Что такое BlockChain.

BlockChain — это современная технология, которая постепенно меняет наши представления о том, как могут работать финансовые системы, логистика и даже управление государством. Несмотря на ее популярность, для многих BlockChain остается чем-то сложным и непонятным. В этой статье я постараюсь объяснить суть BlockChain простым и доступным языком.

Что такое BlockChain?

По сути, BlockChain можно представить как цифровую бухгалтерскую книгу или реестр, в котором хранятся данные о транзакциях. Однако уникальность BlockChain заключается в его структуре и принципах работы, которые делают эту технологию по-настоящему революционной. Если ранее для подтверждения сделок нам требовались посредники, такие как банки или нотариусы, то теперь доверие создается непосредственно с помощью алгоритмов и математических доказательств. Это не только упрощает процессы, но и значительно снижает затраты, устраняя необходимость доверять третьим лицам.

Основные характеристики BlockChain

Чтобы понять, почему BlockChain вызвал такой интерес, важно разобрать его ключевые особенности:

1.Децентрализация — основа безопасности

BlockChain — это децентрализованная сеть, где данные хранятся не на одном центральном сервере, а распределены между множеством устройств (узлов). Каждый узел содержит полную копию всех записей, что делает попытки взлома практически бесполезными. Даже если один или несколько узлов выйдут из строя, сеть продолжает функционировать, так как информация сохраняется на других узлах. Такая архитектура делает BlockChain исключительно устойчивым к атакам и обеспечивает высокий уровень безопасности.

2.Прозрачность и открытость

Одним из ключевых преимуществ BlockChain является прозрачность. Все участники сети имеют доступ к данным и могут проверить любую транзакцию, которая была совершена в системе. Это делает BlockChain особенно ценным для применения в тех сферах, где требуется повышенное доверие, например, в финансах, логистике или в государственных реестрах. Благодаря такой прозрачности исключается возможность мошенничества или скрытых операций.

3.Неизменяемость данных

Еще одной важной характеристикой BlockChain является неизменяемость данных. Как только информация добавлена в реестр, она остается там навсегда. Любая попытка изменить данные требует согласия большинства участников сети, что практически невозможно. Это свойство делает технологию идеально подходящей для хранения важных данных, которые должны быть защищены от подделки, например, данных о собственности или медицинских записях.

Эти три ключевых свойства делают BlockChain безопасной, надёжной и эффективной системой для хранения и передачи данных.

Название "BlockChain" происходит от английских слов "block" — блок, и "chain" — цепь, что отражает основную структуру этой технологии. BlockChain — это последовательная цепь блоков данных, где каждый новый блок связан с предыдущим, формируя непрерывную и надёжную структуру. Такой подход обеспечивает безопасность и неизменность данных, делая блокчейн идеальным решением для хранения и передачи информации.

Структура блоков в BlockChain

BlockChain состоит из последовательности блоков, каждый из которых содержит следующие компоненты:

1. Транзакции: записи о действиях, таких как переводы средств, изменения данных и другие операции, которые должны быть зафиксированы в реестре.
2. Хэш предыдущего блока: каждый блок содержит уникальный цифровой "отпечаток" (хэш) предыдущего блока, который связывает блоки вместе и делает цепочку непрерывной. Это гарантирует, что изменение одного блока приведёт к необходимости изменения всех последующих, что делает взлом системы практически невозможным.
3. Временная метка и служебная информация: метаданные, указывающие на момент добавления блока в цепочку, а также другая информация, необходимая для управления системой.

Эти блоки связаны таким образом, что попытка изменить данные в одном из них приведёт к изменению хэша и нарушит целостность всей цепочки. Это можно сравнить с цепью строительных кирпичей: если удалить или изменить один кирпич, структура всей стены рушится.

Как работает BlockChain?

Работа BlockChain основана на взаимодействии множества компьютеров, называемых узлами (или нодами). Каждый узел играет важную роль в поддержке и проверке целостности сети. Рассмотрим основные этапы работы BlockChain:

1. Создание транзакции
   Пользователь создаёт транзакцию, например, перевод средств, и отправляет её в сеть. Транзакция включает данные о получателе, сумме перевода и другую информацию, необходимую для её выполнения.
2. Распространение транзакции
   Транзакция передаётся всем узлам сети. Каждый узел получает копию транзакции и добавляет её в свою очередь ожидающих проверок.
3. Проверка транзакции
   Узлы проверяют, действительна ли транзакция, оценивая, достаточно ли средств на счёте отправителя и соблюдаются ли правила сети. Если проверка проходит успешно, транзакция считается подтверждённой. Это важно для обеспечения безопасности и честности в сети.
4. Группировка транзакций в блок
   Подтверждённые транзакции объединяются в новый блок. На этом этапе вступают валидаторы — узлы, которые проверяют блоки и готовят их для добавления в цепочку.
5. Добавление блока в цепочку
   Новый блок добавляется к предыдущим блокам, формируя цепочку. С этого момента данные в блоке считаются окончательными и неизменяемыми. Связь между блоками через хэши обеспечивает неизменность данных, что делает любые попытки мошенничества практически невозможными.

Где используется BlockChain?

BlockChain — это универсальная технология, которая может заменить любую существующую базу данных, но её особенности делают её особенно полезной в следующих сферах:

1. Платежные операции
   BlockChain используется в криптовалютах, таких как Bitcoin, которые позволяют пользователям безопасно переводить цифровые активы. Обслуживание криптовалютных переводов обходится дешевле, чем использование традиционных банковских систем, таких как SWIFT.
2. Смарт-контракты
   Такие сети, как Ethereum, поддерживают не только запись транзакций, но и выполнение сложных алгоритмов — смарт-контрактов. Смарт-контракт — это программа, работающая по принципу "если-то": если пользователь переведёт 1 ETH, то ему выдаётся определённое количество USDT. На базе смарт-контрактов работают многие DeFi-площадки, предлагающие кредитование и другие финансовые сервисы.
3. Публичные реестры
   В некоторых странах блокчейн используется в качестве основы для ведения земельных реестров, реестров прав на недвижимость и других баз данных, обеспечивая прозрачность и неизменность записей.
4. Подтверждение прав собственности и авторских прав
   С появлением NFT (невзаимозаменяемых токенов) блокчейн стал использоваться для фиксации прав на уникальные цифровые активы, такие как предметы искусства, коллекционные предметы и другие уникальные активы. Эти данные невозможно подделать или изменить, что делает блокчейн надёжным инструментом для защиты прав собственности.
5. GameFi
   В последние годы блокчейн стал использоваться в игровой индустрии. Игры, такие как Axie Infinity или Decentraland, создаются на базе децентрализованных приложений (dApps) и используют токены и NFT в игровом процессе. Это создаёт новый опыт владения и торговли игровыми активами, который базируется на блокчейне.

Как записать внешние данные на блокчейн?

BlockChain — это закрытая система, и для неё требуется специальный способ взаимодействия с информацией извне. Здесь на помощь приходят оракулы.

Оракулы — это специальные узлы, которые получают данные из внешних источников, таких как интернет-серверы, и преобразуют их в форму, доступную для блокчейна. Наиболее известная сеть оракулов — ChainLink. Оракулы важны, например, в DeFi-приложениях для кредитования. Если пользователь хочет взять кредит в USDT под залог ETH, платформа должна узнать текущий курс валют. Оракул собирает данные с нескольких бирж и передаёт их смарт-контракту, который затем вычисляет, сколько USDT можно выдать в обмен на предоставленный ETH.

Почему блокчейн надёжный?

Одним из главных преимуществ блокчейн-технологии является её надёжность и устойчивость к взлому. Давайте разберём, как работает блокчейн и что делает его действительно безопасным.

Блокчейн состоит из последовательности блоков, каждый из которых связан с предыдущим. Когда создаётся новый блок, он включает в себя хэш предыдущего блока — это уникальный "цифровой отпечаток", который связывает блоки между собой. Если злоумышленник захочет изменить данные в одном блоке, хэш этого блока изменится, и вся последующая цепочка также станет некорректной. Это означает, что чтобы изменить информацию в одном блоке, злоумышленнику придётся изменить все последующие блоки, что требует огромных вычислительных мощностей и практически невозможно при децентрализованной структуре.

Потенциальные угрозы безопасности блокчейна

Несмотря на высокую надёжность блокчейнов, они могут быть уязвимы к ряду потенциальных атак, особенно если речь идёт о публичных сетях. Давайте рассмотрим основные угрозы.

1. Атака 51%
   Атака 51% заключается в том, что злоумышленник захватывает контроль над более чем 51% вычислительной мощности сети. В таком случае он может изменить данные, контролировать включение транзакций в блокчейн или даже дважды тратить одни и те же средства. Реализовать такую атаку в больших сетях, таких как Bitcoin, сложно из-за большого числа участников и их распределения по всему миру. Однако для меньших сетей угроза становится более реальной.В сетях на основе Proof of Work (PoW) такая атака считается более сложной, чем в сетях на основе Proof of Stake (PoS), поскольку количество майнеров, поддерживающих PoW, больше, чем количество валидаторов в PoS. Тем не менее, до сих пор атака 51% не была реализована ни в одной из крупных PoS-сетей.
2. Атака Сивиллы
   Атака Сивиллы представляет собой захват контроля над большим числом узлов сети. В сети Bitcoin транзакция становится частью блокчейна только после получения как минимум шести подтверждений от случайных узлов. Если злоумышленник контролирует значительное количество узлов, он может попытаться сфабриковать подтверждения и внести неправильную транзакцию. Чем меньше сеть и количество узлов, тем больше вероятность успешной атаки Сивиллы. Впрочем, ни в одной крупной сети атака Сивиллы пока не была реализована.
3. Угроза со стороны квантовых компьютеров
   В теории квантовые компьютеры могут представлять угрозу для криптовалют благодаря своей невероятной вычислительной мощности, позволяющей подбирать приватные ключи к кошелькам пользователей. Современные классические компьютеры не могут справиться с этой задачей, но квантовые машины могут изменить ситуацию. Пока что квантовые компьютеры находятся на стадии разработки и нет в широком доступе, поэтому такая угроза остаётся гипотетической.

Уровень безопасности: блокчейн vs пользователь

Самая надёжная часть криптовалютного рынка — это сам блокчейн. Взломы и атаки чаще всего происходят не на уровне блокчейна, а на уровне взаимодействия пользователя с различными сервисами и посредниками. Например:

• Взлом кошелька или сервера провайдера: Хакеры могут взломать сервер провайдера кошелька или DeFi-площадки.
• Доступ к вредоносным смарт-контрактам: Пользователь может случайно дать доступ вредоносному смарт-контракту, что приводит к потере средств.
• Заблокированные счета на бирже: Центральные биржи могут блокировать счета пользователей.

Все эти ситуации не связаны с уязвимостью самого блокчейна, а являются результатом неправильного использования, уязвимости посредников или незнания мер безопасности со стороны пользователя.

Блокчейн представляет собой одну из самых безопасных технологий для хранения и передачи данных благодаря своей децентрализованной структуре и использованию криптографических методов. Атаки на уровне блокчейна требуют огромных ресурсов и координации, что делает их практически невыполнимыми для крупных сетей, таких как Bitcoin или Ethereum.

Всё же важно понимать, что основная угроза безопасности в криптовалютном мире исходит не от уязвимостей блокчейна, а от человеческих ошибок и уязвимостей на уровне пользователей и централизованных сервисов. Поэтому, при использовании криптовалют, необходимо всегда придерживаться лучших практик безопасности, избегать подозрительных смарт-контрактов и использовать децентрализованные, надёжные платформы.