Скільки разів ви шукали в Google або Яндексі відповідь на питання “як працює блокчейн?” і не розуміли пояснень, які наводили автори? Блокчейн – це нішева і гнучка система, але це поняття часто пояснюють заплутано, використовуючи складну термінологію на незрозумілій технічній мові, залишаючи початківців в розгубленості. Якщо ви також опинилися в такому становищі, не хвилюйтеся: моя стаття допоможе вам!
Я пропоную повний і одночасно простий для розуміння відповідь на часто задаване питання: “Як насправді працює блокчейн?”. Ми зосередимося на технічних аспектах блокчейна і спробуємо не заплутати початківців.
Зміст
Блокчейн: майбутнє фінансів та більше
Що це за технологія?
Блокчейн – це передова революційна технологія, що сприяє розвитку Web3. Своє початок вона взяла в 2009 році з появою Bitcoin, провідної криптовалюти.
Багато людей пов’язують Блокчейн виключно з криптовалютами та децентралізованими фінансами (DeFi). Проте ця інноваційна технологія має потенціал використання в різноманітних галузях.
Нижче ми розглянемо інфраструктуру та технічні аспекти, що лежать в основі Блокчейну. Це дозволить вам отримати ширше розуміння майбутнього цієї технології.
Блокчейн: розуміння технології
Чого не вистачає в поясненнях?
Скільки варіантів ви зустрічали, намагаючись зрозуміти, що таке блокчейн? Засоби масової інформації пропонують різні визначення. Для початківців важко зрозуміти, з чого розпочати, коли вони намагаються з’ясувати суть блокчейну.
Згідно з Вікіпедією, «блокчейн – це зростаючий список записів, які називаються блоками, з’єднаних між собою за допомогою криптографії». Окрім того, IBM, велика компанія з ІТ, надає таке визначення: «це загальна неизмінна бухгалтерська книга, яка спрощує процес запису транзакцій і відстежування активів у бізнес-мережі».
Додатково до визначених вище елементів, ми включимо та розглянемо ключові складові технології. Отже, як же насправді працює блокчейн? Давайте спочатку розглянемо основи цього поняття.
Революція у фінансах та більше
Блокчейн – це форма технології розподіленого реєстру (DLT). Хоча основи DLT були закладені майже 20 років тому, ця криптовалюта стала першим рішенням проблеми “подвійного витрачання”, коли власники крипти втрачають можливість обманути та витратити одну монету більше одного разу.
Сатоші Накамото (псевдонім розробника (розробників) BTC) несе відповідальність за впровадження блокчейну. Він/вона/вони включили в блокчейн кілька різних інноваційних моментів, пов’язаних з розрахунками по транзакціям та децентралізацією.
Внутрішній механізм Блокчейну
Безстрокова зберіганість транзакцій. Технологія блокчейну забезпечує вічне зберігання транзакцій. Вона працює з міжнародною спільнотою користувачів і не підкоряється невеликій централізованій стороні. Це означає, що тільки більшість членів спільноти може започаткувати зміни у децентралізованому протоколі блокчейну.
Ключові складові технології. Давайте розглянемо ключові складові цієї технології та історію її розвитку.
Децентралізація у Блокчейні: ключовий елемент
У першу чергу, технологія блокчейн пропагує децентралізацію. Різні криптопроекти досягають цього за допомогою різних методів, але загальним елементом кожного проекту є мережа вузлів.
Різні типи вузлів
Існують різні типи вузлів. Наприклад, майнінгові вузли, повні вузли та майстер-вузли. Майнінгові вузли відповідають за виконання конкретних завдань, таких як підтвердження транзакцій, в майнінгу криптовалюти та її введенні в обіг.
Майстер-вузли беруть на себе більшу відповідальність за мережу, ніж майнінгові вузли, часто включаючи операційні функції та контроль за недобросовісними учасниками мережі. Отримання статусу майстер-вузла вимагає значних початкових витрат, порівняно з майнінговими вузлами.
Повність вузлів та переваги
Повний вузол – це будь-який вузол, який зберігає повну історію транзакцій у блокчейні. Таким чином, майнінгові вузли та майстер-вузли часто також називають повними вузлами.
Стати вузлом потрібні початкові вкладення як частина безпеки технології. Початкові витрати можуть варіюватися залежно від моделі консенсусу блокчейну. Крім того, стати вузлом – це один з найбільш надійних способів отримання пасивного доходу в криптосфері.
Забезпечення Безпеки в Блокчейні
Ключові алгоритми консенсусу
Кожен блокчейн використовує модель консенсусу, що дозволяє кожному вузлу в мережі узгоджувати дійсність транзакції до її вирішення. Першим алгоритмом консенсусу був proof-of-work (PoW), який був представлений в блокчейні Bitcoin.
Proof-of-Work (PoW)
PoW вимагає від вузлів використовувати велику кількість обчислювальної енергії, щоб конкурувати в розв’язанні математичного рівняння, яке підтверджує транзакцію. Після розв’язання головоломки вузол перший розміщує транзакцію в блок. Як тільки блок заповнюється транзакціями, він додається до блокчейну, а вузли отримують біткоїни (BTC) у винагороду.
Ефективніші підходи
PoW забезпечує безпрецедентну безпеку операцій: транзакції стають необоротними. Однак споживання енергії PoW не є найефективнішим і екологічним підходом.
Proof-of-Stake (PoS)
Через це розробники використовують елементи PoW для створення механізму консенсусу на основі proof-of-stake (PoS). Вузли мають зробити ставку на мінімально визначену кількість активів блокчейну замість використання дорогого обчислювального обладнання та великої кількості енергії. Це значно зменшує споживання енергії на понад 95%!
Інші моделі консенсусу
Існують різні інші моделі консенсусу, такі як proof-of-authority (PoA) та delegated proof-of-stake (DPoS). Більшість моделей базуються на PoS, оскільки вона є більш екологічною щодо споживання енергії.
Висновок
Блокчейн використовує алгоритми або механізми консенсусу разом із правилом вибору ланцюжка та механізмом захисту від “сібілів”, щоб забезпечити повну безпеку.
Прозорість через відкритий код
Перевага прозорості
Поміж децентралізацією та безпекою, ще одним користувати блокчейну є прозорість. Використання криптографічного хешування для маскування будь-яких особистих даних означає, що всі транзакції будь-яких активів на кожному ланцюжку блокчейну теоретично доступні для перегляду в будь-який час.
Залежно від того, чи є блокчейн публічним чи приватним (про що ми поговоримо пізніше), визначається, чи будуть транзакції доступні для будь-якої зацікавленої сторони, чи тільки вибраним власникам з відповідними особистими ключами.
Block-explorers
Спеціальні додатки, такі як Etherscan (для Ethereum) або BscScan (для Binance Smart Chain), дозволяють будь-хто шукати та переглядати транзакції в реальному часі.
Розвиток технології
Використання відкритого коду додатково підсилює децентралізацію технології. Весь відповідний код для різних блокчейнів та програм, що працюють на їх основі, доступний для перегляду.
Можливості для розробників
Розробники можуть використовувати такі ресурси, як GitHub та OpenZeppelin, щоб скористатися вже готовим кодом та адаптувати його для своїх власних проектів. Таким чином, у кожної людини є можливість клонувати та розширювати існуючі додатки.
Впровадження блокчейну та децентралізованих технологій вдихнуло життя в ціле розмаїття інструментів та додатків для розвитку Web3. До них відносяться такі платформи, як Moralis, Remix та Truffle Suite, які можна використовувати для розробки, обробки бекенду та розгортання різних додатків смарт-контрактів.
Смарт-контракти: основа децентралізації та інновацій
Створення Ethereum
У світі блокчейну, ідея смарт-контрактів відіграє ключову роль. Колишній учасник біткоїнової спільноти та талановитий програміст, Віталік Бутерін, не отримавши підтримки для впровадження смарт-контрактів у Bitcoin, вирішив створити свою власну платформу, яка спеціалізувалася на розробці додатків на основі смарт-контрактів. І так в 2015 році був запущений Ethereum.
Суть Смарт-контрактів
Смарт-контракти, що працюють на блокчейні, можна порівняти зі звичайними “реальними” контрактами. Вони є кодом, який дозволяє пересувати кошти або активи при виконанні певних умов.
Приклади застосування
Наприклад, якщо ваша дитина отримає в школі відмінну оцінку, ви можете перевести $100 з вашого рахунку на її рахунок. Це може стосуватися різних змінних, включаючи погодні умови. Наприклад, датчик Інтернету речей (IoT) може контролювати температуру товарів у транспорті.
Співпраця із різними галузями
Це лише краплина у величезному океані можливостей. Блокчейн може бути застосований у всіх сферах, від боротьби зі зміною клімату до створення невзаємозамінних токенів (NFT), що надає право власності на товари.
Важливість масштабованості у Блокчейні
Трилема Блокчейну
Масштабованість – ще один ключовий аспект, на який потрібно звернути увагу, відповідаючи на питання “як працює блокчейн?”. Існує відома серед розробників проблема, відома як “трилема блокчейну”. Поєднання децентралізації, безпеки та масштабованості становить хрупкий баланс під час впровадження блокчейну.
Компроміси та баланс
Багато проектів зосереджені на децентралізації та безпеці, що часто призводить до мінімальної масштабованості. З іншого боку, деякі проекти надають більше уваги безпеці та масштабованості. Однак такий компроміс іноді може призвести до централізації. Залежно від цілей та цільового ринку проекту, це іноді може суперечити технології.
Розв’язання трилемми Блокчейну
З моменту першої розгортки блокчейну, спрямованого на смарт-контракти, з’явилося чимало значущих інноваційних рішень. У оновленні Ethereum 2.0 основна увага приділяється поліпшенню масштабованості, використанню рішень шарування та технологій “доказів з нульовими знаннями”.
Це включає zk-SNARKS та zk-Rollups, що виводять основні обчислювальні вимоги за межі ланцюжка. Крім того, деякі проекти використовують сайдчейн-рішення, які діють як менший ланцюжок паралельно з Ethereum, перенаправляючи розрахунки за транзакціями для прискорення часу підтвердження.
Також кілька додатків другого рівня працюють над Ethereum. Отже, багато проектів використовують рішення для масштабування, щоб забезпечити більшу швидкість транзакцій на секунду (TPS), ніж у додатків, що працюють на основному ланцюжку.
Розробники також вирішують проблему масштабованості за допомогою альтернативних моделей консенсусу та архітектури блокчейна. На сьогодні доступно чимало різних блокчейнів, що пропонують обчислення за транзакціями зі швидкістю до секунди та масштабовані можливості для розробки.
Такі блокчейни, як Solana та Velas, є одними з найшвидших у світі, обробляючи 45 000+ TPS. Однак, хоча Bitcoin та Ethereum можуть поступатися за часом обчислень, за безпекою вони займають провідні позиції в галузі з найбільшою кількістю активних вузлів мережі.
Види Блокчейнів: публічні, приватні та ексклюзивні
Поринення в Море Блокчейну
Чи стикалися ви коли-небудь із заплутаними або занадто технічними поясненнями щодо блокчейну? Блокчейн технологія забезпечує найбільш надійну мережу розрахунків у світі, але в той же час вона повністю прозора та конфіденційна.
Види Блокчейнів
Такі гіганти як Bitcoin та Ethereum є публічними блокчейнами. Будь-хто, де б він не знаходився, може переглядати транзакції у ланцюжку за допомогою відповідного додатка. Не обов’язково володіти криптовалютою або користуватися ланцюжком раніше. Весь код є відкритим і доступним розробникам для використання як приклад для подальшого розвитку.
Дані провідника блокчейну показують адреси гаманців та деталі, пов’язані з обчисленням транзакції. Проте під час підтвердження дані проходять через процес криптографічного хешування, внаслідок чого вони стають нерозбірливими.
Лише власники відповідного закритого ключа (пароля або seed-фрази) можуть отримати доступ до особистих даних (наприклад, прізвища). Отже, якщо хтось дізнається ваш довгий цифровий адрес гаманця, теоретично він може відстежити всі транзакції, які ви здійснюєте.
Проте взаємодія з приватним блокчейном може змінити це. Кілька приватних блокчейнів впроваджують інновації в цьому напрямку. Вони всі працюють за тими ж принципами, маскуючи дані про транзакції за допомогою різних механізмів.
Ексклюзивний блокчейн має обмеження для публічних користувачів, вимагаючи наявності від користувачів відповідних закритих ключів для взаємодії з системою. Це може бути перегляд транзакцій, створення або взаємодія з додатками на блокчейні.
Отже, ексклюзивний блокчейн – ідеальне рішення для масштабного впровадження мережі в підприємствах та установах. Завдяки повній незмінності він може покращити облік та складську логістику підприємств.
Висновки
Погляд на майбутнє
Ми сподіваємось, що ви знайшли відповідь на питання про те, як працює блокчейн. Протягом 13 років технологія зробила значний прогрес. Завдяки своєму відкритому вихідному коду та відсутності обмежень у доступі, розробники по всьому світу постійно її розвивають. У результаті щодня з’являються нові ланцюжки, додатки та рішення для вирішення “трилеми блокчейна”.
Блокчейн стимулює інновації зі спільноти, спрямовані на зростання технології, складно балансуючи між децентралізацією, безпекою та масштабованістю.