Технология блокчейн. Все, что нужно знать о ней.

Мой тг канал,буду благодарен за подписку

Всем привет, попытался собрать и сконструировать информацию по теме Блокчейн. Текста много, но надеюсь кому-то понадобится. Больше подойдет для чайников и новичков. Приятного прочтения/ознакомления.​

ТЕХНОЛОГИЯ БЛОКЧЕЙН

Введение

Новые технологии оказывают все большее влияние на различные отрасли. Примером этого является растущая популярность технологии блокчейн интерес к которой вырос вместе с популярностью криптовалют. Сегодня ее широко обсуждают не только в мире финансов. Блокчейн уже пробуют использовать практически во всех сферах жизни (для хранения и обработки персональных данных и идентификации, в маркетинге и т.д.).
Мир стал свидетелем крупных достижений, способствовавших улучшению качества жизни людей, в том числе изобретения вакцины, электричества, радио, автомобиля и Интернета. Некоторые из этих технологий начинались как игры для богатых, но в конечном счете получили массовое распространение и стали приносить огромную пользу жителям Земли. Блокчейн вскоре встанет с ними в один ряд. Именно это и кажется мне в нем самым захватывающим.
Борьба с контрафактной продукцией, отслеживание товаров и возможность доступа к информации о производственном процессе — вот лишь некоторые из преимуществ использования технологии блокчейн.
Но ее понимание и внедрение в общество является довольно сложным. Технологии еще предстоит преодолеть много проблем, чтобы стать всеобщей.

История создание блокчейна.

Полная история

Идея технологии blockchain была описана еще в 1991 году, когда ученые-исследователи Стюарт Хабер и У. Скотт Шторнетта внедрили вычислительно-практическое решение для цифровых документов с штампом времени, чтобы они не могли быть оформлены задним числом или подделаться.
Система использовала криптографически закрепленную цепочку блоков, для хранения документов с отметкой времени, а в 1992 году деревья Меркла были включены в разработку, что сделало её более эффективной, позволив собирать несколько документов в один блок. Однако эта технология не использовалась, и патент был упущен в 2004 году, за четыре года до создания Биткойна.
В 2004 году ученый в области компьютерных технологий и криптографический активист Хэл Финни (Гарольд Томас Финни II) представил систему под названием RPoW, Reusable Proof Of Work. Система работала, получив не-заменяемый или не-взаимозаменяемый Hashcash токен, основанный на proof of work и подписанный в RSA, который затем мог быть передан от человека к человеку.
RPoW решила проблему двойного
расходования, сохранив право собственности на токены, зарегистрированные на доверенном сервере, который был разработан, чтобы позволить пользователям по всему миру проверить его правильность и целостность в режиме реального времени.
RPoW можно считать как ранний прототип и значительный ранний шаг в истории криптовалюты.

Bitcoin

Сеть Bitcoin
В конце 2008 года white paper, представляющий децентрализованную одноранговую (P2P) систему электронных денежных средств, называемую Биткойн, криптография была разослана почтовой рассылкой, человеком или группой, с использованием псевдонима Сатоши Накамото.
Основывающийся на proof of work алгоритме Hashcash, но вместо использования аппаратной доверенной вычислительной функции, такой как RPoW, защита двойного расходования в Биткойне была обеспечена децентрализованным одноранговым (P2P) протоколом, для отслеживания и проверки транзакций. Короче говоря, Биткойны «добываются» за вознаграждение, используя механизм proof-of-work для индивидуальных майнеров, и затем проверяются децентрализованными узлами в сети.
3 января 2009 года появился Биткойн, когда первый биткойн-блок был добыт Сатоши Накамото, у которого была награда в 50 биткойнов. Первым получателем Биткойна был Хэл Финни, он получил 10 биткойнов от Сатоши Накамото, в первой биткоин транзакции в мире, 12 января 2009 года.

Ethereum

Ethereum
В 2013 году, Виталик Бутерин, программист и один из основателей журнала «Bitcoin», заявил, что Биткойн нужен скриптовый язык для создания децентрализованных приложений. Не получив согласия от сообщества, Виталик приступил к разработке новой, распределенной, вычислительной платформы на основе блокчейн, Ethereum, который показал скриптовую функциональность, называемую смарт-контрактами.
Смарт-контракты - это программы или скрипты, которые применяются и выполняются в блокчейне Ethereum, их можно использовать, например для совершения транзакции, если выполняются определенные условия. Смарт-контракты записываются на определенных языках программирования, скомпилированных в байт-код, который затем может считать и привести в действие децентрализованная виртуальная машина Тьюринга, называемая виртуальной машиной Ethereum (EVM).
Разработчики также могут создавать и публиковать приложения, которые запускаются внутри блокчейна Ethereum. Эти приложения обычно называются DApps (децентрализованные приложения), и в блокчейне Ethereum работает уже сотни DApps, включая платформы для социальных сетей, азартные игры и финансовые биржи.
Криптовалюта Ethereum называется Ether, она может передаваться между учетными записями и используется для оплаты сборов за вычислительную мощность, используемую при выполнении смарт-контрактов.
На сегодняшний день, технология blockchain становится мейнстримом и уже используется разнообразными приложениями, что не ограничивает её лишь криптовалютами.

Ежедневные транзакции Биткойна, Ethereum и Litecoin (январь 2011 — январь 2021)

Что такое блокчейн?

В дословном переводе блокчейн — это непрерывная цепочка блоков. В ней содержатся все записи о сделках. В отличие от обычных баз данных, изменить или удалить эти записи нельзя, можно только добавить новые.
Данные являются хронологически последовательными, поскольку нельзя удалять или изменять цепочку без консенсуса со стороны сети. В результате вы можете использовать технологию блокчейн для создания неизменяемого или бессрочного реестра для отслеживания заказов, платежей, счетов и других транзакций. Система имеет встроенные механизмы, которые предотвращают несанкционированный ввод транзакций и создают согласованность в общем представлении этих транзакций.
Блокчейн еще называют технологией распределенных реестров, потому что всю цепочку сделок и актуальный список владельцев хранят на своих компьютерах множество независимых пользователей. Даже если один или несколько компьютеров дадут сбой, информация не пропадет.

Как работает блокчейн.

Пример

Одна из трактовок работы blockchain

1.Запись транзакции

2.Достижение консенсуса

3.Связка блоков

4.Общий доступ к реестру

Сеть блокчейна поддерживается майнерами, валидаторами и др., они выполняют в блокчейне несколько функций:

• хранят копии блокчейна и тем самым защищают информацию от потери или подделки;
• подтверждают транзакции;
• проверяют транзакции, которые зарегистрировали другие пользователи.

Как правило, число участников не ограничено. Чем их больше, тем лучше — такая сеть надежнее. Майнерами/валидаторами могут стать все желающие. Для этого им нужны специализированные компьютеры и программное обеспечение. За свою работу они получают награду в виде комиссии от участников транзакций, например, криптовалюту.

Виды блокчейна

Блокчейн может работать как в публичной (открытой) сети, к которой имеет доступ любой пользователь, так и в частной (закрытой), например, в корпоративной сети в случае использования конфиденциальных данных. В частных версиях блокчейна могут быть предусмотрены разные уровни доступа для пользователей и разная сложность шифрования информации. Самый известный пример публичного блокчейна — биткоин и другие криптовалюты. Корпорации используют блокчейн не только в финансовой сфере, но и в других секторах, например, в индустрии развлечений (при выпуске билетов) и здравоохранения (для защиты данных пациентов).Бывают также гибридные сети, которые сочетают в себе свойства как открытых, так и закрытых сетей.

ЦБ классифицирует блокчейн по различным признакам:
• по объектам транзакций:
– информация;
– виртуальная ценность (ценность, аналог которой отсутствует в «реальном мире» — например, bitcoin);

• по типу доступа к сети:
– неограниченный (сети, в которых участникам позволено осуществлять любую деятельность);
– ограниченный (сети, которые ограничивают виды деятельности участников);

• по требованиям к прохождению идентификации:
– анонимная;
– псевдоанонимная;
– полная идентификация;

• по наличию центрального администратора:
– существует центральный администратор;
– отсутствует центральный администратор.

• по применяемому протоколу достижения консенсуса сети:
-Расписано в следующей главе

Механизмы консенсуса в сетях блокчейна

Консенусы)

Как говорилось в прошлой главе, в блокчейне есть специальные люди, отвечающие за добавление блоков в сеть. Они подчиняться консенсусу блокчейна — это процедура, в ходе которой участники сети достигают согласия о текущем состоянии данных в сети. Благодаря этому алгоритмы консенсуса устанавливают надежность и доверие к самой сети.
 Механизмы консенсуса (также известные как протоколы консенсуса или алгоритмы консенсуса) используются для проверки транзакций и поддержания безопасности блокчейна
 Существует множество различных типов механизмов консенсуса, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки
 Механизмы Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) - два наиболее широко используемых механизма консенсуса.

Для чего блокчейну механизм консенсуса?

Механизмы консенсуса составляют основу всех криптовалютных блокчейнов и обеспечивают их безопасность. Прежде чем перейти к рассмотрению различных механизмов консенсуса, необходимо определить, что значит для блокчейн достижение консенсуса.

Каждая транзакция блокчйен записывается в виде "блока" данных, который должен быть независимо проверен одноранговыми компьютерными сетями, прежде чем его можно будет добавить в цепочку. Эта система помогает защитить блокчейн от мошеннических действий и решает проблему "двойных трат".

Для того чтобы гарантировать, что все участники ("ноды") сети блокчейн согласны с одной версией истории, сети блокчейн, такие как Bitcoin и Ethereum, реализуют так называемые механизмы консенсуса (также известные как протоколы консенсуса или алгоритмы консенсуса). Эти механизмы направлены на то, чтобы сделать систему отказоустойчивой.

Что такое механизмы консенсуса?

Консенсус - это процесс, в ходе которого группа равных нод (узлов) в сети определяет, какие транзакции в блокчейне действительны, а какие нет. Механизмы консенсуса - это методики, используемые для достижения этого согласия. Именно эти наборы правил помогают защитить сеть от злонамеренного поведения и хакерских атак.

Типы механизмов консенсуса

Существует множество различных типов механизмов консенсуса, в зависимости от блокчейна и его применения. Хотя они различаются по энергопотреблению, безопасности и масштабируемости, все они преследуют одну цель: обеспечить достоверность и честность записей. Вот обзор некоторых наиболее известных типов механизмов консенсуса, используемых в распределенных системах для достижения консенсуса.

1.Proof-of-Work (PoW)

2.Proof of Stake (PoS)

3. Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

4. Proof-of-Action (PoA)

5. Proof-of-Authority (PoA)

6. Proof of Burn (PoB)

7. Proof of Capacity / Proof of Space (PoC / PoSpace)

8. Proof-of-Elapsed Time (PoET)

9. Proof-of-History (PoH)

10. Proof-of-Importance (PoI)

Вывод:
До сих пор не существует универсального подхода, когда речь идет о проверке подлинности распределенных блокчейн-платформ. Каждый механизм консенсуса имеет свой набор преимуществ и недостатков. Хотя PoW и PoS, безусловно, являются наиболее распространенными, продолжает появляться множество новых и развивающихся алгоритмов.

Сферы применения блокчейна

Блокчейн применяется во всех сферах, где необходима быстрота передачи информации с высокой степенью ее защиты. Технология используется для запуска и работы криптовалют и цифровых валют, при заключении смарт-контрактов на поставку товаров, при генерации невзаимозаменяемых токенов (non-fungible tokens, NFT), в банковской и правовой сферах, при администрировании сетей и в игровой индустрии. Технологии блокчейна находят применение в работе органов государственной власти (например, при проведении и обработке результатов референдумов и голосований), в деятельности публичных и непубличных корпораций, общественных организаций и частных лиц.

• Криптовалюта

• Цифровая валюта

• Смарт-контракты

• NFT

• Банковское дело

• Кибербезопасность

• Удостоверения личности

Преимущества и недостатки технологии. Выводы

Преимущества

1. Распределение

2. Стабильность

3. Не требующая доверия система

Недостатки

1. Атака 51%

2. Изменения данных

3. Приватные ключи

4. Неэффективность

5. Хранение

Вывод:
Несмотря на свои недостатки, блокчейн предлагает уникальные преимущества и продолжает развиваться. Ему еще далеко до массового внедрения, однако многие отрасли уже изучают его преимущества и недостатки. Скорее всего, в ближайшие несколько лет компании и правительства будут экспериментировать с новыми способами применения блокчейна и пытаться извлечь из него выгоду.

Рад любой конструктивной критике и открыт к предложениям по улучшению темы.​