Что такое блокчейн и почему за ним будущее. Объясняем простыми словами

Слово «блокчейн» переводится с английского как «цепь блоков». Это название довольно точно отражает сущность блокчейна. Его сравнивают с ожерельем, каждая бусина (блок) которого — запись действия, а цепочка не может порваться. Блокчейн — это нерушимая цифровая запись действий.

Каждый блок представляет собой определённый цифровой код (не только числовой), и любой последующий блок содержит информацию из предыдущего блока. Таким образом, следует считать, что это не только база данных, но и способ шифрования и передачи данных.

Процесс отправки перевода займёт считаные минуты. Деньги в блокчейне невозможно потерять или подделать. Третьих лиц и посредников нет, а точность расчётов гарантируется математической точностью технологии.

Блокчейн можно использовать не только для перевода криптовалют. Его применяют в банковской индустрии, в сфере кибербезопасности, удостоверения личности. По сути, это просто технология упорядочивания самых разных данных.

История блокчейна

Историю технологии блокчейн нередко ошибочно начинают со знаменитого манифеста Сатоши Накамото, изобретателя биткоина. Однако предпосылки к развитию идеи блокчейна как способа быстрой и надёжной передачи цифровых данных появились гораздо раньше.

Принципы распределённости и объединения данных о подлинности документа в блоки, лёгшие в основу блокчейна, разработаны ещё в 1990-х. В 1991–1992 годах американские учёные Уэйкфилд Скотт Сторнетта, Стюарт Хабер и Дэйв Байер, опираясь на более ранние математические концепции, описали технологию последовательного создания блоков данных, в которых с помощью криптографических алгоритмов и дерева хешей фиксируются подлинность данных и информация о дате их генерации.

Однако техническая возможность для воплощения их идеи созрела только в нулевых. В 2004 году американский программист Гарольд Томас Финни II разработал систему RPoW, которая считается прототипом криптовалюты.

А 31 октября 2008 года Сатоши Накамото (кто бы ни прятался под этим псевдонимом) предложил использовать эту технологию для создания децентрализованной и независимой платёжной системы. Он же дал ей имя — блокчейн, то есть «цепь блоков».

В 2009 году он представил миру первую такую систему – биткоин. Именно биткоин и стал первой реализованной версией децентрализованного блокчейна.

Как работает блокчейн

У блокчейна нет единого контролирующего узла, который может изменить правила в этой системе, отменить какие-то действия других пользователей или внести правки в записанную в блоках информацию. Распределённая база данных пополняется автоматически по мере действий её пользователей, и каждый участник этой сети имеет к ней доступ.

При этом в блокчейне обычно хранятся не сами данные, а записи о событиях в сети, то есть, транзакциях, передачах данных. Например, пользователь X отправил пользователю Y свои биткоины — информация о том, кто — кому — сколько — когда отправляется в блокчейн. Эта запись появляется практически мгновенно на всех «узлах» сети — для того, чтобы она была вписана в сеть, её должно подтвердить большинство участников. Фиксация прав перехода цифровых данных или активов называется учётом транзакций.

Такие записи группируются в блоки, которые, в свою очередь, объединяются в цепи. Вынуть блок из этой цепочки и стереть написанную в нём информацию отныне невозможно, не нарушив целостность сети, потому что на этот блок косвенно ссылаются все последующие.

Какие ещё элементы и технологии включает в себя блокчейн

Ключевая идея блокчейна – его децентрализация. Это как раз и означает, что вместо хранения информации на едином сервере она распределяется по всей сети участников. Это делает систему более устойчивой к атакам и мошенническим действиям, направленным на воровство или изменение данных.

Для реализации этой идеи используются так называемые распределённые реестры. Это значит, что копии реестров с данными о владельцах цифровых активов (виртуальные деньги, права на собственность и т. п.) есть на всех узлах блокчейна — независимых компьютерах, связанных между собой через интернет.

Чтобы добавить этой системе стабильности, в блокчейне существует такое понятие, как консенсус, то есть достижение согласия между всеми участниками сети. Если кто-то попытается изменить данные в своей копии блокчейна, система обнаружит несоответствие и, сверившись с остальными копиями, исправит его. Для этого нужно, чтобы верная информация содержалась у большинства участников сети (условно, 51%).

В некоторых сетях все участники одновременно являются ещё и майнерами. Майнинг — это процесс генерации новых блоков с использованием вычислительных возможностей компьютера и специального программного обеспечения. Майнеры выполняют в блокчейне целый ряд функций:

• хранят копии блокчейна и таким образом защищают информацию от подделки;
• подтверждают транзакции;
• проверяют транзакции других майнеров.

Если говорить о блокчейне криптовалютном, то майнеры в процессе своей работы добывают блоки, за каждый из которых полагается награда. Награда — это определённое количество цифровых монет сети, выплачиваемый за найденный блок. При этом эти монеты генерируются прямо в процессе майнинга — так происходит выпуск новых цифровых денег.

В большинстве криптовалютных блокчейнов есть ограничение: когда сумма монет достигает определённого максимума, их выпуск прекращается. Дальше майнеры могут работать только за вознаграждение от участников. Кроме того, процесс добычи блоков постоянно усложняется, так что майнерам требуется всё более мощные компьютеры и видеокарты, чтобы работать в той же сети.

Все эти правила, существующие в системе блокчейна, прописаны в его алгоритмах: программном коде, который описывает, как реагирует сеть на то или иное событие. Одна из основных составляющих алгоритма блокчейнов — это хеш-функция, или хеширование. Оно представляет собой преобразование любого объёма информации в уникальный набор символов, который присущ только этому массиву входящей информации (хэш).

На основе автоматических алгоритмов технологии блокчейн появилось и более практическое их применение — умные контракты. Это соглашения, автоматически исполняющиеся при достижении определённых условий — без посредников. Например, если в блокчейн внесена информация о том, что кто-то оплатил цифровыми активами партию товара, он сразу получает либо сам товар, либо сертификат, подтверждающий владение.

Виды блокчейна

Блокчейны могут быть как публичной сетью, к которой может подключиться любой человек, так и частной. В последнем случае число участников строго регулируется во избежание потери конфиденциальных данных.

К публичным блокчейнам относятся почти все криптовалюты, начиная с биткоина и Ethereum.

Применение блокчейна

В финансах

Преимущество блокчейна перед классической финансовой системой — в отличие от банков блокчейн работает круглосуточно и не зависит от центрального банка конкретной страны.

Также он не нуждается в посредниках в лице банков и нотариусов, а значит, комиссии за операции внутри платёжной системы на блокчейне минимальны. Работа майнеров и алгоритмов стоит намного дешевле работы целого офиса специалистов.

Блокчейн можно использовать как для системы передачи сугубо цифровых активов (криптовалют), так и элемент более традиционных платёжных и финансовых систем. Внедрение блокчейна увеличивает скорость обмена данными, уменьшает временные затраты, улучшает качество, надёжность и доступность услуг. При этом снижаются риски мошенничества, увеличивается прозрачность и надёжность, упрощается процесс идентификации пользователей.

Так что сейчас проекты на блокчейне уже широко тестируются и применяются в банковском секторе, в платёжных сервисах, в сфере финансовых услуг. Денежные переводы, расчёты при сделках с ценными бумагами, аккредитивы, KYC-комплаенс, рутинная работа банков — всё это постепенно переходит на блокчейн или использует его элементы.

По оценкам аналитиков банка Morgan Stanley, внедрение блокчейна может сократить затраты банков почти вдвое. Правда, это почти неизбежно приведёт к ликвидации части участников этого рынка, в которых просто отпадёт необходимость как в посредниках.

Несмотря на то что центробанки в массе своей не одобряют криптовалюты как бесконтрольное средство платежей, многие государства разрабатывают собственные цифровые монеты, призванные заменить или продублировать традиционные фиатные деньги. С августа 2023 года и в России появился свой цифровой рубль.

В госсекторе

Распределённое хранение данных делает значительно проще и прозрачнее взаимодействие с этими данными. Это свойство блокчейна давно приметили в госсекторе, который во всех странах взял курс на цифровизацию. Это позволило создать единые реестры тех огромных несвязанных потоков бумажной и электронной информации, которые сильно тормозили все бюрократические процедуры.

Сейчас блокчейн используется в госуслугах, реестрах недвижимости, нотариате, в системах электронного голосования, энергетике, транспорте и логистике, здравоохранении, управлении интеллектуальной собственностью и др.

В кибербезопасности

Из-за устойчивости блокчейн-систем к изменениям они оказываются довольно устойчивы и к различным хакерским атакам, если они нацелены на отдельные узлы. Это делает технологию привлекательной для сферы информационной безопасности.

Кроме того, хотя изначально блокчейн был синонимом анонимности, эту технологию можно использовать для аутентификации пользователей. Это позволяет отслеживать всевозможных интернет-мошенников, но также — проводить защищённые от вмешательства и фальсификации электронные голосования или внедрять системы репутации пользователей.

В игровой индустрии

В сетевых многопользовательских играх последних лет всё чаще появляются различные игровые активы, основанные на технологии блокчейн и умных контрактах. Обычно речь идёт о коллекционных предметах, представленных в форме уникальных невзаимозаменяемых токенов — NFT.

Также на блокчейне построены всевозможные игры play-to-earn, которые предлагают играть, чтобы зарабатывать реальные деньги в криптовалюте. Способы могут быть разные — прокачка персонажей и тренировки монстров, бег в специальных кроссовках и т. п.

К уже упомянутым плюсам блокчейна можно отнести:

• прозрачность;
• безопасность и устойчивость к взломам;
• децентрализованность;
• скорость транзакций.

К минусам критики обычно причисляют:

• проблемы с масштабируемостью — то, что хорошо и стабильно работает в относительно малых системах, не всегда реализуемо, например, в платёжной системе масштаба Visa или Mastercard с миллионами пользователей;
• сложность — описание технологии блокчейн часто пугает рядовых пользователей, а отсутствие развитой платёжной сети и возможности легко конвертировать цифровые деньги в фиатные и обратно сильно ограничивает число участников;
• отсутствие общих и универсальных протоколов, как TCP/IP и HTML в сети Интернет — многие из блокчейн-систем похожи, однако бесшовного перехода между ними не происходит;
• завышенные ожидания — на заре развития технологии блокчейну приписывали чудодейственные свойства и пророчили скорейшее замещение многих других технологий. Такой ажиотаж привёл к буму ICO (блокчейн-проектов, привлекающих деньги) и инвестиций в криптовалюты, на которых погорели многие неопытные инвесторы;
• неясный правовой статус: блокчейн всё ещё относительно новая технология, регулирование которой во многих странах только предстоит выработать. А криптовалюты и вовсе часто не имеют никакого правового статуса и не признаются деньгами или активами.
• зашкаливающая ресурсо- и энергоёмкость — майнеры биткоина уже ежегодно потребляют больше энергии, чем некоторые страны, и оставляют колоссальный углеродный след.

Перспективы блокчейна

Перед блокчейном всё ещё стоит много задач на пути к статусу по-настоящему массовой технологии. Ему приходится противостоять ужесточающемуся регулированию с одной стороны и толпам мошенников, дискредитирующих цифровую среду, с другой.

Хайп 2017–2018 годов, когда в сферу блокчейна лез каждый второй, уже вряд ли повторится. Однако в реальном секторе экономики эта технология уже заняла свою нишу и успешно работает. Рынок децентрализованных финансов также растёт и скоро сможет составить конкуренцию классическим банкам.

Несмотря на первоначальный скепсис, сейчас бизнес и регуляторы признают, что в блокчейне скрыт мощный потенциал для изменения множества отраслей. Однако, чтобы использовать его на полную мощность, требуется решить ещё не одну задачу и техническую проблему.

Примеры употребления на «Секрете»

«Уже через несколько лет блокчейн будет повсюду <...> Но это вовсе не значит, что скоро мы все будем расплачиваться биткоинами. Блокчейн ― это не только способ транзакций криптовалют, у него есть куда более важные и перспективные возможности. Одна из них — управление городами».

(Основатель Idea Fabrik и HeroEngine World Александр Шалаш — о том, как блокчейн и искусственный интеллект будут управлять городами.)

«Технология блокчейн должна восприниматься так же серьёзно, как разработка сети Интернет в начале девяностых годов. Это похоже на имейл для пересылки денег».

(Генеральный директор Digital Asset Holdings Блайт Мастерс — о новой эре без посредников.)

«Мне кажется, одна из проблем блокчейна состоит в том, как он презентуется миру <...> Все рассуждения в конечном итоге сводятся к помпезным заявлениям об очередной идее, способной изменить мир полностью, уничтожить банки, деньги и прочее и прочее. Это слишком неконкретно, чтобы вызвать практический интерес, и слишком недоступно для понимания как простым, так и технологически подкованным людям».

(Гендиректор и основатель компании Acronis — о том, чего не хватает блокчейну).

Ошибки в употреблении

Блокчейн не стоит путать с технологией облачного хранения данных. И даже базой данных его можно назвать с натяжкой. Ведь в системе сохраняется не физическая информация (документ), а неопровержимое подтверждение существования данной информации и история операций с ней.

Цифра

На Всемирном экономическом форуме в Давосе озвучили прогноз, что к 2027 году 10% всего мирового ВВП будет храниться в сетях блокчейн.

Факт

В 2021 году интерес к блокчейну в России снизился и в коммерческом, и в государственном секторе. По данным опроса Dell Technologies, в России растёт инвестиционная привлекательность других технологий — алгоритмов искусственного интеллекта, промышленной и коммерческой робототехники.

Статью проверил: