Объяснение блокчейна: что такое блокчейн и как он работает?

В этом всеобъемлющем руководстве по блокчейну объясняется, что такое технология блокчейна, ее история, версии, типы, строительные блоки и принцип работы блокчейна:

Блокчейн стал популярной технологией среди ведущих организаций. От этой технологии возлагаются большие надежды, и показатели внедрения растут, и до 77% финансовых организаций могут внедрить эту технологию в свои производственные процессы и системы в этом году.

Однако блокчейн плохо изучен, что является одним из препятствий для его принятия. Почти 80% людей во всем мире не понимают, что это такое.

 

Это первая серия учебных пособий по блокчейну, охватывающая все аспекты этой технологии. Мы поймем блокчейн и его историю, как он работает и его основы, такие как типы блокчейнов, узлы блокчейна и распределенный реестр. Мы также увидим, как он устроен.

В этом руководстве по блокчейну также будет кратко рассмотрено, как блокчейн защищает данные и как это может помочь организациям в их различных операциях.

Что вы узнаете:

  • Список руководств по блокчейну
  • Что такое технология Блокчейн?
    • Ключевые аспекты блокчейна
    • История блокчейна
    • Версии блокчейна
    • Типы цепочек блоков
  • Как работает блокчейн?
    • Блокчейн-узлы
    • Как блокчейн защищает данные и информацию?
    • Распределенный журнал по сравнению с обычной базой данных
    • Строительные блоки блокчейна
      • Алгоритм консенсуса блокчейна
      • Блокчейн и хеширование Создание блоков
      • Как работает хеширование?
    • Как интегрируется блок Blockchain?
      • Сложность создания блока
  • Вывод
    • Рекомендуемое чтение

Список руководств по блокчейну

Учебник н. 1: объяснение блокчейна: что такое блокчейн и как он работает? (Этот учебник)
Учебник n. 2:  Приложения блокчейна: для чего нужен блокчейн?
Учебник н. 3:  что такое блокчейн-кошелек и как он работает?
Учебник № 4:  Учебник Blockchain Explorer — Что такое Blockchain Explorer
Учебник № 5:  Учебник Blockchain ETF — узнайте все о ETF
Учебник Blockchain № 6:  Почему важна безопасность блокчейна и как она реализована?
Учебник н. 7:  Как стать разработчиком блокчейна.
Учебное пособие № . 8:  Курсы сертификации и обучения блокчейну
. Учебное пособие №. 9: 13 лучших программ DNS для блокчейна [ОБНОВЛЕННЫЙ СПИСОК]


Что такое технология блокчейн?

Обратитесь к изображению ниже, чтобы понять разницу между децентрализованными, распределенными и централизованными сетями.

Распределенные, централизованные и децентрализованные сети

Блокчейн — это программное обеспечение, которое позволяет компьютерным сетям напрямую подключаться друг к другу без посредников. Он устанавливает распределенную или децентрализованную компьютерную сеть, через которую значения могут быть отправлены мгновенно, мгновенно обменены или сохранены безопасно и с меньшими затратами.

Данные копируются на несколько узлов, и каждый из этих узлов копирует блокчейн. Благодаря этому, а также тому факту, что данные неизменно хранятся в цепочках, блокчейн исключает возможность потери цифровых записей. Это также снижает вероятность подделки документов и ситуации, когда они становятся недоступными, если узел или компьютер пользователя недоступен.

Помимо приведенного выше определения, говоря простым языком, название блокчейн подразумевает цепочку блоков. Данные хранятся в блоках, а затем блоки накапливаются и защищаются по мере того, как транзакции продолжают выполняться по сети. Цепочка блоков связана вместе, что затрудняет потерю истории транзакций.

Кроме того, каждый блок отмечен временной меткой с такими подробностями, как время, дата и сумма публичных транзакций.

Ключевые аспекты блокчейна

Блокчейн решает три вещи, которые интернет не может решить. Пожалуйста, обратитесь к таблице ниже, чтобы понять ключевые аспекты:

Ключевые аспекты
Ценность Блокчейн создает стоимость цифровых активов, стоимость которых контролируется только владельцем без посредников. Значение не может подвергаться цензуре со стороны правительства
Уверенность Блокчейн постоянно и неизменно отслеживает право собственности, расходы и записи, поэтому они общедоступны и могут быть отслежены.
Надежность Блокчейн устраняет единые точки отказа: посредник, который может хранить данные в одном месте и проверять данные, и эти данные, безусловно, будут недоступны, если недоступна центральная точка.

История блокчейна

Технология Blockchain была представлена ​​в 1991 году. Она возникла из-за необходимости в методе, который мог бы синхронизировать и датировать цифровые документы, чтобы предотвратить их фальсификацию или датировку задним числом. Исследователи  Стюарт Хабер   и   В. Скотт Сторнетта  описали систему, которая использовала цепочку зашифрованных блоков для хранения документов с отметками времени.

Стюарт Хабер
 Стюарт Харбер
[  источник изображения  ]

Скорт Сторнетта
Скотт Сторнетта
[  источник изображения  ]

Позже появилась возможность встраивать множество документов в один блок, а затем связывать один блок с другим. Это произошло после того, как в 1992 году в дизайн были добавлены деревья Меркла, чтобы сделать технологию блокчейна более эффективной.

Затем блок может хранить ряд записей данных и, таким образом, может быть связан со следующим, причем последний содержит историю всего блока. Срок действия патента на технологию блокчейна истек в 2004 году, и до этого технология не использовалась.

Многоразовое доказательство работы (RPoW), представленное в 2004 году Хэлом Финни, крипто-активистом, в качестве прототипа цифровых денег, проложило путь к внедрению криптовалют. Система может работать и получать токен в обмен на проделанную работу.

Незаменимый токен, используемый в сети, был основан на доказательстве работы Hashcash и не подлежал обмену, но мог передаваться от человека к человеку. В этой системе токен может храниться на доверенном сервере, и пользователи по всему миру могут проверить его правильность и целостность.

Затем в 2008 году Сатоши Накамото представил теорию распределенного блокчейна. Благодаря его новаторству стало возможным добавлять блоки в цепочку, не требуя их подписи доверенными сторонами или посредниками. Модифицированные деревья теперь могут содержать безопасную историю записей данных, а каждый обмен может иметь временную метку и проверяться участниками одноранговой сети.

Таким образом, блокчейн может поддерживать криптовалюты   , а  разработка Сатоши Накамото  теперь служит общедоступной книгой для всех криптовалютных транзакций в блокчейнах Хотя Накамото использовал слова «блок» и «цепочка» отдельно в своей оригинальной статье, описывающей биткойн, к 2016 году эти слова в конечном итоге стали популярными как одно слово «блокчейн».

Рекомендуемая литература = >>  Приложение для обмена криптовалютой на рынке [Top Selective]

Версии блокчейна

а) Блокчейн версии 1.0:  первая реализация технологии распределенного реестра для создания денег путем решения компьютерных головоломок была представлена ​​Хэлом Финни в 2005 году.

б) Блокчейн 2.0: Смарт-контракт:  это бесплатные компьютерные программы, существующие в блокчейне. Они выполняются автоматически для проверки условий упрощения, проверки или применения. В конце концов, блокчейн позволил защитить автоматизированные программы, сделав невозможным их вмешательство.

Теперь разработчики могут создавать и развертывать свои собственные приложения (dApps) на блокчейне. Хороший пример применения смарт-контрактов — блокчейн Ethereum.

в) Блокчейн 3.0: DApp:  это децентрализованные приложения, основанные на блокчейне. Они используют децентрализованное хранилище и связь. Код внешнего интерфейса для dApp размещается в децентрализованном хранилище, а пользовательский интерфейс закодирован на любом языке, который может вызывать его серверную часть, как и в случае традиционного приложения.

Типы цепочек блоков

Публичный и частный блокчейн

Public_vs_Private_Blockchain
[  источник изображения  ]

Общедоступные, частные и гибридные типы распространены в приложениях блокчейна.

Публичный блокчейн  не имеет центрального органа, который контролирует или направляет его операции. Все пользователи участвуют в управлении. Следовательно, он устойчив к цензуре, поскольку любой может присоединиться к сети независимо от местоположения и национальности. Так что сложно его отключить.

Публичные блокчейны имеют криптовалюты для определения стоимости, которая используется для стимулирования пользователей в качестве вознаграждения за поддержание активности сети, за защиту ее операций и за одобрение транзакций в ней. Транзакции в общедоступной цепочке блоков являются общедоступными и видны всем через обозреватели. Примеры  включают блокчейны Биткойн и Эфириум.

Частные  сети  блокчейнов  , также известные как лицензированные сети, управляются частными организациями. Организация, группа или консорциум действуют как средство централизации, поскольку они ограничивают участников в соответствии с определенными критериями и определяют, кто подключается и работает в сети.

Транзакции в этих сетях являются общедоступными и более централизованными, поскольку участники просят соблюдать правила субъектов, управляющих цепочками блоков. У них есть свое приложение идеи. Примером этого является случай, когда компания хочет сотрудничать с несколькими другими, чтобы делиться конфиденциальными данными, которые не могут быть раскрыты через общедоступную цепочку блоков. Эти блокчейны могут иметь или не иметь криптовалюту или токен в качестве собственного актива.

Примерами  частных сетей блокчейнов являются блокчейны консорциума, такие как блокчейн IBM. В этом случае группа частных лиц согласовывает вопросы управления для общих преимуществ, таких как обмен данными о клиентах. Блокчейн IBM основан на Hyperledger Fabric с открытым исходным кодом, и IBM применяет блокчейн по нескольким причинам с различными консорциумами.

Другие примеры включают блокчейны цепочки поставок, где компания позволяет различным участникам логистической отрасли обмениваться и защищать корпоративные данные, повышать эффективность и ускорять трансграничные транзакции. Компании могут ознакомиться с примерами лицензированных сетей блокчейнов, к которым они хотят присоединиться, чтобы получить общие преимущества в этих сетях.

Центральные банки и правительства также могут сотрудничать через блокчейны консорциума для общих интересов, не вызывающих общественной озабоченности.

Некоторые частные блокчейны не будут хранить данные, относящиеся к лицу или компании, участвующей в транзакции, но другие сохранят. Однако вместо использования реального имени имя сохраняется как «цифровая подпись» или какое-то имя пользователя. Уникальный криптографический код, известный как «хэш», хранится в блокчейне, который отличает один блок от другого.

Гибридный  блокчейн  сочетает в себе преимущества конфиденциальности, достигаемые в авторизованной сети, с преимуществами прозрачности, достигаемыми в общедоступном блокчейне. Благодаря этому компании могут сделать некоторые данные конфиденциальными, обеспечивая при этом прозрачность, публично используя другие типы данных и информации.

Примером  гибридной сети блокчейна является Dragonchain  , который представляет собой протокол, который позволяет своим пользователям подключаться к другим пользователям через другие протоколы блокчейна. Предприятия могут использовать этот протокол для сотрудничества с другими или обслуживания пользователей в нескольких блокчейнах, частных или общедоступных.

Как работает блокчейн?

Узел используется для доступа к полной копии блокчейна. Любой, кто хочет запустить блокчейн, может загрузить его и синхронизировать с сетью. Однако с ним можно совершать сделки, не имея его полной копии.

Один из способов — использовать собственное децентрализованное приложение. Именно это делает блокчейн платформой, поскольку пользователи и компании могут создавать собственное программное обеспечение и расширять его по своему усмотрению, поскольку оно имеет открытый исходный код.

Частные лица и компании также могут получать доступ к блокчейну и использовать его с помощью подключаемых модулей или расширений браузера, расширений кошелька или с помощью специального стороннего программного обеспечения, такого как автономные кошельки. Компании также могут подключаться через интеграцию API.

Например,  компания может разработать собственную сеть блокчейнов   или децентрализованное приложение для достижения определенных целей, таких как защита корпоративных данных, создание криптовалюты или цифрового токена; или, возможно, дополнить свои платежи поставщикам.

Бизнес также может размещать все свои процессы покупки и продажи в блокчейне, позволяя клиентам расплачиваться криптовалютами, а не фиатом. Все, что нужно бизнесу, — это подходящие инструменты для создания блокчейна или приложения с нуля. Другие предпочитают настраивать существующие общедоступные блокчейны с открытым исходным кодом, такие как Биткойн и Эфириум, в собственный блокчейн.

Большинство компаний создают блокчейн-приложения (называемые dApps), которые могут выполнять различные операции, а не создают блокчейны с нуля. Это связано с тем, что создание с нуля требует времени и ресурсов по сравнению с созданием dApp или настройкой существующей цепочки блоков. Бизнес также должен нанимать  разработчиков блокчейна  .

Мы увидим причины для создания или принятия этой технологии позже в этом руководстве.

Блокчейн-узлы

Способы связи между клиент-сервером и одноранговыми компьютерами:

одноранговые и клиент-серверные сети
[  источник изображения  ]

В идеале основной целью блокчейна является создание децентрализованной сети без посредников, также известной как единая точка отказа, потому что централизованная сеть выйдет из строя, если возникнут проблемы с центральным хранилищем или владельцем.

Затем любой желающий может участвовать в этой децентрализованной или распределенной сети для хранения и обмена данными или ценностями, транзакций и обмена данными или ценностями, предоставления ресурсов для таких действий, как майнинг, и для общения с коллегами. Есть много других доступных приложений, которые мы рассмотрим в этой серии.

В идеале блокчейн позволяет создавать распределенные цифровые регистры, которые могут храниться в виде копий на нескольких компьютерах, управляемых разными пользователями. Все пользователи совместно используют один и тот же журнал в режиме реального времени. Они также одобряют любые обновления и изменения в бухгалтерской книге.

Сеть блокчейнов может охватывать мили и соединять пользователей в разных странах и континентах по всему миру. Например  , по всему миру разбросано около 10 000 узлов, на каждом из которых работает копия блокчейна Биткойн. Это не означает, что у Биткойна 10 000 пользователей; Биткойн имеет миллионы пользователей по всему миру, а некоторые даже подключаются с помощью таких методов, как кошельки и другое программное обеспечение.

Глобальное распределение узлов Биткойн на карте:

Глобальное распределение узлов Биткойн на карте
[  источник изображения  ]

Узлы блокчейна проверяют каждую транзакцию в цепочке по набору данных, чтобы доказать, что она является законной в соответствии с требованиями сети. Точно так же, как ваши данные будут проверены бухгалтером в банке, прежде чем разрешить вам транзакцию, транзакции в блокчейне должны быть проверены на достоверность.

Например, узлы, делающие копию сетевой цепочки блоков, подтвердят, что у отправителя достаточно ценности, чтобы разрешить транзакцию, и добавят ее в блок, а затем в цепочку. Они также отклонят транзакцию, если суммы недостаточно или есть какое-то мошенничество, такое как попытка двойного расходования.

Как только дается зеленый свет, транзакция сохраняется в блоке вместе с другими принятыми транзакциями. Блок впоследствии добавляется к предыдущим блокам в цепочке. Затем все узлы обновятся до обновленной цепочки и выполнят ее.

Перед добавлением в цепочку блоку присваивается хэш-код. Затем блок становится общедоступным для всех, кто может просматривать историю ваших транзакций и другие общедоступные сведения, например, кто добавил блок и когда (высота) он был добавлен в цепочку.

Кто угодно может использовать Blockchain Explorers для просмотра всех транзакций и других сведений о блокчейне. Однако сведения об отправителе, такие как имя отправителя, остаются совершенно конфиденциальными. Blockchain.com  — это пример обозревателя блокчейнов, который можно использовать для просмотра транзакций в различных блокчейнах. Обратите внимание,  что эти транзакции неизменны.

Как блокчейн защищает данные и информацию?

Как блокчейн защищает данные и информацию

Блокчейн использует криптографию  , которая использует компьютерные алгоритмы шифрования и дешифрования с открытым и закрытым ключом для защиты пользовательских данных. Криптография позволяет передавать необработанные данные по сети, такой как Интернет или сеть блокчейн, или в режиме сохранения для преобразования в нечитаемый формат, который не имеет смысла для сторонних читателей.

Это означает, что выполнять транзакции и обмениваться информацией в блокчейне безопасно и конфиденциально. Прежде чем пользователь отправит данные второму пользователю, первый может использовать открытый ключ для шифрования данных, затем второй может использовать закрытый ключ, связанный с данными, во время шифрования для расшифровки и чтения информации. Вот почему блокчейн является одной из самых безопасных технологий для защиты данных для организаций.

Безопасность — очень важная функция. Например, поскольку блокчейн позволяет передавать цифровой актив от одного пользователя к другому, хранить или использовать его для покупки продукта, это значение не должно быть дублированным, украденным или поддельным.

Распределенный журнал по сравнению с обычной базой данных

Блокчейн база данных
1 Блокчейн — это распределенная книга, которая используется, копируется и синхронизируется всеми участниками сети. Он поддерживает одноранговую связь и транзакции между пользователями. База данных представляет собой центральный реестр, использующий сетевую архитектуру клиент-сервер. Используется центральный сервер. Пользователи общаются и совершают транзакции через сервер и посредников.
2 В блокчейне все пользователи имеют равный контроль над сетью и администрирование через согласие. Для доступа к ним требуются криптографические ключи и подписи. Администратор несет единоличную ответственность и будет управлять всем, включая тех, кто имеет право читать, писать, обновлять или отменять операции.
3 Поскольку реестр распределен, а участники выступают в качестве публичных свидетелей транзакций, их трудно подделать, а кибератаки сложнее, чем в обычной базе данных.
Транзакции имеют отметку времени и зашифрованы, и их невозможно удалить или сохранить в кулинарных книгах.
Для успешной атаки необходимо атаковать и скомпрометировать все узлы.
Легко подделать данные, когда злоумышленник получает доступ к отдельным или определенным серверам, где данные хранятся централизованно. Документы легко подделать и могут сменить владельца
4 Избыточность, с чрезвычайно большим количеством копий, требующих огромного места для хранения в сети. Масштабирование начинает становиться проблемой. Базы данных уменьшают избыточность данных, поскольку они хранятся в виде одной или нескольких копий, позволяют обмениваться данными между выбранными пользователями и частями, а также сокращают время разработки и обслуживания в отличие от распределенной архитектуры, где пользователям придется одобрять изменения.
5 Сложно поддерживать и развивать, так как все должны прийти к консенсусу по изменениям. Очень прост в обслуживании и обновлении, потому что для утверждения обновлений требуется несколько или центральный орган.
6 Гораздо более демократичным и основанным на участии, потому что каждый пользователь должен участвовать в достижении консенсуса. Менее участие и диктаторство, если есть злоупотребление властью.

Строительные блоки блокчейна

Алгоритм консенсуса блокчейна

Алгоритм консенсуса в блокчейне — это набор внутренних правил о том, как управляется блокчейн, как пользователи формулируют правила и согласовывают их, а также как происходят транзакции. Управление является важным аспектом блокчейна, поскольку оно определяет, насколько децентрализована или централизована сеть.

Например, алгоритмы консенсуса блокчейна позволяют любому пользователю предлагать изменения в сети, а всем остальным — голосовать за эти предложения. В делегированных версиях пользователи выбирают делегатов, которые создают правила и управляют сетью от имени других пользователей.

алгоритм консенсуса блокчейна
[  источник  изображения  ]

Некоторые версии позволяют пользователям вносить свой вклад в управление в зависимости от количества ресурсов (вычислений или количества криптовалют), которые они вносят. Например, в биткойне майнеры оценивают изменения в зависимости от количества компьютерных ресурсов или вычислительной мощности, которые способствуют поддержке сети и утверждению транзакций.

В алгоритме Proof of Work майнеры соревнуются за создание блока, и тот, кто успешно создает блок, получает вознаграждение в виде криптовалюты после создания. Майнеры голосуют, чтобы разрешить или отклонить предложения по обновлению, представленные другими пользователями.

Доказательство работы (PoW):  этот алгоритм основан на идее решения сложной математической головоломки для предоставления блока решения. Это требует большой вычислительной мощности, и майнер, решивший головоломку, вытаскивает блок и получает вознаграждение в виде биткойнов.

Доказательство доли (PoS):  этот алгоритм проверяет блок, выбирая создателя блока на основе количества монет, сохраненных в кошельке. Затем они получают вознаграждение за нахождение блока. Другими словами, компьютерный код алгоритма присваивает наибольшую вероятность подрыва большинства транзакций и, следовательно, блока человеку с наибольшим количеством монет в пуле валидаторов.

В последующих раундах проверки возможности ранее выбранного валидатора продолжают сокращаться до тех пор, пока другие валидаторы также не смогут проверить блок.

В  Delegated Proof-of-Stake (DPoS)  участники выбирают делегатов и доверяют им проверку блока. Заинтересованные стороны проголосуют за выбор делегатов.

Другие алгоритмы включают делегированное доказательство доли (DPoS), стейкеры выбирают делегатов и доверяют им проверку блока. Заинтересованные стороны будут голосовать за выбор делегатов; Византийская отказоустойчивость (BFT), которая выбирает валидаторы блоков на основе их репутации, используя их настоящие личности.

Доверенные валидаторы предварительно утверждаются и выбираются участниками в качестве модераторов. Другие — это Византийская практика отказоустойчивости (pBFT); Федеративное Византийское Соглашение (FBA); и делегированная византийская отказоустойчивость (dBFT).

Некоторые блокчейны используют гибридные алгоритмы, чтобы использовать преимущества более чем одного алгоритма.

На следующем изображении объясняется разница между двумя основными методами консенсуса:  Proof of Work и Proof of Stake:
доказательство работы против доказательства игры
[  источник изображения  ]

Блокчейн и хеширование Создание блоков

После отправки транзакций в сеть каждая из них должна быть завершена в течение определенного периода времени. Транзакции, отправленные одновременно, объединяются в один блок. Криптографическое хэширование используется для преобразования транзакций в безопасный блок, который затем соединяется в цепочку. В этом случае используется хеш-функция или алгоритм.

Хэш-функция преобразует входную строку любого размера в выходную строку фиксированной длины (называемую хэшем) в виде 32-битной, 64-битной, 128-битной или 256-битной в зависимости от используемой хеш-функции.

Хэш — это криптографический побочный продукт алгоритма хеширования, который представляет собой одностороннюю функцию, а это означает, что обратное преобразование вывода во вход может оказаться невозможным. Алгоритм также производит уникальный вывод. Эти свойства очень важны, например, в криптовалюте Биткойн, где она используется в механизме консенсуса.

Выход действует как отпечаток пальца для определенного количества данных. Транзакции действуют как входные данные для алгоритма хеширования в криптовалютах. Этот алгоритм хеширования, разработанный Агентством национальной безопасности (АНБ) в 2001 году, используется в биткойнах и многих других криптовалютах.

Как работает хеширование?

Начиная со строки любой входной длины, вы получаете фиксированную строку, представляющую собой серию цифр и букв.

Как работает хеширование?

Например  , предположим, что вы установили алгоритм хеширования на свой компьютер и набираете слова  «Это отличное руководство»  , и результат будет таким:

Небольшое изменение на входе приведет к огромной разнице на выходе, и каждый выход уникален для данного входа, чтобы избежать коллизий. Выходные данные всегда одинаковы для одних и тех же входных данных, что обеспечивает согласованность.

Например,  изменив входные слова на «  это отличный учебник»  , мы получим вывод как 4bc35380792eb7884df411ade1fa5fc3e82ab2da76f76dc83e1baecf48d60018.

Это огромное изменение для небольшого изменения с «T» на «t».

В отличие от криптографии, криптографические функции необратимы, потому что невозможно начать с чего-то вроде выходного хэш-значения 4bc35380792eb7884df411ade1fa5fc3e82ab2da76f76dc83e1baecf48d60018 и закончить вводом для «это отличный учебник».

Как интегрируется блок Blockchain?

Любой новый блок в цепочке формируется путем хеширования транзакций, отправленных по сети участниками. Возьмем, к примеру, когда они просят отправить криптовалюту или сохранить файлы. Блок должен иметь номер блока (его количество в цепочке), поле данных, связанный криптографический хэш и одноразовый номер.

Nonce (число, используемое один раз) используется для создания криптографического хэша, который удовлетворяет определенному критерию, чтобы быть действительным. Например, предположим, что для того, чтобы вывод хэша был действительным, он должен иметь четыре нуля в начале (как в случае этого вывода: 00001acbm010gfh1010xxx). В противном случае он будет недействителен. Это делается действительным с помощью одноразового номера.

Одноразовый номер — это случайное число, которое должно быть изменено вручную и много раз путем догадок, например, когда оно будет введено в алгоритм или хэш-функцию вместе с остальными данными блока. Он должен предоставить допустимый блок, который подчиняется правилу или цели, например, начиная с четырех нулей.

На самом деле это то, что майнеры делают в алгоритмах Proof of Work, программное обеспечение для майнинга продолжает угадывать число, начиная с единицы, постепенно. Он продолжает подпитывать догадки до тех пор, пока не выдаст хэш-выход, соответствующий указанному критерию или цели.

Продолжительность крайнего срока, необходимого для правильного предположения для определенного набора данных блока, варьируется от блокчейна к блокчейну: биткойн равен 10, эфириум 3 секунды и т. д. Майнер, который выполняет правильные предположения, получает вознаграждение в виде криптовалюты в случае Proof of Work.

Как только блок добыт, он добавляется в предыдущую цепочку, что делает его неизменным или неизменным, но также общедоступным через обозреватели блокчейнов.

В криптовалютах проблема двойной траты решается тем, что первая подтверждаемая транзакция добавляется в блок, а другая отклоняется. Если обе транзакции выбираются одновременно разными майнерами, транзакция, получившая максимальное количество подтверждений, добавляется в цепочку, а другая отклоняется.

В любой цепочке блоков, такой как цепочка биткойнов, блоки строятся, начиная с 1 и увеличивая до n. Каждый блок содержит данные заголовка, то есть  поле номера блока  ,   поле  данных  ,   поле одноразового номера  ,   поле хэш-значения  и   предыдущее поле  . Предыдущее поле детализирует хеш-значение блока перед ним. Например, генезис-блок номер один в любой цепочке будет содержать хеш-значение 0 и т. д.

Преимущество цепочки и неизменности блоков заключается в том, что если данные в блоке изменены, всем в сети будет сообщено, что в этом блоке с номером x произошли изменения.

Кроме того, новый набор данных после изменения теперь будет иметь новую подпись. Это означает, что этот новый блок не будет связан с остальной частью цепочки и разорвет цепочку таким образом, что все последующие блоки не будут связаны с исходной цепочкой. Майнеры отклонят блок с номером x как недействительный и перейдут к предыдущей записи блокчейна, где все остальные блоки связаны вместе.

Однако модификация данных может происходить посредством обновления программного обеспечения и обновления посредством процесса, называемого форком. У майнеров есть возможность перейти на новую версию и продолжить работу с новой цепочкой или остаться верными старой цепочке.

Сложность создания блока

Сложность поиска блока закодирована в цепочке блоков, но также связана с четырьмя нулями в начале хэш-вывода. Трудность здесь означает сложность нахождения хэш-вывода, который меньше или больше целевого; скажем, по крайней мере, четыре начальных нуля.

Сложность также увеличивается время от времени по мере того, как все больше людей присоединяются к сети или, скорее, с увеличением мощности хеширования. Тем не менее, он периодически регулируется, чтобы гарантировать, что блок будет вытащен в течение установленного времени.

Например,  в биткойне его нужно добыть в течение 10 минут. Если к сети Биткойн присоединится больше людей, она увеличится, чтобы блок не добывался быстрее, а если в сети меньше людей, сложность уменьшится, чтобы блок было легче найти, чтобы избежать задержек обработки. Регулировка сложности автоматическая.

В идеале сложность здесь означает количество вариантов, которые майнер должен найти, чтобы найти блок. Чем их меньше, тем сложнее найти блок. Например  , меньшее целевое число означает меньшее количество вариантов, а значит, его еще труднее найти.

Вывод

Блокчейн представляет собой распределенный реестр, который можно использовать между устройствами в сети. Люди в сети могут безопасно обмениваться файлами и ценностями, такими как криптовалюты, на одноранговой основе без необходимости в посредниках. Это означает меньше прерываний и отсутствие единой точки отказа, в сети высокая надежность. Благодаря шифрованию все активы защищены с высокой степенью безопасности.

Наиболее важными аспектами блокчейна являются его безопасность, гарантированная криптографией; масштабируемость, при которой сеть должна поддерживать миллионы пользователей без ущерба для безопасности и надежности; и децентрализация, что означает, что контроль и управление должны осуществляться всеми участниками сети, а не избранными.

Правила, по которым люди договариваются о транзакциях и создании цепочки, называются алгоритмами или механизмами консенсуса. Основой этих механизмов является Proof-of-Work, когда люди договариваются о том, какие и когда транзакции выполняются или обрабатываются, в зависимости от объема компьютерной вычислительной мощности, которую они вносят. Технология блокчейн продолжает развиваться.

Существует более 10 новых алгоритмов консенсуса, и они продолжают обновляться, чтобы обеспечить масштабируемость, безопасность и децентрализованность сетей.