Учебник по блокчейну: Изучите технологию блокчейн (примеры)

Блокчейн можно определить как цепочку блоков, содержащих информацию. Эта технология предназначена для проставления временных меток на цифровых документах, чтобы невозможно было их отменить или подделать. Цель блокчейна – решить проблему двойных записей без необходимости в центральном сервере.

Блокчейн используется для безопасной передачи таких предметов, как деньги, собственность, контракты и т.д., не требуя стороннего посредника, такого как банк или правительство. После того как данные записаны в блокчейн, их очень трудно изменить.

Блокчейн – это программный протокол (как SMTP для электронной почты). Однако блокчейн не мог бы работать без Интернета. Его также называют мета-технологией, поскольку он влияет на другие технологии. Она состоит из нескольких частей: базы данных, программного приложения, нескольких подключенных компьютеров и т.д.

Иногда этот термин используется для обозначения блокчейна Bitcoin или блокчейна Ethereum, а иногда – других виртуальных валют или цифровых токенов. Однако в большинстве случаев речь идет о распределенных бухгалтерских книгах.

В этом учебнике по Blockchain для начинающих вы узнаете такие основы Blockchain, как:

Чем блокчейн НЕ является!

• Блокчейн – это не Биткойн, но это технология, лежащая в основе Биткойна.
• Биткойн – это цифровой токен, а блокчейн – это бухгалтерская книга для отслеживания того, кто владеет цифровыми токенами.
• Вы не можете иметь Биткойн без блокчейна, но вы можете иметь блокчейн без Биткойна.

Архитектура блокчейна

Теперь в этом учебнике по технологии блокчейн давайте изучим архитектуру блокчейна, поняв ее различные компоненты:

Что такое блокчейн?

Блокчейн – это цепочка блоков, содержащих информацию. Данные, которые хранятся в блоке, зависят от типа блокчейна.

Например, блок биткоина содержит информацию об отправителе, получателе, количестве биткоинов для передачи.

Первый блок в цепочке называется блоком Genesis. Каждый новый блок в цепочке связан с предыдущим блоком.

Понимание SHA256 – хэш

Блок также имеет хэш. Хэш можно понимать как отпечаток пальца, который уникален для каждого блока. Он идентифицирует блок и все его содержимое, и он всегда уникален, как и отпечаток пальца. Поэтому, как только блок создан, любое изменение внутри блока приведет к изменению хэша.

Поэтому Hash очень полезен, когда вы хотите обнаружить изменения в пересечениях. Если отпечаток пальца блока меняется, он не остается тем же самым блоком.

1. Данные
2. Hash
3. Хэш предыдущего блока

Рассмотрим следующий пример, где у нас есть цепочка из 3 блоков. 1-й блок не имеет предшественника. Следовательно, он не содержит хэш предыдущего блока. Блок 2 содержит хэш блока 1. В то время как блок 3 содержит хэш блока 2.

Следовательно, все блоки содержат хэши предыдущих блоков. Именно эта техника делает блокчейн настолько безопасным. Давайте посмотрим, как это работает.

Предположим, что злоумышленник может изменить данные, содержащиеся в блоке 2. Соответственно, хэш блока также изменится. Но блок 3 по-прежнему содержит старый хэш блока 2. Это делает блок 3 и все последующие блоки недействительными, поскольку они не имеют правильного хэша предыдущего блока.

Таким образом, изменение одного блока может быстро сделать недействительными все последующие блоки.

Доказательство работы

Хеширование – отличный механизм для предотвращения подделки, но компьютеры в наше время высокоскоростные и могут вычислять сотни тысяч хешей в секунду. За несколько минут злоумышленник может подделать блок, а затем пересчитать все хэши других блоков, чтобы блокчейн снова стал действительным.

Чтобы избежать этой проблемы, блокчейн использует концепцию Proof-of-Work. Это механизм, который замедляет создание новых блоков.

Доказательство работы – это вычислительная задача, решение которой требует определенных усилий. Но время, необходимое для проверки результатов вычислительной задачи, очень мало по сравнению с усилиями, затраченными на решение самой вычислительной задачи.

В случае с Bitcoin, чтобы вычислить необходимое доказательство работы для добавления нового блока в цепочку, требуется почти 10 минут. Рассматривая наш пример, если хакер захочет изменить данные в блоке 2, ему потребуется выполнить доказательство работы (что займет 10 минут) и только после этого внести изменения в блок 3 и все последующие блоки.

Такой механизм делает подделку блоков довольно сложной, так как даже если вы подделаете хотя бы один блок, вам придется пересчитывать доказательство работы для всех последующих блоков. Таким образом, механизмы хэширования и доказательства выполнения работы делают блокчейн безопасным.

Распределенная сеть P2P

Однако есть еще один метод, который используется блокчейн для обеспечения безопасности, – это распределенность. Вместо того чтобы использовать центральный орган для управления цепочкой, блокчейн использует распределенную одноранговую сеть, к которой может присоединиться каждый. Когда кто-то входит в эту сеть, он получает полную копию блокчейна. Каждый компьютер называется узлом.

Давайте посмотрим, что происходит, когда любой пользователь создает новый блок. Этот новый блок отправляется всем пользователям сети. Каждый узел должен проверить блок, чтобы убедиться, что он не был изменен. После полной проверки каждый узел добавляет этот блок в свой блокчейн.

Все эти узлы в сети создают консенсус. Они договариваются о том, какие блоки действительны, а какие нет. Узлы сети отвергают блоки, которые были подделаны.

Итак, для успешной фальсификации блокчейна

1. Вам необходимо подделать все блоки в цепи
2. Переделать доказательство работы для каждого блока
3. взять под контроль более 50% одноранговой сети.

После выполнения всех этих действий ваш подделанный блок будет принят всеми остальными. Это практически невыполнимая задача. Поэтому блокчейн так безопасен. Далее, в этом учебнике по разработке блокчейна для начинающих, мы узнаем, как работает транзакция блокчейна?

Как работает технология блокчейн?

Шаг 1) Некое лицо запрашивает транзакцию. Транзакция может быть связана с криптовалютой, контрактами, записями или другой информацией.

Шаг 2) Запрашиваемая транзакция передается в сеть P2P с помощью узлов.

Шаг 3) Сеть узлов проверяет транзакцию и статус пользователя с помощью известных алгоритмов.

Шаг 4) Как только транзакция завершена

Сокращение времени: В финансовой отрасли блокчейн может сыграть важную роль, позволяя быстрее урегулировать сделки, поскольку не требует длительного процесса проверки, урегулирования и оформления, так как единая версия согласованных данных общей бухгалтерской книги доступна между всеми держателями стеков.

Надежность: Блокчейн удостоверяет и проверяет личности заинтересованных сторон. Это устраняет двойные записи, снижает ставки и ускоряет транзакции.

Неизменные транзакции: Регистрируя транзакции в хронологическом порядке, Blockchain удостоверяет неизменяемость всех операций, что означает, что после добавления любого нового блока в цепочку бухгалтерских книг он не может быть удален или изменен.

Предотвращение мошенничества: Концепции общей информации и консенсуса предотвращают возможные потери из-за мошенничества или растраты. В отраслях, основанных на логистике, блокчейн как механизм контроля позволяет снизить затраты.

Безопасность: Атака на традиционную базу данных – это уничтожение конкретной цели. С помощью технологии распределенного реестра каждая сторона хранит копию оригинальной цепочки, поэтому система остается работоспособной, даже если падает большое количество других узлов.

Прозрачность: Изменения в публичных блокчейнах доступны для всеобщего обозрения. Это обеспечивает большую прозрачность, а все транзакции являются неизменяемыми.

Сотрудничество – позволяет сторонам совершать сделки напрямую друг с другом без посредничества третьих лиц.

Децентрализованная: Существуют стандартные правила того, как каждый узел обменивается информацией в блокчейне. Этот метод гарантирует, что все транзакции проверяются, и все действительные транзакции добавляются одна за другой.

Версии блокчейна

Теперь в этом учебнике по разработке блокчейна давайте узнаем о версиях блокчейна.

Блокчейн 1.0: Валюта

Внедрение DLT (технологии распределенных книг) привело к ее первому и очевидному применению: криптовалютам. Это позволяет осуществлять финансовые операции на основе технологии блокчейн. Она используется в валюте и платежах. Биткойн является наиболее ярким примером в этом сегменте.

Блокчейн 2.0: Смарт-контракты

Новым ключевым понятием являются смарт-контракты – небольшие компьютерные программы, которые “живут” в блокчейне. Это свободные компьютерные программы, которые выполняются автоматически и проверяют условия, определенные ранее, такие как содействие, проверка или принуждение. Они используются в качестве замены традиционных контрактов.

Блокчейн 3.0: DApps:

DApps – это аббревиатура децентрализованного приложения. Его внутренний код работает в децентрализованной одноранговой сети. DApp может иметь внешний код Blockchain и пользовательские интерфейсы, написанные на любом языке, которые могут делать вызовы к бэкенду, как и традиционные приложения.

Разновидности блокчейна

Публичный:

В этом типе блокчейна бухгалтерские книги видны всем в интернете. Это позволяет любому человеку проверить и добавить блок транзакций в блокчейн. Публичные сети стимулируют людей присоединиться к ним и являются бесплатными для использования. Любой может использовать публичную сеть блокчейн.

Частные:

Технология блокчейн широко используется в различных секторах, как показано в следующей таблице.

Выставление счетов, мониторинг и передача данных

Управление квотами в сети цепочки поставок

Транснациональные персонализированные услуги управления

Голосование, предложения P2P облигации,

Оцифровка документов/контрактов и подтверждение права собственности при передаче имущества

Реестр и идентификация

Услуги телеадвоката

• Регистрация и обмен IP
• Налоговые квитанции Нотариальные услуги и реестр документов

• Сельскохозяйственные и беспилотные сенсорные сети
• Сети умных домов
• Интегрированные умные города.
• Датчики умного дома
• Самоуправляемый автомобиль
• Персонализированные роботы, робототехнические компоненты
• Персонализированные беспилотники

• Цифровые помощники
• Управление данными
• Универсальная электронная медицинская карта Банки данных здравоохранения
• QS Data Commons
• Большие потоковые аналитические данные о здоровье
• Цифровой кошелек здоровья Умная собственность
• Токен здоровья
• Контракты персонального развития

• Супервычисления
• Анализ толпы
• P2P-ресурсы
• Цифровые услуги по подгонке сознания
• Платежи в цифровой валюте
• Платежи и денежные переводы
• Декартелизированные рынки капитала с использованием компьютерной сети на Blockchain

• Междивизиональный учет
• Клиринг, торговля и деривативы
• Бухгалтерский учет
• Важные примеры использования блокчейна в реальной жизни

• 1.Дубай: Умный город
• В 2016 году умный Дубай представил стратегию Blockchain. Используя эту технологию, предприниматели и разработчики смогут связываться с инвесторами и ведущими компаниями. Цель – внедрить систему на основе блокчейна, которая будет способствовать развитию различных видов промышленности, чтобы сделать Дубай “самым счастливым городом в мире”.
• 2. Incent Удержание клиентов
• Incent – это CRaaS (удержание потребителей как услуга), основанная на технологии блокчейн. Это программа лояльности, которая основана на генерации токенов для предприятий, связанных с ее сетью. В этой системе блокчейн обменивается мгновенно, и его можно хранить в цифровых портфелях телефонов пользователей или получать доступ через браузер.
• 3. Блокчейн для гуманитарной помощи
• В январе 2017 года Всемирная продовольственная программа ООН запустила проект под названием “Гуманитарная помощь”. Проект был разработан в сельских районах региона Синд в Пакистане. С помощью технологии блокчейн бенефициары получали деньги, продукты питания, а все виды транзакций регистрировались на блокчейне для обеспечения безопасности и прозрачности этого процесса.

Криптовалюта биткоин: Самое популярное применение блокчейна

Что такое криптовалюта?

Криптовалюта – это средство обмена, подобное традиционным валютам, таким как доллар США, но предназначенное для обмена цифровой информацией посредством процесса, ставшего возможным благодаря определенным принципам криптографии. Криптовалюта является цифровой валютой и классифицируется как подмножество альтернативных валют и виртуальных валют.

Криптовалюта – это инструмент на предъявителя, основанный на цифровой криптографии. В этой разновидности криптовалюты владелец имеет право собственности на нее. Никаких других записей о личности владельца не ведется. В 1998 году Вэй Дай опубликовал “B-Money”, анонимную, распределенную электронную денежную систему.

Что такое биткойн?

Биткойн был запущен в 2009 году неизвестным человеком по имени Сатоши Накамото. Биткойн – это технология Peer-to-Peer, которая не управляется никакими центральными органами или банками. В настоящее время эмиссия биткойнов и управление транзакциями осуществляются коллективно в сети. В настоящее время это доминирующая криптовалюта в мире. Она имеет открытый исходный код и предназначена для широкой публики, что означает, что никто не владеет контролем над Биткойном. Фактически, выпущено всего 21 миллион биткойнов. В настоящее время рыночная стоимость биткоина составляет 12 миллиардов долларов.

Любой может использовать биткойн без уплаты каких-либо технологических сборов. При работе с биткойном отправитель и получатель совершают сделки напрямую, не прибегая к услугам третьей стороны.

Блокчейн и биткойн:

Блокчейн – это технология, лежащая в основе биткойна. Биткойн – это цифровой токен, а блокчейн – это бухгалтерская книга, которая отслеживает, кто владеет цифровыми токенами. Биткойн не может существовать без блокчейна, но блокчейн может существовать без биткойна.

Другие известные криптовалюты

Ethereum

Bitcoin Cash

Ripple

Litecoin

Блокчейн против общей базы данных

Мифы о блокчейне

Миф

• Реальность
• Он решает все проблемы
• Нет, это просто база данных
• Технология, не требующая доверия

Она может изменить доверие, а также распространить доверие

Безопасный

Она сосредоточена на целостности, а не на конфиденциальности	Умные контракты всегда законны
Выполняет только части некоторых законных контрактов	Неизменяемый
Он предлагает только вероятностную неизменяемость	Необходимость тратить электроэнергию
Появляющиеся блокчейны эффективны	По своей природе не продается
Появляющиеся блокчейны масштабируемы	Применение технологии блокчейн
Вот некоторые распространенные области применения блокчейна:	Он используется для создания безопасной и прозрачной цифровой книги учета всех транзакций.
Он позволяет создать защищенную от взлома запись академических достижений, доступную всем студентам и преподавателям.	Он используется для создания более эффективной системы торговли ценными бумагами.
Кредиторы используют blockchain для оформления кредитов под залог с помощью смарт-контрактов	Использование технологии blockchain для регистрации сделок с недвижимостью может обеспечить более безопасное и доступное средство проверки и передачи прав собственности.

Блокчейн используется для хранения таких данных, как номер социального страхования, дата рождения и другая идентифицирующая информация в общедоступной бухгалтерской книге.

Технология блокчейн также используется в логистике, поскольку помогает отслеживать перемещение товаров по логистической сети или цепи поставок.

• Ограничения технологии блокчейн
• Теперь в этом учебнике по блокчейну для начинающих мы узнаем об ограничениях технологии блокчейн:
• Более высокие затраты: Узлы стремятся получить более высокое вознаграждение за выполнение транзакций в бизнесе, который работает по принципу спроса и предложения.
• Более медленные транзакции: Узлы отдают предпочтение транзакциям с более высоким вознаграждением, накапливается задолженность по транзакциям Меньшая бухгалтерская книга: Невозможно создать полную копию блокчейна, что потенциально может повлиять на неизменяемость, консенсус и т.д.
• Стоимость транзакций, скорость сети: Стоимость транзакций Биткойна довольно высока после того, как он был назван “почти бесплатным” для фиаско.
• Расточительно: Каждый узел, на котором работает блокчейн, должен поддерживать консенсус во всем блокчейне. Это обеспечивает очень низкое время простоя и делает данные, хранящиеся в блокчейне, навсегда неизменными. Однако все это расточительно, поскольку каждый узел повторяет задачу для достижения консенсуса.
• Совет по блокчейну

Blockchain Council проводит сертификацию по блокчейну, которая специально разработана для тех, кто хочет сделать карьеру в сфере блокчейна. Эта сертификация требует глубоких знаний основной концепции блокчейна. Она фокусируется на приложениях Corda, Smart Contracts, Hyperledger, Quorum.

Сертификация Blockchain Council может быть полезна для работы в таких отраслях, как цифровой маркетинг, здравоохранение, цепочки поставок и т.д. Обучение и сертификация, проводимые этой организацией, полезны для различных предприятий, бизнеса и разработчиков. Это приводит к использованию технологии Blockchain в централизованном бизнесе с традиционной системой работы.

Ниже перечислены сертификаты, предоставляемые Blockchain Council:

Сертифицированный эксперт по блокчейну

Сертифицированный эксперт Corda

Сертифицированный архитектор Corda

Сертифицированный разработчик блокчейна

Сертифицированный специалист по безопасности блокчейна

Сертифицированный разработчик смарт-контрактов

Сертифицированный эксперт по Bitcoin

Сертифицированный эксперт по Ethereum

• Если вы хотите узнать о создании собственной криптовалюты, вот бесплатный учебник, который вам стоит просмотреть: Как создать свою собственную криптовалюту?
• Архитектура блока блокчейн
• Блок биткойна
• Что такое хэш SHA256
• Архитектура блока блокчейн
• Архитектура блока блокчейн
• Архитектура блокчейна
• Распределенная сеть P2P

Распределенная сеть P2P