Какво е технологията на блокчейн? Изчерпателното ръководство

Глави

Основи на блокчейна
Как работи блокчейнът?
За какво се използва блокчейнът?

Глава 1 - Основи на блокчейна

Съдържание

Какво е блокчейн?
Как са свързани блоковете?
Блокчейн и децентрализация
Проблемът на византийските генерали
Защо блокчейн трябва да бъде децентрализиран?
Какво представлява peer-to-peer мрежата?
Какво представляват блокчейн възлите?
Публични срещу частни блокчейни
Как протичат трансакциите?
Как да правите трансакции с биткойн
- Как да изтеглите биткойни от Binance
- Как да изпращате биткойни от Trust Wallet към Electrum
Кой е изобретил блокчейн технологията?
Плюсове и минуси на блокчейн технологията
- Плюсове
- Минуси

Какво е блокчейн?

Блокчейнът е специален тип база данни. Може също да сте чували термина технология за разпределена книга (или DLT) – в много случаи те се отнасят до едно и също нещо.

Блокчейнът има определени уникални свойства. Има правила за това как могат да се добавят данни и след като данните са съхранени, е практически невъзможно да се променят или изтрият.

Данните се добавят с течение на времето в структури, наречени блокове. Всеки блок е изграден върху последния и включва информация, която свързва към предишния. Разглеждайки най-актуалния блок, можем да проверим дали е създаден след последния. Така че, ако продължим по целия път надолу по „веригата“, ще стигнем до първия ни блок – известен като блок на генезиса.

Аналогично, да предположим, че имате електронна таблица с две колони. В първата клетка на първия ред поставяте каквито данни искате да съхранявате.

Данните от първата клетка се преобразуват в двубуквен идентификатор, който след това ще се използва като част от следващото въвеждане. В този пример двубуквеният идентификатор KP трябва да се използва за попълване на следващата клетка във втория ред (defKP). Това означава, че ако промените първите входни данни (abcAA), ще получите различна комбинация от букви във всяка друга клетка.

База данни, където всеки запис е свързан с последния.

Разглеждайки ред 4 сега, най-новият ни идентификатор е TH. Помните ли как казахме, че не можете да се върнете и да премахнете или изтриете записи? Това е така, защото за всеки би било лесно да каже, че това е направено и те просто ще игнорират опита ви за промяна.

Да предположим, че промените данните в първата клетка - ще получите различен идентификатор, което би означавало, че вторият ви блок ще има различни данни, водещи до различен идентификатор в ред 2 и т.н. TH е по същество продукт на цялата информация, която идва преди него.

Как са свързани блоковете?

Това, което обсъдихме по-горе – с нашите двубуквени идентификатори – е опростена аналогия за това как блокчейнът използва хеш функции. Хеширането е лепилото, което държи блоковете заедно. Състои се от вземане на данни от всякакъв размер и преминаване през математическа функция за получаване на резултат (хеш), който винаги е със същата дължина.

Хешовете, използвани в блокчейн, са интересни, тъй като шансовете да намерите две части данни, които дават точно същия резултат, са невероятно ниски. Подобно на нашите идентификатори по-горе, всяка лека промяна на нашите входни данни ще даде напълно различен резултат.

Нека илюстрираме с SHA256, функция, широко използвана в биткойн. Както можете да видите, дори промяната на главни букви е достатъчна, за да се разбърка напълно резултатът.

Входни данни	SHA256 резултат
Binance Academy	886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3
Binance academy	4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7
binance academy	a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181

Фактът, че няма известни сблъсъци на SHA256 (т.е. два различни входни набора, които ни дават един и същ резултат) е изключително ценен в контекста на блокчейн. Това означава, че всеки блок може да сочи към предишния, като включва своя хеш, и всеки опит за редактиране на по-стари блокове веднага ще стане очевиден.

Всеки блок съдържа пръстов отпечатък от предишния.

Блокчейн и децентрализация

Обяснихме основната структура на блокчейн. Но когато чуете хората да говорят за блокчейн технология, те вероятно не говорят само за самата база данни, а за екосистемите, изградени около блокчейна.

Като самостоятелни структури от данни, блокчейните са наистина полезни само в нишови приложения. Нещата стават интересни, когато ги използваме като инструменти за непознати, които да се координират помежду си. В комбинация с други технологии и теория на игрите, блокчейн може да действа като разпределена книга, която не се контролира от никого.

Това означава, че никой няма право да редактира записи извън правилата на системата (повече за правилата след малко). В този смисъл може да се твърди, че счетоводната книга е едновременно собственост на всички: участниците постигат съгласие как изглежда във всеки един момент.

Проблемът на византийските генерали

Истинското предизвикателство, което стои на пътя на система като тази, описана по-горе, е нещо, нареченоПроблем на византийските генерали. Замислен през 80-те години, той описва дилема, в която изолирани участници трябва да общуват, за да координират действията си. Конкретната дилема включва шепа армейски генерали, които обграждат град, решавайки дали да го атакуват. Генералите могат да комуникират само чрез месинджър.

Всеки трябва да реши дали да атакува или да се оттегли. Няма значение дали те атакуват или се оттеглят, стига всички генерали да са съгласни за общо решение. Ако решат да атакуват, те ще бъдат успешни само ако атакуват едновременно. И така, как да гарантираме, че те могат да постигнат това?

Разбира се, те биха могли да комуникират чрез месинджър. Но какво ще стане, ако пратеникът бъде прихванат със съобщение, което казва „атакуваме на разсъмване“ и това съобщение се замени с „атакуваме тази вечер“? Ами ако един от генералите е злонамерен и умишлено подвежда останалите, за да е сигурен, че ще бъдат победени?

Всички генерали са успешни при атака (вляво). Когато някои се оттеглят, докато други атакуват, те ще бъдат победени (вдясно).

Нуждаем се от стратегия, при която може да се постигне консенсус, дори ако участниците станат злонамерени или съобщенията бъдат прихванати. Невъзможността да се поддържа база данни не е ситуация на живот и смърт като атака на град без подкрепления, но важи същият принцип. Ако няма кой да наблюдава блокчейна и да дава на потребителите „правилна“ информация, тогава потребителите трябва да могат да комуникират помежду си.

За да се преодолее потенциалният неуспех на един (или няколко) потребители, механизмите на блокчейн трябва да бъдат внимателно проектирани, за да бъдат устойчиви на такива неуспехи. Система, която може да постигне това, се нарича византийска толерантност към грешки. Както ще видим скоро, консенсусните алгоритми се използват за налагане на стабилни правила.

Защо блокчейн трябва да бъде децентрализиран?

Разбира се, можете сами да управлявате блокчейн. Но в крайна сметка ще получите база данни, която е тромава в сравнение с превъзходните алтернативи. Реалният му потенциал може да се използва в децентрализирана среда – тоест такава, в която всички потребители са равни. По този начин блокчейнът не може да бъде изтрит или злонамерено завзет. Той е единствен източник на истина, който всеки може да види.

Какво представлява peer-to-peer мрежата?

Мрежата пиър-ту-пиър (P2P) е нашият слой потребители (или генералите в предишния ни пример). Няма администратор, така че вместо да се обажда на централен сървър по всяко време, когато иска да обмени информация с друг потребител, потребителят я изпраща директно на своите пиъри.

Помислете за графиката по-долу. Вляво A трябва да насочи съобщението си през сървъра, за да го прехвърли до F. От дясната страна обаче те са свързани без посредник.

Централизирана мрежа (вляво) срещу децентрализирана (вдясно).

Обикновено сървърът съхранява цялата информация, от която се нуждаят потребителите. Когато влезете в Binance Academy, вие искате от нейните сървъри да ви подадат всички статии. Ако уебсайтът е офлайн, няма да можете да ги видите. Ако обаче сте изтеглили цялото съдържание, можете да го заредите на компютъра си, без да запитвате Binance Academy.

По същество това прави всеки пиър с блокчейна: цялата база данни се съхранява на техния компютър. Ако някой напусне мрежата, останалите потребители ще продължат да имат достъп до блокчейна и да споделят информация помежду си. Когато към веригата се добави нов блок, данните се разпространяват в мрежата, така че всеки да може да актуализира своето копие на счетоводната книга.

Не забравяйте да разгледате Обяснение на мрежата Peer-to-Peer за по-задълбочено обсъждане на този тип мрежи.

Какво представляват блокчейн възлите?

Възлите са просто това, което наричаме машини, свързани към мрежата – те съхраняват копия на блокчейн и споделят информация с други машини. Потребителите не трябва да се справят ръчно с тези процеси. Като цяло всичко, което трябва да направят, е да изтеглят и стартират софтуера на блокчейн, а останалото ще се извърши автоматично.

Горното описва какво е възел в най-чист смисъл, но определението може да обхване и други потребители, които взаимодействат с мрежата по всякакъв начин. В криптовалутата например просто приложение за портфейл на вашия телефон е това, което е известно като лек възел.

Публични срещу частни блокчейни

Както може би знаете, биткойнът положи основите на индустрията на блокчейн да прерасне в това, което е днес. Откакто биткойнът започна да се доказва като легитимен финансов актив, иноваторите мислят за потенциала на основната технология за други области. Това доведе до изследване на блокчейн за безброй случаи на използване извън финансите.

Биткойн е това, което наричаме публичен блокчейн. Това означава, че всеки може да види трансакциите в него и всичко, което е необходимо, за да се присъедините, е интернет връзка и необходимия софтуер. Тъй като няма други изисквания за участие, можем да го наречем среда без изискване за разрешение.

За разлика от това, има други видове блокчейн, наречени поверителни блокчейни. Тези системи установяват правила относно това кой може да вижда и взаимодейства с блокчейна. Като такива, ние ги наричаме среди с изискване за разрешение. Въпреки че на пръв поглед поверителните блокчейни може да изглеждат излишни, те имат някои важни приложения – главно в корпоративните среди.

За повече информация по темата вижте публични, поверителни и консорциумни блокчейни - каква е разликата?

Търсите да започнете с криптовалута? Купете биткойн в Binance!

Как протичат трансакциите?

Ако Алис иска да плати на Боб чрез банков превод, тя уведомява банката си. Да приемем, че двете страни използват една и съща банка заради простотата. Банката проверява дали Алис разполага със средства за извършване на трансакцията, преди да актуализира своята база данни (напр. - 50 $ за Алис, + 50 $ за Боб).

Това не е твърде различно от това, което се случва с блокчейна. В крайна сметка това също е база данни. Ключовата разлика е, че няма нито една страна, която извършва проверките и актуализира балансите. Всички възли трябва да го направят.

Ако Алис иска да изпрати пет биткойна на Боб, тя излъчва съобщение, казващо това в мрежата. То няма да бъде добавено веднага към блокчейна – възлите ще го видят, но трябва да бъдат изпълнени други действия, за да бъде потвърдена трансакцията. Вижте Как се добавят блокове към блокчейн?

След като тази трансакция бъде добавена към блокчейна, всички възли могат да видят, че е направена. Те ще актуализират своето копие на блокчейна, за да я отразят. Сега Алис не може да изпрати същите тези пет единици на Карол (следователно, двойно похарчване), защото мрежата знае, че вече ги е похарчила в по-ранна трансакция.

Няма концепция за потребителски имена и пароли – използва се криптография с публичен ключ за доказване на собствеността върху средства. За да получи средства на първо място, Боб трябва да генерира частен ключ. Това е просто много дълго произволно число, което би било практически невъзможно за всеки да предположи, дори със стотици години на разположение. Но ако той каже на някого личния си ключ, той ще може да докаже собственост (и следователно да похарчи) средствата му. Затова е важно той да го пази в тайна.

Това, което Боб може да направи, обаче е да извлече публичен ключ от личния си. След това той може да даде публичния ключ на всеки, защото е почти невъзможно да го инженерират обратно, за да получат частния ключ. В повечето случаи той ще извърши друга операция (като хеширане) върху публичния ключ, за да получи публичен адрес.

Той ще даде на Алис публичния адрес, така че тя да знае къде да изпрати средствата. Тя изгражда трансакция, която казва плати тези средства на този публичен адрес. След това, за да докаже на мрежата, че не се опитва да харчи средства, които не са нейни, тя генерира цифров подпис, използвайки собствен личен ключ. Всеки може да вземе подписаното съобщение на Алис и да го сравни с нейния публичен ключ и да каже със сигурност, че тя има право да изпрати тези средства на Боб.

Как да правите трансакции с биткойн

За да илюстрираме как можете да правите биткойн трансакции, нека си представим два различни сценария. Първият се състои в това, че изтегляте биткойни от Binance, а вторият в изпращане на средства от вашия портфейл TrustWallet към портфейл Electrum.

Как да изтеглите биткойни от Binance

1. Влезте в своя акаунт в Binance. Ако все още нямате биткойни, разгледайте нашето ръководство за биткойни за това как да си купите.

2. Задръжте курсора на мишката върху Портфейл и изберете Спот портфейл.

избор на спот портфейл от падащото меню портфейл на binance

3. Щракнете върху Теглене в страничната лента вляво.

4. Изберете криптовалутата, която искате да изтеглите – в този случай BTC.

5. Копирайте адреса, на който искате да изтеглите биткойните си, и го поставете в BTC адреса на получателя.

6. Посочете сумата, която искате да изтеглите.

7. Щракнете върху Изпращане.

8. Скоро ще получите имейл за потвърждение. Внимателно проверете дали адресът е правилен. Ако е така, потвърдете трансакцията в имейла.

9. Изчакайте трансакцията да премине през блокчейна. Можете да наблюдавате състоянието ѝ в раздела Хронология на депозити и тегления или с помощта на блокчейн търсачка.

Как да изпращате биткойни от Trust Wallet към Electrum

В този пример ще изпратим няколко биткойна от Trust Wallet към Electrum.

1. Отворете приложението Trust Wallet.

2. Докоснете вашия Bitcoin акаунт.

3. Докоснете Изпращане.

4. Отворете портфейла си Electrum.

5. Щракнете върху раздела Получаване в Electrum и копирайте адреса.

Като алтернатива можете да се върнете към Trust Wallet и да докоснете иконата [–], за да сканирате QR кода, сочещ към вашия адрес в Electrum.

6. Поставете своя биткойн адрес в адреса на получателя в Trust Wallet.

7. Посочете сумата.

8. Ако всичко изглежда правилно, потвърдете трансакцията.

9. Готови сте! Изчакайте трансакцията ви да бъде потвърдена в блокчейна. Можете да наблюдавате състоянието ѝ, като копирате адреса си в блокчейн търсачка.

Търсите да започнете с криптовалута? Купете биткойн в Binance!

Кой е изобретил блокчейн технологията?

Технологията на блокчейн е формализирана през 2009 г. с пускането на биткойн – първият и най-популярен блокчейн. Създателят му с псевдоним Сатоши Накамото обаче се е вдъхновил от по-ранните технологии и предложения.

Блокчейнът използва широко хеш функции и криптография, които съществуват десетилетия преди пускането на биткойн. Интересното е, че структурата на блокчейна може да бъде проследена до началото на 90-те години на миналия век, макар че е използвана само за документи за отбелязване на време, така че да не могат да бъдат променяни по-късно.

За повече информация по темата вижте История на блокчейн.

Плюсове и минуси на блокчейн технологията

Правилно проектираните блокчейни решават проблем, който измъчва заинтересованите страни в редица индустрии, вариращи от финансите до селското стопанство. Разпределената мрежа представя много предимства пред традиционния модел клиент-сървър, но също така има и някои недостатъци.

Плюсове

Едно от непосредствените предимства, отбелязани в бялата книга на биткойн, е, че плащанията могат да се предават, без да се включва посредник. Последващите блокчейн са отвели тази идея още по-далеч, позволявайки на потребителите да изпращат всякаква информация. Елиминирането на контрагентите означава, че има по-малък риск за участващите потребители и води до по-ниски такси, тъй като няма посредник, който да взима дял.

Както споменахме по-рано, публична блокчейн мрежа също е без разрешение – няма бариера за влизане, тъй като няма никой, който да управлява нещата. Ако бъдещ потребител може да се свърже с интернет, той може да взаимодейства с други потребители в мрежата.

Мнозина биха изразили мнението, че най-важното качество на блокчейните е, че те имат висока степен на устойчивост срещу цензура. За да навреди на централизирана услуга, всичко, което злонамерено лице би трябвало да направи, е да се насочи към сървър. Но в peer-to-peer мрежа всеки възел действа като собствен сървър.

Система като биткойн има над 10 000 видими възли, разпръснати по целия свят, което прави практически невъзможно дори атакуващ с добри ресурси да компрометира мрежата. Трябва да се отбележи, че има и много скрити възли, които не са видими за по-широката мрежа.

Това са някои общи предимства. Има много специфични случаи на използване, за които блокчейнът може да се погрижи, както ще видите в За какво се използва блокчейнът?

Минуси

Блокчейните не са магическо решение за всеки проблем. Оптимизирани за предимствата, изложени в предишния раздел, те в крайна сметка имат слабости в други области. Най-очевидната пречка пред масовото приемане на блокчейните е, че те не се мащабират много добре.

Това важи за всяка разпределителна мрежа. Тъй като всички участници трябва да останат в синхрон, новата информация не може да се добавя твърде бързо, тъй като възлите не биха могли да се справят. Затова разработчиците са склонни умишлено да ограничават скоростта, с която блокчейнът може да се актуализира, за да се гарантира, че системата остава децентрализирана.

За потребителите на мрежа това може да се прояви в дълги периоди на изчакване, ако твърде много хора се опитват да извършват трансакции. Блоковете могат да съдържат само толкова много данни и те не се добавят незабавно към веригата. Ако има повече трансакции, отколкото могат да се поберат в блока, тогава всички допълнителни трябва да изчакат следващия блок.

Друг възможен недостатък на децентрализираните блокчейн системи е, че те не могат лесно да бъдат надстроени. Ако изграждате свой собствен софтуер, можете да добавяте нови функции, както желаете. Не е необходимо да работите с други хора или да поискате разрешение за извършване на промени.

В среда с потенциално милиони потребители извършването на промени е значително по-трудно. Можете да промените някои от параметрите на вашия софтуер за възел, но в крайна сметка ще се окажете отделени от мрежата. Ако модифицираният софтуер е несъвместим с други възли, те ще разпознаят това и ще откажат да взаимодействат с вашия възел.

Да предположим, че искате да промените правило за това колко големи могат да бъдат блоковете (от 1 MB на 2MB). Можете да опитате да изпратите този блок до възли, с които сте свързани, но те имат правило, което гласи „не приемай блокове над 1 MB“. Ако получат нещо по-голямо, те няма да го включат в своето копие на блокчейна.

Единственият начин за прокарване на промени е по-голямата част от екосистемата да ги приеме. При големите блокчейни може да има месеци – или дори години – на интензивно обсъждане във форуми, преди промените да могат да бъдат координирани. Вижте Твърди разклонения и меки разклонения за повече информация.

Глава 2 - Как работи блокчейнът?

Съдържание

Как се добавят блокове към блокчейн?
Копаене (доказателство за работа)
- Плюсове на доказателството за работа
- Недостатъци на доказателството за работа
Стейкинг (доказателство за залог)
- Плюсове на доказателството за залог
- Недостатъци на доказателството за залог
Други консенсусни алгоритми
Мога ли да обърна блокчейн трансакциите?
Какво представлява мащабируемостта на блокчейн?
Защо блокчейнът трябва да се мащабира?
Какво е блокчейн разклонение?
- Меки разклонения
- Твърди разклонения

Как се добавят блокове към блокчейн?

Досега разгледахме много неща. Знаем, че възлите са взаимосвързани и че съхраняват копия на блокчейн. Те комуникират помежду си информация за трансакции и нови блокове. Вече обсъждахме какво представляват възлите, но може би се чудите: как се добавят нови блокове към блокчейна?

Няма единствен източник, който да каже на потребителите какво трябва да се направи. Тъй като всички възли имат еднаква мощност, трябва да има механизъм за справедливо решаване кой може да добавя блокове към блокчейна. Нуждаем се от система, която наказва потребителите за измами, но ги възнаграждава за честни действия. Всеки рационален потребител ще иска да действа по икономически изгоден за него начин.

Тъй като мрежата е без изискване за разрешение, създаването на блок трябва да бъде достъпно за всеки. Протоколите често гарантират това, като изискват от потребителя да „заложи на карта собствените интереси“ – те трябва да изложат собствените си пари на риск. Това ще им позволи да участват в създаването на блок и ако генерират валиден такъв, ще им бъде изплатена награда.

Въпреки това, ако се опитат да измамят, останалата част от мрежата ще знае. Какъвто и залог да са внесли, ще бъде загубен. Наричаме тези механизми консенсусни алгоритми, защото те позволяват на участниците в мрежата да постигнат консенсус относно това кой блок следва да бъде добавен по-нататък.

Копаене (доказателство за работа)

Копаенето е най-често използваният консенсусен алгоритъм. В копаенето се използва алгоритъм за доказателство за работа (PoW). Това включва потребители, жертващи изчислителната мощ, за да се опитат да решат пъзел, определен от протокола.

Пъзелът изисква от потребителите да хешират трансакции и друга информация, включена в блока. Но за да се счита хешът за валиден, той трябва да падне под определено число. Тъй като няма начин да се предвиди какъв ще бъде даден резултат, копачите трябва да продължат да хешират леко модифицирани данни, докато намерят валидно решение.

Очевидно многократното хеширане на данни е изчислително скъпо. В блокчейните от типа доказателство за работа „залогът“, който потребителите предлагат, са парите, инвестирани в компютри за копаене, и електричеството, използвано за захранването им. Те правят това с надеждата да получат блок награда.

Спомнете си как казахме по-рано, че е практически невъзможно да се обърне хеш, но е лесно да се провери? Когато копач изпраща нов блок до останалата част от мрежата, всички останали възли го използват като вход за хеш функция. Те просто трябва да го стартират веднъж, за да проверят дали блокът е валиден съгласно правилата на блокчейна. Ако не е така, копачът не получава наградата и ще пропилее електричество за нищо.

Първият блокчейн за доказателство за работа беше на биткойн. От създаването си много други блокчейн са възприели механизма PoW.

Плюсове на доказателството за работа

Изпитано и работещо – досега доказателство за работа е най-зрелият алгоритъм за консенсус и е осигурил стойност за стотици милиарди долари.
Без изискване за разрешение – всеки може да се присъедини към състезанието за копаене или просто да стартира валидиращ възел.
Децентрализация – копачите се конкурират помежду си, за да произвеждат блокове, което означава, че хеш мощността никога не се контролира от една страна.

Недостатъци на доказателството за работа

Разточително – копаенето изразходва огромно количество електроенергия.
Все по-високи бариери за навлизане – тъй като все повече копачи се присъединяват към мрежата, протоколите увеличават трудността на пъзела за копаене. За да останат конкурентоспособни, потребителите трябва да инвестират в по-добро оборудване. Това може да извади от играта много копачи.
51% атаки – въпреки че копаенето насърчава децентрализацията, има възможност един копач да придобие по-голямата част от хеш мощността. Ако стане така, той теоретично може да отмени трансакциите и да подкопае сигурността на блокчейна.

Стейкинг (доказателство за залог)

В системите с доказателство за работа нещо, което ви стимулира да действате честно, са парите, които сте платили за добив на компютри и електричество. Няма да получите възвръщаемост на инвестицията си, ако не копаете правилно блоковете.

С Доказателство за залог (PoS) няма външни разходи. Вместо копачи, ние имаме валидатори, които предлагат (или „изковат“) блокове. Те могат да използват обикновен компютър за генериране на нови блокове, но трябва да поставят на залог значителна част от средствата си за привилегията. Стейкингът се извършва с предварително определено количество от нативната криптовалута на блокчейна, съгласно правилата на всеки протокол.

Различните приложения имат различни вариации, но след като валидатор заложи своите единици, те могат да бъдат избрани на случаен принцип от протокола, за да обявят следващия блок. Правейки това правилно, те ще получат награда. Като алтернатива може да има няколко валидатори, които да са съгласни за следващия блок и награда се разпределя пропорционално на залога, който всеки е изложил.

„Чистите“ PoS блокчейни са по-рядко срещани от DPoS (делегирано доказателство за залог), които изискват потребителите да гласуват възли (свидетели), за да валидират блоковете за цялата мрежа.

Ethereum, водещият блокчейн за интелигентни договори, скоро ще премине към доказателство за залог в миграцията си към ETH 2.0.

Плюсове на доказателството за залог

Екологични – въглеродният отпечатък на PoS е малка част от този на добива на PoW. Стейкингът премахва необходимостта от ресурсно-интензивни операции на хеширане.
По-бързи трансакции – тъй като няма нужда да се харчат допълнителни изчислителни мощности за произволни загадки, зададени от протокола, някои поддръжници на PoS твърдят, че това може да увеличи производителността на трансакциите.
Награди и лихви за залагане – вместо да отидат при копачите, наградите за осигуряване на мрежата се изплащат директно на притежателите на токени. В някои случаи PoS позволява на потребителите да правят пасивен доход под формата на еърдропи или лихви, просто като залагат средствата си.

Недостатъци на доказателството за залог

Относително непроверени – PoS протоколите тепърва ще бъдат тествани в голям мащаб. Възможно е да има някои неоткрити уязвимости при прилагането му или криптоикономиката.
Плутокрация - има опасения, че PoS насърчава екосистема от типа „богатите стават по-богати“, тъй като валидаторите с голям дял са склонни да печелят повече награди.
Проблемът на нулев залог – в PoW потребителите могат да „залагат“ само на една верига – те копаят по веригата, която според тях е най-вероятно да е успешна. По време на твърдо разклонение те не могат да залагат на няколко вериги със същата хеш мощност. Валидаторите в PoS обаче могат да работят по множество вериги с малко добавени разходи, което може да причини икономически проблеми.

Други консенсусни алгоритми

Доказателството за работа и Доказателството за залог са най-често срещаните алгоритми за консенсус, но има много повече. Някои са хибриди, които комбинират елементи от двете системи, докато други са напълно различни методи.

Тук няма да се занимаваме с тях, но ако се интересувате, разгледайте следните статии:

Мога ли да обърна блокчейн трансакциите?

Блокчейните са по замисъл много надеждни бази данни. Присъщите им свойства затрудняват изключително трудно премахването или промяната на данните за блокчейн след тяхното записване. Що се отнася до биткойн и други големи мрежи, това е почти невъзможно. Така че, когато правите трансакция с блокчейн, най-добре е да мислите за нея като неизменима.

Като се има предвид това, съществуват много различни приложения на блокчейн и най-фундаменталната разлика между тях е как те постигат консенсус в мрежата. Това означава, че в някои приложения относително малка група от участници може да събере достатъчно мощност в мрежата, за да възстанови ефективно трансакциите. Това е особено притеснително за алткойните, които се движат в малки мрежи (с ниски хешове поради ниската конкуренция в копаенето).

Какво представлява мащабируемостта на блокчейн?

Мащабируемостта на блокчейн обикновено се използва като общ термин за обозначаване на способността на блокчейн системата да обслужва нарастващото търсене. Докато блокчейните имат желани свойства (като децентрализация, устойчивост на цензура, неизменност ), те си имат недостатъци.

За разлика от децентрализираните системи, централизираната база данни може да работи със значително по-висока скорост и производителност. Това е логично, тъй като няма нужда хиляди възли, разпръснати по целия свят, да се синхронизират с мрежата всеки път, когато съдържанието ѝ се променя. Но това не е така с блокчейн. В резултат на това мащабируемостта от години е силно дискутирана тема сред разработчиците на блокчейн.

Бяха предложени или внедрени редица различни решения за смекчаване на някои от недостатъците на производителността на блокчейн. На този етап обаче няма ясен най-добър подход. Вероятно е необходимо да се изпробват много различни решения, докато няма по-ясни отговори на проблема с мащабируемостта.

На по-широко ниво има фундаментален въпрос относно мащабируемостта: Трябва ли да подобрим производителността на самия блокчейн (мащабиране по веригата), или трябва да позволим трансакциите да се изпълняват, без да се надува основният блокчейн (мащабиране извън веригата)?

Може да има явни предимства и за двата подхода. Решенията за мащабиране по веригата могат да намалят размера на трансакциите или дори просто да оптимизират начина, по който данните се съхраняват в блокове. От друга страна, решенията извън веригата включват групови трансакции извън основния блокчейн и само тяхното добавяне по-късно. Някои от най-забележителните решения извън веригата се наричат странични вериги и канали за плащане.

Ако искате да се потопите по-задълбочено в тази тема, прочетете Мащабируемостта на блокчейн - странични вериги и канали за плащане.

Защо блокчейнът трябва да се мащабира?

Ако блокчейн системите трябва да се конкурират със своите централизирани колеги, те трябва да бъдат поне толкова ефективни, колкото и те. Реално обаче те вероятно ще трябва да се представят още по-добре, за да стимулират разработчиците и потребителите да преминат към базирани на блокчейн платформи и приложения.

Това означава, че в сравнение с централизираните системи, използването на блокчейн трябва да бъде по-бързо, по-евтино и по-лесно както за разработчиците, така и за потребителите. Не е лесно постижение, като същевременно се запазват определящите характеристики на блокчейн, които обсъждахме по-рано.

Какво е блокчейн разклонение?

Както при всеки софтуер, блокчейнът се нуждае от надстройки за отстраняване на проблеми, добавяне на нови правила или премахване на стари. Тъй като повечето софтуери за блокчейн са с отворен код, на теория всеки може да предложи нови актуализации, които да бъдат добавени към софтуера, който управлява мрежата.

Имайте предвид, че блокчейнът е разпределителна мрежа. След като софтуерът бъде надстроен, хиляди възли, разпръснати по целия свят, трябва да могат да комуникират и внедрят новата версия. Но какво ще стане, ако участниците не могат да се споразумеят каква надстройка да внедрят? Обикновено няма организация с установен поток от решения за вземане на решения. Това ни води до меки и твърди разклонения.

Меки разклонения

Ако има общо съгласие как трябва да изглежда надстройката, това е сравнително прост въпрос. При такъв сценарий софтуерът се актуализира с обратно съвместима промяна, което означава, че актуализираните възли все още могат да взаимодействат с възли, които не са. В действителност обаче се очаква почти всички възли да се надграждат с течение на времето. Това се нарича меко разклонение.

Твърди разклонения

Твърдото разклонение е по-сложно. След като бъдат въведени, новите правила ще бъдат несъвместими със старите правила. Така че, ако възел, който изпълнява новите правила, се опитва да взаимодейства с възел, който изпълнява старите правила, те няма да могат да комуникират. Това води до разделяне на блокчейна на две – в едната работи старият софтуер, в другата се прилагат новите правила.

След твърдото разклонение по същество има две различни мрежи, изпълняващи два различни протокола паралелно. Заслужава да се отбележи, че по време на разклонението балансите на нативния блок на блокчейна се клонират от старата мрежа. Така че, ако по време на разклонението сте имали баланс по старата верига, ще имате баланс и по новата.

Вижте Твърди разклонения и меки разклонения за повече информация.

Глава 3 - За какво се използва блокчейнът?

Съдържание

Блокчейн за вериги за доставки
Блокчейн и игралната индустрия
Блокчейн за здравеопазване
Парични преводи в блокчейн
Блокчейн и цифрова самоличност
Блокчейн и Интернет на нещата (IoT)
Блокчейн за управление
Блокчейн за благотворителност
Блокчейн за спекулации
Краудфъндинг с блокчейн
Блокчейн и разпределени файлови системи

Блокчейн технологията може да се използва за широк спектър от неща. Нека да разгледаме няколко от тях.

Блокчейн за вериги за доставки

Ефективните вериги на доставки са в основата на много успешни бизнеси и се грижат за транспортирането на стоки от доставчика до потребителя. Координацията на множество заинтересовани страни в дадена индустрия традиционно се оказва трудна. Технологията на блокчейн обаче може да позволи нови нива на прозрачност в много индустрии. Една оперативно съвместима екосистема на веригата за доставки, която се върти около неизменна база данни, е точно това, от което много индустрии се нуждаят, за да станат по-стабилни и надеждни.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: верига за доставките.

Блокчейн и игралната индустрия

Игровата индустрия се превърна в една от най-големите развлекателни индустрии в света и би могла да се възползва много от технологията на блокчейна. Обикновено геймърите са склонни да разчитат на разработчиците на игри. В повечето онлайн игри геймърите са принудени да разчитат на сървърното пространство на разработчиците и да следват постоянно променящите се правила. В този контекст блокчейн може да помогне за децентрализация на собствеността, управлението и поддръжката на онлайн игри.

Това, което може да е най-големият проблем обаче, е, че игралните елементи не могат да съществуват извън заглавията, премахвайки шансовете за реална собственост и вторични пазари. Приемайки подход, базиран на блокчейн, игрите биха могли да станат по-устойчиви в дългосрочен план, а артикулите в играта, издадени като крипто колекционерски материали, биха могли да получат реална стойност.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: игри.

Блокчейн за здравеопазване

Съхраняването на медицински досиета по надежден начин е жизненоважно за всяка здравна система и разчитането на централизирани сървъри оставя чувствителна информация в уязвимо положение. Прозрачността и сигурността на технологията блокчейн я правят идеална платформа за съхранение на медицински досиета.

При криптографско осигуряване на своите записи в блокчейн, пациентите биха могли да запазят поверителността си, като същевременно могат да споделят медицинската си информация с всяко здравно заведение. Ако всички участници в понастоящем разпокъсаната здравна система могат да се включат в защитена, глобална база данни, информационният поток би бил много по-бърз между тях.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: здравеопазване.

Парични преводи в блокчейн

Изпращането на пари в международен план е проблем с традиционното банкиране. Предимно поради заплетена мрежа от посредници, таксите и сроковете за сетълмент правят използването на традиционните банки едновременно скъпо и ненадеждно за спешни транзакции.

Криптовалутите и блокчейнът премахват тази екосистема от посредници и могат да позволят евтини и бързи трансфери по целия свят. Докато блокчейните несъмнено жертват производителността за някои от желаните от тях свойства, редица проекти използват технологията, за да позволят евтини, почти мигновени трансакции.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: парични преводи.

Търсите да започнете с криптовалута? Купете биткойн в Binance!

Блокчейн и цифрова самоличност

Сигурното управление на самоличността в Интернет има крайна нужда от бързо решение. Изключително много от нашите лични данни се съхраняват на централизирани сървъри и се анализират чрез алгоритми за машинно обучение без наше знание или съгласие.

Технологията на блокчейн позволява на потребителите да поемат собствеността върху своите данни и избирателно да разкриват информация на трети страни само когато е необходимо. Този вид криптографска магия може да позволи по-безпроблемно изживяване онлайн, без да се жертва поверителността.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: цифрова самоличност.

Блокчейн и Интернет на нещата (IoT)

Изключително много физически устройства се свързват с интернет и този брой само ще се увеличи. Някои предполагат, че комуникацията и сътрудничеството между тези устройства могат значително да бъдат засилени от технологията на блокчейн. Автоматизираните микроплащания от типа машина към машина (M2M) биха могли да създадат нова икономика в зависимост от сигурно, високопроизводително решение за бази данни.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи за използване на блокчейн: Интернет на нещата (IoT).

Блокчейн за управление

Разпределителните мрежи могат да определят и налагат свои собствени форми на регулиране под формата на компютърен код. Не е изненадващо, че блокчейнът може да има шанс да разсее различни процеси на управление на местно, национално или дори международно ниво.

Нещо повече, това би могло да реши един от най-големите проблеми, с които в момента се сблъскват средите за разработка с отворен код – липсата на надежден механизъм за разпределение на финансирането. Управлението с блокчейн гарантира, че всички участници могат да бъдат включени във вземането на решения, и предоставя прозрачен преглед на това кои политики се прилагат.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: управление.

Блокчейн за благотворителност

Благотворителните организации често са възпрепятствани от ограниченията на начина, по който могат да приемат средства. Още по-разочароващо е, че крайната дестинация на дарените средства може да бъде трудно да се проследи точно, което несъмнено обезкуражава мнозина да подкрепят тези организации.

„Крипто-филантропията“ се занимава с използването на блокчейн технология, за да заобиколи тези ограничения. Разчитайки на присъщите на технологията свойства, за да осигури по-голяма прозрачност, глобално участие и намалени разходи, нововъзникващата област се стреми да увеличи максимално въздействието на благотворителните организации. Една такава организация е благотворителната фондация Blockchain Charity Foundation.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: благотворителност.

Блокчейн за спекулации

Несъмнено едно от най-популярните приложения на блокчейн технологията е спекулацията. Безпроблемните трансфери между борси, решенията за търговия, които не се състоят от попечителство, и нарастващата екосистема от деривативни продукти го правят идеално поле за всички видове спекуланти.

Благодарение на присъщите си свойства, блокчейнът е отличен инструмент за тези, които са готови да поемат риска да участват в подобен клас активи. Някои дори мислят, че след като технологията и околната регулация узреят, глобалните спекулативни пазари могат да бъдат токенизирани в блокчейна.

Ако искате да прочетете повече, разгледайте Случаи на използване на блокчейн: прогнозни пазари.

Краудфъндинг с блокчейн

Онлайн платформите за краудфъндинг вече почти десетилетие полагат основите на икономиката на peer-to-peer. Успехът на тези сайтове показва, че има реален интерес към разработването на продукти, финансирани с краудфъндинг. Въпреки това, тъй като тези платформи действат като пазители на средствата, те могат да вземат значителна част от тях като такси. Освен това всеки от тях ще има свой собствен набор от правила за улесняване на споразумението между различните участници.

Технологията на блокчейн и по-конкретно интелигентните договори биха могли да позволят по-сигурно, автоматизирано колективно финансиране, когато условията на споразуменията са дефинирани в компютърен код.

Друго приложение за краудфъндинг, използващо блокчейн, е Първоначално предлагане на криптовалута (ICO) и Първоначално предлагане за обмен (IEO). При символични продажби като тези инвеститорите събират средства с надеждата, че мрежата ще бъде успешна в бъдеще и те ще получат възвръщаемост на инвестициите си.

Блокчейн и разпределени файлови системи

Разпределянето на хранилище за файлове в интернет има много предимства в сравнение с конвенционалните централизирани алтернативи. Голяма част от данните, съхранявани в облака, разчитат на централизирани сървъри и доставчици на услуги, които са склонни да бъдат по-уязвими към атаки и загуба на данни. В някои случаи потребителите също могат да се сблъскат с проблеми с достъпността поради цензура от централизирани сървъри.

От гледна точка на потребителя, решенията за съхранение на файлове в блокчейн работят точно като другите решения за съхранение в облак – можете да качвате, съхранявате и осъществявате достъп до файлове. Това, което се случва на заден план, обаче е съвсем различно.

Когато качвате файл в блокчейн хранилище, той се разпределя и репликира в няколко възли. В някои случаи всеки възел ще съхранява различна част от вашия файл. Те не могат да направят много с частичните данни, но по-късно можете да поискате от възлите да предоставят всяка част, така че можете да ги комбинирате, за да получите пълния файл обратно.

Мястото за съхранение се получава от участниците, които предоставят своето място за съхранение и честотна лента на мрежата. Обикновено тези участници са икономически стимулирани да предоставят тези ресурси и са икономически наказани, ако не спазват правилата или не съхраняват и обслужват файлове.

Можете да мислите за този тип мрежа като подобна на биткойн. В този случай обаче основната цел на мрежата не е да поддържа трансфери на парична стойност, а да даде възможност за устойчиво на цензура, децентрализирано съхранение на файлове.

Други протоколи с отворен код, като Междупланетната файлова система (IPFS), вече проправят пътя към тази нова, по-постоянна и разпространена мрежа. Въпреки че IPFS е протокол и peer-to-peer мрежа, той не е точно блокчейн. Но той прилага някои принципи на блокчейн технологията, за да подобри сигурността и ефективността.