Вокруг криптовалют и блокчейна много хайпа, но что это за дичь и как объяснить это человеческим языком, знают немногие. В сети есть масса статей про то, как круто пользоваться криптой, какой это маст-хэв и тренд, в то же время, все забывают о главном – о технологиях, которые гораздо ценней и могут с ног на голову перевернуть наш мир. В этой статье будем разбираться, что за зверь блокчейн и кому он вообще нужен.

Что такое блокчейн и откуда он взялся?

О технологии блокчейн впервые стало известно от Сатоши Накамото – создателя Биткоина. В своей статье, которая описывала особенности первой криптовалюты, он и рассказал миру о некой технологии, которая была основой этой самой монеты. И хоть своему рождение блокчейн обязан Биткоину, существовать он может и отдельно от этой криптовалюты. Более того, каждый желающий может самостоятельно создать свой блокчейн – для этого нужны лишь навыки программирования и ноутбук.

Блокчейн представляет собой базу данных в виде списка. В нем вся информация записывается как цепочка блоков, которые, как вагоны поезда, имеют связь между собой. В качестве примера можно привести и другое – блокчейн можно представить в виде дневника. В этот дневник могут делать записи все желающие, но изменить уже созданные _{да­­­нные} нельзя, так как каждая последующая информация записывается с данными о предыдущей записи. Если злоумышленник задумает внести какие-то корректировки в запись, то ему нужно подделать и все последующие заметки. Что физически не под силу ни человеку, ни компьютеру.

В чем сила блокчейна проще объяснить на примере. Представим, что Коля ведет дневник, в который записывает всю важную для себя информацию. Пишет он туда самые разные записи, от «сходил за хлебом» до «занял Васе 100 рублей». Васе не выгодно, что Коля всегда помнит о его долгах, поэтому он решается проникнуть в дом Коли ночью и подделать запись в его дневнике. Так как Коля пишет простым карандашом, то нет труда исправить запись «занял Васе 100 рублей» на «занял Васе 10 рублей». Со временем Васю замучила совесть, и он признался Коле, что подделал запись, поэтому перед Николаем стоит задача усложнить записи, чтобы впредь ни Вася, ни Толик не смогли его обхитрить.

Так как вести дневник на бумаге – прошлый век, Коля идет на курсы программирования, где его учат с помощью программки превращать любой текст в хеши – бессвязный набор символов. Программа превращала любой текст в белиберду, но суть была в том, что один и тот же текст всегда получал одинаковый хеш, например, «0000». Стоило изменить хоть одну букву в исходном тексте и хеш был уже другой. Коля взял полученные на курсах знания на вооружение и начал вести электронный дневник. В нем он кодировал текст под видом хешей и записывал не только свою заметку, но и хеш предыдущей заметки. Получалось «0000 занял 100 рублей Васе». В следующей заметке он шифровал предыдущую и записывал новую «1234 занял 1000 рублей Толику».

Теперь если Вася или Толик захотят подделать дневник Коли, то им придется изменить не только саму запись, но и все последующие хеши до конца дневника, ведь иначе Николай заметит подвох. Сделать это будет непросто — нужно так же, как и Коля, сходить на курсы программирования и научиться записывать текст хешами. Имея такие знания, Вася с Толиком могут проникнуть в Колин дом ночью и за несколько часов перепишут все хеши. На утро Коля обнаружит, что ему никто ничего не должен, но когда начнет проверять хеши, то окажется, что все они совпадают. Коля не дурак и чтобы усилить защиту Коля решает добавлять в конце каждой записи рандомное число (нонс), которое при переводе в хеш имеет вид «00». Чтобы внести коррективы в записи Коли, злоумышленникам нужно будет тупо подбирать числа пока они не найдут то самое, выдающее в хеше два нуля. Сам Коля перебирает около 50 чисел, чтобы найти нужное, поэтому и взломщику будет в 50 раз сложнее найти нонс для подделки записи.

Система Коли и так стала суперсложной для взлома, но он решил взять партнера, который будет помогать подбирать числа для создания нонсов, которые при переводе в хеш уже будут иметь вид трех нулей. По сути теперь Колин дневник выглядит как домашняя версия блокчейна, но в реальности в нем не только Коля и партнер, а огромное число майнеров, которые шифруют блоки хешами и нонсами, а сложность этого шифрования все время увеличивается, что делает взлом системы нереальным.

Кратко о децентрализации

Все мы кому-то занимаем или сами берем взаймы, а если речь идет о большой компании друзей, которая затусила в баре, то запомнить, что и кто должен, бывает непросто. Доверить учет долгов можно самому ответственному человеку в компании, который пьет меньше других и ему все доверяют. Ну а если речь идет о целом городе или стране, то полагаться на доверие к незнакомому человеку — последнее дело.

В случае с блокчейном никто никому не доверяет – система децентрализована и копия блокчейна хранится у каждого участника. Взломать такую систему не сможет ни Вася, ни Толик хотя бы по той причине, что злоумышленнику потребуется проникнуть в дом к каждому, кто скачал себе эту базу данных, и подделать ее на каждом ПК.

В децентрализованной системе нет доверия и для внесения изменений в блокчейн, их должны принять другие участники. Если большинство компьютеров проверили блок и согласны, что хеши и нонсы верны, то новые данные записываются в блокчейн.

Транзакции в блокчейне

Совершая покупки в магазине банковской картой, каждый раз магазин посредство терминала будет запрашивать у банка информацию, есть ли у вас эти деньги на балансе. Банк в этом случае выступает авторизатором транзакций, а чтобы получить авторизацию, клиент должен ввести свой пин-код, который знает только он. Таким образом, можно сказать, что вы подписываете транзакцию своим пин-кодом, а банк ее одобряет или нет в зависимости от того, есть ли у вас такие деньги.
В блокчейне нет банка и другого авторизатора, но есть свои аналоги пин-кодов — приватный и публичный ключ. Каждый пользователь имеет уникальный приватный ключ, который неизвестен никому и дает по сути доступ к вашим деньгам. Публичный ключ – это адрес вашего кошелька, который можно передавать другим участникам, но только от владельца приватного ключа транзакции будут считаться легитимными. Отправляя транзакцию со своим публичным ключом, вы подписываете ее приватным keyключом, в результате чего другие участники видят, что деньги отправляет именно их владелец.

Еще одна особенность блокчейна — в нем нет информации о том, сколько денег у вас на счету. В блоках есть лишь информация о том, сколько и куда было отправлено. Подтверждением того, что у участника есть деньги на балансе, являются ссылки на все предыдущие транзакции в его кошельке, которые прикрепляются к каждой операции. Таким образом, стандартная транзакция в блокчейне имеет вид: «Коля отправил мне 2 рубля, Вася дал 3 рубля, из этой суммы я хочу отправить 4 рубля Толику, а сдачу в 1 рубль нужно вернуть мне обратно».

Как только вы отправите транзакцию, ее со всеми ссылками проверят майнеры, и если вы до этого времени еще не успели потратить 5 рублей, которые вам дали Коля и Вася, то она будет одобрена. Отменить эту транзакцию нельзя, деньги безвозвратно уходят по назначению.

Что такое майнинг?

Записывать заметки в Колин блокнот мог сам его владелец, но в блокчейне нет никакого Коли – кто же тогда делает записи? Собирают транзакции пачками и формируют из них блоки майнеры, которые не являются конкретными людьми – это вычислительные машины. Именно они перебирают числа до тех пор, пока не найдут хеши правильного вида. Чем больше будет майнеров в сети, тем выше ее защита и тем больше работы им нужно выполнить, чтобы найти правильное решение.

Как только в сети Bitcoin будет найден набор чисел, которые соответствует хешу с 10-ю нулями в начале – формируется новый блок. Одному компьютеру потребовалось бы для такой вычислительной операции десятки лет, а так как вычисляют хеш одновременно тысячи компьютеров, то эта задача выполняется примерно каждые 10 минут. Именно с такой периодичностью в системе Биткоин рождаются новые блоки. Тот майнер, который решил задачу первым получает вознаграждение, остальные получают уведомление, что задача решена и начинают искать новый хеш. Пока майнеры усердно работают и существует блокчейн – без них его существование невозможно.

Вывод

Блокчейн – это не только о криптовалютах, его можно применить, где угодно. Уже сегодня эту технологию внедряют в бизнесе, производстве, медицине и даже на уровне государственных органов. По сути впихнуть его можно в любую систему, где есть участники, которые не могут доверять друг другу и тогда пойдут искать новую работу такие посредники, как юристы, банкиры, страховщики и т.д. Нужно всего лишь адаптировать блокчейн под конкретную задачу и внедрить его в нашу жизнь.