Ключови изводи
Блокчейн е дигитален регистър, който сигурно записва данни за трансакции в разпределена мрежа от компютри.
Блокчейнът гарантира целостта на данните чрез своята неизменна природа чрез криптография и консенсусни механизми, което означава, че след като информацията бъде записана, тя не може да бъде променена със задна дата.
Блокчейнът формира гръбнака на криптовалути като Биткойн и Ethereum и е инструмент за насърчаване на прозрачност, сигурност и доверие в различни сектори извън финансите.
Въведение
Блокчейн технологията трансформира отраслите, особено финансите, чрез въвеждане на децентрализиран, прозрачен и сигурен начин за управление на данни и трансакции. Въпреки че започва като основа за криптовалути като биткойн, неговите приложения се разраснаха и включват управление на веригата за доставки, здравеопазване, системи за гласуване и много други.
Какво е блокчейн?
Блокчейнът е специален тип база данни. Това е децентрализиран дигитален регистър, който се поддържа от разпределена мрежа от компютри. Блокчейн данните са организирани в блокове, които са хронологично подредени и защитени с криптография.
Тази структура гарантира, че данните са прозрачни, сигурни и неизменни. На практика е невъзможно да се променят данните, съхранявани в блок, след като блокът е потвърден и добавен към блокчейна. Децентрализираната структура също така премахва необходимостта от централен орган. Блокчейн трансакциите могат да се случват между потребители без нужда от посредници.
Има различни видове блокчейни с различна степен на децентрализация. И все пак, терминът блокчейн обикновено се отнася до децентрализиран дигитален регистър, използван за запис на криптовалутни трансакции.
Кратка история на блокчейна
Най-ранният модел на блокчейн е създаден в началото на 90-те години на миналия век, когато компютърният учен Стюарт Хабер и физикът У. Скот Сторнета използваха криптографски техники във верига от блокове като начин за защита на цифрови документи от подправяне на данни.
Хабер и Сторнета вдъхновяват работата на много други компютърни учени и ентусиасти по криптографията, което в крайна сметка довежда до създаването на първата криптовалута, задвижвана от блокчейн технология, биткойн. Оттогава възприемането на блокчейн нарасна значително и криптовалутите вече са глобален феномен.
Въпреки че блокчейн технологията често се използва за записване на трансакции с криптовалута, тя е подходяща за записване на много други типове цифрови данни и може да се прилага в широк диапазон от случаи на употреба.
Основни характеристики и предимства на блокчейна
Децентрализация: Информацията се съхранява в мрежа от компютри (възли), а не в един централен сървър. Големите децентрализирани мрежи като биткойн са силно устойчиви на атаки.
Прозрачност: Повечето блокчейни са публични, което означава, че всички участници имат достъп до една и съща база данни. Трансакциите са видими за всички участници.
Неизменност: След като се добавят данни към блокчейна, те не могат да бъдат променяни без мрежов консенсус.
Сигурност на данните: Криптографията и механизмите за консенсус гарантират стабилна защита срещу подправяне на данните.
Ефективност: Блокчейнът може да позволи по-бързи и по-евтини трансакции, като премахва необходимостта от посредници. Трансакциите се обработват в почти реално време.
Какво е децентрализация в блокчейна?
Децентрализацията в блокчейна се отнася до идеята, че контролът и властта за вземане на решения в мрежата се разпределят между нейните потребители, а не се контролират от един субект, като банка, правителство или корпорация.
В децентрализирана блокчейн мрежа няма централен орган или посредник, който да контролира потока от данни или трансакции. Вместо това трансакциите се проверяват и записват от разпределена мрежа от компютри, които работят заедно, за да поддържат целостта на мрежата.
Как работи блокчейнът?
В основата си блокчейнът е дигитален регистър, който сигурно записва трансакциите между две страни по защитен от подправяне начин. Тези трансакционни данни се записват от глобално разпределена мрежа от компютри (възли).
Когато Алис изпрати на Боб известно количество биткойн, трансакцията се излъчва към мрежата. Всеки възел удостоверява трансакцията чрез проверка на цифрови подписи и други данни за трансакцията. След като трансакцията бъде потвърдена, тя се добавя към блок заедно с други трансакции. Можем да си представим всеки блок като страница от дигиталния регистър.
Блоковете са верижно свързани с помощта на криптографски методи, образувайки блокчейн. Процесът на проверка на трансакциите и добавянето им към блокчейна се извършва чрез консенсусен механизъм, набор от правила, които управляват как възлите в мрежата постигат споразумение относно състоянието на блокчейна и валидността на трансакциите.
Блокчейнът накратко
1. Запис на трансакции
Когато се инициира трансакция (напр. прехвърляне на криптовалута), тя се излъчва към мрежа от възли. Всеки възел валидира трансакцията, като използва предварително дефинирани правила.
2. Формиране на блок
Валидираните трансакции се групират в блок. Всеки блок съдържа:
Данни (напр. подробности за трансакцията)
Клеймо за време
Криптографски хеш: Уникален идентификатор, създаден чрез пускане на данните на блока чрез алгоритъм за хеширане.
Хеш на предишен блок: Това е, което свързва блоковете заедно, образувайки веригата.
3. Консенсусен механизъм
За да добавят блок към веригата, участниците в мрежата трябва да се споразумеят за неговата валидност. Това се постига с помощта на консенсусен алгоритъм, като доказателство за работа (PoW) и доказателство за залог (PoS). Скоро ще обсъдим и двата метода по-подробно, но ето кратко резюме:
Доказателство за работа (PoW): Използва се от биткойн, като PoW изисква от валидаторите на блокове да използват изчислителна мощ за решаване на сложни проблеми.
Доказателство за залог (PoS): Използва се от по-нови блокчейн вериги като Ethereum, където валидаторите на блокове се избират въз основа на техните стейкове в мрежата.
4. Верижно свързване
След като бъде валидиран, блокът се добавя към блокчейна. Всеки следващ блок препраща към предишния, осигурявайки защитена от подправяне структура. С други думи, за да бъде валидиран нов блок, той трябва да използва предишния идентификатор на блок.
5. Прозрачност
Друга характеристика на блокчейна е неговата прозрачност. По принцип всеки може да провери данните на един блокчейн, включително всички данни за трансакции и блокови данни, на публични уебсайтове, известни като блокчейн експлоръри.
Например можете да видите всяка трансакция, която някога е била записана в биткойн мрежата, включително адреса на портфейла на изпращача и получателя, сумата на превода и много други. Можете също така да проследите всички биткойн блокове чак до първия блок, известен като генезисен блок.
Блокчейн криптография
Криптографията е ключова за блокчейна за поддържане на сигурен, прозрачен и устойчив на подправяне запис на трансакциите. Например хеширането е ключов криптографски метод, използван в блокчейните. Това е криптографски процес, който преобразува вход с всякакъв размер в низ от символи с фиксиран размер.
Хеш функциите, използвани в блокчейните, обикновено са устойчиви на сблъсък, което означава, че шансовете за намиране на две части от данни, които произвеждат еднакъв резултат, са астрономически малки. Друга характеристика се нарича лавинен ефект, отнасящ се до явлението, че всяка лека промяна във входните данни би довела до драстично различен резултат.
Нека илюстрираме това с SHA256, функция, използвана при биткойн. Както можете да видите, изписването на главните или малките букви води до изключително различни резултати. Хеш функциите също са еднопосочни функции, тъй като е изчислително невъзможно да се стигне до входните данни чрез обратно инженерство на хеш изхода.
Всеки блок в блокчейна сигурно съдържа хеша на предходния блок, създавайки стабилна верига от блокове. Всеки, който иска да промени един блок, ще трябва да промени всички следващи блокове, задача, която е не само технически предизвикателна, но и прекалено скъпа.
Друг криптографски метод, широко използван в блокчейна, е криптографията с публичен ключ. Наричана още асиметрична криптография, тя помага за установяване на сигурни и проверими трансакции между потребителите.
Ето как работи: Всеки участник има уникален чифт ключове: частен ключ, който пази в тайна, и публичен ключ, който се споделя открито. Когато потребител инициира трансакция, той я подписва с помощта на частния си ключ, създавайки цифров подпис.
След това други потребители в мрежата могат да проверят автентичността на трансакцията, като приложат публичния ключ на подателя към цифровия подпис. Този подход гарантира сигурни трансакции, тъй като само легитимният собственик на частния ключ може да разреши трансакция, но всеки може да провери подписите с помощта на публичния ключ.
Какво представлява консенсусният механизъм?
Алгоритъмът за консенсус е механизъм, който позволява на потребителите или машините да се координират в разпределена настройка. Той трябва да гарантира, че всички участници в системата могат да се споразумеят за един източник на истина, дори ако някои участници са в неизправност.
Механизмите за консенсус гарантират, че всички възли в мрежата имат едно и също копие на регистъра, който съдържа запис на всички трансакции.
Когато десетки хиляди възли пазят копие от данните на блокчейна, бързо могат да възникнат някои предизвикателства, включително съгласуваност на данните и злонамерени възли. За да се гарантира целостта на блокчейна, има различни механизми за консенсус, които управляват как мрежовите възли постигат споразумение. Нека разгледаме по-подробно основните механизми за консенсус.
Видове консенсусни механизми
Какво е доказателство за работа?
Доказателство за работа (PoW) е механизъм за консенсус, използван в много блокчейн мрежи за проверка на трансакции и поддържане на целостта на блокчейна. Това е оригиналният механизъм за консенсус, използван от биткойн.
При PoW копачите се състезават за решаване на сложен математически проблем, за да добавят следващия блок към блокчейна. В процеса, известен като копаене, първият копач, който реши проблема, се възнаграждава с криптовалута.
Копачите трябва да използват мощни компютри за решаване на математически задачи, за да копаят нови монети и да защитят мрежата. Ето защо процесът на копаене изисква значителни количества ресурси (изчислителна мощност и енергия).
Какво е доказателство за залог?
Доказателството за залог (PoS) е консенсусен механизъм, предназначен да се справи с някои от недостатъците на доказателството за работа (PoW). В PoS система, вместо копачите да се състезават за решаване на сложни математически задачи за валидиране на трансакции и добавяне на нови блокове към блокчейна, валидаторите се избират въз основа на количеството криптовалута, което „стейкват“ в мрежата.
Стейкът представлява количеството криптовалута, държано от валидатори като обезпечение. Обикновено валидаторите на PoS се избират на случаен принцип, за да създават нови блокове и да валидират трансакции в зависимост от размера на стейка им. Те се възнаграждават с такси за трансакции за създаване на нови блокове и като стимул да действат в най-добрия интерес на мрежата. Ако действат злонамерено, рискуват да загубят стейкнатата си криптовалута.
Други популярни механизми за консенсус
Доказателство за работа и доказателство за залог са най-разпространените консенсусни алгоритми, но има и много други видове. Някои са хибриди, които комбинират елементи от двете системи, докато други са напълно различни методи.
Например, делегираното доказателство за залог (DPoS) е подобно на PoS, но вместо всички валидатори да имат право да създават нови блокове, притежателите на токени избират по-малък набор от делегати, които да правят това от тяхно име.
От друга страна, при доказателството за пълномощие (PoA) валидаторите се идентифицират по тяхната репутация или самоличност, а не по количеството криптовалута, която притежават. Валидаторите се избират въз основа на тяхната надеждност и могат да бъдат премахнати от мрежата, ако действат злонамерено.
Какви са различните видове блокчейн мрежи?
Публични блокчейни
Публичният блокчейн е децентрализирана мрежа, която е отворена за всеки, който иска да участва. Тези мрежи обикновено са с отворен код, прозрачни и без разрешения, което означава, че всеки може да има достъп до тях и да ги използва. Bitcoin и Ethereum са примери за публични блокчейни.
Частни блокчейни
Частният блокчейн, както подсказва името, е блокчейн мрежа, която не е отворена за обществеността. Частните блокчейни обикновено се управляват от един субект, като например компания, и се използват за вътрешни цели и случаи на употреба.
Частните блокчейни са разрешени среди с установени правила, които диктуват кой може да вижда и пише във веригата. Те не са децентрализирани системи, защото има ясна йерархия на контрол. Те обаче могат да бъдат разпределени, тъй като много възли поддържат копие на веригата на своите машини.
Консорциумни блокчейни
Консорциумният блокчейн е хибрид от публични и частни блокчейни. В консорциумния блокчейн множество организации се обединяват, за да създадат споделена блокчейн мрежа, която се менажира и управлява съвместно. Тези мрежи могат да бъдат отворени или затворени, в зависимост от нуждите на членовете на консорциума.
Вместо отворена система, където всеки може да валидира блокове, или затворена система, където само един субект определя производителите на блокове, при консорциумния блокчейн няколко еднакво силни страни действат като валидатори.
Правилата на системата са гъвкави: видимостта на веригата може да бъде ограничена до валидатори, до упълномощени лица или да е видима за всички. Ако валидаторите могат да постигнат консенсус, промените могат лесно да бъдат приложени. Що се отнася до това как работи блокчейнът, ако определен праг от тези страни се държат честно, системата няма да срещне проблеми.
За какво се използва блокчейнът?
Въпреки че блокчейн технологията все още е в начален стадий, тя вече има случаи на употреба в много различни индустрии. Някои от най-често срещаните текущи приложения на блокчейн технологията включват:
1. Криптовалути
Блокчейн технологията е разработена в подкрепа на създаването на криптовалути, които използват блокчейн като сигурен и децентрализиран регистър за записване на трансакции.
Докато традиционните трансгранични трансакции включват посредници и високи такси, блокчейн позволява по-бързи, по-евтини и по-прозрачни международни трансфери. Освен за свойството му за съхранение на стойност, много използват биткойн и други криптовалути за глобални преводи.
2. Смарт договори
Смарт договорите са самоизпълняващи се договори, които могат да бъдат програмирани да се изпълняват автоматично, когато са изпълнени определени условия. Блокчейн технологията позволява създаването и изпълнението на смарт договори по сигурен и децентрализиран начин.
Едно от най-популярните приложения на смарт договорите е за децентрализирани приложения (DApp-ове) и организации (DAO), които са голяма част от платформите за децентрализирани финанси (DeFi). DeFi платформите използват блокчейн за предоставяне на финансови услуги като кредитиране, вземане на заеми и търговия без традиционни институции. Това демократизира достъпа до финансови инструменти.
3. Токенизиране
Активи от реалния свят (RWA), като недвижими имоти, акции или изкуство, могат да бъдат токенизирани (конвертирани в цифрови токени в блокчейн). Това може да подобри ликвидността и да разшири достъпа до инвестиционни възможности.
4. Цифрова самоличност
Блокчейнът може да се използва за създаване на сигурни и защитени от подправяне цифрови самоличности, които могат да се използват за проверка на лична информация и други чувствителни данни. Това може да стане все по-важно, тъй като повече от нашата лична информация и активи се преместват онлайн.
5. Гласуване
Чрез предоставяне на децентрализиран, защитен от подправяне регистър на всички подадени гласове, блокчейн технологията може да се използва за създаване на сигурна и прозрачна система за гласуване, която елиминира възможността за измама на гласоподавателите и гарантира целостта на процеса на гласуване.
6. Управление на веригата за доставки
Блокчейн технологията може да се използва за създаване на регистър на всички трансакции в рамките на веригата за доставки. Всяка трансакция (или група трансакции) може да бъде записана като блок в блокчейна, създавайки неизменен и прозрачен запис на целия процес на веригата за доставки.
Заключителни мисли
Блокчейн технологията предлага сигурен и прозрачен начин за записване на трансакции и съхраняване на данни. Това е технология, която революционизира отраслите, като внася ново ниво на доверие и сигурност в дигиталния свят.
Независимо дали позволява трансакции от типа peer-to-peer, създава нови форми на цифрови активи или улеснява децентрализирани приложения, блокчейн технологията отваря свят от възможности. Тъй като технологията продължава да се развива и да получава все по-широко приемане, можем да очакваме появата на по-иновативни и трансформиращи случаи на употреба през следващите години.
Допълнителни статии
Отказ от отговорност: Това съдържание ви се представя на база „както е“ само за обща информация и образователни цели, без представяне или гаранция от какъвто и да е вид. Това не трябва да се тълкува като финансов, правен или друг професионален съвет, нито има за цел да препоръча покупката на конкретен продукт или услуга. Трябва да потърсите собствен съвет от подходящи професионални съветници. Когато статията е предоставена от сътрудник трета страна, имайте предвид, че тези изразени мнения принадлежат на сътрудника трета страна и не отразяват непременно тези на Binance Academy. Моля, прочетете нашия пълен отказ от отговорност тук за повече подробности. Цените на дигиталните активи могат да бъдат променливи. Стойността на вашата инвестиция може да намалее или да се повиши и има вероятност да не си върнете инвестираната сума. Вие носите цялата отговорност за вашите инвестиционни решения и Binance не носи отговорност за каквито и да е загуби, които може да претърпите. Този материал не трябва да се тълкува като финансов, правен или друг професионален съвет. За повече информация вижте нашите Условия за ползване и Предупреждението за риск.