Что такое блокчейн? Простыми словами о сложном

Всё гениальное — просто. Это утверждение справедливо по отношению к блокчейну лишь отчасти. Блокчейн прост — потому, что это всего лишь цепь списков, или файлов, каждый из которых содержит в себе историю всех транзакций с криптовалютой. Блокчейн сложен — потому, что эта история закодирована, и для генерации кода используются сложные вычислительные процессы. Этот код обеспечивает защиту от любого изменения исходной информации. Уже сложно? Не переживайте, дальше будут только метафоры и примеры, которые простым языком помогут вам понять принцип блокчейна и появления криптовалюты.

Объясняем, что такое блокчейн на примере монополии

Допустим, мы участники игры похожей на “Монополию”, только бумажных денег в ней нет, а количество игроков не ограничено. Вместо денег мы используем записки, в которых пишем, что “Я купил у Саши Цветной Бульвар за 300 000 рублей”, и подпись. Для того, чтобы вести учет сколько каждый “монополист” потратил денег, и сколько получил новых, нужно собирать все записки, и постоянно пересчитывать суммы в записях. При большом количестве людей в игре это сложно, поэтому для удобства запись ведётся в общем журнале.

Такая система не очень эффективна. Тот, кто ведёт журнал может ошибиться или намеренно исказить содержание записки. Чтобы этого избежать нужен контроль обращения денег в игре, кто-то, кто максимально заинтересован в подлинности передачи информации в записке. В сохранении чистоты переводов максимально заинтересованы все участники игры, поэтому можно организовать все так, чтобы каждый вел учет транзакций в собственном журнале. Теперь всем доступна информация о прошлых переводах, она постоянно обновляется, и ошибки исключены. Если кто-то подделает запись в своем журнале, то остальные участники заметят подделку, сверив его записи с другими и… оштрафуют за мошенничество.

Принцип блокчейн — это личные журналы всех игроков, содержащие полную историю переводов, постоянно обновляющиеся и открытые для проверки всеми участниками. Открытая децентрализованная (т.е. не имеющая единого, контролирующего центра) система, позволяет передавать любую информацию (не только о деньгах) в максимально защищенном виде. В интернет-мире эти журналы превращаются в файлы, а вместо подписей, подтверждающих реальность, используются специальные коды — хэши.

Защита информации в блокчейне.

Если в игре, о которой мы говорили выше, уникальность записки может быть подтверждена уникальным почерком и подписью, то в виртуальном мире её заменит хэширование.

Хэширование — это процесс уникальной кодировки информации, в результате которого любое сообщение превращается в набор букв и цифр. Если вы не планируете начать добывать криптовалюту — этой информации уже достаточно, но для тех, кто хочет покопаться в цифрах мы приведем простейший пример хэширования:

Допустим мы хотим передать сообщение “300 000 USD” в зашифрованном виде. Для этого мы цифры от 0 до 9 заменим первыми десятью буквами латинского алфавита, а буквам наоборот, дадим порядковые номера в виде чисел (A=0, Z=25). Теперь 300 000 = “DAA AAA”, а USD = “20, 19, 3”. Чтобы ещё глубже запутать код сделаем из “DAA AAA” — D5A, и перемножим числа 20*19*3 = 1140. Теперь сообщение “300 000 USD” превратилось в D5A1140 — это и есть хэш-код.

Как это защищает блокчейн от изменений? Хэш идет перед любым сообщением в качестве защитного кода. Допустим, кто-то влез в сеть и изменил “300 000 USD” на “30 USD”. Хэш для “30 USD” будет выглядеть как DA1140, вместо D5A1140. Получатель заметит несоответствие хэша исходному сообщению, и такая транзакция будет считаться недействительной.

Конечно, это очень условное объяснение, поскольку такой тип хэширования легко посчитать и подделать. В реальности хэширующие программы используют очень сложные алгоритмы вычисления, с которыми могут справиться только мощные компьютеры. Например, хэш биткоина вычисляется по формуле зеркального свойства эллипса — даже название сложное, что уж говорить о самой формуле?

Благодаря этому система блокчейн настолько надежна, что может использоваться в сферах, где передача достоверной информации носит первостепенный характер: в медицине, государственных органах (на выборах), логистике и финансах. Например, система блокчейн может содержать зашифрованную информацию обо всех владельцах земельного участка, и использоваться как доказательство права собственности. Такому аргументу не страшна коррупция и подтасовка фактов.
Как же работает блокчейн? Объясним на пальцах

Конечно, в первую очередь человечество решило защитить одну из главных современных ценностей — передачу денежных средств. Так и появилась криптовалюта.

Как блокчейн связан с криптовалютой

Самым непосредственным образом. Криптовалюта — это и есть информация о передаче чего-либо кому-либо, записанная в виде хэша в цепи блокчейн. Пришло время отказаться от удобной метафоры с игрой “Монополия” и посмотреть на более сложный, но конкретный пример — биткоин.

Как мы уже говорили хэш-код биткойна рассчитывается по сложной формуле, связанной с зеркальными свойствами эллипса. Понять тонкости просчетов, если вы не талантливый математик, слишком сложно. Всё, что нам нужно знать, так это то, что те, кто проводят эти вычисления с помощью компьютеров, и добавляют новые цепочки блоков в блокчейн (т.е. переписывают журналы с записями обращения денег в “Монополии”), называются майнерами, а сам процесс — майнингом. По всему миру тысячи мощнейших майнерских компьютеров, и специальная аппаратура ежедневно потребляют около 10 000 ГВт/ч электроэнергии для генерации новых хэш-кодов.

Представьте себе: сотни тысяч компьютеров единовременно проводят вычисления одной и той же транзакции с астрономической скоростью, чтобы записать в цепь блокчейна только один хэш. Естественно вероятность того, что несколько компьютеров одновременно произведут одинаковый код высока, но какой из них будет отобран для блока?

Для этого создатели системы Биткоин придумали контрольное число, которое называется НОНС (nonce), и ставится оно в конец хэша. Майнеры должны угадать нонс методом случайного подбора чисел, чтобы их расчеты попали в блок. Для этого они играют в увлекательную игру: кто первый добывает нужный хэш и отгадывает нонс, тот и добавляет свой код в цепь. Кроме того, добавлять новые блоки можно только раз в 10 минут — это ещё сильнее сокращает вероятность совпадений. Майнер, который первый произвел такой код и добавил его в цепь блоков получает награду — 12,5 биткоинов. В 2009 году наградой за майнинг были 50 биткоинов, но по производству каждых 210 тысяч блоков награда сокращалась вполовину.

Таким образом в сети появляются монеты! Т.е. криптовалюта — это награда участникам сети за создание новых кодов в цепи блокчейн.

Каждая криптовалюта имеет свою систему вычисления хэша-кода, со своими особенностями: разные формулы рассчета, разное время добавления цепочек (время транзакций), свои ограничения по майнингу (к примеру формула биткоина позволяет произвести только 21 миллион монет) и пр.

Если вы смогли прочитать эту статью до конца, то поздравляем! Теперь вы знаете чем на самом деле торгуете, и какова реальная стоимость криптовалюты. А тех, кто хочет глубже погрузиться в мир криптовалют, мы приглашаем на бесплатные образовательные вебинары от AMarkets, которые проходят каждый четверг в 19.00.