Блокчейн от А до Я — коротко и просто

Изобретение блокчейн сравнивают с изобретением Интернета. Его же называют пирамидой и мыльным пузырём. Предлагаем третий вариант – блокчейн для чайников: описание технологии в чистом виде, простыми словами, не предвзято. Так будет легче решить, стоит ли углубляться в тему и разбираться подробнее или же хватит и общего понимания.

Так что же это?

Блокчейн – это по сути база данных. Все внутренние перемещения информационных блоков открыты любому пользователю, но посмотреть или поменять чужие сведения невозможно.

Блокчейн – это ещё и инструмент для передачи данных и других цифровых ресурсов (например цифровых денег). Причём эту передачу никто не сможет отменить, приостановить или блокировать – ни ФСБ, ни банк, ни Билл Гейтс, никто.

Технология полноценно сформулирована в работе «Bitcoin: APeer-to-PeerElectronicCashSystem» («Биткоин: Децентрализованная электронная денежная система», 31 октября 2008). Имя автора значится как Сатоши Накамото. Но бытует мнение, будто  это просто псевдоним группы разработчиков. Блокчейн придуман для создания независимых, не подверженных хакерским атакам цифровых денег. Перспективы его развития и применения, однако, лежат далеко за пределами финансовой сферы.

Как это работает?

«Blockchain» дословно значит «цепочка блоков». Блоки – это разделы базы данных, а вся информация в них зашифрована.

В каждом следующем блоке содержится информация обо всех предыдущих. Не целиком, конечно, а в виде – как бы объяснить без термина? – по-особому посчитанной и тоже зашифрованной суммы символов. Зная эту сумму, вычислить исходный набор и порядок символов всё равно не получится (разве что подобрать наугад – это может занять несколько месяцев для одного числа). Малейшее изменение старых записей «задним числом» ведёт к кардинальному изменению итоговой суммы в блоке и всех последующих блоках цепочки.

Чтобы исключить возможность переписывания цепочки, база данных хранится не в одном месте.Она дублируется на сотне тысяч компьютеров по всему миру и регулярно синхронизируется.

Если где-то появляется противоречивая информация, она отвергается системой при сравнении с несколькими тысячами правильных версий. Чтобы переубедить систему, нужно изменить информацию минимум на 51% всех компьютеров. А их, повторимся, сотни тысяч по всему миру. Так что взлом не столько трудоёмкое дело, сколько экономически невыгодное.

Теперь немного подробнее

У каждого пользователя есть учётная запись, где можно хранить, получать и передавать цифровые ресурсы (в системе биткойна это кошелёк). По задумке она анонимна: у неё есть только имя, которое выглядит примерно как «iYt87Epm032wzn». Для каждой передачи данных можно создавать новое имя аналогичного типа. Связать учётную запись с человеком в таких условиях практически невозможно.

В базе данных могут храниться:

• цифровые деньги (как в ситуации с биткоином);
• собственно информация (медицинские показания, юридические документы, экзаменационные работы, пр.);
• или даже простенькие программы (заплатить за газ двадцатого числа, ввести пациенту лекарство при повышении температуры тела, перевести 13% дохода в налоговую службу, др.).

Добавление и перемещение цифровых ресурсов  регистрируется (записывается в блок) не одним человеком, а несколькими (число задаётся системой). Если все они подтвердили правильность старых блоков и заявленных действий, передача данных совершается, а база пополняется. Действия нельзя отменить или вернуть, и уж тем более невозможно перехватить или заменить отправляемую информацию.

Люди-регистраторы называются майнеры, потому что в системе биткоина их главная цель – добыча (англ. «mine») цифровых денег. Майнинг требует мощных компьютеров для решения чудовищных алгоритмов, поэтому не каждому пользователю по зубам эта роль.

Чем хорош блокчейн

Миллионы пользователей биткоина и другой криптовалюты уже оценили достоинства работы блокчейн-схем. Проиллюстрируем сильные стороны технологии альтернативными вариантами её применения:

• Анонимность. Сохранить врачебную тайну и при этом вести историю болезни в удобном электронном виде станет проще простого.
• Прозрачность. Отследить путь президентской субсидии к вашему бизнесу будет реально.Быть может, она дойдёт в полном объёме, не осев в карманах промежуточных инстанций.
• Надёжность. Работы ЕГЭ или их результаты нельзя будет подправить или заменить на полпути.
• Отсутствие «третьего лишнего». Закупить большую партию пупырчатого полиэтилена можно на всю сумму, не оставляя запас на комиссию при денежном переводе.
• Точность. Доказать своё первенство в изобретении летающего танка будет просто, если разработки добавляются в базу данных по мере появления.
• Безопасность. Сведения о деятельности наших шпионах никогда не попадут в чужие руки.

Что нужно доработать

Биткоин успешно протестировал технологию, позволив увидеть её слабые места. Другие цифровые деньги пробуют эти бреши закрыть – с разной степенью успешности. Дело в том, что уязвимости вытекают из самого принципа работы мудрёной технологии.

• Чем больше блоков информации, тем труднее их перезаписывать в новые блоки. Соответственно, тем мощнее должен быть компьютер, чтобы система работала так же быстро, как обычно. С этим уже столкнулась  криптовалюта биткоин – один компьютер не справляется с вычислениями, майнерам приходится объединяться в группы.
• Объединение до поры до времени не страшно, но если группы станут слишком большими, кто-то сможет сосредоточить в своих руках слишком много власти. Если независимые подсчёты будут производиться коллективно, их легче пустить по неправильному пути. Применительно опять-таки к биткоину, сейчас четыре самых крупных объединения уже контролируют больше 50% вычислительных компьютеров.
• Так как блокчейн держится на тысячах отдельных майнеров, и каждый из них должен проверять блоки, затраты на энергию просто колоссальные. Пока энергия окупается, система стабильна. А если энергия подорожает – или если затраты просто перерастут доходы,– кто останется выполнять расчёты себе в убыток? Чем больше независимых майнеров, тем выше безопасность. Чем меньше майнеров, тем она ниже.
• И ещё одна насущная задача. Чем больше блоков информации, тем больше памяти компьютера требуется для их хранения. Рано или поздно объём информации превзойдёт вместимость самых современных жёстких дисков. Тогда технология не будет доступна для частных лиц и сосредоточится в руках у крупных объединений и серверов. А это снова угроза независимости и безопасности системы.

Модификации блокчейна

Свой проект на основе технологии блокчейна может создать не только любая компания, но и любое частное лицо. В зависимости от широты охвата участников и целей проекта, основные параметры укладываются в один из трёх типов:

У каждой модификации свои проблемы и свои способы решения этих проблем. Наиболее простой – приватный, так как он меньше по объёмам участников и количеству информации.

Подведём итог

Блокчейн можно сравнить с нотной тетрадью для оркестра. Если у скрипача вылетит один лист, он без труда восстановит его, отсканировав страничку у товарища. Аналогично база данных воссоздаст себя по дублирующим копиям.

Возжелай арфистка сыграть не по нотам или исполнить партию барабанщика, она тут же получит по носу – ничего из её затеи не выйдет. Так же хакеры не смогут завладеть чужой учётной записью и её содержимым.

Что-то менять в партитуре не может никто, даже дирижёр. Над блокчейном тоже нет высшего руководства – это самостоятельная система, используемая для определённой цели. И при правильном обращении в обоих случаях участников ждёт грандиозный успех.