Что такое блокчейн Блокчейн (blockchain) — это распределенная база данных, в которой содержится информация обо всех действиях (транзакциях), совершенных пользователями. Впервые эта технология была использована в платежной сети биткоина в 2008 году. Основное отличие блокчейна от других решений для распределенного хранения данных (DLT) — это его уникальная архитектура. Ее особенности заложены в самом названии технологии: block — блок, и chain — цепь, где: блок — это «пакет» информации. В случае с криптовалютой речь идет о конкретном типе данных, а именно — транзакциях; цепь — связь между блоками. Каждый следующий блок включает информацию о предыдущем, поэтому следуя от блока к блоку можно просмотреть все действия в сети, вплоть до первой (генезис) транзакции Чтобы лучше понять общее устройство децентрализованной сети, представьте блокнот, в котором каждая страница — это блок с записями о транзакциях. А блокнот представляет собой набор связанных блоков, то есть блокчейн. Информация в блокчейне хранится публично и распределенно. Вместо единого сервера, как в традиционных базах данных, существует сеть из нескольких узлов (нод), каждый из которых управляет своей копией реестра транзакций, периодически синхронизируясь с другими. Таким образом: полный перечень транзакций находится в свободном доступе; копии этого реестра записаны на множество серверов с равными правами; все эти серверы (узлы) постоянно синхронизируются. Любой пользователь может стать частью такой сети — достаточно установить специальное приложение (клиент) и загрузить копию базы данных на свое устройство. Благодаря такой архитектуре изменить информацию в одностороннем порядке невозможно, чтобы записать в блокчейн новые транзакции или отредактировать существующие нужно согласование (консенсус) всех подключенных к сети узлов. Кроме того, распределенное хранение данных обеспечивает устойчивость ко взлому — даже если хакер получит доступ к одному из узлов и отредактирует хранящуюся на нем копию реестра, то во время следующей синхронизации эти изменения будут отклонены другими участниками сети и измененная копия откатится к согласованной версии. Однако отметим, что описанное выше касается только публичных блокчейнов, децентрализованных на техническом и организационном уровнях и работающих по изначально установленным правилам. Кроме них также есть частные сети, в которых владелец решает, кто может загружать копию реестра, а также добавлять, хранить и просматривать данные. Впрочем, в криптоиндустрии частные блокчейны скорее исключение, чем правило. Блокчейн и криптография Чтобы гарантировать безопасность и неизменность записи о транзакции, алгоритм блокчейна преобразует ее в специальный криптографический шифр — хеш. Каждый блок состоит из заголовка и списка транзакций. Заголовок содержит: свой хеш; хеш предыдущего блока; хеш каждой транзакции; временную метку, которая показывает, когда он был сформирован. Сам хеш выглядит как случайный набор символом и, по сути, это зашифрованная информация транзакциях. Шифрование проводится при помощи так называемой хеш-функции — специального алгоритма, который может преобразовать любое количество данных в одну строку кода из букв и цифр. Хэш гарантирует целостность информации, поскольку любое изменение во входных данных приведет к созданию нового хэша, отличающегося от изначально. Насколько сильно может трансформироваться хэш, созданный алгоритмом SHA-256 (используется в биткоине), при изменении всего одной буквы Другим ключевым компонентом системы хранения данных в блокчейне является так называемое Древо Меркла, представленное в конце 1970-х годов ученым-информатиком Ральфом Мерклом. Это «дерево» отображает структуру данных, хранящихся в блоках в виде зашифрованных через хеш-функцию транзакций. Основная ценность Древа Меркла в том, что оно позволяет создать многоуровневую структуру данных, в которых невозможно изменить информацию нижних уровней, не повлияв на верхние. В конце 1990-х годов Стюарт Хабер и У. Скотт Сторнетта использовали Деревья Меркла безопасного хранения цифровых документов. А в 2008 году в технической документации биткоина было описано применение этой технологии для защиты от подделок и изменений данных, хранящихся в децентрализованной сети. Сейчас существует множество модификаций и типов Деревьев Меркла с различной архитектурой и на различных алгоритмах хеширования. К примеру, анонимная криптовалюта Monero использует бинарные хеш-древа, а команда Ethereum разработала собственную версию технологии под названием Merkle Patricia Trie.
Теги: Криптовалюта, Биткойн, Криптография