Изучение сферы Блокчейн Технологий и Криптовалют.

Blockchain — это некая цифровая книга (онлайн база данных), которая хранит в себе упорядоченные по времени транзакции, сгруппированные в блоки, которые связаны друг с другом с помощью криптографических хэшей и реплицируется между всеми участниками сети (узлов). Блокчейны могут обеспечить децентрализованную систему учета транзакций, которая не полагается на какой-либо центральный орган или доверенных третьих лиц для проверки транзакций. Все участники одноранговой сети называются узлами и ведут полную запись всех транзакций в цепочке блоков взаимодействующих непосредственно в соответствии с протоколом, который формирует распределенный консенсус в отношении следующего действительного блока в цепочке.

Одноранговая сеть — децентрализованная сеть, где участники общаются между собой без центрального элемента. Например, в соц.сетях центральным элементом выступает сама соц.сеть.

Каждый блок в цепочке блоков содержит метку времени , данные транзакции и криптографическую хеш-ссылку на предыдущий блок. Это создает упорядоченную по времени цепочку ссылок от блока генезиса (- самый первый блок, отчеканивший первые токены) до самого последнего блока, которую нельзя изменить задним числом без изменения всех последующих блоков, что требует сговора большой части сети.

Уникальные характеристики блокчейнов делают их потенциально преобразующими для различных отраслей, требующих безопасных онлайн-транзакций. У них есть потенциал для решения фундаментальной проблемы цифрового доверия, когда два человека могут выполнять практически любую произвольную транзакцию без централизованного доверенного органа, одобряющего их транзакцию. Финансовые транзакции являются естественной отправной точкой для технологии блокчейн, однако с развитием технологии смарт-контрактов могут быть приняты многочисленные приложения, такие как голосование, цепочка поставок, электронные медицинские карты, записи о недвижимости и многое другое.

I. Криптографические хеш-функции
Криптографические хеш-функции являются ключевыми компонентами каждого блокчейна.
Криптографические хэш-функции обладают особыми свойствами, отличающими их от других хеш-функций, например односторонним вычислением. Это означает, что вычисление хэша из входных данных тривиально, но найти входные данные из хэш-функции практически невозможно с помощью современных вычислительных технологий (из-за математической сложности факторизации больших чисел).
Полученное значение хеш-функции можно затем снова передать в хеш-функцию и создать новый действительный хэш. Эта практика позволяет использовать различные структуры хэшей с полезными свойствами, включая линейные связанные цепочки, которые соединяют блоки в цепочке блоков.
Хэш блока вычисляется для всего набора данных, включенного в блок. Таким образом, изменение любого бита данных в блоке будет хешировать его в качестве вывода. Этот измененный хэш теперь включается в следующий блок, который изменяет выходной хеш следующего блока и так далее, пока все блоки после изменения не будут изменены. Это важнейший аспект свойства неизменности блокчейна.

Каждый полный узел в сети копирует историю всех транзакций в блокчейне. В дополнение к полным узлам некоторые блокчейны допускают другие типы узлов, такие как облегченные или spv-узлы, которые могут содержать только определенные части блокчейна. Размер блокчейна со временем увеличивается, что увеличивает требования к емкости для запуска полных узлов. Это важный параметр для децентрализованных сетей блокчейнов, поскольку увеличение размера блокчейна приводит к увеличению стоимости хранения для каждого пользователя.

Блокчейны используют различные методы для определения консенсуса или соглашения о текущем состоянии блокчейна. По своей сути все механизмы консенсуса опираются на финансовые стимулы, основанные на теории игр, и на предположениях, что пользователи будут действовать в своих собственных денежных интересах.

В настоящее время большинство блокчейнов используют согласованные протоколы с доказательством работы. Доказательство работы (POW) требует, чтобы узлы соревновались за финансовое вознаграждение, решая сложные вычислительные головоломки, и выигрывали привилегию майнить следующий блок в цепочке.
Протокол Proof-of-work был первоначально разработан для предотвращения атак типа «отказ в обслуживании» и разработан таким образом, что большая часть средств управления вычислительной мощностью или хешрейтом контролирует сеть. Враждебные узлы должны конкурировать с совокупным хешрейтом всех узлов, не вступающих в сговор, чтобы обмануть систему. Враждебный узел большинства также потенциально предпочтет генерировать новые монеты, а не пытаться подорвать систему и законность своей доли в сети.

Консенсус возникает в результате независимой проверки каждой транзакции каждым полным узлом в сети. Блоки добавляются в блокчейны через узлы майнинга с разными интервалами в зависимости от того, как протокол определяет действительность блоков и способность участников создавать эти новые блоки. Затем узлы проверяют новые блоки и строят цепочку. Затем узлы выбирают, какой блокчейн они предпочитают, как правило, на основе кумулятивного доказательства работы, продемонстрированного в самой длинной цепочке, и возникает консенсус.

Обратите внимание, что существует много альтернативных механизмов консенсуса, находящихся в стадии активной разработки, создающих блокчейны или распределенные реестры с совершенно разными свойствами. Proof-of-stake, proof-of-authority и т.д.

История транзакций в блокчейне, включая все транзакции, совершенные по каждому адресу, постоянно открыта и видна всем. Однако личность человека, управляющего конкретным узлом, является псевдоанонимной. Новые адреса могут быть легко созданы в блокчейне без обязательной привязки к имени человека. Например, если обнаружен Bitcoin или Ethereum адрес физического лица, становится тривиальным поиск всех транзакций, совершенных с этим адресом, с помощью таких инструментов, как проводник биткойн-блоков или Etherscan .

Разрешенные блокчейны отличаются от публичных блокчейнов тем, что узлы, которым разрешено участвовать в сети, каким-то образом ограничены.
Сбои можно быстро исправить вручную. Нет смысла применять доказательство выполнения работы или доказательство доли владения — информация без задержки попадает в блоки, формируемые по мере необходимости, и не требует дополнительного подтверждения, что максимизирует скорость работы сети и минимизирует стоимость транзакций. Однако сохраняется распределённый характер хранения данных, при котором узлы содержат полные копии в формате взаимосвязанных цепочек блоков. Доступ к информации может быть общим или иметь произвольные ограничения. Чаще всего речь идёт о системе передачи информации внутри одной компании, что не требует общего доступа ко всей информации, но может предусматривать общедоступную возможность аудита.

В консорциумных блокчейнах процесс согласования обеспечивается несколькими заранее оговорёнными равноправными узлами. Например, консорциум из 15 банков договаривается считать действительным блок с мультиподписью не менее 10 участников консорциума. Скорость появления новых блоков может быть весьма высокой. При этом участники концерна доступ к информации из блокчейна могут сделать как общедоступным, так и ограничить избранным кругом или ввести иные количественные, содержательные или временны́е ограничения. Эти блокчейны можно считать «частично децентрализованными».

Хардфорки вызывают раскол в блокчейне; в результате получается две отдельные и разные постоянные цепочки блоков. Эти блокчейны разделяют блоки до форка; и иметь разные блоки и данные после форка.

Поскольку сети имеют общую историю, средства пользователей дублируются в новой сети, если у них были монеты до форка. Предположим, во время форка у вас было 5 BTC на блоке 600 000. Даже если вы потратите эти 5 BTC в старом чейне в блоке 600 001, они останутся в блоке 600 001 нового блокчейна. Если в форке будет использоваться прежняя валюта, ваши приватные ключи также будут содержать средства из оригинального форка.

Разногласия в сообществах блокчейнов по поводу изменений в протоколе блокчейна привели к серьезным спорам, наиболее известным из которых стал спор о размере блока биткойнов, приведший к хардфорку Bitcoin Cash.

Софтфорк — это изменение протокола, которое не приводит к появлению разных версий блокчейна.
Например, с помощью софтфорка можно уменьшить размера блока. Проиллюстрируем это на примере Биткоина: хотя существует максимально допустимое значение размера блока, минимального размера нет. То есть для одобрения блоков меньше определенного размера нужно просто отклонять более крупные блоки.
Это не приведет к автоматическому отключению от сети. Ноды софтфорка по-прежнему смогут взаимодействовать с нодами из оригинального блокчейна — они просто будут фильтровать получаемую информацию.

Открытый ключ является адресом (счетом), на который пересылаются цифровые деньги. Его могут видеть другие пользователи, поэтому он и называется публичным. При помощи открытого ключа выполняется процесс шифрования – создания транзакции.

Перевод не будет одобрен администраторами сети, если в нем отсутствует цифровая подпись. Для создания такой подписи используется приватный ключ. Без него пользователь не сможет отправлять криптовалюту на другие кошельки. По этой причине его важно хранить в надежном месте. Желательно на устройстве, которое не подключено к интернету.

Если закрытый ключ шифрования будет утерян, владелец кошелька не сможет получить доступ к своим средствам. Даже если кто-то отправит ему цифровые деньги, у него не получится их использовать.