Что такое блокчейн? Полное руководство

Блокчейн, который начал появляться в качестве реального технологического варианта в 2016 и 2017 годах, готов изменить его во многом так же, как и программное обеспечение с открытым исходным кодом четверть века назад. И точно так же Linux потребовалось более десяти лет, чтобы стать краеугольным камнем в развитии современных приложений, блокчейн, вероятно, займет годы, чтобы стать более дешевым, более эффективным способом обмена информацией и данными между открытыми и частными бизнес-сетями.

Основываясь на одноранговой топологии (P2P), blockchain-это технология распределенной бухгалтерской книги (DLT), которая позволяет хранить данные глобально на тысячах серверов, позволяя любому пользователю сети видеть записи всех остальных в почти реальном времени. Это делает его трудным для одного пользователя, чтобы получить контроль или игры, сеть.

Однако в широко освещаемых инцидентах за последние пять лет блокчейны были взломаны, как правило, с помощью криптовалютного приложения, такого как биткойн. Меньшие блокчейны с меньшим количеством узлов (или компьютеров) также были подвержены мошенничеству, причем потенциальные воры получают контроль над большинством узлов.

Однако для бизнеса блокчейн обещает транзакционную прозрачность – возможность создавать безопасные коммуникационные сети в реальном времени с партнерами по всему миру для поддержки всего, от цепочек поставок до платежных сетей, сделок с недвижимостью и обмена данными о здравоохранении.

Недавняя шумиха вокруг этой относительно новой технологии реальна, потому что DLT, по сути, представляет собой новую парадигму для обмена информацией; технологические поставщики и предприятия, неудивительно, бросились изучать, как они могут использовать технологию распределенной книги (DLT) для экономии времени и административных расходов. Многие компании уже развернули или планируют запустить пилотные программы и реальные проекты в самых разных отраслях — от финансовых технологий (FinTech) и здравоохранения до мобильных платежей и глобальных перевозок.

Таким образом, хотя блокчейн не собирается заменять традиционные корпоративные реляционные базы данных, он открывает новые двери для перемещения и хранения транзакционных данных внутри и за пределами глобальных предприятий.

Благодаря главным образом инвестициям в финансовые технологии (fintech), блокчейн пережил быстрый всплеск принятия для разработки приложений и экспериментальных испытаний в ряде отраслей промышленности и принесет более $10,6 млрд дохода к 2023 году, согласно отчету ABI Research. Большая часть этого показателя дохода, как ожидается, будет приходиться на продажи программного обеспечения и услуги.

Принятие блокчейна, как ожидается, будет устойчивым, поскольку изменения, которые он приносит, набирают обороты, по словам Карима Лахани, главного исследователя лаборатории инноваций толпы и лаборатории турнира НАСА в Гарвардском институте количественных социальных наук. "Концептуально, это TCP / IP применяется к миру бизнеса и транзакций", - сказал Лахани. "В 70-х и 80-х годах TCP/IP не представлялось таким надежным и масштабируемым, как это было. Теперь мы знаем, что TCP / IP позволяет нам всю эту современную функциональность, которую мы принимаем как должное в интернете.

"Блокчейн имеет такой же потенциал"

Марта Беннетт, главный аналитик Forrester Research, отметила, что любой блокчейн или проект DLT-это долгосрочная стратегическая инициатива, и разочарование неизбежно "когда ожидаемые чудеса не материализуются.

"Нереально ожидать твердой модели затрат или окончательного заявления о выгодах, потому что это просто слишком рано для этого", – сказал Беннетт. "Чтобы собрать реальные доказательства, нам нужно иметь ряд полностью операционализированных, масштабированных развертываний, работающих по крайней мере в течение нескольких лет. А мы просто еще не приехали".

Что такое блокчейн и как он работает?

Прежде всего, блокчейн-это публичная электронная бухгалтерская книга, построенная вокруг системы P2P, которая может быть открыто разделена между различными пользователями для создания неизменяемой записи транзакций, каждый раз помеченной и связанной с предыдущим. Каждый раз, когда добавляется набор транзакций, эти данные становятся еще одним блоком в цепочке.

Блокчейн может быть обновлен только на основе консенсуса между участниками системы, и как только новые данные вводятся, они никогда не могут быть стерты. Это технология записи один раз, добавления многих, что делает ее поддающейся проверке и аудируемой записью каждой транзакции.

Хотя он имеет большой потенциал, развитие технологии blockchain все еще находится на ранней стадии; CIO и их бизнес-партнеры должны ожидать сбоев в развертывании технологии, в том числе реальной возможности серьезных ошибок в программном обеспечении, используемом на вершине blockchain. И как уже обнаружили некоторые компании, это не единственное решение многих технических проблем.

Стандарты блокчейн организации, университеты и стартапы предложили более новые консенсусные протоколы и методы для распространения вычислительной нагрузки и хранения данных, чтобы обеспечить большую транзакционную пропускную способность и общую масштабируемость-постоянную проблему для блокчейна. И проект Hyperledger Linux Foundation создал модульные инструменты для построения сетей совместной работы blockchain.

В то время как некоторые отраслевые группы работают над стандартизацией версий программного обеспечения blockchain, есть также сотни стартапов, работающих над своими собственными версиями технологии распределенной бухгалтерской книги.

Почему блокчейн получал так много шума? Одним словом, биткойн – это дико раскрученная криптовалюта, которая позволяет осуществлять платежные транскрипции по открытой сети с использованием шифрования и без раскрытия личности отдельных владельцев биткойнов. Он был первым децентрализованным, когда он был создан в 2009 году. Другие формы криптовалюты или виртуальных денег, такие как Ether (на основе платформы приложений Ethereum blockchain), также получили значительное развитие и открыли новые площадки для трансграничных валютных обменов. (Ethereum был представлен в 2013 году разработчиком Виталиком Бутериным, которому в то время было 19 лет.)

Термин биткойн был первым... ну, придуманный в 2008 году, когда Сатоши Накамото (вероятно, псевдоним для одного или нескольких разработчиков) написал статью о "одноранговой версии электронных денежных средств, которая позволит онлайн-платежам отправляться непосредственно от одной стороны к другой, не проходя через финансовое учреждение."

Однако уже более года биткойн находится на американских горках, его стоимость падает с пика почти $20 000 до чуть более $3500, главным образом из-за того, что он не имеет внутренней ценности; его стоимость основана только на высоком спросе и ограниченном предложении. В отличие от фиатных валют или акций, нет никакого учреждения или правительства, поддерживающего стоимость биткойна.

Это может измениться для криптовалют когда-нибудь.

Правительства уже сделали попытки создать стабильные монеты, или криптовалюту, которая поддерживается стабильным активом, таким как золото или традиционная фиатная валюта. Блокчейн также используется для оцифровки других активов, таких как автомобили, недвижимость и даже произведения искусства.

Публичные и частные блокчейны

Как одноранговая сеть, объединенная с распределенным сервером штамповки времени, публичные блокчейн-гроссбухи могут управляться автономно для обмена информацией между сторонами. Там нет необходимости в Администраторе. По сути, пользователи blockchain являются администратором.

Вторая форма блокчейна, известная как частный или разрешенный блокчейн, позволяет компаниям создавать и централизованно управлять своими собственными транзакционными сетями, которые могут использоваться между или внутри компании с партнерами.

Кроме того, блокчейн-сети могут использоваться для "умных контрактов" или скриптов для автоматизации бизнеса, которые выполняются при соблюдении определенных договорных условий. Например, после того, как неудачная партия салата-латука привела к тому, что клиенты заболели от e-coli, Walmart и IBM создали цепочку поставок на основе блокчейна для отслеживания продукции от фермы до таблицы. Walmart попросила своих поставщиков продукции ввести свои данные в базу данных blockchain к сентябрю 2019 года. После того, как на блокчейне, продукция может быть автоматически отслежена через смарт-контракты от точки к точке, удаляя вмешательство человека и ошибки.

Компания De Beers, контролирующая около 35% мирового производства алмазов, также запустила цепочку поставок на основе блокчейна для отслеживания подлинности алмазов и обеспечения того, чтобы они не поступали из охваченных войной регионов, где эксплуатируются шахтеры.

Смарт-контракты также могут использоваться для утверждения передачи активов, таких как недвижимость. После выполнения условий между покупателями, продавцами и их финансовыми учреждениями продажа имущества может быть подтверждена на DLT. Например, New York-based ShelterZoom в этом году запускает мобильное приложение для недвижимости, которое позволяет агентам по недвижимости и клиентам видеть все предложения и акцепты в режиме реального времени в интернете. Он также позволит получить доступ к титулам собственности, ипотечным кредитам, юридическим и домашним документам инспекции через Ethereum-based encrypted blockchain ledger.

Насколько безопасен блокчейн

Хотя ни одна система не является "неаккумулируемой", простая топология blockchain является наиболее безопасной сегодня, по словам Алекса Тапскотта, генерального директора и основателя Northwest Passage Ventures, венчурной компании, которая инвестирует в технологические компании blockchain.

"Для того, чтобы переместить что-либо ценное через любой вид блокчейна, сеть [узлов] должна сначала согласиться с тем, что эта транзакция действительна, что означает, что ни одна организация не может войти и сказать так или иначе, произошла ли транзакция или нет", - сказал Тапскотт. "Чтобы взломать его, вам не нужно просто взломать одну систему, как в банке... вам придется взломать каждый компьютер в этой сети, которая борется против вас, делая это.

"Так что, опять же, не невозможно взломать, но значительно лучше, чем все, что мы придумали сегодня", – сказал он.

Вычислительные ресурсы, необходимые для большинства блокчейнов, огромны, сказал Тапскотт, из-за количества задействованных компьютеров. Например, блокчейн биткойн использует где-то от 10 до 100 раз больше вычислительной мощности, чем все обслуживающие фермы Google вместе взятые.

Но даже более крупный масштаб не всегда может предотвратить хаки.

Недавняя "51-процентная атака" на Ethereum Classic показала, почему даже блокчейн не является непроницаемым для игр. 51-процентная атака относится к плохому актеру, который получает контроль над большинством процессоров в пуле добычи криптовалюты. Такие атаки, как правило, ограничены меньшими блокчейнами с меньшим количеством узлов, потому что они более подвержены захвату управления одним человеком на основе механизма консенсуса Proof of Work (PoW).

Даже если сети blockchain безопасны, приложения, работающие на них, могут быть не такими безопасными, по мнению Брюса Шнайера, криптографа и эксперта по безопасности.

– Это не значит, что такие вещи можно сломать. Он будет сломан из-за некоторой небезопасности в программном обеспечении", – сказал Шнайер.

Достижения блокчейна зависят от масштабируемости

Одна из основных проблем, с которой сталкивается блокчейн, заключается в масштабируемости или его способности выполнять транзакции в почти реальном времени, такие как клиринговые платежи с помощью кредитных карт.

Масштабируемость уже была определена как проблема с криптовалютами, такими как биткойн и эфир Ethereum. Если распределенная книга должна быть принята финансовыми технологическими компаниями (FinTech) и конкурировать с платежными сетями в сотни раз быстрее, она должна найти способ повысить масштабируемость и пропускную способность и решить проблемы задержки.

Сегментирование является одним из нескольких популярных методов, изучаемых разработчиками для повышения пропускной способности транзакций. Проще говоря, сегментирование-это способ секционирования для распределения вычислительной и запоминающей нагрузки по всей P2P-сети, чтобы каждый узел не отвечал за обработку всей транзакционной нагрузки сети. Вместо этого каждый узел хранит только информацию, относящуюся к его разделу или сегменту.

Информация, содержащаяся в сегменте, все еще может быть разделена между другими узлами, что обеспечивает децентрализацию книги и теоретическую безопасность, поскольку все по-прежнему могут видеть все операции книги; они просто не обрабатывают и не хранят всю информацию, такую как сальдо счета и код контракта, например.

В современных блокчейнах каждый аутентифицирующий компьютер или узел записывает все данные в электронную книгу и является частью процесса согласования. В больших блокчейнах, таких как биткойн, большинство участвующих узлов должны аутентифицировать новые транзакции и записывать эту информацию, если они должны быть добавлены в книгу; это делает выполнение каждой транзакции медленным и трудным.

Из – за этого биткойн, который основан на PoW, может обрабатывать только от 3,3 до 7 транзакций в секунду-и одна транзакция может занять 10 минут для завершения.

Ethereum, еще один популярный блокчейн-регистр и криптовалюта, способен обрабатывать только от 12 до 30 транзакций в секунду.

Для сравнения, VisaNet Visa в среднем обрабатывает 1700 транзакций в секунду.