Технологии блокчейн википедия – Blockchain для чайников. Технология блокчейн простыми словами

Блокчейн — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Схема получения хеша транзакций

Блокче́йн (англ. blockchain^[1], изначально block chain^[2]) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Чаще всего копии цепочек блоков хранятся на множестве разных компьютеров независимо друг от друга.

Общие сведения[ | ]

Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто относят к транзакциям в различных криптовалютах, однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки^[3]. Биткойн стал первым применением технологии блокчейн в октябре 2008 года^[4].

Реализация в системе Биткойн[ | ]

Блок транзакций[ | ]

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей^[5]. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру —

блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок^[6].

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 майнеру за созданный блок

[5]. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование^[7], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент 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

[5].

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков — около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы си

encyclopaedia.bid

Кто придумал блокчейн и что это такое

Сегодня многие крупные финансовые институты активно инвестируют в проекты, построенные на базе блокчейн. Примечательно то, что этот термин появился недавно. И в мире мало людей, знающих, кто придумал блокчейн и что такое технология блокчейн. В данной статье мы поговорим об истории этой новой технологии и о том, как она работает.

Что такое распределённая база данных

Блокчейн — это распределённая база данных, которая хранится на сотнях и тысячах компьютерах по всему миру. Она объединяет в себе множество блоков, каждый из которых представляет собой определённый тип информации об операциях, совершённых участниками сети.

Например, это могут быть записи о переводе криптовалюты с одного биткоин-кошелька на другой.

Все блоки объединяются в единую и неделимую цепочку, составляющую указанную базу данных, которая доступна каждому участнику сети.

Говоря простым языком, блокчейн — это своеобразная электронная книга, информацию из которой доступна любому человеку, однако работать с ней может только один пользователь.

Теоретически система позволяет скорректировать ранее внесённые данные. Однако для этого необходимо достигнуть консенсуса между всеми участниками. Но практически это сделать невозможно.

История создания блокчейна

Создателем блокчейна считается некий японский программист Сатоши Накамото. Однако данное утверждение является не совсем корректным. Говоря о блокчейне и истории его развития, следует отметить, что впервые о Накамото начали говорить, когда он представил первую криптовалюту Bitcoin.

При этом сама технология появилась в 2007 году. Биткоин вышел в мировую сеть спустя 2 года — 3 января 2009-го. К этому времени Накамото реализовал протокол, в рамках которого работает данная криптовалюта.

Исследователи полагают, что японский программист не является создателем технологии блокчейн.

Он использовал решения, разработанные десятилетием ранее:

• идея о децентрализации валют;
• идея о создании цепочки блоков, независящих друг от друга;
• механизм доказательства выполненных транзакций.

Создатель биткоина лишь объединил данные идеи в одну технологию.

После появления первой криптовалюты разработка блокчейна продолжилась. В 2013 году в сети заговорили о новом решении, которое придумал Виталик Бутерин. 21-летний программист, родившийся в России, предложил новую децентрализованную программную платформу, построенную на базе блокчейна. Данное решение получило название Ethereum.

Эта платформа позволяет любому человеку, используя свой компьютер, создавать новые блокчейн-сервисы или приложения. Ethereum, хоть и является криптовалютой, предоставляет множество возможностей для людей. Платформу можно внедрять в различные сферы жизни:

• создание финансовых контрактов;
• реализация краудфандинговых и инвестиционных проектов;
• страховая деятельность и так далее.

Единственное условие, необходимое для внедрения Ethereum-платформы, или так называемых смарт-контрактов, является наличие возможности для описания операций математическим языком.

Спустя 1 год после зарождения этой идеи Бутерин смог привлечь первых инвесторов, готовых вкладывать собственные средства в развитие новых проектов. Тогда же на рынок, занимающийся покупкой и продажей криптовалют, вышел Ethereum (эфир). Окончательно работа над новой платформой завершилась в середине 2015 года.

Особенность Ethereum заключается в том, что теперь любой желающий может реализовывать собственные блокчейн-проекты. До появления этой платформы нужно было вносить изменения в изначальный протокол.

Появление Ethereum стало очередной революционной идеей в цифровом мире. По сути, ранее участники процесса вынуждены были создавать новую операционную систему, прежде чем выпустить мобильное приложение. Теперь они избавлены от решения таких задач.

Более того, без Ethereum на продвижение новых проектов требовались миллионы долларов. Сегодня же благодаря смарт-контрактам пользователи могут привлечь необходимые инвестиции путём выпуска специальных бумаг (токенов). По сути, данная процедура представляет собой аналог IPO в цифровом мире.

IPO — это первичное размещение ценных бумаг компаний с целью привлечения дополнительных средств.

В настоящий момент развитие технологии Ethereum также продолжается. На базе этой платформы уже создано несколько десятков новых криптовалют и запущены сотни сервисов и приложений.

Создателем блокчейна в современном понимании можно считать Сатоши Накамото. Бутерин лишь расширил спектр возможностей, которые предоставляет эта технология.

Как работает система блокчейн

Технология блокчейн позволяет передавать информацию без участия третьих лиц. Этим она выгодно отличается от финансовых услуг, в которых задействованы банки или крупные организации типа Webmoney, Visa и других.

Принцип работы блокчейн достаточно прост. Он заключается в следующем: информация, создаваемая участниками сети, сохраняется в отдельных блоках. Те, в свою очередь, соединяются между собой в виде последовательной цепочки. Причём каждый блок занимает позицию в зависимости от времени создания.

Информация в сети надёжно защищена специальным криптографическим шифром. Доступ к данным открыт только владельцу последнего.

Цепочка блоков в виде копий хранится на компьютерах всех участников сети.

Одна из основных особенностей системы блокчейна — полная прозрачность. Пользователи Интернета могут в любой момент, например, отследить перевод определённой криптовалюты с одного кошелька на другой. Причём в данном случае доступ к сведениям открывается без криптографического ключа.

Самое главное, что политику сети определяют её пользователи. Проиллюстрировать это может следующий пример.

В последние годы число майнеров биткоина выросло настолько, что сеть перестала справляться с нагрузкой. В итоге пол

masterlan.info

Блокчейн Википедия

Схема получения хеша транзакций

Блокче́йн (англ. blockchain^[1], изначально block chain^[2]) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Чаще всего копии цепочек блоков хранятся на множестве разных компьютеров независимо друг от друга.

Общие сведения[ | ]

Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто относят к транзакциям в различных криптовалютах, однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки^[3]. Биткойн стал первым применением технологии блокчейн в октябре 2008 года^[4].

Реализация в системе Биткойн[ | ]

Блок транзакций[ | ]

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей^[5]. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру — блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок^[6].

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 майнеру за созданный блок^[5]. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование^[7], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользова

ru-wiki.ru

Блокчейн — Википедия

Схема получения хеша транзакций

Блокче́йн (англ. blockchain или block chain^[1]) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Чаще всего копии цепочек блоков хранятся на множестве разных компьютеров независимо друг от друга.

Общие сведения

Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто относят к транзакциям в различных криптовалютах, однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки^[2]. Биткойн стал первым применением технологии блокчейн в октябре 2008 года^[3].

Видео по теме

Реализация в системе Биткойн

Блок транзакций

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей^[4]. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру — блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок^[5].

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 майнеру за созданный блок^[4]. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование^[6], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент 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^[4].

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков — около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы система генерировала блоки почти с постоянной скоростью, не зависящей от вычислительной мощности участников сети^[7].

Цепочка блоков

Основная последовательность блоков (чёрные) является самой длинной от начального (зелёный) до текущего. Побочные ветви (фиолетовые) отсекаются.

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются»^[6].

Таким образом, цепочка блоков содержит историю владения, с которой можно ознакомиться, например, на специализированных сайтах^[8].

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хэш-цепочки^[9] (элемент цифровой подписи).

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^[10], 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^[11].

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»^[10], 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.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB^[12].

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^[13]. 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 вероятность отмены транзакции стала очень низкой.

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^[14]. 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.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений^[15], но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям^[16] — одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов^[17], но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

Открытость цепочки блоков позволяет внести в произвольный блок изменения. Но тогда потребуется пересчёт хеша не только изменённого блока, но и всех последующих. Фактически, для такой операции потребуется мощность не меньше той, которая была использована для создания изменённого и последующих блоков (то есть всей текущей мощности), что делает такую возможность крайне маловероятной.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s^[18]. С начала 2014 года объединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети^[19].

Двойное расходование биткойнов на практике не было зафиксировано ни разу. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков^[14].

Сложность

За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт — соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается — длиннее^[20]. Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула)^[21].

Применение вне сферы криптовалют

В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер. При этом степень заинтересованности компаний в разных секторах экономики значительно варьируется. Финансовый сектор активно готовится к повсеместному внедрению блокчейна, тогда как производственные предприятия оставляют эту технологию без внимания^[3].

Банковский сектор, инвестиции и биржи

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ^[22] и Сбербанк^[23].

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA^[24][25], Mastercard^[26][27], Unionpay^[28] и SWIFT^[29][30].

Лондонское подразделение Дойче Банка Innovation Lab разрабатывает систему инвестиций на основе блокчейн-технологии, ускоряющую, упрощающую и удешевляющую процесс инвестирования за счёт исключения или сокращения роли посредников, адвокатов (поверенных), аудиторов и клиринговых агентов^[31].

В июле 2017 года S7 Airlines и Альфа-банк запустили в эксплуатацию^[32] блокчейн-платформу автоматизации торговых операций с агентами на базе Ethereum.

Земельный реестр

Швеция^[33], Украина^[34] и ОАЭ^[35] планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.

Правительство Индии борется с земельным мошенничеством при помощи блокчейн^[36]. Андхра-Прадеш стал первым индийским штатом, где правительство предприняло шаги по внедрению блокчейн решений^[37]. Для этого в городе Вишакхапатнам будет создан технологический парк при участии блокчейн компаний Apla, Phoenix и Oasis Grace^[38].

В первом полугодии 2018 года будет проводиться эксперимент по использованию технологии блокчейн в целях мониторинга достоверности сведений Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) на территории Москвы^[39].

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation, предоставляющая услуги традиционного государства, такие как удостоверение личности, нотариат и ряд других^[40].

В июне 2017 Accenture и Microsoft представили систему цифровых удостоверений личности на блокчейне^[41].

В августе 2017 правительство Бразилии начало тестирование системы удостоверений личности на блокчейн^[42].

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий^[43].

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства^[44].

Платёжное средство

Всемирная продовольственная программа использует технологию блокчейн для обеспечения беженцев продовольствием через существующие на местах торговые точки и сети вместо непосредственной раздачи продовольствия или выдачи беженцам наличных денег для покупки продуктов. Идея принадлежит Хуману Хададу (Houman Haddad). Для идентификации получателей продовольствия используется биометрия (сканирование радужной оболочки глаза). Экономия в 2018 году за счёт применения этой технологии только в Иордании составила 150 000 долларов в месяц.^[31]

Критика

Международная межбанковская система передачи информации и финансовых транзакций SWIFT заявила об опасности нереалистичных ожиданий в отношении ажиотажа вокруг технологий цепочки блоков и распределённых реестров в банковской среде^[45][46].

Американский экономист Нуриэль Рубини подверг критике технологию блокчейн, заявив, что за десятилетие у данной технологии так и не появились общие и универсальные базовые протоколы, как сделавшие Интернет общедоступным TCP/IP и HTML. Также Нуриэль Рубини считает, что обещание децентрализованных транзакций без посредников остаётся «сомнительной, утопической мечтой»^[47].

Россия

В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра. В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию.^[48]

По поручению президента Татарстана экспертами компании «Киви платформа» проведено исследование о применимости технологии блокчейн в государственном управлении, и предложено внедрение технологии блокчейн в системы межведомственного документооборота, нотариата, учёта дипломов, голосования, здравоохранения, земельного кадастра, цифровой личности, регистрационных действий (гражданских состояний). Решения находятся в стадии рассмотрения.^[49]

Сбербанк и SWIFT в ходе Sibos 2017 в Торонто «договорились о координации шагов по оценке возможности применения технологии блокчейн в платформах межбанковских расчётов. … Платформа SWIFT использует возможности распределённого реестра, построенного на технологии блокчейн, для выверки информации по платежам в режиме реального времени.»^[50]

18 октября 2017 года Внешэкономбанк и правительство Новгородской области на международном форуме «Открытые инновации» в Москве объявили о запуске в сентябре пилотного проекта по созданию системы контроля за обеспечением жителей области лекарственными препаратами. Губернатор области сообщил, что «использование технологии блокчейн при мониторинге всей цепочки поставок лекарственных препаратов позволит предотвратить злоупотребления и выявить нелегальный оборот дорогостоящих лекарств, а также сократить случаи смертности по причине приема некачественных лекарств». В декабре 2017 года планируется завершить тестирование рабочего прототипа проекта.^[51]

19 октября 2017 года стало известно, что правительство Москвы готово предоставить Росреестру вычислительный сервер для внедрения технологии блокчейн при регистрации недвижимости.^[52]

1 февраля 2018 года «Газпром нефть» и «Газпромнефть-Снабжения» сообщили об успешном протестировании технологии блокчейн и концепции интернета вещей в логистике. Успешная реализация пилотного проекта подтвердила возможность применения технологии блокчейн в управлении цепочками поставок^[53][54].

См. также

Ссылки

Примечания

1. ↑ Satoshi, 2008, с. 2—3.
2. ↑ Генкин, Михеев, 2017, с. 15.
3. ↑ ^{1 2} Marco Iansiti and Karim R. Lakhani (2017). «The Truth About Blockchain». Harvard Business Review (January–February 2017 issue): 118–127. Проверено 27 February 2018.
4. ↑ ^{1 2 3} Satoshi, 2008, с. 3.
5. ↑ Genesis Block, Block 0 (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
6. ↑ ^{1 2} Satoshi, 2008, с. 4.
7. ↑ Finding 2016 Blocks (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
8. ↑ Bitcoin Block Explorer — сайт, позволяющий просматривать цепочку блоков (англ.). Проверено 21 декабря 2015. Архивировано 15 июля 2012 года.
9. ↑ Satoshi, 2008, с. 5.
10. ↑ ^{1 2} Satoshi, 2008, с. 2.
11. ↑ The Mission to Decentralize the Internet, The New Yorker (12 December 2013). Проверено 30 декабря 2014. «The network’s „nodes“—users running the bitcoin software on their computers—collectively check the integrity of other nodes to ensure that no one spends the same coins twice. All transactions are published on a shared public ledger, called the „block chain“».
12. ↑ Релиз Bitcoin 0.8.0 — OpenSource — Новости. Проверено 22 февраля 2013. Архивировано 13 марта 2013 года.
13. ↑ Bitcoin is under attack (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
14. ↑ ^{1 2} Число брошенных блоков (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
15. ↑ Bitcoin Developer Examples (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
16. ↑ Статья о вероятности Double Spending атаки (англ.). Архивировано 21 мая 2013 года.
17. ↑ Satoshi, 2008, с. 6—8.
18. ↑ Bitcoin Charts (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
19. ↑ Bitcoin security guarantee shattered by anonymous miner with 51 % network power (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
20. ↑ Графики изменения сложности сети Bitcoin (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
21. ↑ Bitcoin hash (англ.). Проверено 21 декабря 2015.
22. ↑ «Наш ответ блокчейну»: российские банки намерены запустить свой аналог распределённого реестра (рус.), CoinMarket.News (4 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
23. ↑ «Сбербанк» стал первым российским банком в составе Enterprise Ethereum Alliance (рус.), CoinMarket.News (18 октября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
24. ↑ Visa планирует запатентовать собственную систему цифровых активов (рус.), CoinMarket.News (21 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
25. ↑ Visa будет использовать блокчейн для международных платежей (рус.). Хайтек. Проверено 3 ноября 2017.
26. ↑ Mastercard разрабатывает собственную блокчейн-систему транзакций (рус.), CoinMarket.News (22 сентября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
27. ↑ Mastercard запускает платежную сеть на блокчейне (рус.). Хайтек. Проверено 3 ноября 2017.
28. ↑ Китайский гигант UnionPay работает над блокчейном для банкоматов (рус.), CoinMarket.News (28 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
29. ↑ Межбанковская система Swift завершила тестирование смарт-контрактов на основе блокчейна (рус.), CoinMarket.News (3 июля 2017). Проверено 3 ноября 2017.
30. ↑ «Единогласно»: SWIFT сообщает об успешном тестировании протоколов Proof-of-Concept (рус.), CoinMarket.News (16 октября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
31. ↑ ^{1 2} Nienhaus, Lisa. Kryptowährung: Der Blockchain-Code (de-DE), Die Zeit (28 февраля 2018). Проверено 28 февраля 2018.
32. ↑ S7 Airlines в партнерстве с Альфа-Банком запустила новое решение по продаже авиабилетов на базе Ethereum (28.07.2017).
33. ↑ Sweden tests blockchain technology for land registry, Reuters (Thu Jun 16 20:19:44 UTC 2016). Проверено 3 ноября 2017.
34. ↑ Государственный земельный кадастр Украины перешел на технологию Blockchain — ITC.ua (рус.), ITC.ua (3 октября 2017). Проверено 13 декабря 2017.
35. ↑ Теперь официально: земельный реестр Дубая начал «переезд» в блокчейн (рус.), CoinMarket.News (9 октября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
36. ↑ Browne, Ryan. An Indian state wants to use blockchain to fight land ownership fraud, CNBC (10 октября 2017). Проверено 6 апреля 2018.
37. ↑ AP govt becomes first state in India to adopt blockchain tech for governance, The News Minute (10 октября 2017). Проверено 6 апреля 2018.
38. ↑ Andhra to get Block Chain Technology Park (англ.). The Hans India. Проверено 6 апреля 2018.
39. ↑ Блокчейн могут начать внедрять в систему ЕГРН на территории Москвы в рамках эксперимента в 2018 г., Рамблер (18 октября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
40. ↑ Allison, Ian. 3D printing, counterfeit pharma and crypto CCTV highlighted at Digital Catapult Blockchain Pitchoff (англ.), International Business Times UK (31 March 2016). Проверено 3 ноября 2017.
41. ↑ Правительство Бразилии тестирует блокчейн-систему удостоверений личности (рус.), CoinMarket.News (24 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
42. ↑ Правительство Бразилии тестирует блокчейн-систему удостоверений личности (рус.), CoinMarket.News (24 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
43. ↑ Финляндия решила проблему идентификации беженцев с помощью блокчейна (рус.), CoinMarket.News (6 сентября 2017). Проверено 3 ноября 2017.
44. ↑ Блокчейн-республика: система «электронного резидентства» в Эстонии создаёт цифровое общество без границ (рус.), CoinMarket.News (16 августа 2017). Проверено 3 ноября 2017.
45. ↑ The Impact and Potential of Blockchain on Securities Transaction Lifecycle | The SWIFT Institute
46. ↑ В SWIFT заявили об опасности нереалистичных ожиданий в отношении блокчейна | ForkLog
47. ↑ Нуриэль Рубини Сломанные обещания блокчейна (англ.)
48. ↑ Росреестр в сентябре запустит пилотный проект на основе блокчейна в Новгородской области (рус.), ТАСС. Проверено 15 сентября 2017.
49. ↑ Татарстан на блокчейне: власти внедрят новую технологию в госуправлении, 24 июля 2017
50. ↑ Сбербанк и SWIFT оценят возможность использования блокчейн в банковских расчетах
51. ↑ В Новгородской области контроль за лекарственными средствами будут осуществлять на блокчейне, 18 октября 2017
52. ↑ Власти Москвы готовы предоставить Росреестру сервер для внедрения блокчейн-сервисов
53. ↑ «Газпром нефть» начала использование блокчейна при поставках оборудования (1 февраля 2018). Проверено 6 апреля 2018.
54. ↑ В «Газпром нефти» испытали блокчейн и интернет вещей в логистике (рус.). www.gazprom-neft.ru. Проверено 6 апреля 2018.

Литература

Книги

• Артем Генкин, Алексей Михеев. Блокчейн. Как это работает и что ждет нас завтра. — М.: Альпина Паблишер, 2017. — 592 p. — ISBN 978-5-9614-6558-7.
• Melanie Swan. Blockchain: Blueprint for a New Economy. — O’Reilly Media, Inc., 2015. — 152 p. — ISBN 978-1-4919-2047-3. В русском переводе Мелани Свон. Блокчейн: Схема новой экономики. — Олимп-Бизнес, 2016. — 240 с. ISBN 978-5-9693-0360-7
• Pedro Franco. The Blockchain // Understanding Bitcoin: Cryptography, Engineering and Economics. — John Wiley & Sons, 2014. — 288 p. — ISBN 978-1-119-01916-9.
• Andreas M. Antonopoulos. 7. The Blockchain // Mastering Bitcoin. — O’Reilly Media, Inc., 2014. — ISBN 978-1-4493-7404-4.

Статьи

wiki2.red

Блокчейн — WiKi

Блок транзакций

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей^[5]. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру — блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок^[6].

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 майнеру за созданный блок^[5]. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование^[7], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент 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^[5].

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков — около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы система генерировала блоки почти с постоянной скоростью, не зависящей от вычислительной мощности участников сети^[8].

Цепочка блоков

  Основная последовательность блоков (чёрные) является самой длинной от начального (зелёный) до текущего. Побочные ветви (фиолетовые) отсекаются.

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются»^[7].

Таким образом, цепочка блоков содержит историю владения, с которой можно ознакомиться, например, на специализированных сайтах^[9].

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хеш-цепочки^[10] (элемент цифровой подписи).

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^[11], 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^[12].

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»^[11], 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.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB^[13].

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^[14]. 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 вероятность отмены транзакции стала очень низкой.

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^[15]. 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.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений^[16], но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям^[17] — одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов^[18], но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

Открытость цепочки блоков позволяет внести в произвольный блок изменения. Но тогда потребуется пересчёт хеша не только изменённого блока, но и всех последующих. Фактически, для такой операции потребуется мощность не меньше той, которая была использована для создания изменённого и последующих блоков (то есть всей текущей мощности), что делает такую возможность крайне маловероятной.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s^[19]. С начала 2014 года объединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети^[20].

Двойное расходование биткойнов на практике не было зафиксировано ни разу. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков^[15].

Сложность

За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт — соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается — длиннее^[21]. Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула)^[22].

В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер. При этом степень заинтересованности компаний в разных секторах экономики значительно варьируется. Финансовый сектор активно готовится к повсеместному внедрению блокчейна, тогда как производственные предприятия оставляют эту технологию без внимания^[4].

Банковский сектор, инвестиции и биржи

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ^[23] и Сбербанк^[24].

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA^[25][26], Mastercard^[27][28], Unionpay^[29] и SWIFT^[30][31].

Лондонское подразделение Дойче Банка Innovation Lab разрабатывает систему инвестиций на основе блокчейн-технологии, ускоряющую, упрощающую и удешевляющую процесс инвестирования за счёт исключения или сокращения роли посредников, адвокатов (поверенных), аудиторов и клиринговых агентов^[32].

В июле 2017 года S7 Airlines и Альфа-банк запустили в эксплуатацию^[33] блокчейн-платформу автоматизации торговых операций с агентами на базе Ethereum.

Земельный реестр

Швеция^[34], Украина^[35] и ОАЭ^[36] планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.

Правительство Индии борется с земельным мошенничеством при помощи блокчейн^[37]. Андхра-Прадеш стал первым индийским штатом, где правительство предприняло шаги по внедрению блокчейн решений^[38]. Для этого в городе Вишакхапатнам будет создан технологический парк при участии блокчейн компаний Apla, Phoenix и Oasis Grace^[39].

В первом полугодии 2018 года будет проводиться эксперимент по использованию технологии блокчейн в целях мониторинга достоверности сведений Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) на территории Москвы^[40].

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation, предоставляющая услуги традиционного государства, такие как удостоверение личности, нотариат и ряд других^[41].

В июне 2017 Accenture и Microsoft представили систему цифровых удостоверений личности на блокчейне^[42].

В августе 2017 правительство Бразилии начало тестирование системы удостоверений личности на блокчейн^[42].

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий^[43].

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства^[44].

Платёжное средство

Всемирная продовольственная программа использует технологию блокчейн для обеспечения беженцев продовольствием через существующие на местах торговые точки и сети вместо непосредственной раздачи продовольствия или выдачи беженцам наличных денег для покупки продуктов. Идея принадлежит Хуману Хададу (Houman Haddad). Для идентификации получателей продовольствия используется биометрия (сканирование радужной оболочки глаза). Экономия в 2018 году за счёт применения этой технологии только в Иордании составила 150 000 долларов в месяц.^[32]

В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра. В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию.^[49]

По поручению президента Татарстана экспертами компании «Киви платформа» проведено исследование о применимости технологии блокчейн в государственном управлении, и предложено внедрение технологии блокчейн в системы межведомственного документооборота, нотариата, учёта дипломов, голосования, здравоохранения, земельного кадастра, цифровой личности, регистрационных действий (гражданских состояний). Решения находятся в стадии рассмотрения.^[50]

Сбербанк и SWIFT в ходе Sibos 2017 в Торонто «договорились о координации шагов по оценке возможности применения технологии блокчейн в платформах межбанковских расчётов. Платформа SWIFT использует возможности распределённого реестра, построенного на технологии блокчейн, для выверки информации по платежам в режиме реального времени.»^[51]

18 октября 2017 года Внешэкономбанк и правительство Новгородской области на международном форуме «Открытые инновации» в Москве объявили о запуске в сентябре пилотного проекта по созданию системы контроля за обеспечением жителей области лекарственными препаратами. Губернатор области сообщил, что «использование технологии блокчейн при мониторинге всей цепочки поставок лекарственных препаратов позволит предотвратить злоупотребления и выявить нелегальный оборот дорогостоящих лекарств, а также сократить случаи смертности по причине приема некачественных лекарств». В декабре 2017 года планируется завершить тестирование рабочего прототипа проекта.^[52]

19 октября 2017 года стало известно, что правительство Москвы готово предоставить Росреестру вычислительный сервер для внедрения технологии блокчейн при регистрации недвижимости.^[53]

1 февраля 2018 года «Газпром нефть» и «Газпромнефть-Снабжения» сообщили об успешном тестировании технологии блокчейн и концепции интернета вещей в логистике. Успешная реализация пилотного проекта подтвердила возможность применения технологии блокчейн в управлении цепочками поставок^[54][55].

ru-wiki.org

Блокчейн — Википедия РУ

Блок транзакций

Блок транзакций — специальная структура для записи группы транзакций в системе Биткойн и аналогичных ей^[5]. Транзакция считается завершённой и достоверной («подтверждённой»), когда проверены её формат и подписи, и когда сама транзакция объединена в группу с несколькими другими и записана в специальную структуру — блок. Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок^[6].

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 майнеру за созданный блок^[5]. Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Критерий отбора из очереди задаёт майнер самостоятельно. Это не обязательно должна быть хронология по времени. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование^[7], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Транзакции, кроме начисления комиссии за создание блока, содержат внутри параметра input ссылку на транзакцию с предыдущим состоянием данных (в системе Биткойн, например, даётся ссылка на ту транзакцию, по которой были получены расходуемые биткойны). Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

Созданный блок будет принят остальными пользователями, если числовое значение хеша заголовка равно или меньше определённого целевого числа, величина которого периодически корректируется. Так как результат хеширования функции SHA-256 считается необратимым, на данный момент 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^[5].

Величина целевого числа, с которым сравнивается хеш, в системе Биткойн корректируется через каждые 2016 блоков. Запланировано, что вся сеть системы Биткойн должна тратить на генерацию одного блока примерно 10 минут, на 2016 блоков — около двух недель. Если 2016 блоков сформированы быстрее, то цель немного уменьшается и достичь её становится труднее, в противном случае цель увеличивается. Изменение сложности вычислений не влияет на надёжность сети Биткойн и требуется лишь для того, чтобы система генерировала блоки почти с постоянной скоростью, не зависящей от вычислительной мощности участников сети^[8].

Цепочка блоков

  Основная последовательность блоков (чёрные) является самой длинной от начального (зелёный) до текущего. Побочные ветви (фиолетовые) отсекаются.

Блоки одновременно формируются множеством «майнеров». Удовлетворяющие критериям блоки отправляются в сеть, включаясь во все репликации распределённой базы блоков. Регулярно возникают ситуации, когда несколько новых блоков в разных частях распределённой сети называют предыдущим один и тот же блок, то есть цепочка блоков может ветвиться. Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В этом случае возможно параллельное наращивание различных ветвей. В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок. Транзакции получения вознаграждения за создание отсечённых блоков не дублируются в другой ветке, то есть «лишние» биткойны, выплаченные за формирование отсечённых блоков, не получают дальнейших подтверждений и «утрачиваются»^[7].

Таким образом, цепочка блоков содержит историю владения, с которой можно ознакомиться, например, на специализированных сайтах^[9].

Блокчейн формируется как непрерывно растущая цепочка блоков с записями обо всех транзакциях. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков. Информация в блоках не шифрована и доступна в открытом виде, но отсутствие изменений удостоверяется криптографически через хеш-цепочки^[10] (элемент цифровой подписи).

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^[11], 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^[12].

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»^[11], 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.

До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB^[13].

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^[14]. 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 вероятность отмены транзакции стала очень низкой.

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^[15]. 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.

Биткойны, полученные за создание блока, протокол разрешает использовать после 100 подтверждений^[16], но стандартная программа-клиент показывает комиссию через 120 подтверждений, то есть обычно воспользоваться комиссией можно примерно через 20 часов после её начисления.

«Двойное расходование»

Если контролировать более 50 % суммарной вычислительной мощности сети, то существует теоретическая возможность при любом пороге подтверждений одни и те же биткойны передать два раза разным получателям^[17] — одна из транзакций будет публичной и подтверждаться в общем порядке, а вторая не будет афишироваться, её подтверждения будут происходить блоками скрытой параллельной ветви. Лишь через некоторое время сеть получит сведения о второй транзакции, она станет подтверждённой, а первая утратит подтверждения и будет игнорироваться. В результате не произойдёт удвоения биткойнов^[18], но изменится их текущий владелец, при этом первый получатель утратит биткойны без каких-либо компенсаций.

Открытость цепочки блоков позволяет внести в произвольный блок изменения. Но тогда потребуется пересчёт хеша не только изменённого блока, но и всех последующих. Фактически, для такой операции потребуется мощность не меньше той, которая была использована для создания изменённого и последующих блоков (то есть всей текущей мощности), что делает такую возможность крайне маловероятной.

На 1 декабря 2013 года суммарная мощность сети превысила 6000 THash/s^[19]. С начала 2014 года объединение майнеров (пул) Ghash.io длительное время контролирует свыше 40 % суммарной мощности сети «Биткойн», а в начале июня 2014 года в нём кратковременно концентрировалось более 50 % мощности сети^[20].

Двойное расходование биткойнов на практике не было зафиксировано ни разу. На май 2015 года параллельные цепочки никогда не превышали 5 блоков^[15].

Сложность

За требование к хешам блоков отвечает специальный параметр, называемый «сложность». Так как вычислительные мощности сети непостоянны, этот параметр пересчитывается клиентами сети через каждые 2016 блоков таким образом, чтобы поддерживать среднюю скорость формирования блокчейна на уровне 2016 блоков в две недели. Таким образом, 1 блок должен создаваться примерно раз в десять минут. На практике, когда вычислительная мощность сети растёт — соответствующие временные промежутки короче, а когда снижается — длиннее^[21]. Перерасчёт сложности с привязкой ко времени возможен благодаря наличию в заголовках блоков времени их создания. Оно записывается в Unix-формате по системным часам автора блока (если блок создается в пуле, то по системным часам сервера этого пула)^[22].

В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер. При этом степень заинтересованности компаний в разных секторах экономики значительно варьируется. Финансовый сектор активно готовится к повсеместному внедрению блокчейна, тогда как производственные предприятия оставляют эту технологию без внимания^[4].

Банковский сектор, инвестиции и биржи

В российском банковском секторе к технологии проявляют интерес такие компании как ВТБ^[23] и Сбербанк^[24].

О разработках и планах использования технологии блокчейн заявили платёжные системы VISA^[25][26], Mastercard^[27][28], Unionpay^[29] и SWIFT^[30][31].

Лондонское подразделение Дойче Банка Innovation Lab разрабатывает систему инвестиций на основе блокчейн-технологии, ускоряющую, упрощающую и удешевляющую процесс инвестирования за счёт исключения или сокращения роли посредников, адвокатов (поверенных), аудиторов и клиринговых агентов^[32].

В июле 2017 года S7 Airlines и Альфа-банк запустили в эксплуатацию^[33] блокчейн-платформу автоматизации торговых операций с агентами на базе Ethereum.

Земельный реестр

Швеция^[34], Украина^[35] и ОАЭ^[36] планируют вести земельный реестр при помощи технологии блокчейн.

Правительство Индии борется с земельным мошенничеством при помощи блокчейн^[37]. Андхра-Прадеш стал первым индийским штатом, где правительство предприняло шаги по внедрению блокчейн решений^[38]. Для этого в городе Вишакхапатнам будет создан технологический парк при участии блокчейн компаний Apla, Phoenix и Oasis Grace^[39].

В первом полугодии 2018 года будет проводиться эксперимент по использованию технологии блокчейн в целях мониторинга достоверности сведений Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) на территории Москвы^[40].

Удостоверение личности

В 2014 году основана компания Bitnation, предоставляющая услуги традиционного государства, такие как удостоверение личности, нотариат и ряд других^[41].

В июне 2017 Accenture и Microsoft представили систему цифровых удостоверений личности на блокчейне^[42].

В августе 2017 правительство Бразилии начало тестирование системы удостоверений личности на блокчейн^[42].

Финляндия идентифицирует беженцев при помощи блокчейн-технологий^[43].

В Эстонии работает блокчейн-система электронного гражданства^[44].

Платёжное средство

Всемирная продовольственная программа использует технологию блокчейн для обеспечения беженцев продовольствием через существующие на местах торговые точки и сети вместо непосредственной раздачи продовольствия или выдачи беженцам наличных денег для покупки продуктов. Идея принадлежит Хуману Хададу (Houman Haddad). Для идентификации получателей продовольствия используется биометрия (сканирование радужной оболочки глаза). Экономия в 2018 году за счёт применения этой технологии только в Иордании составила 150 000 долларов в месяц.^[32]

В июле 2017 года в Новгородской области планировалась работа по запуску пилотного проекта по внедрению технологии блокчейн в работу Росреестра. В проекте должны были участвовать Внешэкономбанк и Агентство по ипотечному жилищному кредитованию.^[49]

По поручению президента Татарстана экспертами компании «Киви платформа» проведено исследование о применимости технологии блокчейн в государственном управлении, и предложено внедрение технологии блокчейн в системы межведомственного документооборота, нотариата, учёта дипломов, голосования, здравоохранения, земельного кадастра, цифровой личности, регистрационных действий (гражданских состояний). Решения находятся в стадии рассмотрения.^[50]

Сбербанк и SWIFT в ходе Sibos 2017 в Торонто «договорились о координации шагов по оценке возможности применения технологии блокчейн в платформах межбанковских расчётов. Платформа SWIFT использует возможности распределённого реестра, построенного на технологии блокчейн, для выверки информации по платежам в режиме реального времени.»^[51]

18 октября 2017 года Внешэкономбанк и правительство Новгородской области на международном форуме «Открытые инновации» в Москве объявили о запуске в сентябре пилотного проекта по созданию системы контроля за обеспечением жителей области лекарственными препаратами. Губернатор области сообщил, что «использование технологии блокчейн при мониторинге всей цепочки поставок лекарственных препаратов позволит предотвратить злоупотребления и выявить нелегальный оборот дорогостоящих лекарств, а также сократить случаи смертности по причине приема некачественных лекарств». В декабре 2017 года планируется завершить тестирование рабочего прототипа проекта.^[52]

19 октября 2017 года стало известно, что правительство Москвы готово предоставить Росреестру вычислительный сервер для внедрения технологии блокчейн при регистрации недвижимости.^[53]

1 февраля 2018 года «Газпром нефть» и «Газпромнефть-Снабжения» сообщили об успешном тестировании технологии блокчейн и концепции интернета вещей в логистике. Успешная реализация пилотного проекта подтвердила возможность применения технологии блокчейн в управлении цепочками поставок^[54][55].

www.http-wikipediya.ru

Технология блокчейн – что это такое простыми словами? Преимущества blockchain и сферы применения

Понравилась статья? Следите за новыми идеями из мира строительства, дизайна, полезных советов в нашем канале. Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзене. Подписаться.

Прошедший в июне 2017 года Петербургский международный экономический форум был посвящен развитию технологии блокчейн. Он собрал рекордное количество участников и привлек пристальное внимание руководства России. Понимая всю важность цифровой экономики и развития “высоких” технологий, Президент России Владимир Путин заинтересовался технологией blockchain и принял участие в дискуссии по этому вопросу. Разумеется, если руководители страны интересуются и уделяют внимание какому-то вопросу или технологии, то и многим рядовым пользователям хочется узнать, что это такое? Поэтому данная статья призвана объяснить простым и понятным языком, что это за технология, зачем она нужна, какие перспективы открывает ее использование?

Что такое блокчейн?

Слово blockchain в переводе с английского означает «цепочка блоков». Впервые это понятие появилось как название распределенной базы данных, которая была реализована в криптовалюте «Биткоин». Блокчейн представляет собой способ хранения различных данных или цифровой реестр контрактов, сделок и транзакций. Иными словами, всего того, чему необходима отдельная независимая запись и, при необходимости, проверка. В нем можно сохранять данные о выданных кредитах, правах на собственность, нарушениях правил дорожного движения, бракосочетаниях и разводах. Одним словом, практически обо всем. Его главное отличие и неоспоримое преимущество заключается в том, что этот реестр не хранится в каком-то определенном месте. Он распределен по всему миру посредством нескольких сотен и даже тысяч компьютеров. В этой сети любой пользователь имеет возможность свободного доступа к актуальной версии реестра. Таким образом, он совершенно прозрачен абсолютно для всех участников.

Все сделанные цифровые записи соединяются в «блоки», которые потом с помощью сложных математических алгоритмов хронологически и криптографически связываются в «цепочку». Каждый такой блок соединен с предшествующим и содержит в себе определенный набор записей. Добавление новых блоков производится строго в конец цепочки.

Более упрощенно блокчейн можно представить в виде большой учетной книги, в которой фиксируется перемещение информации или средств с одного счета на другой. Все пользователи этой технологии обладают равноправным доступом к системе. Все сформированные в блоки данных операции сохраняются у всех участников сети, а каждый блок содержит ссылку в виде зашифрованных данных предшествующего блока.

Инфографик “Как работает блокчейн?”

Надежность и безопасность системы

Процесс шифрования или хеширование выполняет большое количество компьютеров, которые работают в одной сети. Если при их расчетах во всех получается одинаковый результат, то блок получает уникальную цифровую подпись – сигнатуру. Образование нового блока ведет к обновлению реестра и его уже никаким образом нельзя изменить. Это значит, что подделать его нельзя, а можно только добавлять новые записи. Важно запомнить, что обновление реестра на всех компьютерах в сети происходит одновременно.

Распределение баз данных blockchain среди множества компьютеров делает ее взлом хакерами невозможным. Ведь для этого они должны получить одновременный доступ к копиям базы данных на всех компьютерах сети. Технология также дает возможность обезопасить личные данные, ибо процесс хеширования необратим. Даже если получится изменить оригинальный документ или транзакцию, то они сразу же получат другую цифровую подпись, что просигнализирует о несоответствии в системе.

Зачем нужен майнинг и майнеры?

Идея технологии блокчейн достаточно проста. Это колоссальная база данных общего пользования, не имеющая централизованного руководства. Если взять всем известные сейчас биткоины, то проверкой их транзакций занимаются майнеры. Так называют участников системы, подтверждающих подлинность совершенных действий и формирующих из записей транзакций блоки.

Так как процесс майнинга сопровождается решением сложных математических задач, то в своем арсенале майнерам нужно иметь очень мощные компьютеры. В их руках и находится распределенная база данных, которая состоит из «цепочки блоков». Такой характер базы данных позволяет контролировать транзакции без участия каких-то финансовых регуляторов.

gazeta-pravo.ru