Что такое «блокчейн»?


Если вы в последнее время смотрели новости, возможно, вы слышали о чем-то, что называется блокчейном. Это концепция, которая делает данные сверхзащищенными для конкретных целей. Вы, наверное, слышали это в связи с биткойном, но у него есть приложения, выходящие далеко за рамки любимых всеми криптовалют. Вот краткое объяснение того, как это работает.

Все начинается с шифрования

Чтобы понять блокчейны, вам нужно понимать криптографию. Идея криптографии намного старше компьютеров: она просто означает перегруппировку информации таким образом, что вам нужен определенный ключ для ее понимания. Простой декодер кольцо игрушка Вы нашли в коробке с хлопьями Kix форму самой простой криптографии — создайте ключ (также известный как шифр), который заменяет букву на цифру, пропустите ваше сообщение через ключ, а затем отдайте ключ кому-нибудь . Любой, кто найдет сообщение без ключа, не сможет его прочитать, если только оно не «взломано». Военные использовали более сложную криптографию задолго до компьютеров ( Энигма машина кодированные и декодированные сообщения во время Второй мировой войны, например).

Однако современное шифрование полностью цифровое. Сегодняшние компьютеры используют методы шифрования, которые настолько сложны и настолько безопасны, что их невозможно взломать простыми вычислениями, выполненными людьми. Однако технология компьютерного шифрования не идеальна; он все еще может быть «взломан», если достаточно умные люди атакуют алгоритм, и данные все еще уязвимы, если кто-то помимо владельца найдет ключ. Но даже шифрование на потребительском уровне, такое как 128-битное шифрование AES, которое теперь является стандартом для iPhone и Android, достаточно, чтобы скрыть заблокированные данные от ФБР.

Блокчейн — это совместный безопасный реестр данных

Шифрование обычно используется для блокировки файлов, поэтому к ним могут получить доступ только определенные люди. Но что, если у вас есть информация, которую должны видеть все — например, бухгалтерская информация для государственного учреждения, которая должна быть публичной по закону — и при этом должна быть в безопасности? Вот и возникает проблема: чем больше людей могут просматривать и редактировать информацию, тем менее она защищена.

Блокчейны были разработаны для удовлетворения потребностей в безопасности в этих конкретных ситуациях. В блокчейне каждый раз, когда осуществляется доступ к информации и обновляется, изменение записывается и проверяется, а затем блокируется шифрованием и не может быть отредактировано снова. Затем набор изменений сохраняется и добавляется к общей записи. В следующий раз, когда кто-то вносит изменения, все начинается заново, сохраняя информацию в новом «блоке», который зашифрован и прикреплен к предыдущему блоку (отсюда «цепочка блоков»). Этот повторяющийся процесс связывает самую первую версию набора информации с последней версией, поэтому каждый может видеть все когда-либо сделанные изменения, но может вносить и редактировать только последнюю версию.

Эта идея устойчива к метафорам, но представьте, что вы в группе из десяти человек собираете набор LEGO. Вы можете добавлять только одну деталь за раз и никогда не можете удалить какие-либо части. Каждый член группы должен конкретно договориться о том, где пойдет следующая пьеса. Таким образом, вы можете увидеть все части в любое время — вплоть до самой первой части проекта, — но вы можете изменить только последнюю часть.

Для чего-то более актуального представьте совместный документ, например электронную таблицу в Google Docs или Office 365. Каждый, у кого есть доступ к документу, может его редактировать, и каждый раз, когда они это делают, изменение сохраняется и записывается как новая электронная таблица, затем заблокирован в истории документа. Таким образом, вы можете шаг за шагом вернуться к внесенным изменениям, но вы можете только добавлять информацию в последнюю версию, а не изменять предыдущие версии электронной таблицы, которые уже были заблокированы.

Как вы, наверное, слышали, идея защищенной, постоянно обновляемой «бухгалтерской книги» в основном применяется к финансовым данным, где она имеет наибольший смысл. Распределенные цифровые валюты, такие как Биткойн, являются наиболее распространенным применением блокчейнов — фактически, самая первая из них была создана для Биткойна, и идея распространилась оттуда.

Техническая составляющая: шаг за шагом, блок за блоком

Как все это на самом деле происходит на компьютере? Это комбинация криптографии и одноранговой сети.

Возможно, вы знакомы с одноранговым обменом файлами: такими службами, как BitTorrent, которые позволяют пользователям загружать и скачивать цифровые файлы из нескольких мест более эффективно, чем через одно соединение. Представьте «файлы» как основные данные в цепочке блоков, а процесс загрузки — как криптографию, которая поддерживает их обновление и безопасность.

Или, если вернуться к нашему примеру с Google Docs выше: представьте, что совместный документ, над которым вы работаете, не хранится на сервере. Вместо этого он находится на компьютере каждого человека, которые постоянно проверяют и обновляют друг друга, чтобы убедиться, что никто не изменил предыдущие записи. Это делает его «децентрализованным».

В этом основная идея блокчейна: это криптографические данные, к которым постоянно осуществляется доступ и которые одновременно защищаются, без какого-либо централизованного сервера или хранилища, с записью изменений, которая включается в каждую новую версию данных.

Итак, у нас есть три элемента, которые следует учитывать в этих отношениях. Во-первых, это сеть одноранговых пользователей, в которых хранятся копии записи блокчейна. Во-вторых, данные, которые эти пользователи добавляют в последний «блок» информации, позволяя обновлять его и добавлять в общую запись. В-третьих, криптологические последовательности, которые пользователи генерируют, чтобы согласовать последний блок, фиксируя его на месте в последовательности данных, образующих запись.

Именно этот последний кусочек является секретным соусом сэндвича с блокчейном. Используя цифровую криптографию, каждый пользователь использует мощность своего компьютера, чтобы помочь решить некоторые из этих сверхсложных математических задач, обеспечивающих безопасность записи. Эти чрезвычайно сложные решения, известные как «хеш», решают основные части данных в записи, например, на каком аккаунте добавлялись или вычитались деньги в бухгалтерской книге, и откуда эти деньги пошли или откуда пришли. Чем плотнее данные, тем сложнее криптография и тем больше вычислительных мощностей требуется для их разрешения. (Кстати, именно здесь в игру вступает идея «майнинга» биткойнов.)

Итак, чтобы подвести итог, мы можем думать о блокчейне как о фрагменте данных, который:

  1. Постоянно обновляется. Пользователи блокчейна могут получить доступ к данным в любое время и добавить информацию в самый новый блок.
  2. Распространено. Копии данных блокчейна хранятся и защищаются каждым пользователем, и все должны согласовать новые дополнения.
  3. Проверено. Как изменения в новых блоках, так и копии старых блоков должны быть согласованы всеми пользователями посредством криптографической проверки.
  4. Безопасный. Подделка старых данных и изменение метода защиты новых данных предотвращается как криптографическим методом, так и нецентрализованным хранением самих данных.

И, хотите верьте, хотите нет, это становится еще более сложным, чем это… но это основная идея.

Блокчейн в действии: покажите мне (цифровые) деньги!

Итак, давайте рассмотрим пример того, как это применимо к такой криптовалюте, как Биткойн. Допустим, у вас есть один биткойн, и вы хотите потратить его на новую машину. (Или велосипед, или дом, или островное государство малого и среднего размера — сколько бы ни стоил один биткойн на этой неделе.) Вы подключаетесь к децентрализованной цепочке блоков биткойнов с помощью своего программного обеспечения и отправляете свой запрос для передачи вашего Биткойн продавцу машины. Затем ваша транзакция передается в систему.

Это может увидеть каждый человек в системе, но ваша личность и личность продавца — это лишь временные подписи, крошечные элементы огромных математических задач, которые составляют основу цифровой криптографии. Эти значения включаются в уравнение цепочки блоков, а сама проблема «решается» участниками одноранговой сети, генерирующими криптографические хэши.

После подтверждения транзакции один биткойн переходит от вас к продавцу и записывается в последний блок в цепочке. Блок закончен, запечатан и защищен криптографией. Начинается следующая серия транзакций, и цепочка блоков становится длиннее и содержит полную запись всех транзакций при каждом обновлении.

Теперь, когда вы думаете о блокчейне как о «безопасном», важно понимать контекст. Отдельные транзакции безопасны, а общая запись безопасна, пока методы, используемые для защиты криптографии, остаются «невредимыми». (И помните, что это действительно трудно сломатьдаже ФБР не может сделать это с помощью одних только вычислительных ресурсов.) Но самое слабое звено в цепочке блоков — это вы — пользователь.

Если вы разрешите кому-то другому использовать ваш личный ключ для доступа к цепочке, или если они найдут его, просто взломав ваш компьютер, они могут вносить дополнения в цепочку с вашей информацией, и их невозможно остановить. Вот как биткойны «украдены» в широко разрекламированные атаки на основные рынки: были скомпрометированы компании, которые управляли рынками, а не сам блокчейн Биткойн. А поскольку украденные биткойны передаются анонимным пользователям посредством процесса, который проверяется блокчейном и записывается навсегда, найти злоумышленника невозможно. или получить биткойн.

Что еще могут делать блокчейны?

Технология блокчейн началась с биткойнов, но это настолько важная идея, что она не оставалась там надолго. Система, которая постоянно обновляется, доступна для всех, проверена в нецентрализованной сети и невероятно безопасна, имеет множество различных приложений. Финансовые учреждения, такие как JP Morgan Chase и Австралийская фондовая биржа, разрабатывают системы блокчейнов для защиты и распространения финансовых данных (для обычных денег, а не для криптовалют, таких как Биткойн). Фонд Билла и Мелинды Гейтс надеется использовать блокчейн-системы для предоставления бесплатных распределенных банковских услуг миллиардам людей, которые не могут позволить себе обычный банковский счет.

Инструменты с открытым исходным кодом, такие как Hyperledger пытаются сделать технологии блокчейн доступными для более широкого круга людей, в некоторых случаях делая это без необходимости огромных вычислительных мощностей, необходимых для защиты других проектов. Совместные рабочие системы могут быть проверены и записаны с помощью методов блокчейна. Таким же образом можно использовать практически все, что нужно постоянно записывать, получать к ним доступ и обновлять.

Изображение предоставлено: posteriori / Shutterstock, Льюис Цзе Пуй Лунг / Shutterstock, Зак Копли

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.