Что такое технология блокчейн?

Технология блокчейн — это усовершенствованный механизм базы данных, который позволяет организовать открытый обмен информацией в рамках бизнес-сети. База данных блокчейна хранит данные в блоках, связанных между собой в цепочку. Данные являются хронологически последовательными, поскольку нельзя удалять или изменять цепочку без консенсуса со стороны сети. В результате вы можете использовать технологию блокчейн для создания неизменяемого или бессрочного реестра для отслеживания заказов, платежей, счетов и других транзакций. Система имеет встроенные механизмы, которые предотвращают несанкционированный ввод транзакций и создают согласованность в общем представлении этих транзакций.

В чем заключается важность технологии блокчейн?

Традиционные технологии баз данных создают ряд проблем, связанных с учетом финансовых операций. Рассмотрим пример с продажей недвижимости. После передачи денег право собственности переходит покупателю. Как покупатель, так и продавец могут самостоятельно регистрировать денежные операции, но ни одной из сторон нельзя доверять. Получив деньги, продавец может легко утверждать, что он их не получил, а покупатель может утверждать, что деньги отправлены, даже если это не так.

Во избежание возможных юридических проблем доверенная третья сторона должна контролировать и подтверждать транзакции. Присутствие этого центрального органа не только усложняет сделку, но и создает единственную уязвимую точку. От нарушений в центральной базе данных пострадают обе стороны.

Блокчейн предвосхищает подобные проблемы путем создания децентрализованной, защищенной от несанкционированного доступа системы для записи операций. В случае сделки с недвижимостью блокчейн создает единый реестр для покупателя и продавца. Все транзакции должны быть одобрены обеими сторонами и автоматически обновляться в их реестрах в режиме реального времени. Любое несоответствие в истории транзакций отразится во всем реестре. Эти свойства технологии блокчейн сделали ее популярной в различных секторах. Например, они использовалась при создании цифровой валюты Bitcoin.

Как различные отрасли используют блокчейн?

Блокчейн — это развивающаяся инновационная технология, которую внедряют в различных отраслях. Ниже описаны стандартные примеры использования в различных отраслях.

Энергетика

Энергетические компании используют технологию блокчейн для создания одноранговых платформ для торговли энергоносителями и упрощения доступа к возобновляемым источникам энергии. В качестве примера рассмотрим следующие виды использования:

  • Энергетические компании, работа которых основана на блокчейн, создали торговую платформу для продажи электроэнергии между частными лицами. Владельцы домов с солнечными батареями используют эту платформу для продажи излишков солнечной энергии соседям. Процесс практически полностью автоматизирован: умные счетчики создают транзакции, а блокчейн их записывает.
  • Благодаря инициативам блокчейн-краудфандинга пользователи могут спонсировать и содержать солнечные батареи в районах, где нет доступа к электроэнергии. Также после установки солнечных батарей спонсоры могут получать за них арендную плату.

Финансы

Традиционные финансовые системы (например, банки и фондовые биржи) используют блокчейн-сервисы для управления онлайн-платежами, счетами и рыночной торговлей. Например, инвестиционная холдинговая компания Singapore Exchange Limited, предоставляющая услуги по торговым операциям по всей Азии, использует технологию блокчейн для проведения более эффективного межбанковского расчета. Внедрение технологии блокчейн решило несколько проблем, в числе которых пакетная обработка и ручная сверка нескольких тысяч финансовых транзакций.

Мультимедиа и развлечения

Компании из сферы мультимедиа и развлечений используют блокчейн для управления данными об авторских правах. Проверка авторских прав играет ключевую роль при определении справедливого вознаграждения создателей. Для фиксации факта продажи или передачи контента, защищенного авторским правом, требуется несколько транзакций. Sony Music Entertainment Japan использует блокчейн-сервисы для повышения эффективности технических средств защиты авторских прав. Успешное применение стратегии блокчейна позволило увеличить эффективность защиты авторских прав, снизив при этом затраты.

Розничная торговля

Розничные компании используют блокчейн для отслеживания перемещения товаров между поставщиками и покупателями. Например, Amazon подала патент на систему распределенного реестра, которая будет использовать технологию блокчейн для проверки подлинности всех товаров, продаваемых на платформе. На Amazon продавцы могут отображать свои глобальные цепочки поставок, позволяя участникам (производителям, курьерам, дистрибьюторам, конечным и вторичным пользователям) добавлять события в реестр после регистрации в центре сертификации. 

Какими возможностями обладает технология блокчейн?

Ниже представлены основные возможности технологии блокчейн.

Децентрализация

Децентрализация в блокчейне означает передачу контроля и принятия решений от централизованного субъекта (отдельного лица, организации или их группы) к распределенной сети. Прозрачность децентрализованного блокчейна позволяет нивелировать доверие участников друг к другу. Эти сети сдерживают их власть или контроль друг над другом, что сохраняет функциональные возможности сети.

Неизменность

Неизменность означает, что данные не могут быть изменены. Ни один участник не может вмешаться в транзакцию после ее внесения в реестр. Если запись содержит ошибку, то для ее исправления необходимо добавить новую транзакцию. В сети будут отображены обе транзакции.

Консенсус

Система блокчейн устанавливает набор правил, с помощью которых участники одобряют транзакции. Новые транзакции можно регистрировать только с согласия большинства участников сети.

Какие ключевые компоненты лежат в основе технологии блокчейн?

Ниже представлены основные компоненты архитектуры блокчейна.

Распределенный реестр

Распределенный реестр — это общая база данных в блокчейн-сети, в которой хранятся копии транзакций (например, в виде редактируемого всеми участниками общего файла). В большинстве совместных текстовых редакторов любой пользователь с правами редактирования может удалить файл целиком. Однако технологии распределенных реестров имеют строгие правила в отношении того, кто и как может редактировать файл. Например, нельзя удалять записи после их регистрации.

Смарт-контракты

Компании используют смарт-контракты для самостоятельного управления коммерческими сделками без привлечения третьей стороны. Смарт-контракты — это программы в блокчейн-системе, автоматически запускающиеся при соблюдении заданных условий. Транзакции записываются в реестр, если они соответствуют условиям проверки «если,...то». Например, у логистической компании может быть заключен смарт-контракт, по которому оплата производится автоматически после прибытия товара в порт.

Криптография с открытым ключом

Криптография с открытым ключом — это система безопасности, позволяющая однозначно идентифицировать участников блокчейн-сети. Система генерирует два разных ключа для каждого пользователя сети. Один ключ — публичный, общий для всех участников сети. Второй — уникальный частный ключ. Сочетание частного и публичного ключей разблокируют данные в реестре. 

Например, Джон и Джилл — пользователи сети. Джон записывает транзакцию, зашифрованную его частным ключом. Джилл может расшифровать ее с помощью своего публичного ключа. Таким образом, Джилл может убедиться, что Джон совершил транзакцию. Если бы Джон воспользовался недействительным частным ключом, Джилл не смогла бы воспользоваться своим публичным ключом.

Как работает блокчейн?

Ниже представлен краткий обзор сложного механизма блокчейн. Программное обеспечение блокчейн автоматизирует большую часть процедуры:

Шаг 1. Запись транзакции

Блокчейн-транзакция отражает перемещение физических или цифровых активов от одной стороны к другой в блокчейн-сети. Она записывается в виде блока данных и может включать следующие сведения:

  • Кто участвовал в сделке?
  • Что произошло во время сделки?
  • Когда была проведена сделка?
  • Где была проведена сделка?
  • Какие причины проведения сделки?
  • Сколько активов было передано?
  • Сколько предварительных условий было выполнено в ходе сделки?

Шаг 2. Достижение консенсуса

Большинство участников распределенной блокчейн-сети должны подтвердить, что записанная транзакция является действительной. В зависимости от типа сети правила соглашения могут различаться, но, как правило, они устанавливаются в начале процедуры.

Когда участники достигают консенсуса, транзакции в блокчейн записываются в блоки, эквивалентные страницам реестра. Вместе с транзакциями в новый блок добавляется криптографический хеш. Хеш действует как цепочка, связывающая блоки вместе. Если содержимое блока намеренно или случайно изменяется, меняется и значение хеша, что помогает обнаружить подделку данных. 

Таким образом, блоки и цепочки надежно связаны, а их редактирование невозможно. Каждый дополнительный блок усиливает проверку предыдущего блока и, следовательно, всего блокчейна. Такой принцип схож со строительством башни из деревянных блоков. Блоки можно складывать только сверху, а если убрать один блок из середины, то рухнет вся башня.

Шаг 4. Общий доступ к реестру

Система распространяет среди всех участников последнюю копию центрального реестра.

Какие типы блокчейн-сетей существуют?

В блокчейн существует четыре основных типа децентрализованных или распределенных сетей:

Публичный блокчейн

Публичные блокчейны не требуют разрешений и позволяют любому желающему присоединиться к сети. Все участники блокчейна имеют равные права на чтение, редактирование и проверку информации. Для обмена и майнинга таких криптовалют, как Bitcoin, Ethereum и Litecoin, в основном используются публичные блокчейны. 

Частный блокчейн

Частные блокчейны, которые также можно назвать управляемыми, контролируются одной организацией. Уполномоченный орган определяет, кто может быть участником и какими правами в сети они обладают. Частные блокчейны децентрализованы только частично, поскольку включают ограничения доступа. Примером частного блокчейна является Ripple — платформа для обмена цифровой валюты.

Гибридный блокчейн

Гибридный блокчейн сочетает в себе функции как частных, так и публичных сетей. Компании могут создавать как частные, так и публичные системы разрешений. Таким образом, они контролируют доступ к определенным данным в блокчейне, но при этом поддерживают общедоступный доступ к другим данным. Они используют смарт-контракты, позволяющие публичным участникам удостовериться в проведении частных транзакций. Например, гибридные блокчейны могут предоставлять публичный доступ к цифровой валюте, сохраняя частный доступ к банковской валюте.

Блокчейн-консорциумы

Блокчейн-консорциумами управляет группа организаций. Выбранные заранее организации разделяют ответственность за функционирование блокчейна и определение прав доступа к данным. Блокчейн-консорциумы часто предпочитают компании-единомышленники, извлекающие выгоду из общей ответственности. Например, Global Shipping Business Network — это некоммерческий блокчейн-консорциум, специализирующийся на цифровизации судоходной отрасли и расширении сотрудничества между операторами морских перевозок.

Что такое блокчейн-протоколы?

Термин «блокчейн-протокол» относится к различным типам блокчейн-платформ для разработки приложений. Каждый блокчейн-протокол адаптирует базовые принципы блокчейна к конкретным отраслям или приложениям. Ниже представлены некоторые примеры блокчейн-протоколов.

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric — это проект с открытым исходным кодом, ориентированный на разработку инструментов и библиотек. Компании могут использовать его для быстрого и эффективного создания частных блокчейн-приложений. Hyperledge Fabric — модульная платформа общего назначения. Она предлагает уникальные возможности для идентификации и контроля доступа. Благодаря этим возможностям она подходит для отслеживания цепочек поставок, торгового финансирования, задач лояльности и вознаграждения, а также для проведения безналичных расчетов по финансовым активам.

Ethereum

Ethereum — это децентрализованная блокчейн-платформа с открытым исходным кодом, используемая для создания публичных блокчейн-приложений. Ethereum Enterprise предназначен для коммерческого использования.

Corda

Corda — это блокчейн-проект с открытым исходным кодом для бизнеса. Corda позволяет создавать совместимые блокчейн-сети, гарантирующие строгую конфиденциальность транзакций. Компании могут использовать технологию смарт-контрактов Corda для проведения быстрых и безопасных сделок. Большинство пользователей являются финансовыми учреждениями.

Quorum

Quorum — это производный от Ethereum блокчейн-протокол с открытым исходным кодом. Он предназначен для использования в частном блокчейне, где только один участник владеет всеми узлами, а также в блокчейн-консорциуме, где каждый участник владеет частью сети.

Как развивалась технология блокчейн?

История технологии блокчейн началась в конце 1970-х годов, когда ученый-информатик Ральф Меркл запатентовал концепцию хеш-дерева или дерева Меркла. Эти деревья представляют собой структуру данных, хранящихся в связанных с помощью криптографии блоках. В конце 1990-х годов Стюарт Хабер и У. Скотт Сторнетта использовали деревья Меркла для создания системы, в которой невозможно подделать временные метки документов. Это событие стало прорывом в истории блокчейн.

Технология продолжала развиваться на протяжении последних трех поколений.

Первое поколение — Bitcoin и другие виртуальные валюты

В 2008 году неизвестный человек или группа людей под псевдонимом Сатоши Накамото воплотили технологию блокчейн в ее современном виде. Для совершения Bitcoin-транзакций Сатоши ограничил размер блоков информации до 1 МБ. Даже сегодня многие из возможностей систем Bitcoin остаются центральными для технологии блокчейн.

Второе поколение — смарт-контракты

Через несколько лет после появления валюты первого поколения разработчики решили рассмотреть использование блокчейн не только в рамках криптовалют. Например, изобретатели Ethereum решили использовать технологию блокчейн в сделках по передаче активов. Значительным вкладом стала возможность использования смарт-контрактов.

Третье поколение — будущее

По мере того как компании внедряют новые приложения, технология блокчейн продолжает совершенствоваться. Компании преодолевают ограничения масштаба и вычислений, а потенциал развития блокчейна безграничен.

Какими преимуществами обладает технология блокчейн?

Технология блокчейн обладает множеством преимуществ для управления транзакциями. Ниже перечислены некоторые из них.

Расширенные возможности обеспечения безопасности

Блокчейн обеспечивает высокий уровень безопасности и доверия, которого требуют современные цифровые транзакции. Всегда есть риск, что кто-то будет манипулировать базовым программным обеспечением, чтобы заработать деньги нечестным путем. Но три принципа блокчейна — криптография, децентрализация и консенсус — обеспечивают максимально безопасную базовую систему, в которую практически невозможно вмешаться. У системы нет слабых мест, и ни один пользователь не сможет внести изменения в записи транзакций.

Повышенная эффективность

Операции между коммерческими структурами могут быть трудоемкими и занимать много времени, особенно в отношении соответствия требованиям при участии третьих сторон. Такие особенности блокчейн, как прозрачность и использование смарт-контрактов, ускоряют подобные деловые операции и делают их более эффективными.

Более быстрый аудит

Компании должны иметь возможность генерировать, обменивать, архивировать и восстанавливать электронные операции надежным, поддающимся проверке способом. Записи хранятся в хронологически неизменном порядке. Такая прозрачность данных значительно ускоряет проведение аудита.

В чем разница между Bitcoin и блокчейн?

Bitcoin и блокчейн отличаются друг от друга, хоть и являются взаимозаменяемыми. Поскольку в основе Bitcoin лежит технология блокчейн, люди по ошибке начали использовать термин Bitcoin для обозначения блокчейна в целом. Однако у технологии блокчейн множество применений и за пределами Bitcoin.

Bitcoin — децентрализованная цифровая валюта. Изначально Bitcoin была создана для проведения онлайн транзакций, но теперь она признана цифровым активом, который конвертируется в любую мировую валюту (например, в доллары или евро). Публичный Bitcoin-блокчейн создает центральный реестр, который находится под его управлением. 

Сеть Bitcoin

Все транзакции Bitcoin регистрируются в публичном реестре, а серверы по всему миру хранят его копии. Серверы подобны банкам. Однако банки владеют информацией только о деньгах клиентов, в то время как серверы Bitcoin получают данные о каждой транзакции Bitcoin, совершенной в любой точке мира.

Любой, у кого есть второй компьютер, может настроить один из серверов в качестве узла. Это как открыть свой собственный Bitcoin-банк вместо банковского счета.

Майнинг Bitcoin

В публичной сети Bitcoin участники получают криптовалюту через майнинг — процесс решения криптографических уравнений для создания новых блоков. Система открыто распространяет по узлам каждую новую транзакцию в сети. Примерно каждые десять минут майнеры собирают эти транзакции в новый блок, постоянно добавляя их в блокчейн, выступающий в качестве конечного реестра для Bitcoin.

Поскольку программный процесс довольно сложен и длителен, майнинг требует значительных вычислительных ресурсов. За свою работу майнеры получают небольшое количество криптовалюты. Майнеры похожи на современных клерков, регистрирующих сделки за комиссионные.

С помощью криптографии все участники сети приходят к консенсусу относительно владения конкретными монетами.

В чем разница между базой данных и блокчейном?

Блокчейн — это особая система управления базами данных с более широкими возможностями. Ниже представлены некоторые существенные различия между традиционной базой данных и блокчейном.

  • Блокчейн подразумевает децентрализованный контроль без потери доверия к существующим данным. Этого невозможно достичь в других системах баз данных.
  • Компании, участвующие в сделке, не могут использовать базу данных совместно. Но в блокчейн-сетях у каждой компании есть своя копия реестра, а их соответствие поддерживается системой автоматически.
  • Хотя в большинстве баз данные можно редактировать или удалять, в блокчейн их можно только вносить.

Чем блокчейн отличается от облака?

Термин «облако» относится к вычислительным сервисам, доступ к которым можно получить онлайн. Из облака можно получить доступ к программному обеспечению как услуге (SaaS), продукту как услуге (PaaS), а также к инфраструктуре как услуге (IaaS). Облачные провайдеры предоставляют онлайн-доступ к своему оборудованию и инфраструктуре. Они предоставляют гораздо больше простого управления базами данных. Для получения доступа к публичному блокчейну необходимо предоставить данные об аппаратном обеспечении для создания копии вашего реестра. При этом для этого можно использовать облачный сервер. Также некоторые провайдеры предлагают готовое решение —блокчейн как услуга (BaaS).

Что такое блокчейн как услуга?

Блокчейн как услуга (BaaS) — это управляемый облачный блокчейн-сервис, предоставляемый третьей стороной. Вы можете развивать блокчейн-приложения и цифровые услуги, а провайдер предоставит соответствующую инфраструктуру и инструменты. Чтобы быстро и эффективно внедрить блокчейн, нужно просто настроить уже существующую технологию.   

Что такое сервисы AWS Blockchain?

Сервисы AWS Blockchain предоставляют специально разработанные инструменты для удовлетворения ваших потребностей. Этот сервис поможет создать все, что необходимо, будь то централизованный реестр, поддерживающий неизменную запись транзакций, или многосторонний, полностью управляемый блокчейн, позволяющий избавиться от посредников. Партнеры AWS предлагают множество проверенных решений, поддерживающих все основные блокчейн-протоколы, включая Hyperledger, Corda, Ethereum, Quorum и другие. Иными словами, AWS — это платформа, с помощью которой разработка приложений для блокчейна стала быстрее и эффективней. Ниже приведены несколько полезных блокчейн-сервисов AWS.

Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) — это полностью управляемая база данных реестров, обеспечивающая прозрачный, неизменяемый и проверяемый криптографическими методами журнал транзакций. Она имеет встроенный журнал, в котором хранится точная и упорядоченная информация о каждом внесенном изменении. Перезаписывать или удалять ничего нельзя, пользователи могут только добавлять данные в журнал. 

Amazon Managed Blockchain – это полностью управляемый сервис, который позволяет без труда подключаться к общедоступным сетям или создавать масштабируемые сети блокчейн и управлять ими с помощью платформ Hyperledger Fabric и Ethereum. Создайте учетную запись AWS и начните работу с технологией блокчейн уже сегодня.

Что такое технологии блокчейн в AWS?

Машинное обучение: следующие шаги

Дополнительные ресурсы по продукту
Подробнее о сервисах блокчейн 
Зарегистрируйте бесплатный аккаунт

Получите мгновенный доступ к уровню бесплатного пользования AWS.

Регистрация 
Начать разработку в консоли

Начните разработку с использованием машинного обучения в Консоли управления AWS.

Вход