Блок транзакций: Диаграммы блокчейна

Что такое «Блокчейн» и зачем он нужен?

Цепо́чка бло́ков транза́кций — выстроенная по определённым правилам цепочка из формируемых блоков транзакций. Впервые термин появился как название распределённой базы данных, реализованной в криптовалюте «Биткойн». Широко используется также термин блокче́йн как транслитерация англ. blockchain или block chain[1] (block — «блок», chain — «цепочка»).

Блок транзакций

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей[2].

Чтобы транзакция считалась достоверной («подтверждённой»), её формат и подписи должны проверить и затем группу транзакций записать в специальную структуру — блок. Информацию в блоках можно быстро перепроверить. Каждый блок всегда содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки можно выстроить в одну цепочку, которая содержит информацию о всех совершённых когда-либо операциях в этой базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок[3].

Блок состоит из заголовка и списка транзакций. Заголовок блока включает в себя свой хеш, хеш предыдущего блока, хеши транзакций и дополнительную служебную информацию. В системе Биткойн первой транзакцией в блоке всегда указывается получение комиссии, которая станет наградой пользователю за созданный блок[2].

Далее идут все или некоторые из последних транзакций, которые ещё не были записаны в предыдущие блоки. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование[4], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри атрибута input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Комиссионные транзакции могут содержать в атрибуте любую информацию (для них это поле носит название англ.

Coinbase parameter), поскольку у них нет родительских транзакций.

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или ниже определённого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования (функции SHA-256) необратим, нет алгоритма получения желаемого результата, кроме случайного перебора. Если хеш не удовлетворяет условию, то в заголовке изменяется параметр nonce и хеш пересчитывается. Обычно требуется большое количество пересчётов. Когда вариант найден, узел рассылает полученный блок другим подключенным узлам, которые проверяют блок. Если ошибок нет, то блок считается добавленным в цепочку и следующий блок должен включить в себя его хеш[2].

Цепочка блоков

Распределенная база данных Blockchain формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями о всех транзакциях. Копия базы или её части одновременно хранится на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но защищена от изменений криптографически через хэш-цепочки[7].

База публично хранит в незашифрованном виде информацию о всех транзакциях, подписываемых с помощью асимметричного шифрования. Для предотвращения многократной траты одной и той же суммы используются метки времени[8], реализованные путём разбиения БД на цепочку специальных блоков, каждый из которых, в числе прочего, содержит в себе хеш предыдущего блока и свой порядковый номер. Каждый новый блок осуществляет подтверждение транзакций, информацию о которых содержит и дополнительное подтверждение транзакций во всех предыдущих блоках цепочки. Изменять информацию в блоке, который уже находится в цепи, не практично, так как в таком случае пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этому успешная double-spending атака (повторная трата ранее израсходованных средств) на практике крайне маловероятна[9].

Чаще всего, умышленное изменение информации в любой из копий базы или даже в достаточно большом количестве копий не будет признано истинным, так как не будет соответствовать правилам. Некоторые изменения могут быть приняты, если будут внесены во все копии базы (например, удаление нескольких последних блоков из-за ошибки в их формировании).

Для более наглядного объяснения механизма работы платёжной системы Сатоси Накамото ввёл понятие «цифровая монета»[8], определив его как цепочку цифровых подписей. В отличие от стандартизированных номиналов обычных монет, каждая «цифровая монета» имеет свой собственный номинал. Каждому биткойн-адресу может сопоставляться любое количество «цифровых монет». При помощи транзакций их можно делить и объединять, при этом сохраняется общая сумма их номиналов за вычетом комиссии.

Подтверждение транзакций
Пока транзакция не включена в блок, система считает, что количество биткойнов на некоем адресе остаётся неизменным. В это время есть техническая возможность оформить несколько разных транзакций по передаче с одного адреса одних и тех же биткойнов разным получателям[11]. Но как только одна из подобных транзакций будет включена в блок, остальные транзакции с этими же биткойнами система будет уже игнорировать. Например, если в блок будет включена более поздняя транзакция, то более ранняя будет считаться ошибочной. Есть небольшая вероятность, что при ветвлении две подобные транзакции попадут в блоки разных ветвей. Каждая из них будет считаться правильной, лишь при отмирании ветви одна из транзакций станет считаться ошибочной. При этом не будет иметь значения время совершения операции.

Таким образом, попадание транзакции в блок является подтверждением её достоверности вне зависимости от наличия других транзакций с теми же биткойнами. Каждый новый блок считается дополнительным «подтверждением» транзакций из предыдущих блоков. Если в цепочке 3 блока, то транзакции из последнего блока будут подтверждены 1 раз, а помещённые в первый блок будут иметь 3 подтверждения. Достаточно дождаться нескольких подтверждений, чтобы свести вероятность отмены транзакции к минимуму.

Для уменьшения влияния подобных ситуаций на сеть существуют ограничения на распоряжение только что полученными биткойнами. Согласно сервису blockchain.info, до мая 2015 года максимальная длина отвергнутых цепочек была 5 блоков[12]. Необходимое число подтверждений для разблокирования полученного зависит от программы-клиента либо от указаний принимающей стороны. Клиент «Bitcoin-qt» для отправки не требует наличия подтверждений, но у большинства получателей по умолчанию выставлено требование 6 подтверждений, то есть реально воспользоваться полученным обычно можно через час. Различные онлайн-сервисы часто устанавливают свой порог подтверждений.

Blockchain / Хабр

Данный текст будет являться новой главой для учебного пособия по защите информации кафедры радиотехники и систем управления МФТИ (ГУ). Полностью учебник доступен на github. На хабре я же планирую выкладывать новые «большие» куски, во-первых, чтобы собрать полезные комментарии и замечания, во-вторых, дать сообществу больше обзорного материала по полезным и интересным темам.

Когда у вас есть знания о том, что такое криптографически стойкая хеш-функция, понять, что такое blockchain («цепочка блоков») очень просто. Blockchain – это последовательный набор блоков (или же, в более общем случае, ориентированный граф), каждый следующий блок в котором включает в качестве хешируемой информации значение хеш-функции от предыдущего блока.

Технология blockchain используется для организации журналов транзакций, при этом под транзакцией может пониматься что угодно: финансовая транзакция (перевод между счетами), аудит событий аутентификации и авторизации, записи о выполненных ТО и ТУ автомобилей. При этом событие считается случившимся, если запись о нём включена в журнал.

В таких системах есть три группы действующих лиц:

• источники событий (транзакций)
• источники блоков (фиксаторы транзакций)
• получатели (читатели) блоков и зафиксированных транзакций.

В зависимости от реализации эти группы могут пересекаться. В системах типа BitCoin, например, все участники распределённой системы могут выполнять все три функции. Хотя за создание блоков (фиксацию транзакций) обычно отвечают выделенные вычислительные мощности, а управляющими их участников называют майнерами (см. раздел про децентрализованный blockchain далее).

Основное требование к таким журналам таково:

• Невозможность модификации журнала: после добавления транзакции в журнал должно быть невозможно её оттуда удалить или изменить.

Для того чтобы понять, как можно выполнить требование на запрет модификации, стоит разобраться со следующими вопросами:

• Каким образом гарантируется, что внутри блока нельзя поменять информацию?
• Каким образом система гарантирует, что уже существующую цепочку блоков нельзя перегенерировать, тем самым исправив в них информацию?

Ответ на первый вопрос прост: нужно снабдить каждый блок хеш-суммой от его содержимого. И эту хеш-сумму включить в качестве дополнительной полезной информации (тоже хешируемой) в следующий блок. Тогда для того, чтобы поменять что-то в блоке без разрушения доверия клиентов к нему, нужно будет это сделать таким образом, чтобы хеш-сумма от блока не поменялась. А это как раз практически невозможно, если у нас используется криптографически стойкая хеш-функция. Либо поменять в том числе и хеш-сумму блока. Но тогда придётся менять и значение этой хеш-суммы в следующем блоке. А это потребует изменений, в свою очередь, в хеш-сумме всего второго блока, а потом и в третьем, и так далее. Получается, что для того, чтобы поменять информацию в одном из блоков, нужно будет перегенерировать всю цепочку блоков, начиная с модифицируемого. Можно ли это сделать?

Тут нужно ответить на вопрос, как в подобных системах защищаются от возможности перегенерации цепочки блоков. Мы рассмотрим три варианта систем:

• централизованный с доверенным центром
• централизованный с недоверенным центром
• децентрализованный вариант с использованием доказательства работы

Централизованный blockchain с доверенным центром

Если у нас есть доверенный центр, то мы просто поручаем ему через определённый промежуток времени (или же через определённый набор транзакций) формировать новый блок, снабжая его не только хеш-суммой, но и своей электронной подписью. Каждый клиент системы имеет возможность проверить, что все блоки в цепочке сгенерированы доверенным центром и никем иным. В предположении, что доверенный центр не скомпрометирован, возможности модификации журнала злоумышленником нет.

Использование технологии blockchain в этом случае является избыточным. Если у нас есть доверенный центр, можно просто обращаться к нему с целью подписать каждую транзакцию, добавив к ней время и порядковый номер. Номер обеспечивает порядок и невозможность добавления (удаления) транзакций из цепочки, электронная подпись доверенного центра – невозможность модификации конкретных транзакций.

Централизованный blockchain с недоверенным центром

Интересен случай, когда выделенный центр не является доверенным. Точнее, не является полностью доверенным. Мы ему доверяем в плане фиксации транзакций в журнале, но хотим быть уверенными, что выделенный центр не перегенерирует всю цепочку блоков, удалив из неё ненужные ему более транзакции или добавив нужные.

Для этого можно использовать, например, следующие два метода.

• Первый метод с использованием дополнительного доверенного хранилища. После создания очередного блока центр должен отправить в доверенное и независимое от данного центра хранилище хеш-код от нового блока. Доверенное хранилище не должно принимать никаких изменений к хеш-кодам уже созданных блоков. В качестве такого хранилища можно использовать и децентрализованную базу данных системы, если таковая присутствует. Размер хранимой информации может быть небольшим по сравнению с общим объёмом журнала.
• Второй возможный метод состоит в дополнении каждого блока меткой времени, сгенерированной доверенным центром временных меток. Такая метка должна содержать время генерации метки и электронную подпись центра, вычисленную на основании хеш-кода блока и времени метки. В случае, если «недоверенный» центр захочет перегенерировать часть цепочки блоков, будет наблюдаться разрыв в метках времени.
  
  • Стоит отметить, что этот метод не гарантирует, что «недоверенный» центр не будет генерировать сразу две цепочки блоков, дополняя их корректными метками времени, а потом не подменит одну другой.

Децентрализованный blockchain

Наибольший интерес для нас (и – наименьший для компаний, продающих blockchain-решения) представляет децентрализованная система blockchain без выделенных центров генерации блоков. Каждый участник может взять набор транзакций, ожидающих включения в журнал, и сформировать новый блок. Более того, в системах типа BitCoin такой участник (будем его назвать «майнером», от англ. to mine — копать) ещё и получит премию в виде определённой суммы и/или комиссионных от принятых в блок транзакций.

Но нельзя просто так взять и сформировать блок в децентрализованных системах. Надёжность таких систем основывается именно на том, что новый блок нельзя сформировать быстрее (в среднем) чем за определённое время. Например, за 10 минут (BitCoin). Это обеспечивается механизмом, который получил название доказательство работы.

Механизм основывается на следующей идее. Пусть есть криптографически стойкая хэш-функция и задан некоторый параметр (от англ. target – цель). , где — размер выхода хэш-функции в битах. Корректным новым блоком blockchain-сеть будет признавать только такой, значение хэш-суммы которого меньше текущего заданного параметра . В этом случае алгоритм работы майнера выглядит следующий образом:

Для каждой итерации цикла вероятность получить корректный блок равна . Так как обычно мало, то майнерам нужно сделать большое количество итераций цикла, чтобы найти нужный . При этом только один (обычно — первый) из найденных блоков будет считаться корректным. Чем больше вычислительная мощность конкретного майнера, тем больше вероятность, что именно он первым сумеет найти нужный .

Зная суммарную вычислительную мощность blockchain-сети, участники могут договориться о таком механизме изменения параметра , чтобы время генерации нового корректного блока было примерно заданное время. Например, в сети Bitcoin параметр пересчитывается каждые 2016 блоков таким образом, чтобы среднее время генерации блока было 10 минут. Это позволяет адаптировать сеть к изменению количества участников, их вычислительных мощностей и к появлению новых механизмов вычисления хэш-функций.

Кроме задания параметра можно оперировать другими величинами, так или иначе относящимися к мощности вычислений.

• Hashrate — количество хешей, которые считают за единицы времени конкретный майнер или сеть в целом. Например, в ноябре 2017 года общий hashrate для сети Bitcoin составлял примерно хэшей в секунду.
• Difficulty — сложность поиска корректного блока, выражаемая как , где — некоторая константа сложности, а t — текущая цель (англ. target). В отличие от параметра t, который падает с ростом вычислительной мощности сети, d изменяется вместе с hashrate, что делает его более простым для восприятия и анализа человеком.

В случае примерно одновременной генерации следующего блока двумя и более майнерами (когда информация о новом блоке публикуется вторым майнером до того, как ему придёт информация о новом блоке от первого) в направленном графе блоков происходит разветвление. Далее каждый из майнеров выбирает один из новых блоков (например – какой первый увидели) и пытается сгенерировать новый блок на основе выбранного, продолжая «ответвление» в графе. В конце-концов одна из двух таких цепочек становится длиннее (та, которую выбрало большее число майнеров), и именно она признаётся основной.

В случае нормального поведения системы на включение конкретных транзакций в блоки это влияет мало, так как каждый из добросовестных майнеров следует одному и тому же алгоритму включения транзакций в блок (например, в сети BitCoin – алгоритму максимизации комиссии за блок). Однако можно предположить, что какой-нибудь злоумышленник захочет «модерировать» распределённый blockchain, включая или не включая в блоки транзакции по своему выбору. Предположим, что доля вычислительных ресурсов злоумышленника (направленных на генерацию нового блока) равна ( 0% < < 50%). В этом случае каждый следующий сгенерированный блок с вероятностью будет сгенерирована мощностями злоумышленника. Это позволит ему включать в блоки те транзакции, которые другие майнеры включать не захотели.

Но позволит ли это злоумышленнику не включать что-то в цепочку транзакций? Нет. Потому что после его блока с вероятностью будет следовать блок «обычного» майнера, который с радостью (пропорциональной комиссии-награде) включит все транзакции в свой блок.

Однако ситуация меняется, если мощности злоумышленника составляют более 50% от мощности сети. В этом случае, если после блока злоумышленника был с вероятностью сгенерирован «обычный» блок, злоумышленник его может просто проигнорировать и продолжать генерировать новые блоки, как будто он единственный майнер в сети. Тогда если среднее время генерации одного блока всеми мощностями , то за время злоумышленник сможет сгенерировать , а легальные пользователи блоков, . Даже если с некоторой вероятностью легальные пользователи сгенерируют 2 блока быстрее, чем злоумышленник один, последний всё равно «догонит и перегонит» «легальную» цепочку примерно за время . Так как в blockchain есть договоренность, что за текущее состояние сети принимается наиболее длинная цепочка, именно цепочка злоумышленника всегда будет восприниматься правильной. Получается, что злоумышленник сможет по своему желанию включать или не включать транзакции в цепочки.

Правда, пользоваться чужими деньгами злоумышленник всё равно не сможет – так как все блоки транзакций проверяются на внутреннюю непротиворечивость и корректность всех включённых в блок транзакций.

Кроме концепции «доказательство работы» используются и другие. Например, в подходе «доказательство доли владения» (англ. proof of stake), используемой в сетях Etherium и EmerCoin, вероятность генерации блока пропорциональна количеству средств на счетах потенциальных создателей нового блока. Это намного более энергоэффективно по сравнению с PoW, и, кроме того, связывает ответственность за надёжность и корректность генерации новых блоков с размером капитала (чем больше у нас средств, тем меньше мы хотим подвергать опасности систему). С другой стороны, это даёт дополнительную мотивацию концентрировать больше капитала в одних руках, что может привести к централизации системы.

Механизм внесения изменений в протокол

Любая система должна развиваться. Но у децентрализованных систем нельзя просто «включить один рубильник» и заставить участников системы работать по новому – иначе систему нельзя назвать полностью децентрализованной. Механизмы и способы внесения изменений могут выглядеть на первый взгляд нетривиально. Например:

• апологеты системы предлагают изменения в правилах работы
• авторы ПО вносят изменения в программный код, позволяя сделать две вещи:
  
  • указать участникам системы, что они поддерживают новое изменение
  • поддержать новое изменение
• участники системы скачивают новую версию и выставляют в новых блоках транзакций (или самих транзакциях) сигнальные флаги, показывающие их намерение поддержать изменение
• если к определённой дате определённое число блоков содержат сигнальный флаг (обратите внимание на привязку числа голосов к числу сгенерированных блоков), то изменение считается принятым, и большая (по числу новых блоков) часть участников системы в определённую дату включают эти изменения
• те участники, которые не приняли изменения, или приняли изменения вопреки отсутствию согласия на них большей части участников, в худшем случае начнут генерировать свою цепочку блоков, только её признавая корректной. Основную цепочку блоков они будут считать неверно сгенерированной. По факту это приведёт к дублированию (разветвлению, форку) системы, когда в какую-то дату вместо одного журнала транзакций появляется два, ведущимися разными людьми. Это журналы совпадают до определённой даты, после чего в них начинаются расхождение.

Подводя итоги, Сатоши Накамото (псевдоним), автор технологий blockchain и bitcoin, сумел предложить работающий децентрализованный механизм, в котором и само поведение системы, и изменения к этой системе проходят через явный или неявный механизм поиска консенсуса участников. Для получения контроля над системой в целом злоумышленнику придётся получить контроль как минимум над 50% всех мощностей системы (в случае PoW), а без этого можно лишь попытаться ограничить возможность использования системы конкретными участниками.

Однако созданная технология не лишена недостатков. Существуют оценки, согласно которым использование метода PoW для системы bitcoin приводит к затратам энергии, сравнимой с потреблением электричества целыми городами или странами. Есть проблемы и с поиском консенсуса – сложный механизм внесения изменений, как считают некоторые эксперты, может привести к проблемам роста (например, из-за ограниченности числа транзакций в блоке), и, в будущем, к отказу использования механизма как устаревшего и не отвечающего будущим задачам.

Хотелось бы узнать у сообщества, про какие ещё технологии стоит рассказывать студентам. С одной стороны, им обязательно надо рассказать про базовые вещи — классическую криптографию и криптографию на открытых ключах. Но хочется дать понятие и про современные вещи, которые, возможно, не станут лишним грузом знаний и через пять-десять лет. С текущим содержание учебной программы можно ознакомиться здесь.

История изменений

• 2017-11-17: Добавлено указание лицензии CC-BY
• 2017-11-18: Уточнёна и расширена информация про механизм proof-of-work и связанные определения

Транзакции — Документация



Транзакция в Exonum, как и в обычных базах данных, представляет собой группу последовательных операций с данными (то есть с хранилищем ключ-значение в Exonum). Правила обработки транзакций определены в сервисах; эти правила определяют бизнес-логику любого блокчейна на Exonum.

Транзакции выполняются атомарно, последовательно, изолированно и с неизменяемым результатом. Если выполнение транзакции нарушает определенные инварианты данных, транзакция полностью откатывается, так что она не влияет на постоянное хранилище.

Если транзакция верна, ее можно включить в блок посредством алгоритма консенсуса, осуществляемого валидаторами. Консенсус предусматривает полное упорядочение всех транзакций; из любых двух транзакций в блокчейне всегда можно определить, какая из них будет первой. Транзакции последовательно применяются к хранилищу Exonum в том же порядке, в котором они помещаются в блокчейн.

Все транзакции аутентифицируются с помощью цифровых подписей с открытым ключом. Как правило, транзакция содержит ключ проверки подписи (также известный как открытый ключ) среди ее параметров. Таким образом, авторизация (проверка того, имеет ли автор транзакции на самом деле право выполнить транзакцию) может быть выполнена с помощью создания инфраструктуры открытого ключа и/или различных ограничений, основанных на этом ключе.

Совет

Для минимизации рисков безопасности рекомендуется децентрализовать процесс подписания транзакции. Грубо говоря, не должно быть едного сервера, подписывающего все транзакции в системе; это может стать узким местом в безопасности системы. Одним из вариантов децентрализации подписи является использование библиотеки легкого клиента.

Пример

В примере сервиса криптовалюты, владелец криптовалюты может разрешить передачу своих монет путем подписания транзакции передачи средств ключом, связанным с монетами. Аутентификация в этом случае означает проверку того, что транзакция имеет цифровую подпись, сделанную конкретным ключом, а авторизация означает, что этот ключ связан с достаточным количеством монет для совершения транзакции.

Шаблоны транзакций

Все транзакции в Exonum стандартизированы. Каждая транзакция Exonum определяется ее шаблоном и набором параметров, а не явной последовательностью операций над хранилищем. Последовательность операций может быть однозначно восстановлена при наличии идентификатора шаблона и его параметров. Такой подход обеспечивает более безопасную и контролируемую среду для обработки транзакций.

Шаблоны транзакций определяются в сервисах и могут рассматриваться как аналоги хранимых процедур в системах управления базами данных или конечных точек POST/PUT в веб-сервисах. Подобно этим случаям, целью создания шаблонов является ограниченить возможные шаблоны транзакций (например, для сохранения определенных инвариантов) и отделить детали реализации от вызова транзакции.

Жизненный цикл

1. Создание

Транзакция создается внешней сущностью (например, легким клиентом) и подписывается с помощью закрытого ключа, необходимого для авторизации транзакции.

2. Попадание в сеть

После создания транзакция отправляется в блокчейн сеть. Для этого обычно легкий клиент подключается к полному узлу через соответствующую конечную точку транзакции.

Примечание

Поскольку транзакции используют универсальную проверенную криптографию (цифровые подписи) для аутентификации, транзакция теоретически может быть отправлена в сеть кем угодно, кто знает о ней. При этом транзакция может быть отправлена в сеть через произвольное время после ее создания.

Совет

С точки зрения легкого клиента выполнение транзакции происходит асинхронно; полные узлы не возвращают статус выполнения синхронно в ответ на запрос клиента. Чтобы определить статус транзакции, вы можете запросить ее статус, используя запросы на чтение, определенные в соответствующих сервисах или в проводнике блокчейна. Если транзакция действительна (т.е. ее проверка verify возвращает статус true), ожидается, что она будет добавлена в блок за считанные секунды.

3. Проверка

После того полный узел получает транзакцию, он осуществляет ее поиск среди выполненных транзакций, используя хеш транзакции как уникальный идентификатор. Если транзакция была выполнена ранее, она отбрасывается, и следующие шаги не выполняются.

Обращение к способу выполнения транзакции происходит при помощи идентификатора типа (service_id, message_id). Метод verify выполняется для проверки внутренней структуры транзакции. Если проверка выполнена успешно, транзакция добавляется в пул неподтвержденных транзакций; в противном случае она отбрасывается, а следующие шаги не выполняются.

4. Распространение по сети

Если транзакция, которая включена в пул неподтвержденных транзакций, получена узлом не от другого полного узла, транзакция передается всем полным узлам, к которым подключен данный узел. В частности, узел передает транзакции, полученные от легких клиентов, или сгенерированые сервисами, но не ретранслирует транзакции, передаваемые одноранговыми узлами, или полученные из запросов во время выполнения консенсуса.

5. Консенсус

После того, как транзакция достигнет пула валидатора, она может быть включена в предложение блока (или несколько предложений).

Заметка

В настоящее время порядок включения транзакций в предложение определяется хешем транзакции. Честные валидаторы создают предложения, включая в них транзакции по возрастанию хеша Такое поведение не является единственно верным и, скорее всего, изменится в будущем.

Метод execute транзакции выполняется во время этапа блокировки алгоритма консенсуса. Это происходит, когда валидатор собрал все транзакции для предложения блока и при этом соблюдены определенные условия, которые позволяют предположить, что указанное предложение будет принято в ближайшем будущем. Результаты выполнения отражены в сообщениях косенсуса типа Precommit и согласовываются в рамках алгоритма консенсуса. Таким образом, транзакции гарантировано выполняются одинаково на всех узлах.

6. Добавление в блокчейн

Когда определенное предложение блока и результат его исполнения набирают достаточное количество голосов среди валидаторов, блок с нужной транзакцией добавляется в блокчейн. Все транзакции из добавленного блока последовательно применяются к состоянию блокчейна путем вызова метода execute; при этом транзакции отображаются в блоке в том же порядке. Следовательно, порядок выполнения одинаковый для каждого узла в сети.

Свойства транзакций

Чистота

Метод verify в транзакциях является чистым, что означает, что результат проверки не зависит от состояния блокчейна и локальной среды валидатора. Таким образом, проверка транзакций может быть легко распараллелена. Кроме того, достаточно проверить любую транзакцию только один раз — когда она отправляется в пул неподтвержденных транзакций.

Примечание

Как недостаток, verify не может выполнять проверки, зависящие от состояния блокчейна. Например, в сервисе криптовалюты, транзакция перевода средств не может проверить, имеет ли отправитель достаточное количество монет для перевода.

Последовательная согласованность

Последовательная согласованность в целом означает, что блокчейн выглядит как централизованная система для внешнего наблюдателя (например, для легкого клиента). Все транзакции в блокчейне влияют на состояние блокчейна, как если бы они выполнялись одна за другой в порядке, указанном в блоках. Последовательная согласованность обеспечивается алгоритмом консенсуса.

Неповторимость транзакций

Неповторимость транзакции означает, что злоумышленник не может извлечь старую выполлненную транзакцию из блокчейна и снова применить ее к состоянию цепочки.

Пример

Предположим, Алиса платит Бобу 10 монет, используя образец сервиса криптовалюты. Неповторимость транзакции не позволяет Бобу извлечь транзакцию Алисы и поместить ее в сеть повторно, чтобы заработать дополнительные монеты.

Неповторимость транзакции также является мерой предосторожности против DoS-атак; он не позволяет злоумышленнику спамить в сеть его собственными или чужими транзакциями.

Неповторимость транзакции в Exonum гарантируется отбрасыванием транзакций, уже включенных в блокчейн (путем определения хеша транзакции), на этапе проверки транзакции.

Совет

Если транзакция не является идемпотентной, она должна иметь дополнительное поле для того, чтобы ее можно было отличить от других транзакций с тем же набором параметров. Это поле должно иметь достаточную длину (например, 8 байт) и может генерироваться как строго детерминированно (например, через счетчик), так и (псевдо-)случайно. См. TxTransfer.seed в сервисе криптовалюты в качестве примера.

Просто о Blockchain, ч3. Блок.. Что же такое Блок, и зачем он нужен? | by Aleks Zinevych

Aleks Zinevych, Lead Software Engineer at Datamart

Элементарной частицей любой блокчейн сети и платформы является Блок.

Вернемся к примеру с Excel таблицей в первой части.

Каждый пользователь имеет специальную программу, которая с одной стороны дает инструмент работы с таблицей, а с другой отвечает за синхронизацию изменений между всеми участниками сети.

Кроме вышеупомянутых возможностей, программа также сохраняет всю историю изменений, которые происходили в таблице. Все изменения группируются по дате. Когда в один и тот-же день несколько пользователей сети произвели какие-то изменения в таблице, информация о произведенных изменениях будет сохранена в общем реестре и под определенной датой.

Самый примитивный пример Блока в контексте нашей сети — отдельный день, содержащий информацию об изменениях. В контексте Blockchain сети, структура Блока намного сложнее, и я постараюсь рассказать о ней далее.

В Blockchain сети(для простоты рассмотрим Bitcoin) Блок содержит информацию об изменениях, но изменения эти относятся уже не к Excel таблице или файлу, а к передвижению биткоинов в сети и называются транзакциями. Так же как и банковская транзакция — это операция которая изменяет счет клиента, а именно количество биткоинов которые принадлежат конкретному пользователю. Каждый блок, содержит внутри скончаемое количество транзакций.

Каждый Блок состоит из двух главных частей — Заголовка (Head) и Тела (Payload).

Payload — содержит список всех транзакций, которые должны быть сохранены в данном Блоке и попасть в Blockchain.

Head — содержит информацию которая отвечает за стабильность, а также иммутабельность сети.

В классическом блокчейне Head содержит такие поля:

• Номер версии(Version)
• Хеш предыдущего блока(prev_block)
• Хеш всех транзакций в текущем блоке(mrkl_root)
• Временную метку когда этот блок был создан(Time)
• Bits и Nonce, которые используют в майнинге

Для получения хешей любого вида, используют хеш-функции. Что такое хеш-функция, зачем она нужна и элементарные примеры использования Вы можете найти здесь.

Для получения хеша всех транзакций в Блоке, используют не просто хеш функцию, а специальный алгоритм Мёркла, о котором мы поговорим в следующей части. Результатом работы этого алгоритма будет 256-битный хеш, который и будет использоваться далее, для получения общего хеша всего блока.

Хеш блока, состоит из 6 полей заголовка блока. Возьмем к примеру блок, чей Заголовок(Head), выглядит так:

Для того чтобы посчитать хеш всего блока нужны поля: version, prev_block, mrkl_root, time, bits, nonce. Каждое значение должно быть переведено в правильный hex формат. В нашем случае правильный little-endian формат. Детально об этом формате можно прочитать здесь, но если коротко то big-endian и little—endian это форматы которые определяют в каком порядке хранятся байты в памяти.

version

В hex формате будет выглядеть:

0x20000000

а в little-endian формате:

0x00000020

prev_block

В hex формате будет выглядеть:

0x0000000000000000034f2855c116b426305d82a54b29cceb32641da639aeef82

в little-endian формате:

0x82efae39a61d6432ebcc294ba5825d3026b416c155284f030000000000000000

mrkl_root

В hex формате будет выглядеть:

0x160ebb4ccf13cd61cdde124e661d6f93f693025ff8cc76baf6cb3de51c76b994

в little-endian формате:

0x94b9761ce53dcbf6ba76ccf85f0293f6936f1d664e12decd61cd13cf4cbb0e16

time

Временная метка создания блока, целочисленное значение после конвертации в hex выглядит:

0x58559369

в little-endian формате:

0x69935558

bits

Сложность bits для начала из decimal формата переводим в hex формат:

0x18038B85

в little-endian формате:

0x858B0318

То же самое сделаем со значением nonce. В hex формате это будет:

0x5E5BB3BC

в little-endian формате:

0xBCB35B5E

Теперь нам нужно сделать конкатенацию всех значений в little-endian формате которые мы получили выше:

0x00000020

0x82efae39a61d6432ebcc294ba5825d3026b416c155284f030000000000000000

0x94b9761ce53dcbf6ba76ccf85f0293f6936f1d664e12decd61cd13cf4cbb0e16

0x69935558

0x858B0318

0xBCB35B5E

Результатом будет такое значение:

0x0000002082efae39a61d6432ebcc294ba5825d3026b416c155284f03000000000000000094b9761ce53dcbf6ba76ccf85f0293f6936f1d664e12decd61cd13cf4cbb0e1669935558858B0318BCB35B5E

Для того что бы почитать хеш блока, нам остается всего лишь взять посчитать SHA-256 хеш этой строчки, а потом повторить эту же операцию для полученного результата.

Воспользуемся онлайн калькулятором который находиться по этой ссылке. Первый шаг, это посчитать SHA-256 хеш для значения указанного выше:

Теперь, повторим эту же операцию с полученным результатом:

Теперь нужно конвертировать полученное значение в little-endian формат:

000000000000000000b57d57fc57e022fbebc6fbdee108095dcf1bfcdd68b4d5

Полученное значение совпадает со значением поля hash, блока который я описал в самом начале.

Таким образом, хеш каждого блока, состоит из хеша не только собственных данных, а еще и хеша предыдущего блока. Визуально это выглядит вот так:

Используя методы криптографии, у нас формируется последовательность блоков, которая и называется Blockchain.

Блокчейн — цепочка блоков транзакций. Что это значит

Большинство людей сталкиваются с блокчейном, когда отправляют криптовалюту. Но что именно происходит в этот момент — остается загадкой. Чтобы описать устройство блокчейна, мы разберем определение «блокчейн— цепочка блоков транзакций» по словам. После прочтения вы будете знать как совершаются транзакции в блокчейне.

1. P2P: где используются одноранговые сети
2. Шифрование в блокчейне: на пальцах
3. Блокчейн — цепочка блоков транзакций. Разбираем определение по словам
4. Шифрование в блокчейне: зачем нужна цифровая подпись
5. Принцип работы блокчейна: кто создает блоки
6. Для каких целей и задач подходит блокчейн

Краткое содержание предыдущих статей

• Сети бывают двух типов: «клиент-сервер‎» и одноранговые.
• Блокчейн — один из видов одноранговых сетей.
• Алгоритмы шифрования обеспечивают безопасность данных без постороннего вмешательства.
• Хеш-функции превращают любое сообщение в уникальный набор символов без возможности расшифровки.
• Благодаря хеш-функциям данные проверяются на подлинность, но при этом их никто не может увидеть. 

«… ‎транзакций»

Когда люди передают активы друг другу, они совершают транзакции. Активы могут быть любыми: акции, токены, права на недвижимость, золото, книги или кофе. Предположим, вы заварили кофе и угостили им коллегу. Это и будет транзакция. У вас стало на одну кружку меньше, а у коллеги на одну больше.

Семен передает кофе Оксане, то есть совершает транзакцию

Транзакции могут совершаться по-разному. Передавать можно не только сам актив, но и право собственности на него. Например, кофе можно оставить на кухне и просто сказать, что коллега может его забрать. Это тоже транзакция.

Семен оставил кофе на столе и как бы говорит Оксане, что совершил транзакцию

По такому принципу работают транзакции в блокчейне. Физически активы никуда не перемещаются, добавляется только запись о переходе права на них от одного человека к другому.

Рассмотрим пример с блокчейном биткоина. Когда вы вводите адрес кошелька и жмете «отправить‎»‎, создается транзакция. В ней записывается следующая информация:

1. Кто отправил биткоины
2. Кому отправили биткоины
3. Когда отправили биткоины
4. Сколько биткоинов отправили

Транзакция в блокчейне — запись об изменении состояния активов.

Транзакция является мельчайшей единицей в структуре блокчейна. Если их несколько, то они объединяются в блоки.

«… ‎блоков транзакций»

Блок — это несколько транзакций. Если они записывались на листе бумаги, то папка со скрепленными листами и будет блоком. Если его открыть, то мы там найдем всю информацию о недавних перемещениях активов. Например, узнаем кто выпил больше всего кофе за последний месяц.

Семен показывает Оксане папку с информацией о том, кто пил кофе за последний месяц

Помимо транзакций, в блоках содержатся хеши. Это те самые криптографические шифры, о которых мы говорили в прошлой статье. Благодаря им никто не сможет изменить транзакции в блоке. Если снова представить блок как папку, то хеш — это печать. Когда печать поддельная, становится ясно, что папку подменили.

В блокчейне биткоина каждый блок вмещает около 3000 транзакций. Помимо транзакций, в блоке есть заголовок. В него записывает хеш всех транзакций, хеш предыдущего блока, время создания блока и прочая служебная информация.

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций.

Блок — вторая по размеру единица в структуре блокчейна. Так как каждый блок содержат хеш предыдущего, образуется цепочка.

«… цепочка ‎блоков транзакций»

Несколько блоков, соединенных в последовательность, образуют цепочку. В ней можно найти всю историю переходов актива из рук в руки. Вернемся к примеру с папкой. Если несколько папок сложены по порядку, то это тоже последовательная цепочка. В ней мы можем узнать, сколько раз кофе покупал ваш коллега.

Семен показывает Оксане стопку папок с информацией о том, кто покупал кофе за все время

Ни один блок нельзя удалить или изменить, так как в заголовке записан хеш предыдущего блока. Таким образом цепочка становится последовательной и неразрывной. Изменив даже одну транзакцию, изменятся хеши всех последующих блоков по цепочке и такая версия блокчейна будет считаться недействительной.

Цепочка блоков транзакций и есть то, что мы называем блокчейн. Новые блоки в цепочку добавляют майнеры. Но об этом мы подробно поговорим в следующей статье.

Заключение

Мы рассмотрели основные понятия блокчейна: транзакция, блок и цепочка. Из их устройства становится понятен принцип работы блокчейна:

1. В транзакции записывается информация о перемещении активов.
2. В блоках содержатся транзакции и хеши, из-за которых внести изменение невозможно.
3. Все блоки соединяются в цепочку, которую невозможно изменить из-за связи хешами.

Управление транзакциями базы данных — Документация Django 1.8

Атомарность является основным свойством транзакций базы данных. atomic позволяет создать блок кода, для которого гарантируется атомарность операций над базой данных. Если этот блок кода выполнился без ошибок, все изменения фиксируются в базе данных. Если произошла ошибка, все изменений будут отменены.

atomic блоки могут быть вложенными. В этом случае, если вложенный блок выполнился успешно, изменения в базе данных, которые он произвел, могут быть отменены при ошибке во внешнем блоке кода.

atomic может использоваться как decorator:

from django.db import transaction

@transaction.atomic
def viewfunc(request):
    # This code executes inside a transaction.
    do_stuff()

и как context manager:

from django.db import transaction

def viewfunc(request):
    # This code executes in autocommit mode (Django's default).
    do_stuff()

    with transaction.atomic():
        # This code executes inside a transaction.
        do_more_stuff()

Обернув atomic в блок try/except, можно выполнить обработку ошибок:

from django.db import IntegrityError, transaction

@transaction.atomic
def viewfunc(request):
    create_parent()

    try:
        with transaction.atomic():
            generate_relationships()
    except IntegrityError:
        handle_exception()

    add_children()

В этом примере, вы можете выполнить запросы в add_children(), даже если generate_relationships() вызывал ошибку, также никуда не денутся изменения, выполненные в create_parent(). Обратите внимание, любые операции из generate_relationships() уже будут отменены, и при обработке ошибки в handle_exception() можно безопасно выполнять запросы к базе данных.

Избегайте перехвата ошибок в atomic!

При выходе из блока atomic Django определяет произошла ли ошибка, чтобы понять фиксировать изменения или отменить их. Если вы перехватите исключение и обработаете его в блоке atomic, вы можете скрыть от Django наличие проблемы. Это может привести к непредвиденному поведению.

В основном это относится к DatabaseError и классам наследникам, например IntegrityError. При таких ошибках транзакция будет сломана и Django выполнит отмену изменений после завершения блока atomic. Если вы попытаетесь выполнить запросы перед отменой изменений, Django вызовет исключение TransactionManagementError. Подобное поведение может произойти, если обработчик сигналов ORM вызовет исключение.

Правильный способ обработать ошибки базы данных – перехватить их за блоком atomic, как в примере выше. Если необходимо, добавьте дополнительный блок atomic для этого. У такого подхода есть свои преимущества: он явно разделяет операции, которые должны быть отменены при ошибке.

Если вы перехватите исключение, вызванное чистым SQL запросом, поведение Django будет зависеть от вашей базы данных.

Чтобы гарантировать атомарность, atomic блокирует некоторые функции. При попытке явно зафиксировать или отменить изменения, или изменить статус “autocommit” подключения к базе данных внутри блока atomic, будет вызвано исключение.

atomic принимает аргумент using, который обозначает имя базы данных с которой производится работа. Если этот аргумент не указан, то все действия идут относительно стандартной («default») базы данных.

Код обработки транзакций в Django выполняет следующие действия:

• создает транзакцию при входе в блок atomic;

• создает точку сохранения при входе во вложенный блок atomic;

• сохраняет или отменяет точку сохранения при выходе из вложенного блока;

• фиксирует или отменяет транзакцию при выходе из последнего блока.

Вы можете отменить создание точки сохранения для внутренних блоков, указав в аргументе savepoint False. При исключении Django выполнит отмену изменений при выходе из первого попавшегося блока, который создает точку сохранения, или же самого последнего блока. Атомарность внешних транзакций все также гарантирована. Такой подход должен использоваться только для оптимизации создания точек сохранения, т.к. нарушает обработку ошибок, как было описано выше.

Вы можете использовать atomic при выключенном “autocommit”. Он создаст точки сохранения даже для самого внешнего блока, и вызовет исключение, если самый внешний блок указан с savepoint=False.

#14 Как работают транзакции в сети Биткоин или почему долго не зачисляются средства?

Блокчейн – это цепочка блоков, эти блоки формируют майнеры. Они находят блоки и получают вознаграждение 12,5 BTC за каждый блок. Тем самым майнеры материально заинтересованы находить эти блоки (отдавать свои вычислительные мощности для поиска блоков). Кроме этого, чтобы находить следующий блок, им сначала нужно заполнить предыдущий блок транзакциями (те самые платежи которые вы отправляете другому человеку или получаете). Когда вы отсылаете средства со своего кошелька на другой кошелек, сначала транзакция попадает в так называемый Mem Pool. Чтобы транзакция подтвердилась, майнерам нужно взять транзакцию с Mem Pool и вставить в блок.

Ранее, транзакций было мало и майнеры брали все эти транзакции и бесплатно помещали их в новые блоки. Поскольку майнерам нельзя найти новый блок, пока не заполнится предыдущий блок транзакциями. Транзакции были почти мгновенными и бесплатными. С ростом популярности биткоина и участников – количество транзакций стало много. Поскольку блоки иммеют размер 1 МБ – мерилом того, какую транзакцию поместить в новый блок стала комиссия (сколько денег готовы вы платить, чтобы вы стали приоритетнее для майнеров в большом количестве неподтвержденных транзакций).

Краткий процесс отправки транзакций в биткоинах:
1) Указываете сумму и кошелек получателя и отправляете транзакцию на подтверждение в Memory Pool сети.
2) Транзакция ждет минимум 3 подтверждения (в идеале 6 чтобы быть уверенным, что транзакция НЕ будет отменена) со стороны майнеров, которые должны определить: подходит ли им выделенная вами комиссия за байт и влезет ли ваша транзакция в существующий блок максимального размера в 1 МБ.
3) После подтверждения транзакции майнерами она добавляется в блокчейн и ваш платеж (деньги/средства) зачисляются на кошелек получателя.

Что влияет на скорость доставки вашего платежа в сети Bitcoin:
1) Загруженность Memory Pool сети. Чем больше транзакций посылают все участники сети в мем пул, тем больше и общий вес этих транзакций, а учитывая, что мем-пул – это активные ноды (компьютеры) самих пользователей, которые отличаются по мощности, то мем-пул имеет ограниченный объем.
2) Слишком низкая комиссия за байт транзакции.
3) Слишком «тяжелая» транзакция и она просто не влезла в существующий блок. Размер транзакции может быть меньше, если вам перевели 1 биткоин и вы переводите транзакцию в 1 биткоин. Или же больше, если вам перевели 10 раз по 0.1 биткоина и вы с них собрали 1 биткоин и переводите транзакцию. В первом случае вес исходящей транзакции будет меньше чем во втором.

Что в итоге?
Криптовалюта отправленная с отжельного кошелька может зависнуть и не подтвердиться, а таком случае возможно зависание средств в Mem Pool на 72 часа, а затем возврат на кошелек. Иногда кошелек после возврата транзакции посылает ее опять в Mem Pool.
Как узнать зависла ли моя транзакция?
1) Проверка состояния вашей транзакции: https://blockchain.info
2) Список неподтвержденных транзакций: https://blockchain.info/ru/unconfirmed-transactions

Что делать?
1) Перед отправлением платежа свертись со средней комиссией за байт сети и поставить ее чуть больше (лучше выбрать кошелек поддерживающий возможность настроить комиссию вручную): http://www.statoshi.info/dashboard/db/fee-estimates
Также можете свериться с этим сайтом: http://bitcoinfees. 21.co/#delay
2) Можно бесплатно ускорить подтверждение транзакций с помощью добавления ее хэша в ручную в Майнинг-пул (однако у них есть ограничения на количество таких транзакций в сутки): https://www.viabtc.com/tools/txaccelerator/
3) Можно оплатить ускорение транзакции если речь идет о больших суммах:
https://pushtx.btc.com/#/
4) Дождаться пока транзакция будет «забыта» сетью (обычно до 1 недели) т.к. она не была включена в блокчейн и мем пул освободился. В таком случае достаточно обновить свой кошелек, и средства должны появиться в нем.

Заголовок блока (криптовалюта) Определение

Что такое заголовок блока криптовалюты?

Заголовок блока используется для идентификации конкретного блока во всей цепочке блоков и многократно хешируется, чтобы создать доказательство работы для вознаграждения за майнинг. Блокчейн состоит из серии различных блоков, которые используются для хранения информации, связанной с транзакциями, которые происходят в сети блокчейнов. Каждый из блоков содержит уникальный заголовок, и каждый такой блок идентифицируется индивидуальным хешем заголовка блока.

Ключевые выводы

• Заголовки блоков идентифицируют отдельные блоки в цепочке блоков.
• Они хешируются, чтобы создать доказательство работы для вознаграждения за майнинг.
• Блоки расположены вертикально, начиная с «генезисного блока».
• Каждый заголовок блока содержит три набора метаданных блока и несколько отдельных компонентов.
• Номер версии Биткойн помогает отслеживать изменения в протоколе.

Как работает заголовок блока криптовалюты

Заголовки блоков обычно используются в документации для разработчиков биткойнов и помогают быстро и относительно легко записывать задачи.Целые цепочки блоков могут храниться в простой базе данных или в виде плоского файла. При рассмотрении блокчейнов в целом полезно представить их в виде вертикального стека.

Блоки располагаются слоями — один поверх другого, причем первый блок является основой — и они растут в высоту до тех пор, пока не будет достигнут конец цепочки блоков и последовательность не будет завершена. Первый блок в цепочке также известен как «генезисный блок». Слои и глубокая история каждой последовательности — это одна из вещей, которые делают Биткойн таким безопасным.

В рамках стандартного упражнения майнинга заголовок блока многократно хэшируется майнерами путем изменения значения nonce. С помощью этого упражнения они пытаются создать доказательство работы, которое помогает майнерам получать вознаграждение за их вклад в поддержание бесперебойной и эффективной работы блокчейн-системы.

Со временем и появлением новых технологических обновлений популярность криптовалют быстро растет во всем мире.

Требования к заголовку блока

Заголовок блока содержит три набора метаданных блока.Это 80-байтовая длинная строка, состоящая из 4-байтового номера версии Биткойна, 32-байтового хэша предыдущего блока, 32-байтового корня Меркла, 4-байтовой временной метки блока, 4-байтовой длины. цель сложности для блока и 4-байтовый одноразовый номер, используемый майнерами.

Компоненты заголовка блока

Каждый из этих компонентов жизненно важен для создания точного и надежного заголовка. Первичный идентификатор каждого отдельного блока — это криптографический хэш, который он содержит. По сути, это цифровой отпечаток пальца, который создается путем двойного хеширования заголовка блока с помощью соответствующего алгоритма.

Номер версии Биткойн полезен для отслеживания изменений и обновлений в протоколе. Хэш предыдущего блока связан с предыдущим блоком или его родительским блоком, эффективно защищая цепочку.

Корень Меркла состоит из всех хешированных хешей транзакции внутри транзакции. Это не так сложно, как кажется, каждый хешируется только дальше. Отметка времени включена, чтобы каждый, кто работает над проектом, мог видеть постоянную закодированную запись о том, когда произошло конкретное событие.Обычно он предоставляет дату и время дня для этого конкретного события и часто достаточно узкий, чтобы быть точным в пределах доли секунды.

Целевая сложность используется просто для того, чтобы отрегулировать, насколько сложно майнерам решить блокировку. Наконец, nonce — это значение, которое майнеры могут изменять для создания различных перестановок и генерации правильного хэша в последовательности.

Забудьте о биткойнах: блокчейн — это будущее

Криптовалюты всех типов используют технологию распределенного реестра, известную как блокчейн.Блокчейны действуют как децентрализованные системы для записи и документирования транзакций, которые происходят с использованием определенной цифровой валюты. Проще говоря, блокчейн — это реестр транзакций, в котором хранятся идентичные копии на каждом компьютере-члене в сети. Тот факт, что реестр распределен по каждой части сети, помогает повысить безопасность блокчейна.

В то время как биткойн и другие криптовалюты стали очень популярными в общем финансовом и инвестиционном мире в конце 2017 и начале 2018 года, с тех пор они стали больше нишей для энтузиастов криптовалюты.Тем не менее, технология блокчейн остается быстрорастущей областью роста для компаний из множества отраслей. Возможно, что технология блокчейн в конечном итоге будет рассматриваться как самая важная инновация, которая выйдет из бума криптовалюты. Ниже мы более подробно рассмотрим блокчейн и поймем, почему эта технология может быть полезна для предприятий любого типа.

Основы блокчейна

В зависимости от блокчейна стороны могут иметь возможность просматривать предыдущие записи в бухгалтерской книге и записывать новые записи, хотя большинство сетей блокчейнов имеют сложные правила для добавления новых групп записей, «блоков», в цепочку предыдущих записей.Блоки и их содержимое защищены мощной криптографией, которая гарантирует, что предыдущие транзакции в сети не могут быть подделаны или уничтожены. Таким образом, технология блокчейн позволяет цифровой валюте поддерживать надежную сеть транзакций, не полагаясь на центральный орган. По этой причине цифровые валюты считаются «децентрализованными».

Хотя блокчейн наиболее известен своей ролью в содействии росту цифровых валют за последние несколько лет, существует также множество других применений этой технологии, не связанных с криптовалютой.Действительно, некоторые сторонники блокчейна считают, что эта технология может намного превзойти сами криптовалюты с точки зрения ее общего воздействия, и что реальный потенциал блокчейна только сейчас раскрывается. Таким образом, вполне вероятно, что финансовые консультанты и многие другие участники инвестиционного мира будут гораздо чаще сталкиваться с технологией блокчейн в ближайшие годы, независимо от того, связана ли она с конкретной криптовалютой или используется в любом количестве других приложений.

Международные платежи

Традиционно перевод стоимости был дорогостоящим и медленным, особенно для платежей, происходящих через международные границы.Одна из причин этого заключается в том, что при использовании нескольких валют процесс перевода обычно требует участия нескольких банков в нескольких местах, прежде чем предполагаемый получатель сможет фактически забрать свои деньги. Существуют существующие службы, которые помогают ускорить этот процесс, но они, как правило, довольно дороги.

Технология блокчейн может предоставить гораздо более быструю и дешевую альтернативу традиционным методам трансграничных платежей.Действительно, в то время как типичные затраты на денежный перевод могут достигать 20% от суммы перевода, блокчейн может предусматривать затраты лишь на небольшую часть этих затрат, а также гарантированную скорость обработки транзакций в реальном времени. Необходимо преодолеть препятствия, включая регулирование криптовалют в разных частях мира и проблемы безопасности. Тем не менее, это одна из самых многообещающих и обсуждаемых областей применения технологии блокчейн.

Ключевые выводы

• Технология блокчейн находит широкое применение во многих отраслях.
Блокчейн
• уже используется для облегчения управления идентификацией, смарт-контрактов, анализа цепочки поставок и многого другого.
• Вероятно, еще предстоит раскрыть весь потенциал технологии блокчейн.

Смарт-контракты

Смарт-контракты часто рассматриваются как мощное приложение технологии блокчейн. Эти контракты на самом деле представляют собой компьютерные программы, которые могут контролировать все аспекты соглашения, от содействия до исполнения. При соблюдении условий смарт-контракты могут быть полностью самоисполняемыми и самодостаточными.Для сторонников смарт-контрактов эти инструменты предоставляют более безопасную и автоматизированную альтернативу традиционному договорному праву, а также приложение, которое работает быстрее и дешевле традиционных методов.

Потенциальные применения технологии смарт-контрактов по существу безграничны и могут распространяться практически на любую область бизнеса, в которой обычно применяется договорное право. Конечно, несмотря на то, что смарт-контракты широко рекламируются, они не являются волшебной заменой старомодному усердию.Фактически, случай с Децентрализованной Автономной Организацией (DAO) является предостережением и предупреждением для инвесторов не предполагать, что смарт-контракты лучше информации и организации, которые пользователь вкладывает в них. Тем не менее, смарт-контракты остаются одним из самых захватывающих способов, с помощью которых технология блокчейн уже вышла за пределы криптовалютного пространства в более широкий деловой мир.

Управление идентификацией

Одним из самых проблемных результатов эпохи Интернета стала безопасность личности.Какими бы старательными ни были люди и организации в сохранении своей онлайн-идентичности и защите частной информации, всегда есть гнусные актеры, стремящиеся украсть эти цифровые предметы и получить на них прибыль. Технология блокчейн уже продемонстрировала потенциал трансформации способов управления идентификацией в Интернете.

Блокчейн предлагает потрясающий уровень безопасности благодаря процессам независимой проверки, которые происходят на всех компьютерах-членах сети блокчейн. В случае с цифровой валютой эта проверка используется для утверждения блоков транзакций перед их добавлением в цепочку. Этот механизм можно также легко применить к другим типам процедур проверки, включая проверку личности, а также многие другие приложения.

Приложения для управления блокчейном и идентификацией разнообразны. Например, блокчейн потенциально может использоваться для помощи в хранении информации об избирателях и обеспечении надлежащего функционирования избирательного процесса.Блокчейн можно использовать для безопасной и эффективной передачи пользовательских данных между платформами и системами. Эту технологию также можно использовать для ведения и защиты записей о владении недвижимостью, титулах и многом другом.

Цепочка поставок использует

Для многих предприятий в различных отраслях ключом к успеху является хорошо функционирующая и эффективная цепочка поставок. Технология блокчейн уже используется во многих отраслях как средство отслеживания цепочек поставок и обеспечения их эффективности.Это могло бы исключить человеческую работу и возможность ошибки из сложного и важного процесса.

На данный момент блокчейн — это технология с исключительно широким набором потенциальных применений. Хотя блокчейн наиболее известен своими связями с процветающим миром криптовалют, уже были исследованы несколько других приложений. Возможно, еще более захватывающим является то, что каждый день появляются новые способы использования блокчейна. Таким образом, независимо от того, участвуете ли вы непосредственно в пространстве цифровой валюты или нет, важно развить понимание блокчейна и того, как его можно использовать для преобразования мира бизнеса и инвестиций.(Дополнительную информацию можно найти на: All About Amazon’s New Blockchain Service .)

Шелковый путь

Что такое шелковый путь?

Silk Road был цифровой платформой черного рынка, которая была популярна для размещения операций по отмыванию денег и незаконных транзакций с наркотиками с использованием биткойнов. Silk Road, который считается первым рынком даркнета, был запущен в 2011 году и в конечном итоге закрыт ФБР в 2013 году. Он был основан Россом Уильямом Ульбрихтом, который сейчас отбывает пожизненный срок в тюрьме за свою роль в Silk Road.

С того времени выросло несколько других рынков даркнета.

Ключевые выводы

• Шелковый путь был черным онлайн-рынком, на котором покупатели и продавцы незаконных или неэтичных товаров могли совершать сделки анонимно.
• Используя методы обеспечения конфиденциальности, такие как сеть Tor и транзакции с криптовалютой, люди могли совершать сделки с наркотиками, взломанными паролями, незаконными данными и другой контрабандой.
• ФБР закрыло Silk Road в 2013 году, а его основатель Росс Ульбрихт был приговорен к пожизненному заключению.

Понимание Шелкового пути

Цифровая эпоха принесла нам множество технологических инноваций и разрушила привычную нам жизнь. Теперь мы можем проводить транзакции онлайн с сайтами электронной коммерции, оплачивать онлайн-транзакции с помощью виртуальной валюты, получать ссуды онлайн с помощью сайтов социального кредитования, работать анонимно в Интернете с помощью технологии анонимизации данных и даже связываться с рекрутерами компаний с помощью сайтов социальных сетей. Список изобретений в области цифровых технологий можно продолжать и продолжать, и они присутствуют во всех секторах мировой экономики, таких как финансовый сектор или сектор розничной торговли.Увеличение использования кибер-технологий, таких как рынки криптовалюты и электронной коммерции, привело к увеличению спроса на конфиденциальность данных. Спрос на конфиденциальность привел к усилению регулирования и законов, регулирующих использование данных, а также к увеличению числа технологических инструментов и платформ, созданных для обслуживания пользователей, предпочитающих анонимность. Хотя запуск инструментов анонимизации данных помогает защитить личную информацию пользователей (PII), эти инструменты также используются организациями, которые намереваются вести незаконную и преступную деятельность. В 2011 году «Шелковый путь» возник из-за необходимости связать продавцов незаконных наркотиков с заинтересованными покупателями в Интернете, одновременно защищая их личность и транзакции с помощью методов анонимности.

Благодаря сочетанию технологии анонимизации данных и системы обратной связи Silk Road создал рай для торговцев наркотиками. Сайт был доступен только через сеть, известную как Tor, которая существует в основном для анонимизации пользовательских данных и действий в Интернете. Tor запутывает адреса пользователей, чтобы они казались скрытыми для нежелательных сторон, желающих отслеживать транзакции и действия пользователя.По этой причине покупатели и продавцы Silk Road нагло проводили незаконные операции с наркотиками, не опасаясь, что их IP-адреса будут отслежены до них. Еще одна причина процветания Silk Road — это отзывы покупателей, реализованные на платформе. Покупатели обычно оставляют отзывы о продавцах после получения товаров. Полученная обратная связь затем использовалась сайтом для отсеивания продавцов-мошенников, в то время как продукты уважаемых продавцов пользовались большим спросом. Это повысило доверие покупателей к онлайн-платформе.

Все торги на Шелковом пути проводились с использованием все более популярной цифровой валюты, известной как биткойн. Каждая биткойн-транзакция регистрируется в публичном реестре, который легко доступен для юридических и регулирующих органов. Из-за прозрачности транзакций биткойнов, темные кошельки были изобретены с основной целью шифрования и маскировки всех транзакций биткойнов. Участники Silk Road, которые использовали эти биткойн-кошельки для финансирования своих транзакций, пользовались дополнительным уровнем конфиденциальности.

Падение Шелкового пути

Шелковый путь прекратил свое существование в 2013 году после того, как ФБР, узнав о существовании скрытого рынка, вступило в сговор с DEA, IRS и таможенными агентами. Хотя федеральные агенты признали, что использование Tor и Биткойн для скрытых адресов было серьезным препятствием, с которыми они столкнулись, они все же смогли расправиться с подпольным рынком наркотиков.

ФБР навсегда закрыло сайт, конфисковало более 144000 биткойнов (на тот момент оценивалось в 122 миллиона долларов) и арестовало ряд пользователей сайта, включая основателя Росс Ульбрихта, который заработал около 80 миллионов долларов комиссионных от транзакций, проведенных в рамках сайт.Ульбрихт был осужден в 2015 году и в настоящее время отбывает пожизненное заключение без возможности условно-досрочного освобождения.

Блок

— Bitcoin Wiki

Данные транзакции постоянно записываются в файлы, называемые блоками . Их можно рассматривать как отдельные страницы книги записей городского регистратора (где фиксируются изменения в праве собственности на недвижимость) или книги операций с акциями. Блоки организованы в линейную последовательность во времени (также известную как цепочка блоков). Новые транзакции постоянно обрабатываются майнерами в новые блоки, которые добавляются в конец цепочки.По мере того, как блоки все глубже и глубже погружаются в цепочку блоков, их становится все труднее и труднее изменять или удалять, это приводит к возникновению необратимых транзакций биткойнов.

Структура блока

Поле	Описание	Размер
Magic нет	значение всегда 0xD9B4BEF9	4 байта
Размер блока	количество байтов до конца блока	4 байта
Заголовок блока	состоит из 6 позиций	80 байт
Счетчик транзакций	целое положительное число VI = VarInt	1-9 байт
транзакций	(непустой) список транзакций	<Счетчик транзакций> — много транзакций

Описание

Каждый блок содержит, среди прочего, текущее время, запись некоторых или всех недавних транзакций и ссылку на блок, который находился непосредственно перед ним.Он также содержит ответ на сложную математическую головоломку, ответ на которую уникален для каждого блока. Новые блоки не могут быть отправлены в сеть без правильного ответа — процесс «майнинга» — это, по сути, процесс соперничества за право быть следующим, чтобы найти ответ, который «решает» текущий блок. Математическую задачу в каждом блоке решить чрезвычайно сложно, но как только правильное решение найдено, остальной части сети очень легко подтвердить, что решение правильное.Существует несколько допустимых решений для любого данного блока — нужно найти только одно из решений, чтобы блок был решен.

Поскольку за решение каждого блока выдается вознаграждение в виде новых биткойнов, каждый блок также содержит запись о том, какие биткойн-адреса или сценарии имеют право на получение вознаграждения. Эта запись известна как транзакция генерации или транзакция базы монет, и всегда является первой транзакцией, появляющейся в каждом блоке. Количество биткойнов, генерируемых на блок, начинается с 50 и уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно четыре года).

Биткойн-транзакции транслируются в сеть отправителем, и все одноранговые узлы, пытающиеся решить блоки, собирают записи транзакций и добавляют их в блок, над которым они работают. Майнеры получают стимул включать транзакции в свои блоки из-за прикрепленных комиссий за транзакции.

Сложность математической задачи автоматически регулируется сетью таким образом, чтобы она была нацелена на решение в среднем 6 блоков в час. Каждые 2016 блоков (решаемых примерно за две недели) все клиенты Биткойн сравнивают фактическое количество, созданное для этой цели, и изменяют цель на процент, который она изменилась.Сеть приходит к консенсусу и автоматически увеличивает (или уменьшает) сложность генерации блоков.

Поскольку каждый блок содержит ссылку на предыдущий блок, можно сказать, что совокупность всех существующих блоков образует цепочку. Однако цепочка может иметь временное разделение — например, если два майнера приходят к двум различным действительным решениям для одного и того же блока одновременно, без ведома друг друга. Одноранговая сеть предназначена для устранения этих разделений в течение короткого периода времени, так что выживает только одна ветвь цепочки.

Клиент принимает самую длинную цепочку блоков как действительную. «Длина» всей цепочки блоков относится к цепочке с наибольшей сложностью, а не к цепочке с наибольшим количеством блоков. Это не позволяет кому-либо разветвлять цепочку и создавать большое количество блоков с низкой сложностью и принимать их сетью как «самые длинные».

Общие вопросы о блоках

Сколько там блоков?

Текущее количество блоков

Какое максимальное количество блоков?

Максимального количества нет, блоки просто продолжают добавляться в конец цепочки в среднем по одному каждые 10 минут.

Даже когда были сгенерированы все 21 миллион монет?

Да. Блоки предназначены для доказательства того, что транзакции существовали в определенное время. Транзакции по-прежнему будут происходить после того, как все монеты будут сгенерированы, поэтому блоки по-прежнему будут создаваться, пока люди торгуют биткойнами.

Сколько времени у меня уйдет на создание блока?

Никто не может сказать точно. Есть калькулятор поколений, который подскажет, сколько времени может занять .

Что делать, если я на 1% рассчитываю блок и…?

Нет такой вещи, как 1% на решение блока. Вы не продвигаетесь к ее решению. После работы над ней в течение 24 часов ваши шансы решить ее равны тем, что были у вас в начале или в любой момент. Вера в обратное — это то, что известно как заблуждение игрока [1].

Это похоже на попытку подбросить одновременно 53 монеты и заставить их всех выпасть орлом. Каждый раз, когда вы пытаетесь, ваши шансы на успех одинаковы.

Где я могу найти более подробную техническую информацию?

Более подробная техническая информация представлена ​​на странице алгоритма хеширования блоков.

См. Также

Блок

— Bitcoin Wiki

Данные транзакции постоянно записываются в файлы, называемые блоками . Их можно рассматривать как отдельные страницы книги записей городского регистратора (где фиксируются изменения в праве собственности на недвижимость) или книги операций с акциями. Блоки организованы в линейную последовательность во времени (также известную как цепочка блоков). Новые транзакции постоянно обрабатываются майнерами в новые блоки, которые добавляются в конец цепочки.По мере того, как блоки все глубже и глубже погружаются в цепочку блоков, их становится все труднее и труднее изменять или удалять, это приводит к возникновению необратимых транзакций биткойнов.

Структура блока

Поле	Описание	Размер
Magic нет	значение всегда 0xD9B4BEF9	4 байта
Размер блока	количество байтов до конца блока	4 байта
Заголовок блока	состоит из 6 позиций	80 байт
Счетчик транзакций	целое положительное число VI = VarInt	1-9 байт
транзакций	(непустой) список транзакций	<Счетчик транзакций> — много транзакций

Описание

Каждый блок содержит, среди прочего, текущее время, запись некоторых или всех недавних транзакций и ссылку на блок, который находился непосредственно перед ним.Он также содержит ответ на сложную математическую головоломку, ответ на которую уникален для каждого блока. Новые блоки не могут быть отправлены в сеть без правильного ответа — процесс «майнинга» — это, по сути, процесс соперничества за право быть следующим, чтобы найти ответ, который «решает» текущий блок. Математическую задачу в каждом блоке решить чрезвычайно сложно, но как только правильное решение найдено, остальной части сети очень легко подтвердить, что решение правильное.Существует несколько допустимых решений для любого данного блока — нужно найти только одно из решений, чтобы блок был решен.

Поскольку за решение каждого блока выдается вознаграждение в виде новых биткойнов, каждый блок также содержит запись о том, какие биткойн-адреса или сценарии имеют право на получение вознаграждения. Эта запись известна как транзакция генерации или транзакция базы монет, и всегда является первой транзакцией, появляющейся в каждом блоке. Количество биткойнов, генерируемых на блок, начинается с 50 и уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно четыре года).

Биткойн-транзакции транслируются в сеть отправителем, и все одноранговые узлы, пытающиеся решить блоки, собирают записи транзакций и добавляют их в блок, над которым они работают. Майнеры получают стимул включать транзакции в свои блоки из-за прикрепленных комиссий за транзакции.

Сложность математической задачи автоматически регулируется сетью таким образом, чтобы она была нацелена на решение в среднем 6 блоков в час. Каждые 2016 блоков (решаемых примерно за две недели) все клиенты Биткойн сравнивают фактическое количество, созданное для этой цели, и изменяют цель на процент, который она изменилась.Сеть приходит к консенсусу и автоматически увеличивает (или уменьшает) сложность генерации блоков.

Поскольку каждый блок содержит ссылку на предыдущий блок, можно сказать, что совокупность всех существующих блоков образует цепочку. Однако цепочка может иметь временное разделение — например, если два майнера приходят к двум различным действительным решениям для одного и того же блока одновременно, без ведома друг друга. Одноранговая сеть предназначена для устранения этих разделений в течение короткого периода времени, так что выживает только одна ветвь цепочки.

Клиент принимает самую длинную цепочку блоков как действительную. «Длина» всей цепочки блоков относится к цепочке с наибольшей сложностью, а не к цепочке с наибольшим количеством блоков. Это не позволяет кому-либо разветвлять цепочку и создавать большое количество блоков с низкой сложностью и принимать их сетью как «самые длинные».

Общие вопросы о блоках

Сколько там блоков?

Текущее количество блоков

Какое максимальное количество блоков?

Максимального количества нет, блоки просто продолжают добавляться в конец цепочки в среднем по одному каждые 10 минут.

Даже когда были сгенерированы все 21 миллион монет?

Да. Блоки предназначены для доказательства того, что транзакции существовали в определенное время. Транзакции по-прежнему будут происходить после того, как все монеты будут сгенерированы, поэтому блоки по-прежнему будут создаваться, пока люди торгуют биткойнами.

Сколько времени у меня уйдет на создание блока?

Никто не может сказать точно. Есть калькулятор поколений, который подскажет, сколько времени может занять .

Что делать, если я на 1% рассчитываю блок и…?

Нет такой вещи, как 1% на решение блока. Вы не продвигаетесь к ее решению. После работы над ней в течение 24 часов ваши шансы решить ее равны тем, что были у вас в начале или в любой момент. Вера в обратное — это то, что известно как заблуждение игрока [1].

Это похоже на попытку подбросить одновременно 53 монеты и заставить их всех выпасть орлом. Каждый раз, когда вы пытаетесь, ваши шансы на успех одинаковы.

Где я могу найти более подробную техническую информацию?

Более подробная техническая информация представлена ​​на странице алгоритма хеширования блоков.

См. Также

Блок

— Bitcoin Wiki

Данные транзакции постоянно записываются в файлы, называемые блоками . Их можно рассматривать как отдельные страницы книги записей городского регистратора (где фиксируются изменения в праве собственности на недвижимость) или книги операций с акциями. Блоки организованы в линейную последовательность во времени (также известную как цепочка блоков). Новые транзакции постоянно обрабатываются майнерами в новые блоки, которые добавляются в конец цепочки. По мере того, как блоки все глубже и глубже погружаются в цепочку блоков, их становится все труднее и труднее изменять или удалять, это приводит к возникновению необратимых транзакций биткойнов.

Структура блока

Поле	Описание	Размер
Magic нет	значение всегда 0xD9B4BEF9	4 байта
Размер блока	количество байтов до конца блока	4 байта
Заголовок блока	состоит из 6 позиций	80 байт
Счетчик транзакций	целое положительное число VI = VarInt	1-9 байт
транзакций	(непустой) список транзакций	<Счетчик транзакций> — много транзакций

Описание

Каждый блок содержит, среди прочего, текущее время, запись некоторых или всех недавних транзакций и ссылку на блок, который находился непосредственно перед ним.Он также содержит ответ на сложную математическую головоломку, ответ на которую уникален для каждого блока. Новые блоки не могут быть отправлены в сеть без правильного ответа — процесс «майнинга» — это, по сути, процесс соперничества за право быть следующим, чтобы найти ответ, который «решает» текущий блок. Математическую задачу в каждом блоке решить чрезвычайно сложно, но как только правильное решение найдено, остальной части сети очень легко подтвердить, что решение правильное.Существует несколько допустимых решений для любого данного блока — нужно найти только одно из решений, чтобы блок был решен.

Поскольку за решение каждого блока выдается вознаграждение в виде новых биткойнов, каждый блок также содержит запись о том, какие биткойн-адреса или сценарии имеют право на получение вознаграждения. Эта запись известна как транзакция генерации или транзакция базы монет, и всегда является первой транзакцией, появляющейся в каждом блоке. Количество биткойнов, генерируемых на блок, начинается с 50 и уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно четыре года).

Биткойн-транзакции транслируются в сеть отправителем, и все одноранговые узлы, пытающиеся решить блоки, собирают записи транзакций и добавляют их в блок, над которым они работают. Майнеры получают стимул включать транзакции в свои блоки из-за прикрепленных комиссий за транзакции.

Сложность математической задачи автоматически регулируется сетью таким образом, чтобы она была нацелена на решение в среднем 6 блоков в час. Каждые 2016 блоков (решаемых примерно за две недели) все клиенты Биткойн сравнивают фактическое количество, созданное для этой цели, и изменяют цель на процент, который она изменилась.Сеть приходит к консенсусу и автоматически увеличивает (или уменьшает) сложность генерации блоков.

Поскольку каждый блок содержит ссылку на предыдущий блок, можно сказать, что совокупность всех существующих блоков образует цепочку. Однако цепочка может иметь временное разделение — например, если два майнера приходят к двум различным действительным решениям для одного и того же блока одновременно, без ведома друг друга. Одноранговая сеть предназначена для устранения этих разделений в течение короткого периода времени, так что выживает только одна ветвь цепочки.

Клиент принимает самую длинную цепочку блоков как действительную. «Длина» всей цепочки блоков относится к цепочке с наибольшей сложностью, а не к цепочке с наибольшим количеством блоков. Это не позволяет кому-либо разветвлять цепочку и создавать большое количество блоков с низкой сложностью и принимать их сетью как «самые длинные».

Общие вопросы о блоках

Сколько там блоков?

Текущее количество блоков

Какое максимальное количество блоков?

Максимального количества нет, блоки просто продолжают добавляться в конец цепочки в среднем по одному каждые 10 минут.

Даже когда были сгенерированы все 21 миллион монет?

Да. Блоки предназначены для доказательства того, что транзакции существовали в определенное время. Транзакции по-прежнему будут происходить после того, как все монеты будут сгенерированы, поэтому блоки по-прежнему будут создаваться, пока люди торгуют биткойнами.

Сколько времени у меня уйдет на создание блока?

Никто не может сказать точно. Есть калькулятор поколений, который подскажет, сколько времени может занять .

Что делать, если я на 1% рассчитываю блок и…?

Нет такой вещи, как 1% на решение блока. Вы не продвигаетесь к ее решению. После работы над ней в течение 24 часов ваши шансы решить ее равны тем, что были у вас в начале или в любой момент. Вера в обратное — это то, что известно как заблуждение игрока [1].

Это похоже на попытку подбросить одновременно 53 монеты и заставить их всех выпасть орлом. Каждый раз, когда вы пытаетесь, ваши шансы на успех одинаковы.

Где я могу найти более подробную техническую информацию?

Более подробная техническая информация представлена ​​на странице алгоритма хеширования блоков.

См. Также

Блок

— Bitcoin Wiki

Данные транзакции постоянно записываются в файлы, называемые блоками . Их можно рассматривать как отдельные страницы книги записей городского регистратора (где фиксируются изменения в праве собственности на недвижимость) или книги операций с акциями. Блоки организованы в линейную последовательность во времени (также известную как цепочка блоков). Новые транзакции постоянно обрабатываются майнерами в новые блоки, которые добавляются в конец цепочки.По мере того, как блоки все глубже и глубже погружаются в цепочку блоков, их становится все труднее и труднее изменять или удалять, это приводит к возникновению необратимых транзакций биткойнов.

Структура блока

Поле	Описание	Размер
Magic нет	значение всегда 0xD9B4BEF9	4 байта
Размер блока	количество байтов до конца блока	4 байта
Заголовок блока	состоит из 6 позиций	80 байт
Счетчик транзакций	целое положительное число VI = VarInt	1-9 байт
транзакций	(непустой) список транзакций	<Счетчик транзакций> — много транзакций

Описание

Каждый блок содержит, среди прочего, текущее время, запись некоторых или всех недавних транзакций и ссылку на блок, который находился непосредственно перед ним. Он также содержит ответ на сложную математическую головоломку, ответ на которую уникален для каждого блока. Новые блоки не могут быть отправлены в сеть без правильного ответа — процесс «майнинга» — это, по сути, процесс соперничества за право быть следующим, чтобы найти ответ, который «решает» текущий блок. Математическую задачу в каждом блоке решить чрезвычайно сложно, но как только правильное решение найдено, остальной части сети очень легко подтвердить, что решение правильное.Существует несколько допустимых решений для любого данного блока — нужно найти только одно из решений, чтобы блок был решен.

Поскольку за решение каждого блока выдается вознаграждение в виде новых биткойнов, каждый блок также содержит запись о том, какие биткойн-адреса или сценарии имеют право на получение вознаграждения. Эта запись известна как транзакция генерации или транзакция базы монет, и всегда является первой транзакцией, появляющейся в каждом блоке. Количество биткойнов, генерируемых на блок, начинается с 50 и уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно четыре года).

Биткойн-транзакции транслируются в сеть отправителем, и все одноранговые узлы, пытающиеся решить блоки, собирают записи транзакций и добавляют их в блок, над которым они работают. Майнеры получают стимул включать транзакции в свои блоки из-за прикрепленных комиссий за транзакции.

Сложность математической задачи автоматически регулируется сетью таким образом, чтобы она была нацелена на решение в среднем 6 блоков в час. Каждые 2016 блоков (решаемых примерно за две недели) все клиенты Биткойн сравнивают фактическое количество, созданное для этой цели, и изменяют цель на процент, который она изменилась.Сеть приходит к консенсусу и автоматически увеличивает (или уменьшает) сложность генерации блоков.

Поскольку каждый блок содержит ссылку на предыдущий блок, можно сказать, что совокупность всех существующих блоков образует цепочку. Однако цепочка может иметь временное разделение — например, если два майнера приходят к двум различным действительным решениям для одного и того же блока одновременно, без ведома друг друга. Одноранговая сеть предназначена для устранения этих разделений в течение короткого периода времени, так что выживает только одна ветвь цепочки.

Клиент принимает самую длинную цепочку блоков как действительную. «Длина» всей цепочки блоков относится к цепочке с наибольшей сложностью, а не к цепочке с наибольшим количеством блоков. Это не позволяет кому-либо разветвлять цепочку и создавать большое количество блоков с низкой сложностью и принимать их сетью как «самые длинные».

Общие вопросы о блоках

Сколько там блоков?

Текущее количество блоков

Какое максимальное количество блоков?

Максимального количества нет, блоки просто продолжают добавляться в конец цепочки в среднем по одному каждые 10 минут.

Даже когда были сгенерированы все 21 миллион монет?

Да. Блоки предназначены для доказательства того, что транзакции существовали в определенное время. Транзакции по-прежнему будут происходить после того, как все монеты будут сгенерированы, поэтому блоки по-прежнему будут создаваться, пока люди торгуют биткойнами.

Сколько времени у меня уйдет на создание блока?

Никто не может сказать точно. Есть калькулятор поколений, который подскажет, сколько времени может занять .

Что делать, если я на 1% рассчитываю блок и…?

Нет такой вещи, как 1% на решение блока. Вы не продвигаетесь к ее решению. После работы над ней в течение 24 часов ваши шансы решить ее равны тем, что были у вас в начале или в любой момент. Вера в обратное — это то, что известно как заблуждение игрока [1].

Это похоже на попытку подбросить одновременно 53 монеты и заставить их всех выпасть орлом. Каждый раз, когда вы пытаетесь, ваши шансы на успех одинаковы.

Где я могу найти более подробную техническую информацию?

Более подробная техническая информация представлена ​​на странице алгоритма хеширования блоков.

См. Также

.