Что такое блокчейн и как он работает?
Несмотря на то, что много людей активно работает с криптовалютой, большинство из них не знает как функционирует блокчейн и что такое алгоритм консенсуса. Это базовые технические знания, которые должен усвоить каждый, кто относится к сфере криптовалют. Понимая работу блокчейна, в дальнейшем вам будет намного проще разбирать проекты.
Блокчейн
Предлагаем начать с понятия “Blockchain” - в переводе с английского, это цепочка блоков, другими словами, большая база данных, к которой может получить доступ любой человек. Если посмотреть на обычную базу данных, которая хранится на серверах, то ее возможно взломать, она централизована. В свою очередь блокчейн никем не контролируется и если часть компьютеров, на которых он хранится, будет взломана, то это никак не скажется на работе всей системы.
Для того чтобы данные попали в блокчейн, они должны пройти проверку на подлинность. В случае биткоина и денежных переводов - этим занимаются майнеры. Проверив транзакцию на валидность, алгоритм записывает ее в блок, после чего та остается в блокчейне навсегда, убедиться в ее подлинности может любой желающий. При этом любая такая транзакция должна получить несколько подтверждений из независимых источников, прежде чем будет считаться действительной.
Каждый блок связан с предыдущим и последующим блоком. Блоки образуют цепочку данных по мере того, как актив перемещается из одного места в другое или меняет владельцев. Блоки подтверждают точное время и порядок выполнения транзакций. Кроме того, блоки неразрывно связаны друг с другом, что исключает возможность изменения блока или вставки блока между двумя другими блоками.
Каждый новый блок считается дополнительным подтверждением подлинности предыдущего блока и блокчейна в целом. Таким образом, блокчейн защищен от несанкционированных изменений, и в этом заключается одно из его главных преимуществ - неизменность. Поскольку возможность взлома со стороны злоумышленников исключена, создается надежный реестр транзакций, которому вы и другие участники сети можете доверять.
Блокчейн хранится везде. Существуют специальные узлы (ноды) - они хранят полную актуальную версию блокчейна, другие узлы могут обращаться к ним если им нужно что-то проверить.
Алгоритмы консенсуса PoW и PoS Выше было отмечено, что майнеры проверяют транзакции на подлинность. Для того, чтобы это сделать существуют алгоритмы консенсуса, два самых популярных алгоритма консенсуса - это proof of work и proof of stake или доказательство работы и доказательство владения.
Механизм PoW обеспечивает способность узла сети (ноды) проверить, что майнер (в роли которого выступает узел, добавляющий новый блок в блокчейн) фактически выполнил расчеты. Данный процесс включает в себя попытку найти хеш заголовка блока (часть блокчейна, содержащая ссылку на предыдущий блок и суммированное значение транзакций в него включенных), который будет по своему значению соответствовать текущему уровню сложности.
Этот алгоритм породил такую индустрию как майнинг, ведь он требует сложных вычислений и ОЧЕНЬ больших затрат электроэнергии. На замену ему пришёл новый алгоритм, который называется Proof of Stake. Сегодня выходят много разных проектов, которые разрабатывают свою криптовалюту на своих блокчейнах и большинство из них делают это на алгоритме Proof of Stake, а старые и давно работающие проекты переходят с PoW на PoS. (например, Ethereum который готовит переход на Ethereum 2.0).
Итак, Proof of Stake суть в том, что проверку легитимности транзакции осуществляют специальные узлы, валидаторы, которых выбирают на основе комбинации нескольких факторов: количество монет в кошельке валидатора (он же стейк), возраст стейка и рандомизация.
Проверка нового блока происходит так:
- Валидатор делает ставку: блокирует часть монет в кошельке. Обычно система устанавливает некий минимальный порог для такой ставки
- Когда системе нужно сгенерировать новый блок, она выбирает валидатора, который сделал ставку и находится в сети. Выбор валидатора может быть либо псевдослучайным (PoS), либо осуществляться по очереди (DPoS)
- Валидатор проверяет блок, добавляет его в цепочку и получает награду. Процесс формирования нового блока называют форжингом
- Если валидатор замечен в мошенничестве, например, в попытке провести двойную трату, его ставка изымается в пользу системы
Вознаграждение формируется не из сгенерированных монет, как в PoW (например, в сети Биткоин), а из совокупных комиссий, которыми участники оплатили услуги валидации своих транзакций. Размер вознаграждения определяется конкретным механизмом PoS, криптовалютой и другими факторами. Процесс зарабатывания монет валидаторами получил название «стейкинг». PoS более экономичный и энергоэффективный чем PoW, но менее децентрализованный.