервере в виде обычной строки в базе данных. Если кто-то взломает этот сервер и перепишет строку, бабушка денег не получит. Если банк вдруг схлопнется из-за кризиса, денег лишатся вообще все.
Посмотрите, как блокчейн позволяет решить все эти проблемы уже сейчас:
- Вы присоединяетесь к сети блокчейн
- Вы открываете кошелек своей бабушки и переводите ей деньги
- Перевод шифруется и добавляется в блокчейн
- Все участники сети, состоящей из миллионов пользователей нескольких блокчейнов, получают информацию о переводе.
Единственный сервер, который может пострадать от удаления данных о ваших переводах, - это сеть в целом, а не одна конкретная машина. Децентрализация - вот название этой уловки блокчейна. Блокчейн был бы похож на банк, где каждый клиент владеет копией всех транзакций.
Из чего состоит блокчейн
Создатели придумали метод, при котором хэш предыдущего блока добавляется к каждому новому блоку, чтобы соединить связи в цепочке. Хэш — это специальная комбинация букв и цифр, которая представляет собой зашифрованные данные транзакции. Если вы измените какую-либо запись, сеть не примет изменения, поскольку хэш блоков не будет совпадать.
Например, алгоритм SHA-256 используется для хэширования всех транзакций в сети биткоина. Любые данные преобразуются в 256-битную строку. В результате получается 256-битная зашифрованная колбаса, которая может быть как отрывком из "Войны и мира" Толстого, так и фразой из одной из песен Михаила Боярского.
Выглядит это следующим образом: c9f9053e2fb3fcec35ceeafab7bda50ece7d924f886c117b142dfa2df1d63573
В нашей ситуации перевод этой колбасы на русский язык может звучать следующим образом: "1 октября 2022 года в 14:30 Петя Иванов перевел 5 000 рублей Зинаиде Степановне Ивановой".
Здесь есть своя тонкость: если вместо Пети, например, заменить Диму, то хэш будет совершенно другим. Следующий блок заметит модификацию и предупредит все остальные блоки в сети, что "что-то здесь не так, нас хотят взломать". Кроме того, блок не изменится, если большинство компьютеров не знакомы с Dima.
Кто создаёт новые блоки
Транзакция — это просто набор фактов, подобно записи в журнале. Чтобы преобразовать информацию в блок, нужна вычислительная мощность, и чем больше сеть, тем больше оборудования требуется для работы. Именно поэтому специальные люди с мощными компьютерами, известные как майнеры, создают новые блоки в огромных блокчейнах.
Типичный рабочий день майнера выглядит следующим образом:
- Выбрать транзакцию из основной линии
- Подобрать для нее специальный хэш
- Объединить его с предыдущим хэшем транзакции
- Все пересчитать и создать новый блок.
В качестве оплаты за свою работу майнеры получают часть всего цифрового пирога; в случае с биткоином эта часть - биткоины. Однако не верьте, что майнинг - это золотая жила. Чтобы добывать цифровые валюты для получения прибыли, необходимы ресурсы, а именно электроэнергия и графические процессоры.