что значит потрачено в блокчейне
Основы блокчейна: разбираем как работает атака 51%
«Атака 51%» или «атака двойной траты» на блокчейн заключается в том, что майнер или группа майнеров предпринимают попытки дважды потратить свою криптовалюту в этом блокчейне. Они пытаются произвести «двойную трату» – отсюда и происходит название. Однако их задачей не всегда является именно двойная трата криптовалюты. Гораздо чаще это устраивается с целью дискредитировать какую-то криптовалюту или блокчейн, влияя на их целостность.
Вот небольшой пример: предположим, я решил потратить 10 биткойнов на роскошный автомобиль. Через несколько дней мне доставляют машину, а биткойны из моего кошелька перечисляются компании-продавцу автомобилей. Осуществляя атаку 51% на блокчейн Биткойна, я могу попытаться дать задний ход этой Биткойн-транзакции. Если мне всё удастся, я стану счастливым обладателем и роскошного автомобиля и моих же биткойнов, получая тем самым возможность вновь потратить эти же биткойны. Сама концепция такой атаки может показаться очевидной с точки зрения демократического блокчейна, но существует распространённое заблуждение о том, как она в действительности работает. В этой короткой статье будет сделана попытка дать ясное и более подробное объяснение механизма атаки 51%. Если вы ещё не знаете, как майнеры добавляют транзакции в блокчейн, я рекомендую вам для начала ознакомиться с этой статьёй, её прочтение не отнимет у вас много времени. А если вы не знакомы с тем, как работает блокчейн, то, пожалуй, вам следует начать отсюда.
Блокчейн = управление
Прежде чем вдаваться в подробности работы механизма атаки 51%, нам важно понимать, что протоколы блокчейна по существу являются формой управления. Блокчейн управляет реестром данных, к примеру – данными транзакций. И поскольку сам протокол блокчейна может этим управлять вместо нас, то нам больше не требуются услуги сторонних посредников, таких как правительство или банк. Это то, что делает (большинство) блокчейнов децентрализованными. Протокол Биткойн-блокчейна основывается на принципах демократии. Это означает, что решение вопроса об истинности той или иной версии блокчейна будет осуществляться большинством участников (майнеров) в его сети.
Как происходит атака 51%
Когда владелец биткойнов подтверждает транзакцию, она помещается в один из локальных пулов неподтверждённых транзакций. Майнеры выбирают транзакции из таких пулов для формирования блока транзакций. Для того, чтобы этот блок транзакций был добавлен в блокчейн, им необходимо решить некую очень сложную математическую задачу. Они пытаются найти её решение, используя вычислительные мощности, находящиеся в их распоряжении. Этот процесс называется хэшированием (больше об алгоритме хэширования вы можете прочитать здесь). Чем большими вычислительными мощностями располагает майнер, тем выше его шансы на нахождение правильного решения быстрее, чем другие майнеры найдут свои. Когда майнер находит решение, оно будет передано (вместе с его блоком) всем остальным майнерам в сети, которые осуществят проверку решения только в том случае, если все транзакции внутри этого блока являются действительными, в соответствии с существующей записью транзакций в блокчейне. Следует отметить, что даже майнеру-злоумышленнику никогда не удастся создать транзакцию от имени кого-то другого, потому что для этого ему потребуется знать цифровую подпись того человека (его приватный ключ). Пересылка биткойнов с чьего-то аккаунта, таким образом, просто исключается, если нет доступа к соответствующему приватному ключу.
Скрытный майнинг – создание тайной побочной цепочки в блокчейне
А теперь обратите внимание! Майнер-злоумышленник, однако, может попытаться отозвать существующие транзакции. Когда майнер находит решение для блока, оно должно быть транслировано всем другим майнерам для верификации, после чего этот блок добавляется в блокчейн (майнеры достигают консенсуса). Однако, майнер-мошенник может создать побочную (скрытую) цепочку блокчейна тем, что не станет передавать решения своих блоков остальной части сети. В итоге получается две версии одного блокчейна.
Одна версия – та, которой следуют добропорядочные майнеры, а вторую использует злонамеренный майнер. Этот майнер-мошенник теперь работает со своей собственной версией блокчейна и не транслирует её остальной сети. Вся остальная сеть не принимает во внимание эту цепочку, по той банальной причине, что она не транслировалась. Она является изолированной от всей остальной сети. Злоумышленник теперь может потратить все свои биткойны в истинной версии блокчейна, той, над которой работают все остальные майнеры. Предположим к примеру, что он израсходует их на покупку Ламборджини. В истинной версии блокчейна, его биткойны будут считаться потраченными. Между тем, он не включает эти транзакции в свою, изолированную версию блокчейна. В его версии он всё ещё владеет этими биткойнами.
Тем временем он все ещё собирает блоки и проверяет их все самостоятельно в своей изолированной версии блокчейна. Именно здесь начинаются все неприятности … Блокчейн запрограммирован на то, чтобы следовать модели демократического управления, иначе говоря, управления большинством. В блокчейне это реализовано через обязательное следование самой длинной (на самом деле самой тяжёлой, но давайте не будем слишком усложнять материал) цепочке, ведь большинство майнеров добавляют блоки в свою версию блокчейна быстрее, чем остальная сеть (поэтому, самая длинная цепочка = большинство). Именно так блокчейн определяет, какая версия цепочки является истинной, и, следовательно, на чём основаны балансы всех кошельков. И здесь начинается гонка. Тот, кто обладает наибольшей мощностью хэширования, будет быстрее добавлять блоки в свою версию цепочки.
Гонка – отмена существующих транзакций путём трансляции новой цепочки
Теперь майнер-злоумышленник постарается добавлять блоки в свой изолированный блокчейн быстрее, чем другие майнеры добавляют блоки в свой блокчейн (тот, который истинный). И как только майнер-мошенник создаст более длинный блокчейн, он внезапно транслирует свою версию блокчейна остальной части сети. Вся остальная сеть увидит, что эта (подменная) версия блокчейна в действительности является более длинной, чем та, с которой они работали, и протокол блокчейна вынудит их переключится на эту (подменную) цепочку.
Искажённый блокчейн теперь считается истинным блокчейном, и все транзакции, которые не включены в эту цепочку, будут немедленно отменены. Злоумышленник уже ранее потратил свои биткойны на Ламборджини, но эта транзакция не была включена в его скрытую цепочку, ту самую, которая в настоящий момент является главной, и таким образом, те, потраченные биткойны снова находятся в его распоряжении. И у него есть возможность потратить их снова.
Это и есть атака двойной траты (двойного расходования). Обычно её называют атакой 51%, потому что вредоносному майнеру, который её планирует, потребуется мощность хэширования, превосходящая объединённую мощность всей остальной сети (отсюда и цифра 51% мощностей хэширования), для того, чтобы быстрее добавлять блоки в свою версию блокчейна, что в конечном итоге позволит ему построить более длинную цепочку.
Так как же Биткойн защищён от этого?
На практике провести подобные атаки чрезвычайно сложно. Как упоминалось ранее, майнеру потребуются мощности хэширования, превосходящие таковые всей остальной сети вместе взятой, чтобы его атака прошла успешно. А принимая во внимание тот факт, что в блокчейне Биткойна возможно насчитывается сотни тысяч майнеров, такому майнеру-злоумышленнику придётся потратить громадные деньги на оборудование для майнинга, чтобы соревноваться со всей остальной сетью. Даже самые мощные компьютеры в мире не могут напрямую конкурировать с общей вычислительной мощностью в этой сети. Можно найти бесчисленное количество аргументов против проведения атаки 51%. Например, риски быть пойманным и подвергнуться судебному преследованию, в добавок к расходам на электроэнергию, аренду помещений для хранения всего этого оборудования для майнинга, заметанию следов и отмыванию денег. Операция такого рода, говоря простым языком, потребует слишком больших усилий по сравнению с тем, что она даст злоумышленнику взамен, по крайней мере, в случае блокчейна Биткойна.
Уязвимы ли другие блокчейны?
Ещё одна интересная новость заключается в том, что, независимо от того, насколько трудно будет выполнить такую атаку, многочисленные атаки 51% действительно имели место в прошлом. Вообще-то, одна из подобных атак была произведена сравнительно недавно (в апреле 2018 года) на блокчейн Verge (XVG). В данном конкретном случае, злоумышленник обнаружил ошибку в коде блокчейн-протокола Verge, которая предоставила ему возможность производить новые блоки в чрезвычайно быстром темпе, тем самым позволив ему создать за короткое время более длинную версию блокчейна Verge. Этот пример иллюстрирует событие, которое может способствовать атаке 51%, однако являющееся весьма редким и в основном возникающее благодаря ошибке в коде протокола. Авторитетная команда блокчейн-разработчиков наверняка заметит подобный баг и предотвратит его злонамеренное использование.
При изучении алгоритма «подтверждения выполнения работы» / «Proof of Work» мы узнаём, что наличие больших мощностей хэширования приводит к большей защищённости против атаки 51%. Более мелкие блокчейны альткойнов, работающие на основе этого алгоритма, могут быть в гораздо большей степени уязвимы к подобным атакам, учитывая, что злоумышленникам не потребуются существенные вычислительные мощности для проведения атаки, ввиду незначительной суммарной мощности хэширования в таких блокчейнах. По этой причине атаки 51% обычно проводятся, если вообще проводятся, против маленьких блокчейнов (например, Bitcoin Gold). Биткойн-блокчейн, к слову, никогда ранее не становился жертвой атаки 51%.
ASIC-майнинг – усовершенствованное оборудования для майнинга
Это так же подводит нас к одной из последних «горячих» тем в блокчейне – майнингу с помощью устройств ASIC. Технология ASIC-майнинга была разработана различными ранними компаниями-майнерами Биткойна с целью усовершенствования оборудования для майнинга, делая его гораздо более мощным. В настоящее время ведутся многочисленные споры о том, делает ли оборудование, основанное на ASIC, некоторых индивидов или группы, занимающихся майнингом, слишком влиятельными из-за возросших мощностей. Блокчейн Monero (XMR) недавно осуществил обновление своего блокчейн-протокола, который заблокировал использование ASIC-майнинга в этом блокчейне. В результате обновления общая мощность хэширования в сети Monero упала на ошеломляющие 80% (смотрите ниже)!
Данное событие является показателем того, сколько мощностей в блокчейне Monero находилось в руках майнеров, использовавших ASIC-оборудование. Возможно, это не представляло бы проблемы, если бы все участники сети использовали майнинговое оборудование, основанное на ASIC-технологии. На самом деле проблема заключается в том, что майнинговые компании-гиганты, такие как Bitmain, подозреваются в контроле над большим количеством операций с использованием ASIC-майнинга. И даже несмотря на то, что подобные организации предоставляют эту технологию и частным лицам, предполагается что это происходит только после того, как они сами использовали её первыми в течение длительного времени. Некоторые люди в блокчейне спорят о том, делает ли сей факт такие компании слишком влиятельными или же нет. В идеале, блокчейн должен быть управляем как можно большим количеством майнеров. В конце концов, именно это делает блокчейн более децентрализованным.
Как устроены транзакции в блокчейне Биткоина и других криптовалют?
В нецифровом мире мы обмениваемся деньгами, товарами и услугами, просто физически передавая вещи и банкноты. В мире блокчейна этот процесс дополняется ещё несколькими шагами. Чтобы совершать транзакции в блокчейне, пользователям как минимум необходимо иметь два ключа и криптокошелёк. Такая построенная на криптографии система позволяет пользователям передавать товары и услуги и при этом не полагаться на третью сторону. Давайте посмотрим, как это работает, а также попытаемся понять разницу между публичным и приватными ключами.
Как отправить криптовалюту
Отправка валюты через блокчейн предполагает несколько инструментов и шагов. Вот они:
Что такое публичные и приватные ключи
Прежде чем вы сможете провести хоть какую-то транзакцию, вам потребуется набор ключей: публичный и закрытый ключ. В мире криптографии их также называют открытый и закрытый ключи. По сути это строка из символов — в случае с публичным ключом их от 26 до 35. Открытый и закрытый ключи привязаны друг к другу – и вам потребуется как один, так и второй для отправки и получения валюты в сети.
Приватный ключ. Источник: Unsplash
Забавный факт: сеть всегда знает, что ваши публичный и приватный ключи связаны, даже при этом не видя сам закрытый ключ. Хитро, не правда ли?
Ваш публичный ключ — это тот, который вы сообщаете отправителям и получателям. Его можно передать кому угодно. Ваш приватный ключ — это ключ, который критически важно хранить в полной безопасности. Он связан с вашим публичным ключом с помощью криптографического шифра и выступает в качестве цифровой подписи для авторизации транзакции. И для того, чтобы получить доступ к информации, которую вам отправили, вам потребуются оба ключа.
Ключ и замки. Источник: Твиттер
Представьте себе шкатулку. Публичный ключ может открыть лишь одно отделение. Кто-то кладёт ваши деньги в эту шкатулку и закрывает её. После закрытия крышки этого отделения, деньги перемещаются в соседний отсек, крышку которого можно открыть только при помощи приватного ключа. И при этом у вас всего один приватный ключ – другие никогда не подойдут к этой шкатулке. Если вы потеряете его, деньги останутся в шкатулке навсегда. К счастью, в некоторых криптовалютных кошельках предусмотрена функция резервного копирования приватного ключа.
Что такое криптовалютный кошелёк
Прежде всего, криптовалютный кошелёк не совсем похож на тот, который вы носите в кармане. В нём на самом деле нет никаких денег. Это просто программа или приложение, в которых хранятся ваши приватные ключи.
Кроме того, почти во всех криптовалютных кошельках предусмотрены функции отправки и получения криптовалют. Кошельки можно хранить в ящике стола, на ноутбуке и даже в мобильном устройстве. Подробнее о криптовалютных кошельках можно почитать в нашей подробной статье.
Процедура обработки транзакций в блокчейне несёт в себе громадный потенциал для будущего. Поскольку для их совершения не требуется посредник, это означает, что любой человек в любом месте может обмениваться товарами или услугами. Именно в этом и кроется главное преимущество бездоверительной системы. Отчасти её можно считать революционной.
В нашем крипточате ходлеров вы найдёте ещё много другой полезной информации. Также приглашаем вас в Яндекс Дзен.
Неподтвержденная транзакция, или Возвращаем криптовалюту из небытия
Волею судеб довелось мне иметь дело с криптовалютами. Не то что бы плотно работаю с ними, но иногда то отправлю монетки, то получу. Скажем так, понемногу прощупываю новую сферу изнутри.
И вот однажды беда приключилась. Отослал я криптомонетки, а до получателя они не дошли. Собственно, пост о том, как средства возвращались. Ну и размышления и советы по сложившейся ситуации на десерт. Сразу отмечу, что нижесказанное применимо не к какой-то конкретной валюте, а к большинству форков (если не ко всем).
Начну с того, что пост местами пронизан догадками относительно происходящего. Где-то я могу ошибаться. Объективные поправки и дополнения только приветствуются.
Казалось бы, если меня просят дополнительно заплатить, когда это нужно, значит я и буду платить, когда попросят (если комиссия будет устраивать). Это и было главной ошибкой.
Делаю очередной перевод на сумму значительно крупнее, чем обычно. Средства со счета уходят, предложения заплатить комиссию не было и… Ничего. До получателя средства не доходят, статус транзакции «0/Не подтверждено». И такую картину я наблюдал больше недели, попутно перегугливая и перечитывая интернеты в поисках информации по решению подобной проблемы. Причем искал и для конкретной криптовалюты, и в целом для всех — проблем куча, решения нет.
Сам приоритет прямо зависит от объема переводимых средств и от числа их подтверждений (чем дольше именно эти деньги лежали у вас на счету, тем больше должен быть приоритет, по сути) и обратно зависит от размера транзакции. Таким образом, при неудачном стечении обстоятельств транзакция без комиссии может оказаться в зависшем неподтвержденном состоянии, с которым я и столкнулся.
Как нормальный человек, после того, как все уже сломалось, я наконец-то пошел читать мануалы. Попытка повторить транзакцию с включением в нее комиссии потерпела фиаско. Зато бесконечные прыжки по ссылкам между форумами (в выдаче гугла ничего стоящего не нашлось) довели меня до некоего поста, где и нашлась дельная подсказка. К сожалению, теперь найти этот пост не удается, даже не знаю, что был за форум. Полагаю, некий околобиткойновый.
Решение буду описывать на примере клиента, наиболее распространенного для форков, известного как Satoshi Client. Насколько понимаю, оно применимо и к прочим клиентам, но, возможно, со своими нюансами.
Несмотря на простоту и очевидность решения, к нему мало кто приходит, судя по многостраничным веткам форумов. Средства на счете блокируются кошельком, и все, что требуется, это получить доступ к счету вне текущего кошелька.
Upd: Необходимость описанной операции зависит от используемого клиента (а так как у многих криптовалют по одному клиенту, то и от используемые валюты). Похоже, в некоторых случаях информация о транзакции записывается не в файл кошелька, а только в локальную цепочку блоков. При таком раскладе может помочь удаление имеющейся цепочки или запуск клиента с ключами.
Блокчейн: как он работает, и почему эта технология изменит мир
Портал Spectrum, который освещает новости в мире технологий, опубликовал материал о блокчейн. В этой статье рассказано, какие есть подводные камни в работе технологии и почему её нельзя использовать повсеместно. Мы подготовили русскоязычную адаптацию этой статьи.
Развитие технологии
Биткоин был придуман как акт неповиновения. Криптовалюта появилась вскоре после мирового экономического кризиса и рекламировалась, как средство от несправедливости и коррумпированности традиционной финансовой системы. Создатели были уверены, что когда биткоин станет более популярным, он будет конкурировать с реальными деньгами и в конечном итоге вытеснит те институты, которые привели к кризису.
Неофициальный лозунг биткоина: «Верим в криптографию», прямо говорит о том, кто виноват в проблемах экономики: посредники, банкиры, «доверенные» третьи стороны, которым на самом деле нельзя доверять. Эти люди просто создают проблемы другим, уменьшая прибыль и усложняя транзакции.
Биткоин стремился заменить услуги, предоставляемые этими посредниками с помощью специального кода и криптографии. Когда человек оплачивает ипотеку, между его банком и другими финансовыми организациями в фоновом режиме происходит ряд операций, благодаря которым деньги снимаются со счёта пользователя. Банк может поручиться, что с деньгами всё хорошо, так как он хранит информацию о том, куда и как была потрачена каждая копейка со счета.
Биткоин и другие криптовалюты заменяют эти фоновые операции и транзакции при помощи программного обеспечения — распределенной и защищенной базы данных, называемой блокчейном. При этом процесс смены владельцев токена биткоина контролируют множество компьютеров. Право на использование криптовалюты может быть передано абсолютно любому человеку, независимо от его национальности и места проживания.
Спустя 8 лет после создания блокчейна, технологию пытаются применить к процедурам и процессам не связанным с передачей денежных средств.
Может ли блокчейн связать людей, которые сдают жильё, с путешественниками и предложить сторонам прозрачную платформу для оплаты? Может ли блокчейн выступать в качестве хранилища и площадки для воспроизведения фильмов, шоу и других цифровых средств массовой информации, сохраняя при этом отчисления и передавая их создателям контента? Может ли блокчейн автоматически проверять авиарейсы и выплачивать компенсации путешественникам, чьи самолёты не вылетели вовремя?
Если это так, то технология блокчейн поможет избавиться от Uber, Netflix и, например, страховых компаний.
Это не предположения, а лишь некоторые вещи, которые сейчас строятся на Ethereum — блокчейн-платформе, которая дистанционно размещает программное обеспечение на распределенной компьютерной системе, называемой Ethereum Virtual Machine. Блокчейн Ethereum, на котором работает криптовалюта эфир, на данный момент наиболее открыт для экспериментов.
Но эта открытость не всегда играет на руку. Новые схемы блокчейна создаются каждый день, в том числе и крупнейшими техническими корпорациями. Microsoft предлагает своим клиентам инструменты для экспериментов с криптовалютой в своем облаке Azure. IBM, Intel и другие сотрудничают с хабом Hyperledger — открытой платформой для разработки бизнес-ориентированных блокчейнов. Крупнейшие банки, — те самые, которых хотели вытеснить создатели криптовалюты, — придумали свою версию технологии, пытаясь опередить тенденции.
И даже биткоин, который работает на первом и самом успешном блокчейне, модернизируется для приложений, о которых его создатели никогда не мечтали.
Но ни один блокчейн не может похвастаться массовым использованием. Никакая концепция или стратегия еще не привела к революции ни в одной отрасли. Биткоином пользуется не более чем 375 000 человек в мире в день.
Какие блокчейн-платформы сохранятся, а какие начнут медленно опускаться на дно? Чтобы сделать какой-либо прогноз, нужно понять, что такое блокчейн и логически соотнести его с биткоином.
Как работает блокчейн
В 2009 году анонимный хакер (или группа хакеров), под псевдонимом Сатоши Накамото, создал первую цифровую валюту. В этой системе деньги были лишь инструментом учета, методом абстрагирования стоимости, назначения собственности и предоставления средств для совершения сделок.
Для выполнения этих функций исторически использовались денежные средства. Обладание физическими токенами — монетами, позволяет людям лично заключать сделки между собой. Наличные деньги достаточно трудно скопировать, поэтому нет необходимости в полном учете того, кому принадлежит определенная часть денежной массы.
Тем не менее, если создать таблицу, в которой указано, кому и сколько принадлежит денег, монеты и купюры станут ненужными. Банки и обработчики платежей уже частично сублимировали физическую валюту в цифровые записи, отслеживая и обрабатывая транзакции в своих закрытых системах.
Биткоин завершил преобразование, создав единый универсальный цифровой регистр, называемый блокчейном. Эта технология получила такое название, потому что похожа на цепь — внести в неё изменения можно только в конец блоков. Каждое новое дополнение содержит набор новых транзакций. Например, если Саша заплатит Юле за биткоин, эта транзакция появится в конце цепи. А в блоках до этого будет указано, что Саше заплатил Миша, а Мише Оля.
Блокчейн для биткоина, в отличие от книг бухгалтерского учёта, которые ведут традиционные финансовые учреждения, расположен на компьютерах по всему миру. Эти данные доступны для всех, у кого есть подключение к интернету. Майнеры, — владельцы компьютеров, на которых хранится информация блокчейна, — отвечают за обнаружение запросов транзакций от пользователей, их объединение, проверку и добавление в блокчейн в виде новых блоков.
Процесс валидации устанавливает, что человек фактически владеет биткоинами после транзакции, и что он еще не потратил их в другом месте. Собственность в блокчейне определяется двумя криптографическими ключами. Первый ключ находится в блокчейне в открытом доступе. Второй доступен только его владельцу. Такие ключи используются для шифрования электронных сообщений. Когда кто-то отправляет зашифрованное сообщение, он использует открытый ключ. Получатель при открытии письма использует закрытый ключ и расшифровывает сообщение.
В технологии блокчейн транзакции подписываются при помощи закрытых ключей, соответствующих открытым ключам, присвоенным монетам, которые хотят потратить. И когда транзакция обрабатывается, этим монетам присваивается новый открытый ключ.
Когда в оформлении операции участвует несколько лиц, становится важен вопрос необратимости. Если бы блокчейн управлялся одним банком с набором известных валидаторов, работающих в рамках одной юрисдикции, то выполнение транзакций было бы простым делом.
Но для биткоина нет центрального банка, обеспечивающего соблюдение правил. Майнеры работают анонимно во всем мире, несмотря на разнообразие культур, различие правовых систем и нормативных обязательств. Поэтому нет способа привлечь их к ответственности. Необратимость операции обеспечивает код биткоина. Он использует схему, которая называется доказательством работы.
Как доказательство работы делает технологию блокчейн надёжной
Для того чтобы создавать новые блоки, майнерам необходимо владеть всей информацией о транзакциях. Они конкурируют между собой, так как майнер, первым создавший блок, получает оплату за эту услугу. Вопрос в том, что мешает майнеру удалить предыдущие транзакции в блокчейне. Хотя он и не сможет таким образом украсть монеты, зато сможет совершить одну и ту же транзакцию несколько раз. Например, оплатить товар, а после этого удалить информацию о транзакции.
Чтобы это избежать, у всех майнеров в сети должна быть одинаковая копия блокчейна.
Когда майнер, добавляет новый блок, он должен предоставить криптографическое доказательство транзакции. Чтобы получить доказательство, майнер проводит блок через несколько раундов хэш-функции — вычисления, которое берет часть данных произвольного размера и переводит их в бессмысленную буквенно-цифровую строку с фиксированной длиной, которая называется хешем. Чтобы сделать процесс более надёжным, алгоритм блокчейн требует, чтобы полученный хеш начинался с определенного количества нулей. Невозможно заранее предсказать, какой хеш будет выдавать заданный набор данных, поэтому майнеры запускают вычисления снова и снова, каждый раз вставляя случайное число в набор данных. Когда это число изменяется, возникает новый хэш. В итоге майнеры получают правильное количество нулей.
Майнер, который находит правильный хеш, отправляет блок другим майнерам. Они его проверяют и добавляют к полной версии блокчейн, содержащуюся на их компьютерах.
Это можно сравнить с закрыванием двери. Предположим, у человека есть замок, и набор ключей, один из которых может его закрыть. Он должен попробовать все ключи, прежде чем найдёт правильный. И после этого оставить его в замке, чтобы другие могли проверить, что ключ подходит.
Майнеры тратят свои средства на поддержку сети — покупают оборудование и платят за электроэнергию. Чтобы изменить блок в блокчейне и провести одну и ту же транзакцию дважды, им придётся потратить в два раза больше своих денег, поэтому обманывать становится невыгодно.
Кроме того, с каждым новым блоком возрастает стоимость изменения предыдущих. Новые блоки хранят хеш стоящего перед ними блока. Любые изменения в старых блоках приведут к недействительным хэшам для всех последующих блоков. Следовательно, невозможно вставить фиктивные модификации в предыдущий блок без повторения всей работы, которая была выполнена после этого блока. Если провести аналогию с замками, получится, что замок в конце цепи связан со всеми предыдущими. Если изменить замок в середине цепи, придётся искать новые ключи для каждого замка после него.
Получается, что майнеры предоставляют дорогостоящие доказательства, а затем получают деньги за свою работу. Таким образом Сатоши создал первую жизнеспособную одноранговую цифровую валюту. Но он также решил более общую проблему, которая на протяжении десятилетий беспокоила ученых. Биткоин, который за 8 лет ни разу не отключался от сети на длительный период, надежно стимулирует майнеров выполнять работу добросовестно, обеспечивая единую сеть. В итоге получается защищённая, постоянно растущая цепочка данных, которую любой, у кого есть подключение к интернету, может проверять и дополнять.
Как использовать блокчейн в других сферах
Технология блокчейн может быть полезна не только для совершения транзакций. Практически сразу после появления биткоина, люди начали думать, как применить эту технологию в других сферах. Когда майнеры проверяют транзакции, они запускают небольшие программы, которые обрабатывают и предоставляют необходимые для транзакции данные. Но что, если запустить более сложные программы, например, программное обеспечение для социальных сетей? Или использовать блокчейн для предоставления данных для онлайн-форумов?
Эти идеи появились сразу после создания биткоина, но только спустя несколько лет, девятнадцатилетний студент из Торонто внёс вклад в их развитие. В 2013 году Виталик Бутерин разработал совершенно новую технологию под названием Ethereum. Благодаря ей блокчейн можно было использовать не только для совершения транзакций.
В отличие от биткоина, Ethereum использует мини-программы, называемыми смарт-контрактами. Они могут быть написаны с неограниченной степенью сложности. Пользователи могут взаимодействовать с программами, отправляя им транзакции с инструкциями, которые затем обрабатывают майнеры.
Это означает, что любой может встроить программу в транзакцию и быть уверенным в том, что она останется неизменной и доступной для цепочки блоков. Теоретически, с Ethereum можно заменить Facebook, Twitter, Uber или любую другую цифровую службу новыми версиями, которые были бы прозрачны, неуязвимы для цензоров и не требовали вмешательства человека.
Что такое распределённый реестр
Параллельно с попытками Бутерина использовать технологию для создания компьютера, охватывающего весь мир, развивалась идея закрытой и контролируемой версии блокчейна. В сентябре 2014 года группа финансовых институтов, в том числе Barclays, Goldman Sachs и JP Morgan сформировала консорциум под названием R3 для изучения того, как блокировки могут повысить эффективность расчётов между банками.
Открытая структура блокчейнов, таких как биткоин и Ethereum, противоречит потребностям этих организаций. В первую очередь вызывает вопросы анонимность пользователей, данные которых представлены буквенно-цифровыми общедоступными адресами, без указаний их реальной идентичности. Банковское законодательство в США и других странах запрещает такую анонимность. «Мы должны знать, кто участники и контрагенты находящиеся на этих платформах», — говорит Тим Свансон, директор по исследованиям рынка в R3.
Финансовые учреждения также юридически обязаны защищать данные о клиентах и контролировать их экспорт по национальным или региональным линиям. Учитывая, что публичные блокчейны содержат всю информацию о транзакциях на многих компьютерах в сети, невозможно ограничить цепочку хранения при их использовании.
Таким образом, появился подход распределённого реестра к технологии блокчейн. В распределённом реестре известна идентификация людей, добавляющих блоки, а данные в системе доступны только для избранных сторон. Поскольку право создавать новые блоки назначается людьми, которые запускают код, а не лотереей, нет необходимости проверки работы майнеров.
Такая система предназначена для ситуаций, когда все участники блочной цепи уже имеют небольшую степень доверия, но хотят выполнить услуги для нейтральной третьей стороны, как это может быть в случае с банками при урегулировании международных банковских переводов.
Подход работы с распределённым реестром также распространяется в другие отрасли, которые хранят конфиденциальные данные клиентов. Многие из этих проектов построены с помощью инструментов, предоставляемых Hyperledger. Он создает продукты для компаний, которые хотят работать со смарт-контрактами, но не решаются использовать открытые блокчейны, такие как Ethereum и биткоин.
«Люди должны понимать фактические проблемы и нормативные требования, которых должны придерживаться такие организации, как банки, страховые компании и отрасли здравоохранения. Они не могут позволить себе риск и неопределенность, которые внедряются некоторыми открытыми системами», — говорит Джонатан Леви, создатель системы управления доступом к блокчейнам Hacera.
Как будут работать смарт-контракты
Независимо от того, какой вариант блокчейна победит, смарт-контракты потребуют целого ряда поддерживающих технологий. Эти дополнительные технологии в настоящее время разрабатываются. И они будут очень важны для расширения технологии блокчейн.
«Как только у нас появятся смарт-контракты, возникнет целый ряд проблем», — говорит Ари Джуэлс, содиректор IC3 Корнеллского университета. Эти проблемы делятся на несколько категорий.
Во-первых, блокчейны не смогут хранить много данных. Это будет проблемой для многих проектов, которые, например, предлагают хранить и передавать потоковое видео. Им просто напросто не хватит места для хранения.
Технология блокчейн записывает входы и выходы каждой монеты в сеть, а также содержимое дополнительного поля, которое позволяет провести до 40 байтов метаданных для каждой транзакции. Это все.
Еще одна проблема блокчейна заключается в том, что технология сама по себе не знает, что происходит в реальном мире. Это важно в случае, если смарт-контракт — это система страхования авиабилетов. Блокчейн должен знать, когда самолет взлетает или приземляется, а для этого нужно запрашивать данные веб-сайтов.
В идеале разработчики будут создавать блокчейны для хранения и доступа к данным с учётом слабых сторон — уязвимости к цензуре и возможности отмены блокировок. Для этого нужно тщательно рассмотреть, каким «доверенным сторонам» можно фактически доверять.
Проблема хранения данных может быть решена с помощью распределенных служб обмена файлами, таких как децентрализованная система облачных хранилищ, протоколов Labs Interplanetary Database или Storj Labs. Это системы, которые позволят людям во всем мире получить дополнительное пространство на своих жестких дисках. Такие схемы будут работать для системы смарт-контрактов на основе блокчейна, поскольку данные будут храниться на нескольких компьютерах по всему миру и всегда будут доступны.
Импортировать данные в режиме реального времени можно будет при помощи «оракулов». Это службы, которые получают оплату за надежный запрос данных в реальном времени и подачу их на смарт-контракты блокчейн.
В IC3 Джелус разработал систему обеспечения защищенного датафида для смарт-контрактов Town Crier. Она защищает вводимые в блокчейн данные от подделки. Процесс работы построен на использовании доверенного программного обеспечения на процессорах Intel.
Финансирование
Чтобы перевести все современные услуги на технологию блокчейн, нужны большие деньги на технику и исследования
Вопрос в том, как получить финансирование на проект, который уничтожит многие крупные корпорации. В идеале нужно создать открытые блокчейны, как Ethereum, и доверить хранение данных тем людям, которые его создали. В таких условиях компания не может выжить из бизнес-модели, которая собирает и продает поведение браузера, историю покупок или данные о местоположении. Также компании блокчейн не могут полагаться на ограниченное владение своей интеллектуальной собственностью, поскольку программы находятся в открытом доступе.
Тем не менее, уже появился потенциальный механизм финансирования для блокчейнов — Initial coin offering или ICO. Он оказался чрезвычайно прибыльным, хотя и юридически сомнительным.
Например, человек решил использовать приложение. Но он не может расплатиться обычной валютой, ему нужно купить специальные монеты для этого приложения, которые заранее выпустили на рынок, и расплатиться ими.
В реальном мире это бы работало так: кто-то открыл прачечную и выпустил билеты, которыми можно оплатить стирку. Владелец заранее продаёт все билеты людям, а они потом, при необходимости, перепродают их другим.
На сегодняшний день более полумиллиарда долларов вложено в продажу токенов, и в последнии месяцы эти цифры только растут. Например, блокчейн Tezos в июле установил рекорд, собрав более 200 миллионов долларов через ICO.
Из-за таких огромных инвестиций появились жалобы пользователей на лицемерие создателей биткоинов. «Создатели блокчейнов, которые продвигают эти схемы, на самом деле демонстрируют всю скупость и алчность, приписываемую ими стандартным финансовым услугам и поддерживаемым правительством валютам, — говорит Престон Бирн, соучредитель Monax Industries — открытой платформы для разработчиков блокчейнов, — когда деньги начинают течь в их направлении, они становятся такими же небрежными в отношении общественности, которой они когда-то были».
Другие утверждают, что ICO, как новый класс инвестиционных инструментов, столь же разрушителен, как и финансируемые приложения.
«Деньги не являются корнем зла. Равенство является корнем зла», — говорит Джоэл Монегро — создатель Placeholder — нового фонда, посвященного технологиям блокчейн.
Он считает, что предоставление основателям и сотрудникам капитала компании побуждает их накапливать богатство, а не использовать его для улучшения своих продуктов.
С другой стороны ICO — не только финансовый инструмент, но и средство доступа к технологии блокчейн. Из этого следует, что чем больше людей используют услугу, тем больше будет спрос на токен, необходимый для доступа.
«Мой стимул заключается не в том, чтобы извлечь больше прибыли, а в том, чтобы больше людей использовали приложение, потому что стоимость токена зависит от стоимости использования услуги. Вы полностью переворачиваете стимулы», — говорит Монегро.
В Соединенных Штатах использование ICO, вероятно, подходит к концу. В конце июля Комиссия по ценным бумагам и биржам США предупредила о том, что многие ICO попадают в категорию ценных бумаг и поэтому должны работать по определённым правилам.
«Времена изменились и очень быстро. Некоторые из ранних последователей биткоина испытывали трудности с финансами три и четыре года назад, но держались за свои убеждения и свои монеты и очень хорошо сейчас себя чувствуют, — говорит Джонатан Леви, создатель Hacera, — нам по-прежнему необходимо, чтобы биткоин и Ethereum работали в более крупных масштабах, поэтому предприятиям необходимо децентрализовать данные и обеспечить их конфиденциальность. Сейчас мы сталкиваемся с новой задачей: учитывая огромные суммы вложенных денег, еще предстоит выяснить, сколько старожилов и новичков останется верными делу и продолжат работать, чтобы изменить мир с помощью технологий, которые уже изменили их».