Plokiahela õpetus: õppige näidete abil

Mis on Blockchain?

plokk Chain on plokkide ahel, mis sisaldab teavet. See tehnika on loodud digitaalsete dokumentide ajatempliga varustamiseks, et keegi ei saaks neid tagasiulatuvalt dateerida ega muuta. Plokiahel lahendab topeltkirjete probleemi ilma keskserverita, mistõttu see on tänapäevase digitaalmajanduse nii suure osa aluseks.

. blockchain kasutatakse selliste esemete nagu raha, vara ja muude varade turvaliseks edastamisekstracts, ilma et oleks vaja kolmanda osapoole vahendajat, näiteks panka või valitsusasutust. Kui andmed on plokiahelasse salvestatud, muutub nende muutmine äärmiselt keeruliseks.

Plokiahel on tarkvaraprotokoll, mis sarnaneb SMTP-ga e-posti puhul. Plokiahel ei saa aga ilma internetita töötada ja neid nimetatakse mõnikord metatehnoloogiaks, kuna need mõjutavad teisi tehnoloogiaid. Täielik protokoll sisaldab andmebaasi, tarkvararakendust, ühendatud arvutite võrgustikku ja konsensusmehhanismi.

Mõnikord viitab see termin konkreetselt Bitcoin Plokiahel või Ethereum Plokiahel ja mõnikord ka teised virtuaalsed valuutad, digitaalsed žetoonid või ettevõtte hajuspearaamatud. Igal juhul on aluseks jagatud, ainult lisamiseks mõeldud kirje, mida paljundatakse paljude osalejate vahel.

Mis Blockchain EI OLE

Enne sügavamale sukeldumist on kasulik selgitada mõningaid püsivaid väärarusaamu:

• Blockchain ei ole Bitcoin, kuid selle taga on tehnoloogia Bitcoin.
• Bitcoin on digitaalne märk ja plokiahel on pearaamat, mis hoiab track, kellele need märgid kuuluvad.
• Sa ei saa omada Bitcoin ilma plokiahelata, kuid plokiahela võib olla ka ilma Bitcoin.
• Plokiahel ei ole alati anonüümne. Enamik avalikke ahelaid on pseudonüümsed, mis tähendab, et aadressid on nähtavad isegi siis, kui tegelikud identiteedid seda ei ole.

plokk Chain Architektuur

Nüüd uurime plokiahela arhitektuuri, jagades selle põhikomponentideks.

Mis on plokk?

Plokiahel on plokkide ahel, mis sisaldab teavet. Plokis talletatud andmete hulk sõltub plokiahela tüübist.

Näiteks Bitcoin Plokk sisaldab teavet saatja, saaja ja ülekantud bitcoinide arvu kohta.

Bitcoin Blokeerima

Ahela esimest plokki nimetatakse Genesis blokeeribIga uus plokk on eelmise plokiga seotud, moodustades ahela.

SHA-256 räsi mõistmine

Igal plokil on ka räsi. Räsi võib mõista kui iga ploki jaoks unikaalset sõrmejälge. See identifitseerib ploki ja kogu selle sisu ning on alati unikaalne, nagu sõrmejälg. Kui plokk on loodud, põhjustab iga muudatus ploki sees räsi muutumise.

Mis on SHA-256 räsi

Seega on räsi väga kasulik muudatuste tuvastamiseks. Kui ploki sõrmejälg muutub, ei esinda see enam sama plokki.

Iga plokk salvestab:

1. kuupäev
2. Hash
3. Eelmise ploki räsi

Vaatleme allolevat näidet, kus meil on kolmest plokist koosnev ahel. Esimesel plokil puudub eelkäija, seega ei salvesta see eelmise ploki räsi. Plokk 2 sisaldab ploki 1 räsi ja plokk 3 sisaldab ploki 2 räsi.

Iga plokk sisaldab eelmise ploki räsi. See on tehnika, mis muudab plokiahela nii turvaliseks. Nii see töötab.

Oletame, et ründaja muudab plokis 2 olevaid andmeid. Ka ploki 2 räsi muutub. Kuid plokk 3 salvestab endiselt ploki 2 vana räsi, mis muudab ploki 3 ja kõik sellele järgnevad plokid kehtetuks, kuna eelmise ploki räsid enam ei ühti.

Seega võib ühe ploki muutmine kiiresti kõik järgmised plokid kehtetuks muuta.

Konsensusmehhanismid: töö tõendamine ja panuse tõendamine

Räsiväärtused on suurepärane mehhanism võltsimise vältimiseks, kuid tänapäeva arvutid suudavad arvutada sadu tuhandeid räsiväärtusi sekundis. Mõne minutiga saab ründaja ühte plokki võltsida ja seejärel teiste plokkide räsiväärtused uuesti arvutada, et ahel uuesti kehtiv välja näeks.

Selle peatamiseks kasutavad plokiahelad konsensusmehhanismi. Kaks kõige levinumat mehhanismi on Proof of Work ja Proof of Stake.

Töö tõendamine on arvutuslik mõistatus, mille lahendamine nõuab märkimisväärset pingutust, kuid tulemust on kiire kontrollida. Juhul kui Bitcoin, kulub uue ploki ahelasse lisamiseks vajaliku töötõendi arvutamiseks keskmiselt umbes 10 minutit. Kui häkker tahaks teist plokki muuta, peaks ta selle ja iga järgneva ploki töötõendi uuesti tegema.

Stack Proof (PoS) on uuem lähenemisviis, mida kasutab Ethereum, Solana, Cardanoja enamik tänapäevaseid 1. kihi kette. Valideerijad lukustavad ehk panustavad natiivseid tokeneid, et teenida õigust plokke pakkuda ja valideerida. Ethereum viis ühendamise lõpule 2022. aasta septembris, asendades töötõendi panusetõendiga ja vähendades võrgu energiajalajälge ligikaudu 99.95 protsenti.

Olenemata sellest, kas kett kasutab PoW-i või PoS-i, hoiab plokiahela turvalisena räsimise ja konsensuse kombinatsioon.

Hajutatud P2P-võrk

Plokiahelad on turvalised ka hajutatuse tõttu. Keskse üksuse asemel keti haldamiseks kasutavad plokiahelad hajutatud peer-to-peer võrku, millega igaüks saab liituda. Kui osaleja võrku siseneb, saab ta plokiahela täieliku koopia ja iga arvutit nimetatakse sõlme.

Kui kasutaja loob uue ploki, edastatakse see plokk kõigile võrgusõlmedele. Iga sõlm kontrollib plokki, et veenduda selle muutmata jätmises. Pärast kontrollimist lisab iga sõlm ploki oma keti koopiasse.

Võrgu sõlmed loovad üksmeelNad lepivad kokku, millised plokid on kehtivad ja millised mitte. Sõlmed lükkavad tagasi plokid, mis näivad olevat manipuleeritud.

Plokiahela edukaks muutmiseks peaks ründaja:

1. Katkestage iga keti plokki.
2. Tehke töötõend uuesti või võtke iga ploki jaoks uuesti vajalik validaatori jagamine.
3. Võta kontroll üle enam kui 50 protsendi peer-to-peer võrgust.

See kombinatsioon on suures avalikus ahelas praktiliselt võimatu, mistõttu peetakse plokiahelaid nii turvaliseks.

Kuidas plokiahela tehnoloogia töötab?

Plokiahela tehinguprotsess

Tüüpiline plokiahela tehing järgib nelja kõrgetasemelist sammu.

Step 1) Kasutaja taotleb tehingut. Tehing võib hõlmata krüptovaluutat, nutivõltsi.tracdokumendid, dokumendid või muu teave.

Step 2) Taotletud tehing edastatakse peer-to-peer sõlmede võrku.

Step 3) Sõlmede võrgustik valideerib tehingu ja kasutaja staatuse, kasutades teadaolevaid konsensusalgoritme, näiteks töötõendit või panusetõendit.

Step 4) Pärast valideerimist liidetakse tehing teistega uude plokki, mis seejärel lisatakse olemasolevale ahelale püsivalt ja muutmatult.

Miks me vajame plokiahelat?

Siin on mõned olulisemad põhjused, miks plokiahela tehnoloogia on muutunud nii populaarseks.

Vastupidavus: Plokiahelad kasutavad replikeeritud arhitektuuri. Kett töötab edasi isegi siis, kui paljud sõlmed lähevad võrguühenduseta või neid rünnatakse, sest enamikul sõlmedel on endiselt kehtiv koopia.

Aja vähendamine: Finantssektoris võimaldab plokiahel tehingute kiiremat arveldamist, kuna see eemaldab pika kontrollimis-, arveldus- ja kliiringuprotsessi. Kõik sidusrühmad jagavad ühte kokkulepitud pearaamatut.

Usaldusväärsus: Plokiahel sertifitseerib ja kontrollib huvitatud osapoolte identiteeti. See eemaldab duplikaatkirjed, vähendab tegevuskulusid ja kiirendab tehinguid.

Muutmatud tehingud: Tehingute kronoloogilises järjekorras registreerimisega kinnitab plokiahel kõigi toimingute muutmatust. Kui plokk on ahelasse lisatud, ei saa seda enam eemaldada ega vaikselt muuta.

Pettuste ennetamine: Jagatud teave ja võrgustiku konsensus hoiavad ära pettuste või omastamise tagajärjel tekkinud kahjud. Logistikapõhistes tööstusharudes toimib plokiahel reaalajas jälgimissüsteemina, mis vähendab kulusid.

Turvalisus: Traditsioonilise andmebaasi ründamine tähendab konkreetse sihtmärgi ründamist. Hajutatud andmebaasi puhul Ledger Tehnoloogia, igal osapoolel on algse ahela koopia, seega jääb süsteem töökorras isegi siis, kui paljud sõlmed rikki lähevad.

Läbipaistvus: Avalike plokiahelate muudatused on kõigile nähtavad, mis loob tugeva läbipaistvuse ja muudab tehingud auditeeritavaks.

Koostöö: Plokiahel võimaldab osapooltel otse üksteisega tehinguid teha ilma kolmandate osapoolte vahenduseta.

Detsentraliseerimine: Standardreeglid reguleerivad seda, kuidas iga sõlm plokiahela teavet vahetab, seega kõik tehingud valideeritakse ja lisatakse järjepidevas järjekorras.

Plokiahela versioonid

Jalutame läbi plokiahela arengu peamiste ajastute.

Plokiahela versioonid

Blockchain 1.0: valuuta

Hajutatud süsteemi rakendamine Ledger Tehnoloogia areng viis esimese ilmse rakenduseni, milleks oli krüptoraha. See võimaldas plokiahela tehnoloogial põhinevaid finantstehinguid, peamiselt valuuta ja maksete puhul. Bitcoin on selle segmendi silmapaistvaim näide.

Plokiahel 2.0: nutikas pettustracts

Järgmine laine tutvustas nutikaid pettusitracts, väikesed programmid, mis asuvad plokiahelas. Need käivituvad automaatselt ja kontrollivad eelnevalt määratletud tingimusi, näiteks lepingu hõlbustamist, kontrollimist või jõustamist. Nutikad konsoolidtracsageli asendavad või vähemalt automatiseerivad osi traditsioonilistest süsteemidesttracts.

Plokiahel 3.0: DApp-id

DApp on lühend sõnadest detsentraliseeritud rakendus (detsentraliseeritud application). DAppi taustsüsteemi loogika töötab detsentraliseeritud peer-to-peer võrgus. DAppil võib olla mis tahes standardkeeles kirjutatud esiosa, mis kutsub esile selle plokiahela-põhise taustsüsteemi, sarnaselt traditsioonilise veebi- või mobiilirakendusega.

Plokiahel 4.0: ettevõtte ja tehisintellekti integratsioon

Uusim laine keskendub ettevõtte tasemel skaleeritavusele, kettide koostalitlusvõimele ja tehisintellektiga integreerimisele. Näideteks on tokeniseeritud reaalmaailma varad, 2. kihi koondamised Ethereum, keskpanga digitaalsed valuutad ja plokiahelate kasutamine tehisintellekti treeningandmete ja mudeli väljundite kontrollitava päritolu registreerimiseks.

Plokiahela variandid

avalik

Avalikus plokiahelas on pearaamatud internetis kõigile nähtavad. Igaüks saab tehinguplokke kinnitada ja lisada ning võrk pakub osalejatele tavaliselt tokeneid. Bitcoin ja Ethereum on avalikud ketid.

Era-

Privaatne plokiahel asub ühe organisatsiooni sees. See lubab ainult selle organisatsiooni teatud inimestel tehinguplokke kontrollida ja lisada, samas kui lugemisjuurdepääsu saab vastavalt vajadusele piirata.

Konsortsium

Konsortsiumi plokiahelas saab tehinguid kontrollida ja lisada ainult volitatud organisatsioonide rühm. Pearaamat saab olla avatud või piiratud valitud rühmadega. Konsortsiumi plokiahelad on levinud erinevates tööstusharudes, näiteks panganduses ja laevanduses.pingja tervishoid.

Plokiahela kasutusjuhtumid

Nagu allolevas tabelis näidatud, kasutatakse plokiahela tehnoloogiat nüüd paljudes sektorites.

Sektor	Kasutus
turud	Billjälgimine ja andmeedastus Kvootide haldamine tarneahela võrgustikes Tokeniseeritud reaalmaailma varad
Valitsus	Rahvusvahelised isikupärastatud juhtimisteenused Hääletamine ja peer-to-peer võlakirjade emiteerimine Digiconi tiseeriminetracdokumendid ja omandiõiguse tõend ülekannete korral Register ja identiteet Teleadvokaadi teenus IP registreerimine ja vahetus Maksukviitungid, notari teenus ja dokumendiregister
(Internet of Things asjade Interneti)	Põllumajandus- ja droonide andurite võrgud Nutikad koduvõrgud Integreeritud nutika linna taristu Isejuhtivad sõidukid Personaalsed robotid ja droonid Digitali assistendid
Tervis	Andmehaldus Universaalsed elektroonilised meditsiinilised dokumendid Kvantifitseeritud iseandmete ühisvarad Suurte terviseandmete voogude analüüs DigiTal Healthi rahakott ja nutikas kinnisvara Tervisemärgid ja isikliku arengu kampaaniatracts
Teadus ja kunst	Üliarvutus Rahvahulga analüüs Võrdõigusvõrgu ressursid Digikunsti ja kollektsiooniesemete päritolu
Rahandus ja raamatupidamine	Digikoguvaluuta makse Maksed ja ülekanded Detsentraliseeritud kapitaliturud Osakondadevaheline raamatupidamine Kliiring, kauplemine ja tuletisinstrumendid Raamatupidajaping

Blockchaini olulised kasutusjuhtumid päriselus

1. Dubai: Tark linn

2016. aastal võttis Smart Dubai kontor kasutusele plokiahela strateegia. Selle tehnoloogia abil saavad ettevõtjad ja arendajad luua ühenduse investorite ja juhtivate ettevõtetega. Eesmärk on rakendada plokiahelal põhinevat süsteemi, mis toetab paljusid tööstusharusid ja aitab muuta Dubai maailma õnnelikumaks linnaks. Kui soovite selles valdkonnas karjääri luua, saate lisateavet ... kuidas saada plokiahela arendajaks.

2. Klientide hoidmise ergutamine

Incent on plokiahela tehnoloogial põhinev klientide lojaalsusprogramm (Consumer Retention as a Service). See on lojaalsusprogramm, mis genereerib žetoone sidusettevõtte võrgustikus asuvatele ettevõtetele. Žetone vahetatakse koheselt ja neid saab salvestada telefoni digitaalsetesse rahakottidesse või neile pääseda ligi brauseri kaudu.

3. Humanitaarabi plokiahel

2017. aasta jaanuaris alustas ÜRO Maailma Toiduprogramm Pakistanis Sindhi piirkonnas projekti nimega Building Blocks. Plokiahela tehnoloogia abil said abisaajad raha ja toitu ning iga tehing registreeriti turvalisuse ja läbipaistvuse tagamiseks plokiahelas.

4. Keskpank DigiValuutad

Riigid, sealhulgas Hiina, Brasiilia ja Euroopa Liit, viivad läbi keskpanga digitaalsete valuutade katseprojekte plokiahelal või plokiahelast inspireeritud infrastruktuuril. Nende projektide eesmärk on maksete moderniseerimine, säilitades samal ajal keskpanga poliitilise kontrolli.

Bitcoin Krüptovaluuta: plokiahela kõige populaarsem rakendus

Mis on Cryptocurrency?

Krüptoraha on traditsiooniliste valuutadega, näiteks USD-ga, sarnane maksevahend, kuid see on loodud digitaalse teabe vahetamiseks krüptograafia põhimõtete abil. Krüptoraha on digitaalne valuuta ja see liigitatakse alternatiivsete ja virtuaalsete valuutade alamhulgaks.

Krüptovaluuta on digitaalsel krüptograafial põhinev kandjainstrument. Omandiõigus kuulub valuuta omanikule ja omaniku isiku kohta ei peeta muid andmeid. 1998. aastal avaldas Wei Dai B-Money, anonüümse hajutatud elektroonilise rahasüsteemi, mis inspireeris hilisemaid disainilahendusi.

Mis on Bitcoin?

Bitcoin käivitas 2009. aastal tundmatu isik või grupp nimega Satoshi Nakamoto. Bitcoin on peer-to-peer tehnoloogia, mida ei halda ükski keskasutus ega pank. Emissiooni ja tehingute haldamist teostab võrk ühiselt.

See on praegu maailmas domineeriv krüptovaluuta. Bitcoin on avatud lähtekoodiga ja mõeldud üldsusele, mis tähendab, et keegi ei oma ega kontrolli seda. Kogupakkumine on piiratud 21 miljoni mündiga. Bitcoin on 2026. aastal turukapitalisatsiooni järgi endiselt suurim krüptovaluuta.

Igaüks saab kasutada Bitcoin ilma kõrgeid menetlustasusid maksmata ning saatja ja saaja tehingud toimuvad otse ilma kolmanda osapoole kaasamiseta.

Blockchain ja Bitcoin

Plokiahel on tehnoloogia selle taga Bitcoin. Bitcoin on digitaalne märk ja plokiahel on pearaamat, mis hoiab trackelle omanduses need märgid on. Sul ei saa olla Bitcoin ilma plokiahelata, kuid plokiahela võib olla ka ilma Bitcoin.

Teiste tuntud krüptovaluutade hulka kuuluvad:

• Ethereum (nüüd panuse tõend)
• Solana
• Cardano
• XRP
• Bitcoin Raha
• Litecoin

Blockchain vs jagatud andmebaas

Blockchain vs jagatud andmebaas

parameetrid	plokk Chain	Jagatud andmebaas
Operamine	Ainult sisestamine	Looge, lugege, värskendage ja kustutage
replikatsioon	Täielik replikatsioon igal partneril	Master-slave või multimaster
üksmeel	Enamik partnereid peab tehingute tulemustes kokku leppima	Hajutatud tehingud kahefaasilise kinnituse või Paxose abil
Kinnitamine	Globaalseid reegleid rakendatakse kogu plokiahelas	Ainult kohalikud terviklikkuse piirangud
Disintermediatsioon	lubatud	Ei ole lubatud
Konfidentsiaalsus	Konfigureeritav, sageli pseudonüümitud	Mitte täielikult konfidentsiaalne
Tugevus	Väga vastupidav	Less jõuline

Müüdid plokiahela kohta

Müüt	Reaalsus
See lahendab iga probleemi	Ei, see on ühte tüüpi andmebaas, millel on spetsiifilised kompromissid.
Usaldusväärne tehnoloogia	See võib usaldust nihutada ja ka usaldust levitada
Täiesti turvaline	See keskendub terviklikkusele, mitte konfidentsiaalsusele
Nutikas koostracts on alati seaduslikud	Nad täidavad ainult osi mõnest juriidilisest kokkuleppesttracts
Muutumatu	See pakub tugevat tõenäosuslikku muutumatust
Raiskab alati elektrit	Panuse ahelate tõestus nagu Ethereum tarbivad väga vähe energiat
Oma olemuselt skaleerimatu	Kaasaegsed 2. kihi võrgud ja modulaarsed ketid skaleeruvad tuhandete tehinguteni sekundis

Plokiahela tehnoloogia rakendused

Siin on mõned plokiahela levinumad rakendused.

• Seda kasutatakse kõigi tehingute turvalise ja läbipaistva digitaalse pearaamatu loomiseks.
• See võimaldab õppeasutustel luua võltsimiskindla akadeemiliste saavutuste arvestuse, mis on ligipääsetav nii õpilastele kui ka õpetajatele.
• Seda kasutatakse tõhusama väärtpaberitega kauplemise süsteemi loomiseks.
• Laenuandjad kasutavad plokiahelat tagatisega laenude teostamiseks nutika pettuse kaudutracts.
• Kinnisvaratehingute registreerimiseks plokiahela tehnoloogia kasutamine võib pakkuda turvalisemat viisi omandiõiguse kontrollimiseks ja üleandmiseks.
• Seda kasutatakse kee jaoksping kontrollitavad identiteediatribuudid, näiteks sünnikuupäev avalikus pearaamatus.
• Plokiahelat kasutatakse logistikas track eset, kui need liiguvad läbi tarneahela võrgustiku.
• Seda kasutatakse üha enam tehisintellekti treeningandmete päritolu ja mudeli väljundite autentsuse kontrollimiseks.

Plokiahela tehnoloogia piirangud

Plokiahel on võimas, aga see pole imerohi. Siin on kõige levinumad piirangud, millega arvestada.

Kõrgemad kulud: Sõlmed otsivad pakkumise ja nõudluse alusel toimivas turul tehingute sooritamise eest suuremat tasu.

Aeglasemad tehingud: Sõlmed seavad esikohale suurema tasuga tehingud, mis võib tippnõudluse ajal põhjustada mahajäämuse tekkimist.

Väiksem Ledgers: Plokiahela täielikku koopiat ei ole alati võimalik säilitada, mis võib mõjutada muutumatust ja konsensust kergekaalulistes sõlmedes.

Tehingukulud ja võrgu kiirus: Tehingu maksumus Bitcoin on palju kõrgem kui algusaastatel reklaamitud peaaegu tasuta tasud.

Vea oht: Inimeste kaasamisel on alati veaoht. Kui plokiahel toimib andmebaasina, peavad kõik sissetulevad andmed olema kvaliteetsed, sest vead levivad laialdaselt.

Ressursside kasutamine: Iga Proof of Work plokiahelat käitav sõlm peab säilitama konsensuse, mis kulutab energiat. Proof of Stake ahelad on seda jalajälge oluliselt vähendanud.

Blockchaini nõukogu

Blockchaini nõukogu pakub plokiahela sertifikaate inimestele, kes soovivad karjääri plokiahela valdkonnas. Sertifikaadid nõuavad põhjalikke teadmisi plokiahela põhimõistete kohta ja keskendumist Cordale, nutikatele lahendusteletracts, Hyperledger ja Quorum rakendused.

Blockchain Councili sertifikaadid on kasulikud sellistes valdkondades nagu digitaalne turundus, tervishoid ja tarneahel. Koolitus ja sertifikaadid on väärtuslikud ettevõtetele, äridele ja individuaalsetele arendajatele, kes soovivad plokiahelat rakendada traditsioonilistes töösüsteemides.

Blockchain Councili pakutavad sertifikaadid hõlmavad järgmist:

• Sertifitseeritud plokiahelate ekspert
• Sertifitseeritud Corda ekspert
• Sertifitseeritud Corda Architect
• Sertifitseeritud Blockchaini arendaja
• Sertifitseeritud plokiahela turvalisuse spetsialist
• Sertifitseeritud nutikas pettustracArendaja
• atesteeritud Bitcoin ekspert
• atesteeritud Ethereum ekspert

Kui soovid õppida oma krüptovaluuta loomise kohta, siis siin on tasuta õpetus, mida tasub vaadata: Kuidas luua oma krüptovaluutat.

KKK