Що таке блокчейн

Що таке технологія блокчейн та як вона працює

Технологія блокчейн з'явилася відносно нещодавно (близько 11 років тому) та досі вважається чимось відносно новим. Проте, блокчейн вже привернув увагу багатьох користувачів та компаній, які бачать безліч переваг у його використанні.

Технології блокчейн ще доведеться пройти довгий шлях, проте з моменту появи її концепція не сильно змінилася. Хоча зараз її потенційні варіанти застосування не обмежуються лише криптовалютою чи фінансовою галуззю. Блокчейн може використовуватись для різних цілей. Таких як подорожі, здоров'я, освіта та багато інших. Попри досить простий принцип роботи, технологія має високий рівень безпеки та надійності.

Щоб було простіше зрозуміти, як працює блокчейн, поговоримо про те, що таке блокчейн та що містять блоки в ланцюжку блокчейну. Почнемо!

Що таке блокчейн

Блокчейн — це розподілена база даних, що використовується для зберігання інформації (про транзакції, платежі тощо.). Будь-який блокчейн зберігає дані у цифровому форматі. Інформація розподіляється між вузлами мережі. Це означає, що кожен комп'ютер у блокчейні має копію інформації, і навіть якщо деякі ноди будуть зламані, дані залишаться незмінними. Інноваційність блокчейну полягає в тому, що користувачам не потрібно довіряти третій стороні під час транзакцій.

Усі, хто розуміє, що таке блокчейн, знають, що основної копії блокчейну не існує. Кожна людина з комп'ютером, що робить свій внесок у систему, отримує свою власну копію блокчейну.

Люди зазвичай думають, що блокчейн це теж саме, що й криптовалюти. Швидше за все це трапляється через Біткоїн, Ефіріум та інші блокчейн криптовалюти, які одночасно є і блокчейнами.

Блокчейни діляться на чотири типи:

Публічні, приватні, гібридні та блокчейн-консорціуми. Публічний — це тип блокчейну, до якого може приєднатися будь-який користувач. Через те, що вони відкриті, вони захищені криптографією та мають свою систему консенсусу. Приватний блокчейн схвалює кожен вузол, перш ніж той приєднається до мережі. Гібридний блокчейн поєднує у собі елементи як централізації, так і децентралізації. Блокчейн-консорціум створюється групою, яка прагне використовувати децентралізовану мережу для спільної роботи. Подивімось на плюси та мінуси всіх типів блокчейну в криптовалюті:

Плюси публічного блокчейну:

• Будь-яка людина може легко приєднатися до мережі.
• Щоб взяти участь, нема потреби показувати свою справжню особу.
• У публічному блокчейні немає єдиного центрального органу, оскільки він децентралізований.
• Він прозорий, тому доступ до бази можна отримати у будь-який час. Це знижує ймовірність шахрайства.
• Його не можна змінити. Після того, як блок створили, практично неможливо його виправити.
• Майнери можуть отримати прибуток, створюючи нові блоки або валідуючи транзакції, що відбуваються в мережі (в різних механізмах консенсусу це працює по-різному).

Однак у публічного блокчейну є свої недоліки:

• Він не підходить для збереження конфіденційних даних. Публічні блокчейни не можуть приховувати інформацію, бо їх може подивитися будь-хто. Наприклад, якщо ввести медичні дані до публічного блокчейну, вони залишаться там назавжди та будуть доступні всім.
• Згодом такі мережі можуть стати повільнішими та дорожчими. Оскільки кожен може використовувати публічний блокчейн для надсилання та отримання інформації чи транзакцій, згодом він засмічується. Кожна дія починає займати більше часу, а комісії продовжують зростати.

Приклади публічного блокчейну включають блокчейну Ethereum та Bitcoin.

Які переваги приватного блокчейну?

• Звичайно, найважливішим фактом є те, що такі блокчейни дуже серйозно ставляться до конфіденційності.
• Оскільки у них менше вузлів і користувачів, ніж у загальнодоступних блокчейнів, приватні блокчейни набагато швидше і масштабніше. Мережа може обробляти більше транзакцій на секунду, у той час, як комісія є меншою.
• Коли доходить до питань безпеки, приватні блокчейни докладають більше зусиль, щоб захистити себе від незаконних дій. Одним із них є складний процес автентифікації користувача.

Звичайно, у публічних блокчейнів є й недоліки:

• Головний з них у тому, що вони не повністю децентралізовані. Вони часто покладаються на централізовані системи або треті сторони, коли мова іде про управління.

Прекрасним прикладом приватних блокчейнів є RippleNet від Ripple.

Перейдемо до гібридних блокчейнів. У цього типу блокчейнів багато плюсів:

• У них закрита екосистема, тобто вони дозволяють приватним даним бути доступними всередині блокчейну, але не за його межами.
• Вони досить гнучкі. Це означає, що гібридні блокчейни дозволяють змінювати реєстр залежно від користувачів та потреб мережі.
• Конфіденційність — це важлива характеристика гібридних блокчейнів. Такі мережі захищають користувачів від проблем конфіденційності, але не виключають сторонні комунікації.
• Деякі гібридні блокчейни пропонують кращу масштабованість. Їхні транзакції є менш витратними, оскільки лише кілька вузлів беруть участь у перевірці транзакцій.

У гібридних блокчейнів можуть бути такі недоліки:

• Вони не такі прозорі, як хотілося б деяким користувачам.
• Цей тип блокчейну не пропонує своїм користувачам винагороду за видобуток блоків або валідацію транзакцій.
• Цей тип мережі може бути повільним.

Приклади гібридних блокчейнів: XinFin та IBM.

**І до останнього типу блокчейнів. Плюси блокчейнів-консорціумів: **

• Випадкові люди не можуть переглядати інформацію про такі блокчейни. Вона доступна лише учасникам мережі.
• Лише група учасників блокчейну може його контролювати.
• Усі учасники цього виду блокчейну перевіряються. Це допомагає знизити ризик порушення конфіденційності.
• На відміну від інших блокчейнів комісія за транзакції не стягується.

Щодо мінусів блокчейнів-консорціумів:

• Цей тип блокчейну має централізовану структуру, що може зробити його вразливим для потенційно нечесних учасників.
• Як і у випадку з гібридним блокчейном, вони також трохи повільні.
• Швидкість блокчейну-консорціуму часто залежить від співпраці між учасниками, тому вона також може бути повільною.

Гарним прикладом блокчейну-консорціуму є мережа R3.

Хардфорк — це велика зміна в протоколі блокчейну, яка робить старі чи нові правила (транзакції чи блоки) дійсними або недійсними. Для цього ноди в мережі повинні оновити програмне забезпечення та дотримуватися нових правил. Деякі з них можуть продовжувати використовувати старі правила, що призведе до постійного поділу. Хардфорки можуть бути ініційовані розробниками або звичайними користувачами, які хочуть бачити нові функції у блокчейні. Вони також можуть бути основою нових проєктів. Хардфорки можуть відбуватися на будь-якому блокчейні.

Хорошим прикладом хардфорку є Ethereum. У 2016 році він призвів до розколу, в результаті якого були створені Ethereum та Ethereum Classic. Ще один свіжий приклад хардфорку — блокчейн криптовалюта біткоїн у 2017 році. Цей розкол спричинив створення Bitcoin Cash.

Що таке блокчейн-гаманець? Існує скоріше поняття «криптовалютний гаманець». Це програма або пристрій, за допомогою якого можна зберігати та керувати своїми криптоактивами. До них можна отримати доступ за допомогою публічного чи приватного ключа. При цьому самі гаманці бувають холодні та гарячі. Що це означає? Холодні гаманці не мають доступу до інтернету і найчастіше є фізичними пристроями, які можна брати із собою та зберігати у безпеці. Для більшої безпеки багато хто рекомендує використовувати холодні гаманці, оскільки вони мають менше шансів бути зламаними хакерами.

Що таке консенсус у блокчейні

Це механізм, за допомогою якого учасники мережі доходять згоди з якогось питання. Це надійний алгоритм, який дозволяє додавати нові блоки до блокчейну, валідувати транзакції, а також підтримувати необхідний рівень безпеки. Існує багато видів консенсусу в блокчейні. До найпопулярніших відносяться Proof-of-Work (Pow) та Proof-of-Stake, які використовуються блокчейн криптовалютами Біткоїном та Ефіром відповідно. У них майнер повинен показати або обчислювальну потужність, або певну суму, щоб отримати можливість видобути новий блок та отримати винагороду.

Хто винайшов технологію блокчейн

Перший протокол, схожий на blockchain technology, був представлений криптографом Девідом Чаумом в його роботі 1982 року «Computer Systems Established, Maintained, and Trusted by Mutually Suspicious Groups». Після цього Стюарт Хабер і В. Скотт Сторнетта описали що таке технологія блокчейн через десятиліття. Їхньою метою було винайти систему з незмінними даними.

Але все ж таки вперше технологія блокчейн була концептуалізована у 2008 році Сатоші Накамото. При цьому ніхто насправді не знає, хто такий Накамото. Це може бути як одна людина, так і група людей. Є кілька теорій, хто це такий насправді. Підозрюють навіть Ілона Маска. Будь-яке спілкування з Сатоші Накамото здійснювалося електронною поштою.

Сатоші використав слова «блок» та «чейн» у своєму документі, і до 2016 року слово «блокчейн» стало широко використовуватися всіма криптоентузіастами. Перше відоме використання Біткоїна сталося, коли Сатоші здобув генезис блок (перший блок) блокчейну. У цьому блоці було створено перші 50 BTC. Останній відомий електронний лист від Сатоші Накамото був відправлений у 2010 році. В ньому говорилося, що він більше не займається блокчейном. У тому ж році програміст на ім'я Ласло Ханець вперше використав блокчейн криптовалюту біткоїн для оплати товарів. Він купив дві піци Papa John's, які коштували йому 10 000 BTC.

Розмір блокчейну Біткоїн (з усіма записами) досяг 20 ГБ у серпні 2014 року. На 2015 рік він становив майже 30 ГБ, а до січня 2017 року збільшився до 100 ГБ. Загальна кількість BTC (блокчейн криптовалюта) обмежена 21 мільйоном та 19 мільйонів з них уже видобуто.

Як виглядає блокчейн

Однією з речей, що відрізняє блокчейн від звичайної бази даних, є система структурування інформації. Дані блокчейну розділені на групи, що називаються «блоками» і мають певні обмеження. Коли блок досягає своєї межі, він закривається та зв'язується з попереднім блоком. Таким чином формується ланцюжок блоків з інформацією, більш відомий як блокчейн. Кожен блок має незмінну позначку часу.

Деякі користувачі стають майнерами та допомагають продовжити ланцюжок блоків за винагороду. Наприклад, у блокчейні Біткоїн майнерам необхідно вирішити складне математичне завдання, щоб створити новий блок та отримати за це бонус. Це відбувається завдяки використанню механізму Proof-of-Work (PoW). При цьому блокчейни можуть мати різні механізми. Ethereum, своєю чергою, використовує механізм Proof-of-Stake (PoS), у якому чим вища ставка майнера, тим більше у нього шансів видобути новий блок. PoS вважається більш безпечним та екологічним, оскільки він споживає менше енергії та ускладнює спробу атаки 51%.

Як працює блокчейн

Після того як будь-який користувач відправляє транзакцію, система створює повідомлення, яке включає адреси відправника та одержувача, а також суму, що відправляється. Відправник використовує цю інформацію та закритий ключ для створення хешу. Це цифровий підпис, який підтверджує, що власник цих BTC збирається надіслати їх отримувачу. Потім цей підпис з відкритим ключем передається до мережі (однак більшість програм та гаманців виконують всі ці дії автоматично, тому користувачам не потрібно виконувати всі ці кроки). Потім транзакція об'єднується з іншими транзакціями в «мемпулі» перед додаванням блокчейн.

Майнери, які успішно використували свій механізм Proof-of-Work (PoW) для створення нового блоку, беруть деякі транзакції з мемпулу, перевіряють їх, засвідчують, що упакована інформація є законною, і додають її до блоку. Після цього інші майнери можуть переконатись, що все правильно. Ось як працює блокчейн.

Процес у блокчейнах із Proof-of-Stake дуже схожий, але користувачам необхідно мати певну кількість блокчейн криптовалюти, щоб створити новий блок.

Ноди можуть виконувати різні завдання. Наприклад, вести історію транзакцій, перевіряти їх чи додавати нові блоки. Коли додано транзакцію, ніхто не може змінити або переписати цю інформацію. Через це дані в блокчейні часто називають «незмінними».

Блокчейн у криптовалюті

Блокчейн доступний більшій кількості людей, ніж традиційні банки, і часто вважається безпечнішим — у разі злому банку може статися витік інформації про клієнтів. Якщо людина живе у досить бідній країні, йому може бути складно відкрити власний рахунок у банку, а валюта його країни може впасти будь-якої миті. Ці проблеми призвели до появи блокчейн криптовалюти — Біткоїна. Тепер багато людей по всьому світу знають, що таке технологія блокчейн та криптовалюта.

Маючи мережу нод, блокчейн дозволяє криптовалютам працювати без центрального органу. Це зменшує ризики, а також розмір зборів та комісій. До того ж деякі країни з нестабільною економікою спеціально надають перевагу більш стабільній криптовалюті своїй внутрішній валюті. На додаток, для деяких людей це єдиний спосіб зберігати гроші чи оплачувати товари та послуги в Інтернеті.

Як використовуються блокчейни

Наразі на блокчейнах працює понад 10 000 криптовалют. Проте блокчейн можна використовувати й для інших типів транзакцій. Такі компанії, як Walmart, Pfizer, Siemens, Unilever і т.д., вже включили блокчейн у свою систему і давно розуміють, що таке блокчейн і на що він здатний.

За допомогою блокчейну компанії можуть відстежувати свої продукти від місця виготовлення до місця доставлення. Якщо виникає проблема, її можна відстежити до її джерела.

Постачальники медичних послуг також можуть отримати користь з використання технології блокчейн. Такі установи зберігають медичні записи на блокчейні. Вони можуть бути закодовані та доступні лише певним особам.

Оформлення права власності є досить нудним і довгим процесом, але блокчейн може допомогти й в цьому.

Деякі країни намагаються інтегрувати технологію блокчейн у систему голосування, щоб зробити її сучаснішою. Це допомагає виключити факт шахрайства та залучити більше виборців. Блокчейн-голосування було протестовано у Західній Вірджинії у листопаді 2018 року.

Прозорість блокчейну

Найбільш важливою особливістю будь-якого блокчейну є прозорість. Зазвичай блокчейни мають відкритий вихідний код, який може переглянути хто завгодно. Це дозволяє аудиторам перевіряти цифрові валюти. Усі користувачі можуть пропонувати зміни у системі.

Чому блокчейн безпечний

Основна ідея блокчейну полягала в тому, щоб дозволити тим людям, які не довіряють один одному, безпечно обмінюватися фінансами та інформацією. Вони зберігають дані за допомогою спеціальних технологій, якими дуже важко маніпулювати. Однак навіть найкращі блокчейни не ідеальні й можуть бути вразливими.

Плюси та мінуси блокчейнів

Будь-яка технологія має свої переваги та недоліки. Блокчейн не став винятком. Пройдімось по деяких із них. Почнемо з плюсів:

• Відсутній людський чинник у транзакціях чи верифікації (на відміну від банків).
• Менші комісії шляхом виключення третіх осіб (менше кроків та посередників на шляху).
• Більше прозорості (кожен може бачити всі транзакції).
• Втрутитися в блокчейн складніше через децентралізацію (знову ж таки, будь-хто може отримати доступ до інформації в блоках).
• Кожна транзакція є безпечною та конфіденційною (особиста інформація прихована).
• Блокчейн доступний для людей з найбідніших країн (на відміну від банків).

Звичайно, блокчейн має й недоліки:

• Майнінг може бути досить дорогим та шкідливим для екології (особливо механізм PoW).
• Він може бути використаний з поганими намірами (наприклад, у даркнеті).
• Деякі вважають його недостатньо швидким (є більш швидкі та повільніші блокчейни).
• Правила регулювання відрізняються залежно від країни (у деяких країнах є закони, що забороняють використання криптовалют).
• Можливі обмеження розміру сховища.

Як інвестувати у технологію блокчейн

Наразі немає способів інвестувати безпосередньо в технологію блокчейн. Це просто інструмент. Однак ти можеш інвестувати у величезну кількість проєктів, побудованих на блокчейні. Цей вибір слід робити з розумом: проводити власне дослідження, стежити за останніми новинами в галузі та за її межами, диверсифікувати свій портфель.

Існує понад 10 000 проєктів, що працюють на різних блокчейнах. Новіші та дешевші можуть бути відмінним варіантом для інвестицій, але треба переконатися, що за ними стоїть хороша команда, ідея та мета.

Яким є майбутнє технології блокчейн

Блокчейн постійно зростає та розвивається. З'являються нові ідеї та кейси використання. Є кілька областей, у яких технологія блокчейн може бути використана у майбутньому. Наприклад, у фінансовій сфері.

Також, при правильному використанні блокчейну хмарне сховище може стати стійким до хакерських атак. Це може зменшити випадки несанкціонованого доступу до інформації.

Ще одна річ, яку блокчейн може запропонувати в майбутньому, – це нові кар'єрні можливості для криптоентузіастів. Це досі досить нова технологія, яка має багато потенційних застосувань. А це означає, що разом із її розвитком буде створено багато робочих місць.

Отже ми зрозуміли, що таке технологія блокчейн. Він має великий потенціал, лише частина якого вже реалізована. Оскільки блокчейн існує вже понад 10 років, питання про те, чи люди приймуть цю технологію, вже не стоїть. Йдеться швидше про те, коли ж це станеться.