Kas ir blokķēde un kā tā darbojas?
Sākums
Raksti
Kas ir blokķēde un kā tā darbojas?

Kas ir blokķēde un kā tā darbojas?

Iesācējiem
Publicēts May 15, 2023Atjaunināts Nov 28, 2023
11m

Īsumā

  • Blokķēde ir decentralizēta, digitāla virsgrāmata, kas droÅ¡i reÄ£istrē darÄ«jumu datus daudzos specializētos datoros tÄ«klā.

  • Blokķēdes nemainÄ«gums nodroÅ¡ina datu integritāti, izmantojot kriptogrāfiju un konsensa mehānismus, – tas nozÄ«mē, ka pēc informācijas reÄ£istrēšanas to vairs nevar grozÄ«t.

  • Blokķēde ir pamatā tādām kriptovalÅ«tām kā Bitcoin un Ethereum, un tā veicina pārskatāmÄ«bu, droÅ¡Ä«bu un uzticēšanos dažādos sektoros, ne tikai finanÅ¡u nozarē. 

Kas ir blokķēde?

Blokķēde ir īpaša veida datubāze (saukta arī par decentralizēto digitālo virsgrāmatu), kuras darbību nodrošina dažādās pasaules valstīs izvietoti datori. Blokķēdes dati tiek organizēti hronoloģiskā secībā sakārtotos blokos, kas tiek aizsargāti, izmantojot kriptogrāfiju.

Pirmais blokķēdes modelis tika izveidots 20. gs. 90. gadu sākumā, kad datorzinātnieks Stjuarts Hābers (Stuart Haber) un fiziķis V. Skots Storneta (W. Scott Stornetta) izmantoja kriptogrāfiskās metodes bloku ķēdē, lai aizsargātu digitālos dokumentus pret datu falsifikāciju.

Hābera un Stornetas darbs iedvesmoja daudzu citu datorzinātnieku un kriptogrāfijas entuziastu darbu, kā rezultātā tika radīta Bitcoin – pirmā kriptovalūta, kuras darbību nodrošina blokķēdes tehnoloģija. Kopš tā laika ir pakāpeniski paplašinājies blokķēdes lietojums, un tagad kriptovalūtas izmanto arvien vairāk cilvēku visā pasaulē.

Blokķēdes tehnoloģiju bieži izmanto, lai reģistrētu kriptovalūtu darījumus, taču tā ir piemērota dažādu veidu digitālo datu reģistrēšanai un ir izmantojama daudzveidīgiem mērķiem.

Kas ir decentralizācija blokķēdē?

Decentralizācija blokķēdē nozīmē ideju par to, ka kontrole un lēmumu pieņemšanas tiesības tīklā tiek sadalītas starp tīkla lietotājiem, nevis pieder vienai organizācijai (piemēram, valdībai vai kādai korporācijai). Tas var būt noderīgi situācijās, kad cilvēkiem ir nepieciešams sadarboties ar svešiniekiem vai garantēt savu datu drošību un integritāti.

Decentralizētā blokķēdes tīklā nav centrālas iestādes vai starpnieka, kas kontrolētu datu vai darījumu plūsmu. Tā vietā darījumus verificē un reģistrē decentralizēts datoru tīkls, kas kopīgiem spēkiem cenšas uzturēt tīklā integritāti.

Runājot par blokķēdes tehnoloģiju, cilvēki bieži vien nerunā tikai par datu bāzi. Blokķēdes tehnoloģija ir pamatā, piemēram, kriptovalūtām un neaizstājamajiem tokeniem (NFT), sniedzot iespēju cilvēkiem sadarboties un veikt savstarpējus darījumus bez centrālas iestādes starpniecības.

Kā darbojas blokķēde?

Būtībā blokķēde ir digitāla virsgrāmata, kas droši reģistrē starp divām pusēm veiktus darījumus, novēršot datu viltošanas iespējamību. Šos darījumu datus reģistrē globāls, decentralizēts tīkls, kurā ietilpst īpaši datori – tā saucamie mezgli.

Kad lietotājs uzsāk darījumu, piemēram, lai nosūtītu noteiktu kriptovalūtas summu kādam citam lietotājam, attiecīgais darījums tiek pārraidīts tīklā. Katrs mezgls autentificē darījumu, verificējot digitālos parakstus un citus darījuma datus.

Pēc darījuma verificēšanas tas tiek pievienots blokam kopā ar citiem verificētiem darījumiem. Bloki tiek secīgi savienoti, izmantojot kriptogrāfiskas metodes – tādējādi veidojas blokķēde. Darījumu verificēšanu un pievienošanu blokķēdei veic, izmantojot konsensa mehānismu – noteikumu kopumu, kas nosaka, kā tīkla mezgli panāk vienošanos par blokķēdes stāvokli un darījumu derīgumu.

Kriptogrāfija ļauj blokķēdei uzturēt drošu, pārskatāmu un pret viltojumiem drošu darījumu reģistru. Piemēram, jaukšana ir ļoti svarīga kriptogrāfiska metode, kas tiek izmantota blokķēdēs. Tas ir kriptogrāfisks process, kas pārveido jebkāda lieluma ievades datus par fiksēta garuma rakstzīmju virkni.

Blokķēdēs izmantotās jaucējfunkcijas būtībā ir noturīgas pret sadursmi, kas nozīmē, ka izredzes atrast divas datu vienības, kas nodrošinātu pilnīgi vienādu rezultātu, ir neiedomājami mazas. Tāpat darbojas arī t. s. lavīnas efekts – fenomens, saskaņā ar kuru pat nelielas izmaiņas ievades datos izraisa pilnīgi atšķirīgu rezultātu. 

Kā piemēru aplūkosim SHA256 – funkciju, ko izmanto Bitcoin. Kā redzams, atšķirības lielo burtu lietojumā radīja pavisam atšķirīgu rezultātu. Jaucējfunkcijas ir arī vienvirziena funkcijas, jo skaitļošanas ceļā nav iespējams noskaidrot ievades datus, izmantojot jaukšanas procesa rezultātu. 

Ievades dati

SHA256 rezultāts

Binance Academy

886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3

Binance academy

4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7

binance academy

a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181

Katrā blokķēdes blokā tiek droši glabāts iepriekšējā bloka jaucējkods, tādējādi veidojot stabilu bloku ķēdi. Ja kāds vēlētos veikt izmaiņas vienā no blokiem, tam būtu jāveic izmaiņas visos iepriekšējos blokos – tas ir ne vien tehniski grūti paveicams, bet arī ārkārtīgi dārgs process. 

Vēl viena blokķēdes nozarē plaši izmantota kriptogrāfiskā metode ir publiskās atslēgas kriptogrāfija. Saukta arī par asimetrisko kriptogrāfiju, tā palīdz veikt drošus un verificējamus darījumus starp lietotājiem.

Tas notiek šādi. Katram dalībniekam ir unikāls atslēgu pāris – privātā atslēga, kas tiek turēta slepenībā, un publiskā atslēga, kuru var atklāt. Kad lietotājs uzsāk darījumu, tas paraksta darījumu ar savu privāto atslēgu, tādējādi izveidojot digitālo parakstu.

Citi tīkla lietotāji var verificēt šī darījuma autentiskumu, piemērojot digitālajam parakstam sūtītāja publisko atslēgu. Tas garantē drošus darījumus, jo tikai likumīgais privātās atslēgas īpašnieks var autorizēt darījumu, taču jebkurš var pārbaudīt parakstus, izmantojot publisko atslēgu. 

Blokķēdei ir raksturīga arī pārskatāmība. Būtībā ikviens var pārbaudīt blokķēdes datus, tostarp visu darījumu un bloku datus, izmantojot publisko blokķēžu vietnes.  Piemēram, blokķēdes pārlūku vietnēs tu vari apskatīt ikvienu Bitcoin tīklā jebkad reģistrēto darījumu, tostarp sūtītāja un saņēmēja identifikācijas datus, pārskaitījuma summu un jebkuras Bitcoin vienības īpašnieku sarakstu. Ir iespējams arī izsekot blokus no šodienas (788 995. bloka 2023. gada 29. maijā plkst. 18.52.21 pēc GMT laika) līdz pat pirmajam jeb sākotnējam blokam.

Kas ir konsensa mehānisms?

Konsensa algoritms ir mehānisms, ar kuru tiek nodrošināta lietotāju vai mašīnu koordinēšana decentralizētā sistēmā. Tam ir jānodrošina, lai visi pārstāvji sistēmā varētu vienoties par vienotu patiesības avotu – pat tad, ja dažiem no tiem rodas darbības kļūmes. Tādējādi tiek garantēts, ka visi tīkla mezgli glabā vienādu virsgrāmatas kopiju, kurā ietilpst informācija par visiem darījumiem. Konsensa mehānismi ir svarīgi blokķēdēs, kur nav vienas centrālas iestādes, kas verificētu darījumus un gādātu par integritāti tīklā.

Ja tūkstošiem mezglu glabā blokķēdes datu kopiju, drīz vien var rasties dažādas problēmas, piemēram, saistībā ar datu konsekvenci un ļaunprātīgu mezglu darbību. Lai nodrošinātu blokķēdes integritāti, tiek izmantoti dažādi konsensa mehānismi, kas nosaka to, kā tīkla mezgli panāk vienošanos. Apskatīsim populārākos no tiem.

Konsensa mehānismu veidi

Kas ir darba apliecinājums?

Darba apliecinājums (PoW) ir konsensa mehānisms, ko darījumu verificēšanai un blokķēdes integritātes uzturēšanai izmanto daudzi blokķēdes tīkli. Tas ir arī Bitcoin sākotnējais konsensa mehānisms.

PoW sistēmā ieguvēji risinot sarežģītu matemātisku problēmu sacenšas par tiesībām pievienot blokķēdei nākamo bloku. Procesā, ko sauc par ieguvi, ieguvējs, kurš pirmais atrisina šo problēmu, saņem atlīdzībā kriptovalūtu. 

Matemātisko problēmu risināšanai ieguvējiem ir jāizmanto jaudīgi datori, lai varētu veikt jaunu kriptovalūtas vienību ieguvi un aizsargāt tīklu. Tāpēc ieguves procesā tiek patērēta ievērojama skaitļošanas jauda un attiecīgi arī enerģija. 

Kas ir likmes apliecinājums?

Likmes apliecinājums (PoS) ir konsensa mehānisms, ar kuru tika mēģināts risināt dažus no darba apliecinājuma (PoW) trūkumiem. Tā vietā, lai ieguvēji sacenstos par tiesībām validēt darījumus un pievienot blokķēdei jaunus blokus, risinot sarežģītas matemātiskas problēmas, PoS sistēmā validētāji tiek izvēlēti, ņemot vērā to tīklā ieguldīto kriptovalūtas apjomu.

Validētāji kā nodrošinājumu glabā noteiktu kriptovalūtas summu (jeb likmi), kas tiem ļauj piedalīties konsensa procesā. Pēc tam pēc nejaušības principa, ņemot vērā katra validētāja likmes lielumu, tiek izvēlēti validētāji, kas veidos jaunos blokus un validēs darījumus. Atlīdzībā par jaunu bloku izveidi un kā motivāciju rīkoties tīkla interesēs validētāji saņem darījumu komisijas maksas.

Citi populāri konsensa mehānismi

Darba apliecinājums un likmes apliecinājums ir populārākie konsensa algoritmi, taču pastāv arī citi. Daži hibrīda mehānismi apvieno abu šo sistēmu elementus, bet citi ietver pilnīgi atšķirīgas metodes.

Piemēram, deleģētais likmes apliecinājums (DPoS) ir līdzīgs PoS, taču tajā ne visiem validētājiem ir iespēja veidot jaunus blokus – tā vietā tokenu turētāji ievēl nelielu skaitu validētāju, kas to vārdā veiks šo funkciju.

Savukārt autoritātes apliecinājuma (PoA) sistēmā validētājus identificē pēc to reputācijas vai identitātes, nevis to īpašumā esošā kriptovalūtas daudzuma. Validētāji tiek izvēlēti, ņemot vērā to uzticamību, un, ja validētājs rīkojas ļaunprātīgi, tas var tikt izslēgts no tīkla.

Blokķēdes priekšrocības

1. Decentralizācija

Blokķēdes decentralizētība nozīmē, ka nav viena kritiskā punkta un vienas kontrolējošās personas, tāpēc tā ir drošāka un noturīgāka pret uzbrukumiem un datu drošības zudumiem.

2. Pārskatāmība

Visi dalībnieki var redzēt blokķēdē veiktos darījumus, tāpēc ir vieglāk izsekot un verificēt darījumus un pārliecināties par to precizitāti.

3. Nemainīgums

Tiklīdz darījums ir reģistrēts blokķēdē, to vairs nevar grozīt vai dzēst. Visiem darījumiem tiek izveidots pastāvīgs ieraksts, kuru var pārbaudīt ikviens, kam ir piekļuve blokķēdes tīklam. Tā ir būtiska atšķirība no tradicionālajām sistēmām, kurās darījumi ir atgriezeniski.

4. Efektivitāte

Blokķēdēs darījumus var veikt ātrāk un efektīvāk, jo nav nepieciešami tādi starpnieki kā bankas.

5. Zemākas komisijas maksas

Izvairoties no starpniekiem un automatizējot procesus, blokķēde var samazināt darījumu izmaksas un uzlabot noteiktu uzņēmējdarbības operāciju efektivitāti.

6. Bez nepieciešamības uzticēties

Blokķēdes tehnoloģija nodrošina pārskatāmus darījumus, kurus verificē un validē paši tīkla dalībnieki, neiesaistot starpniekus, kam būtu nepieciešams uzticēties.

Kādu veidu blokķēdes tīkli pastāv?

Publiskās blokķēdes

Publiskā blokķēde ir decentralizēts tīkls, kas ir atvērts ikvienam, kas vēlas tajā iesaistīties. Šie tīkli parasti ir atvērtā pirmkoda, pārskatāmi bezatļauju tīkli, kas nozīmē, ka jebkurš var tiem piekļūt un tos izmantot. Publiskas blokķēdes ir, piemēram, Bitcoin un Ethereum.

Privātās blokķēdes

Kā liecina nosaukums, privāta blokķēde ir blokķēdes tīkls, kas nav publiski atvērts. Parasti privāto blokķēžu darbību nodrošina viena organizācija, piemēram, kāds uzņēmums, kas to izmanto savām iekšējām vajadzībām un mērķiem.

Privātās blokķēdes ir atļauju sistēmas ar saviem noteikumiem, kas regulē to, kas var redzēt blokķēdes datus un kas tajā var ierakstīt informāciju. Tās nav decentralizētas sistēmas, jo kontroles ziņā valda skaidra hierarhija. Taču tās ir dalītas, jo daudzi mezgli glabā savās iekārtās ķēdes datu kopiju.

Konsorcija blokķēdes

Konsorcija blokķēde ir publisko un privāto blokķēžu hibrīds. Konsorcija blokķēdē vairākas organizācijas veido kopīgu blokķēdes tīklu, ko tās arī kopīgiem spēkiem pārvalda un uzrauga. Šādi tīkli var būt gan atvērti, gan slēgti – atkarībā no konsorcija dalībnieku vajadzībām.

Tā vietā, lai izmantotu atvērtu sistēmu, kurā jebkurš var validēt blokus, vai slēgtu sistēmu, kurā tikai viena konkrēta persona ieceļ bloku veidotājus, konsorcija ķēdē kā validētāji var darboties vairākas personas ar vienādām pilnvarām. 

Sistēmas noteikumi ir elastīgi pielāgojami – ķēdi var padarīt redzamu tikai validētājiem, pilnvarotajām personām vai visiem. Ja validētājiem izdodas sasniegt konsensu, izmaiņas var viegli īstenot. Attiecībā uz blokķēdes darbību – ja noteikts skaits iesaistīto pušu rīkosies godīgi, sistēmā neradīsies nekādas problēmas.

Kādiem mērķiem izmanto blokķēdi?

Lai gan blokķēdes tehnoloģija vēl tikai sāk attīstīties, tā jau tiek izmantota daudzās dažādās nozarēs. Tālāk ir norādīti daži no populārākajiem blokķēdes tehnoloģijas izmantošanas veidiem.

1. Kriptovalūtas

Blokķēdes tehnoloģija tika radīta kā atbalsts kriptovalūtu izveidē – blokķēdes tās izmanto kā drošu un decentralizētu virsgrāmatu darījumu reģistrēšanai.

2. Digitālā identitāte

Blokķēdi var izmantot, lai izveidotu drošas un pret viltojumiem aizsargātas digitālās identitātes, ar ko iespējams verificēt personīgo informāciju un citus sensitīvus datus. Tā kā arvien vairāk personīgās informācijas un aktīvu nonāk tiešsaistē, tas var kļūt arvien būtiskāk.

3. Balsošana

Blokķēdes tehnoloģiju, kas piedāvā decentralizētu, pret viltojumiem aizsargātu balsojumu uzskaites sistēmu, var izmantot, lai radītu drošu un pārskatāmu balsošanas sistēmu, kurā balsotāji nevar krāpties un tiek nodrošināta balsošanas procesa integritāte.

4. Piegādes ķēdes pārvaldība

Blokķēdes tehnoloģiju var izmantot, lai reģistrētu visus piegādes ķēdē veiktos darījumus. Katru darījumu var reģistrēt kā blokķēdes bloku, tādējādi izveidojot visa piegādes ķēdes procesa nemainīgu un pārskatāmu ierakstu.

5. Viedie līgumi

Viedie līgumi ir pašizpildes līgumi, kuriem var ieprogrammēt automātisku izpildi pie konkrētiem nosacījumiem. Blokķēdes tehnoloģija ļauj droši un decentralizēti veidot un izpildīt viedos līgumus. Viens no perspektīvākajiem viedo līgumu izmantošanas veidiem ir decentralizētajās lietotnēs (DApp) un decentralizētajās organizācijās (DAO).

Noslēgumā

Blokķēdes tehnoloģija piedāvā drošu un pārskatāmu veidu, kā reģistrēt darījumus un glabāt datus. Tā var pilnībā pārvērst nozares, piedāvājot jauna līmeņa uzticēšanos un drošību digitālajā pasaulē.

Nodrošinot vienādranga darījumus, radot jaunu veidu digitālos aktīvus un veicinot decentralizēto lietotņu darbību, blokķēdes tehnoloģija paver daudz jaunu iespēju. Šai tehnoloģijai attīstoties un paplašinoties tās lietojumam, turpmākajos gados ir sagaidāmi inovatīvi tās izmantošanas risinājumi, kas varētu ieviest būtiskas izmaiņas daudzās nozarēs.

Turpini lasīt


Atruna un brīdinājums par risku: šis saturs tiek tev nodrošināts nemainītā veidā un ir paredzēts tikai vispārīgai informācijai un izglītojošiem mērķiem; tas neietver nekādus apliecinājumus vai garantijas. Tas nav uzskatāms par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu un nav paredzēts kā ieteikums iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Aicinām tevi konsultēties pie atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Ja šo rakstu ir veidojis trešās puses autors, lūdzu, ņem vērā, ka tajā paustie viedokļi pieder attiecīgajam raksta autoram un neatspoguļo Binance Akadēmijas pārstāvju uzskatus. Pilnu atrunas tekstu lasi šeit. Digitālo aktīvu cenas var būt svārstīgas. Tavu ieguldījumu vērtība var samazināties vai pieaugt, kā arī tu vari neatgūt ieguldīto summu. Tu uzņemies pilnu atbildību par saviem ieguldījumu lēmumiem, un Binance Akadēmija neatbild par taviem iespējamajiem zaudējumiem. Šī informācija nav uzskatāma par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu. Papildinformācijai lasi mūsu Lietošanas noteikumus un Brīdinājumu par riskiem.