Samouczek Blockchain: poznaj technologię Blockchain (przykłady)
Czym jest Blockchain?
Blockchain można zdefiniować jako łańcuch bloków, który zawiera informacje. Technika ta ma na celu oznaczanie dokumentów cyfrowych znacznikami czasu, aby nie można było ich cofnąć lub zmienić. Celem blockchain jest rozwiązanie problemu podwójnych rekordów bez potrzeby centralnego serwera.
Kurs blockchain służy do bezpiecznego przesyłania przedmiotów, takich jak pieniądze, majątek, umowy itp., bez konieczności korzystania z pośrednika strony trzeciej, takiego jak bank lub rząd. Gdy dane zostaną zapisane w łańcuchu bloków, bardzo trudno jest je zmienić.
Blockchain to protokół oprogramowania (podobnie jak SMTP dla poczty e-mail). Jednak Blockchain nie mógłby działać bez Internetu. Jest również nazywany metatechnologią, ponieważ wpływa na inne technologie. Składa się z kilku części: bazy danych, aplikacji programowej, kilku połączonych komputerów itp.
Czasami używa się tego terminu Bitcoin Blockchain lub Ethereum Blockchain, a czasami inne wirtualne waluty lub cyfrowe tokeny. Jednak większość z nich mówi o rozproszonych księgach.
W tym samouczku dotyczącym Blockchain dla początkujących poznasz podstawy Blockchain, takie jak:
- Czym jest Blockchain?
- Czym Blockchain NIE jest!
- Blockchain Architektura
- Jak działa technologia Blockchain?
- Dlaczego potrzebujemy Blockchain?
- Wersje Blockchaina
- Warianty Blockchaina
- Przypadki użycia Blockchain
- Ważne rzeczywiste przypadki użycia Blockchain
- Bitcoin kryptowaluta: najpopularniejsze zastosowanie Blockchain
- Blockchain kontra wspólna baza danych
- Mity na temat Blockchaina
- Zastosowania technologii Blockchain
- Ograniczenia technologii Blockchain
Czym Blockchain NIE jest!
- Blockchain nie Bitcoin, ale za tym stoi technologia Bitcoin
- Bitcoin jest tokenem cyfrowym, a blockchain jest rejestrem śledzącym, kto jest właścicielem tokenów cyfrowych
- Nie możesz mieć Bitcoin bez blockchaina, ale możesz mieć blockchain bez Bitcoin.
Blockchain Architektura
W tym samouczku poświęconym technologii Blockchain przyjrzyjmy się bliżej architekturze Blockchain, poznając jej różne komponenty:
Co to jest blok?
Blockchain to łańcuch bloków zawierających informacje. Dane przechowywane w bloku zależą od rodzaju łańcucha bloków.
Na przykład A Bitcoin Blok zawiera informacje o Nadawcy, Odbiorcy i liczbie bitcoinów do przekazania.
Bitcoin Blokować
Pierwszy blok w łańcuchu nazywa się Blok Genesis. Każdy nowy blok w łańcuchu jest powiązany z poprzednim blokiem.
Zrozumienie SHA256 – Hash
Blok ma również skrót. A można rozumieć jako odcisk palca, który jest unikalny dla każdego bloku. Identyfikuje blok i całą jego zawartość i jest zawsze unikalny, podobnie jak odcisk palca. Zatem po utworzeniu bloku jakakolwiek zmiana w nim spowoduje zmianę wartości Hash.
Co to jest skrót SHA256
Dlatego Hash jest bardzo przydatny, gdy chcesz wykryć zmiany w skrzyżowaniach. Jeśli zmieni się odcisk palca bloku, nie pozostanie on tym samym blokiem.
Każdy blok ma
- Dane
- Haszysz
- Skrót poprzedniego bloku
Rozważmy następujący przykład, w którym mamy łańcuch 3 bloków. 1st blok nie ma poprzednika. Dlatego nie zawiera poprzedniego bloku. Blok 2 zawiera hash bloku 1. Blok 3 zawiera hash bloku 2.
Dlatego wszystkie bloki zawierają skróty poprzednich bloków. To jest technika, która sprawia, że blockchain jest tak bezpieczny. Zobaczmy jak to działa –
Załóżmy, że atakujący może zmienić dane znajdujące się w bloku 2. Odpowiednio zmienia się również Hash bloku. Ale blok 3 nadal zawiera stary skrót bloku 2. To sprawia, że blok 3 i wszystkie kolejne bloki są nieważne, ponieważ nie mają prawidłowego skrótu poprzedniego bloku.
Dlatego zmiana jednego bloku może szybko spowodować, że wszystkie kolejne bloki staną się nieważne.
Dowód pracy
Hashe to doskonały mechanizm zapobiegający temperowaniu, ale obecnie komputery są szybkie i mogą obliczać setki tysięcy skrótów na sekundę. W ciągu kilku minut osoba atakująca może manipulować blokiem, a następnie ponownie obliczyć wszystkie wartości skrótu innych bloków, aby łańcuch bloków ponownie stał się ważny.
Aby uniknąć tego problemu, blockchainy wykorzystują koncepcję Proof-of-Work. Jest to mechanizm spowalniający powstawanie nowych bloków.
Dowód wykonania pracy to problem obliczeniowy, którego rozwiązanie wymaga pewnego wysiłku. Jednak czas potrzebny na weryfikację wyników zadania obliczeniowego jest znacznie krótszy w porównaniu z wysiłkiem potrzebnym do rozwiązania samego problemu obliczeniowego.
W przypadku Bitcoin, obliczenie wymaganego dowodu pracy w celu dodania nowego bloku do łańcucha zajmuje prawie 10 minut. Biorąc pod uwagę nasz przykład, jeśli haker miałby zmienić dane w bloku 2, musiałby wykonać dowód pracy (co zajęłoby 10 minut), a dopiero potem wprowadzić zmiany w bloku 3 i wszystkich kolejnych blokach.
Ten rodzaj mechanizmu sprawia, że manipulacja blokami jest dość trudna, więc nawet jeśli manipulujesz nawet jednym blokiem, będziesz musiał ponownie obliczyć dowód pracy dla wszystkich kolejnych bloków. Tak więc mechanizmy hashowania i dowodu pracy sprawiają, że blockchain jest bezpieczny.
Rozproszona sieć P2P
Istnieje jednak jeszcze jedna metoda wykorzystywana przez łańcuchy bloków do zabezpieczania się, a mianowicie poprzez dystrybucję. Zamiast korzystać z centralnej jednostki do zarządzania łańcuchem, łańcuchy bloków korzystają z rozproszonej sieci peer-peer, do której każdy może się przyłączyć. Gdy ktoś wejdzie do tej sieci, otrzyma pełną kopię blockchainu. Każdy komputer to tzw węzeł.
Zobaczmy, co się stanie, gdy dowolny użytkownik utworzy nowy blok. Ten nowy blok jest wysyłany do wszystkich użytkowników w sieci. Każdy węzeł musi sprawdzić blok, aby upewnić się, że nie został zmieniony. Po całkowitym sprawdzeniu każdy węzeł dodaje ten blok do swojego łańcucha bloków.
Wszystkie te węzły w tej sieci tworzą zgoda. Zgadzają się co do tego, które bloki są ważne, a które nie. Węzły w sieci będą odrzucać bloki, w których doszło do manipulacji.
Aby skutecznie manipulować łańcuchem blokowym
- Będziesz musiał majstrować przy wszystkich blokach w łańcuchu
- Wykonaj ponownie dowód pracy dla każdego bloku
- Przejmij kontrolę nad ponad 50% sieci peer-to-peer.
Po wykonaniu tych wszystkich czynności Twój zmodyfikowany blok zostanie zaakceptowany przez wszystkich innych. To zadanie prawie niemożliwe. Dlatego Blockchainy są tak bezpieczne. Następnie, w tym samouczku dotyczącym programowania Blockchain dla początkujących, dowiemy się, jak działa transakcja Blockchain?
Jak działa technologia Blockchain?
Proces transakcji w łańcuchu bloków
Krok 1) Ktoś prosi o transakcję. Transakcja może dotyczyć kryptowaluty, umów, zapisów lub innych informacji.
Krok 2) Żądana transakcja jest transmitowana do sieci P2P za pomocą węzłów.
Krok 3) Sieć węzłów weryfikuje transakcję i status użytkownika przy pomocy znanych algorytmów.
Krok 4) Po zakończeniu transakcji nowy blok jest następnie dodawany do istniejącego łańcucha bloków. W sposób trwały i niezmienny.
Dlaczego potrzebujemy Blockchain?
Oto kilka powodów, dla których technologia Blockchain stała się tak popularna.
Sprężystość: Blockchainy są często powielaną architekturą. Łańcuch jest nadal obsługiwany przez większość węzłów w przypadku masowego ataku na system.
Redukcja czasu: W branży finansowej technologia blockchain może odegrać istotną rolę, umożliwiając szybsze rozliczanie transakcji, ponieważ nie wymaga długiego procesu weryfikacji, rozliczeń i kontroli, gdyż wszyscy posiadacze stosów mają dostęp do jednej wersji uzgodnionych danych współdzielonego rejestru.
Niezawodność: Blockchain certyfikuje i weryfikuje tożsamość zainteresowanych stron. To usuwa podwójne rekordy, zmniejsza stawki i przyspiesza transakcje.
Transakcje niezmienne: Rejestrując transakcje w kolejności chronologicznej, Blockchain gwarantuje niezmienność wszystkich operacji, co oznacza, że po dodaniu nowego bloku do łańcucha ksiąg rachunkowych nie można go usunąć ani zmodyfikować.
Zapobieganie oszustwom: Koncepcje współdzielonych informacji i konsensusu zapobiegają możliwym stratom spowodowanym oszustwem lub defraudacją. W branżach opartych na logistyce blockchain jako mechanizm monitorujący działa w celu obniżenia kosztów.
Bezpieczeństwo: Atakowanie tradycyjnej bazy danych oznacza zniszczenie określonego celu. Z pomocą Distributed Ledger Technologia ta sprawia, że każda ze stron posiada kopię oryginalnego łańcucha, dzięki czemu system pozostaje sprawny, nawet jeśli duża liczba innych węzłów ulegnie awarii.
Przejrzystość: Zmiany w publicznych blockchainach są publicznie widoczne dla każdego. Zapewnia to większą przejrzystość, a wszystkie transakcje są niezmienne.
Współpraca – Umożliwia stronom bezpośrednie zawieranie transakcji między sobą, bez konieczności pośrednictwa stron trzecich.
Zdecentralizowane: Istnieją standardowe zasady dotyczące sposobu, w jaki każdy węzeł wymienia informacje o łańcuchu bloków. Ta metoda gwarantuje, że wszystkie transakcje zostaną sprawdzone i wszystkie ważne transakcje zostaną dodane jedna po drugiej.
Wersje Blockchaina
Teraz, w tym samouczku dotyczącym programowania Blockchain, poznajmy wersje Blockchain.
Wersje Blockchaina
Blockchain 1.0: waluta
Wdrożenie technologii DLT (distributed ledger technology) doprowadziło do jej pierwszego i oczywistego zastosowania: kryptowalut. Umożliwia to transakcje finansowe oparte na technologii blockchain. Jest ona wykorzystywana w walucie i płatnościach. Bitcoin jest najbardziej widocznym przykładem w tym segmencie.
Blockchain 2.0: inteligentne kontrakty
Nowe kluczowe koncepcje to Smart Contracts, małe programy komputerowe, które „żyją” w blockchain. Są to darmowe programy komputerowe, które wykonują się automatycznie i sprawdzają wcześniej zdefiniowane warunki, takie jak ułatwienie, weryfikacja lub egzekwowanie. Są używane jako zamiennik tradycyjnych kontraktów.
Blockchain 3.0: DApps:
DApps to skrót od zdecentralizowanej aplikacji. Ma swój kod zaplecza działający w zdecentralizowanej sieci peer-to-peer. DApp może mieć przykładowy kod frontendu Blockchain i interfejsy użytkownika napisane w dowolnym języku, który może nawiązywać połączenia z jego backendem, jak tradycyjna aplikacja.
Warianty Blockchaina
Publiczny:
W tym typie blockchaina rejestry są widoczne dla każdego w internecie. Pozwala każdemu zweryfikować i dodać blok transakcji do blockchaina. Publiczne sieci mają zachęty dla ludzi, aby do nich dołączyli i są bezpłatne w użyciu. Każdy może korzystać z publicznej sieci blockchain.
Private:
Prywatny blockchain znajduje się w jednej organizacji. Umożliwia weryfikację i dodawanie blokad transakcji tylko określonym osobom w organizacji. Jednak ogólnie rzecz biorąc, każdy użytkownik Internetu może go przeglądać.
Konsorcjum:
W tej odmianie Blockchain tylko grupa organizacji może weryfikować i dodawać transakcje. Tutaj księga może być otwarta lub ograniczona do wybranych grup. Blockchain konsorcjum jest używany przez wiele organizacji. Jest kontrolowany tylko przez wstępnie autoryzowane węzły.
Przypadki użycia Blockchain
Technologia blockchain jest szeroko stosowana w różnych sektorach, jak pokazano w poniższej tabeli.
Branża | Stosowanie |
---|---|
rynki |
|
Sektor rządowy |
|
IOT |
|
Zdrowie |
|
Nauka i sztuka |
|
Finanse i Księgowość |
|
Ważne rzeczywiste przypadki użycia Blockchain
1.Dubaj: Inteligentne miasto
W roku 2016 inteligentne biuro w Dubaju wprowadziło strategię Blockchain. Dzięki tej technologii przedsiębiorcy i deweloperzy będą mogli nawiązać kontakt z inwestorami i wiodącymi firmami. Celem jest wdrożenie systemu opartego na blockchainie, który będzie sprzyjał rozwojowi różnego rodzaju gałęzi przemysłu, tak aby Dubaj stał się „najszczęśliwszym miastem na świecie”. Jeśli chcesz zostać programistą blockchain, możesz dowiedzieć się więcej na ten temat na stronie jak zostać programistą blockchain i przyczyniać się do rozwoju najnowocześniejszych systemów opartych na blockchainie.
2. Zachęta do utrzymania Klienta
Incent to CRaaS (Consumer retention as a service) oparty na technologii Blockchain. Jest to program lojalnościowy, który opiera się na generowaniu tokenów dla firm powiązanych z jego powiązaną siecią. W tym systemie blockchain jest wymieniany natychmiastowo i może być przechowywany w cyfrowych portfelach telefonów użytkowników lub dostępny za pośrednictwem przeglądarki.
3. Blockchain dla pomocy humanitarnej
W styczniu 2017 r. Światowy Program Żywnościowy ONZ rozpoczął projekt o nazwie pomoc humanitarna. Projekt powstał na obszarach wiejskich regionu Sindh w Pakistanie. Dzięki wykorzystaniu technologii Blockchain beneficjenci otrzymywali pieniądze, żywność, a wszelkiego rodzaju transakcje rejestrowane są na blockchainie, aby zapewnić bezpieczeństwo i przejrzystość tego procesu.
Bitcoin kryptowaluta: najpopularniejsze zastosowanie Blockchain
Co to jest Kryptowaluta?
Kryptowaluta jest jednym ze środków wymiany, podobnie jak tradycyjne waluty, takie jak USD, ale ma na celu wymianę informacji cyfrowych w procesie możliwym dzięki pewnym zasadom kryptografii. Kryptowaluta jest walutą cyfrową i jest klasyfikowana jako podzbiór walut alternatywnych i walut wirtualnych.
Kryptowaluta jest instrumentem na okaziciela opartym na kryptografii cyfrowej. W tym rodzaju kryptowaluty posiadacz ma prawo własności do waluty. Nie przechowuje się żadnych innych danych dotyczących tożsamości właściciela. W roku 1998 Wei Dai opublikował „B-Money”, anonimowy, rozproszony elektroniczny system gotówkowy.
Co to jest Bitcoin?
Bitcoin został uruchomiony w 2009 roku przez nieznaną osobę o imieniu Satoshi Nakamoto. Bitcoin to technologia peer-to-peer, która nie jest zarządzana przez żaden organ centralny ani banki. Obecnie wydaje Bitcoini zarządzanie transakcjami odbywa się zbiorczo w sieci. Jest to obecnie dominująca kryptowaluta na świecie. Jest oprogramowaniem typu open source i przeznaczonym dla ogółu społeczeństwa, co oznacza, że nikt nie ma nad nim kontroli Bitcoin. W rzeczywistości jest ich tylko 21 milionów Bitcoinjest wydany. Obecnie, Bitcoin ma kapitalizację rynkową na poziomie 12 miliardów dolarów.
Każdy może używać bitcoina bez płacenia żadnych opłat procesowych. Jeśli obsługujesz Bitcoin, nadawca i odbiorca dokonują transakcji bezpośrednio, bez korzystania z pomocy strony trzeciej.
Blockchain i Bitcoin:
Blockchain to technologia, która za tym stoi Bitcoin. Bitcoin jest cyfrowym tokenem, a blockchain jest księgą, która śledzi, kto jest właścicielem cyfrowych tokenów. Nie możesz mieć Bitcoin bez blockchaina, ale możesz mieć blockchain bez niego Bitcoin.
Inne znane kryptowaluty
- Ethereum
- Bitcoin Gotówka
- Marszczyć
- Litecoin
Blockchain kontra wspólna baza danych
Blockchain kontra wspólna baza danych
parametry | Blockchain | Udostępniona baza danych |
---|---|---|
Specjaliści ds. operacyjnych | wstawka | Utwórz/odczytaj/zaktualizuj i usuń |
Replikacja | Pełna replikacja na każdym urządzeniu równorzędnym | Mistrz-niewolnik
Wielu mistrzów |
Zgoda | Większość partnerów zgadza się co do wyniku transakcji. | Transakcje rozproszone, które odbywały się w dwóch fazach, zatwierdzają i Paxos. |
Walidacja | Globalne zasady obowiązują w całym systemie blockchain. | Oferuje tylko lokalne ograniczenia integralności |
Disintermediation | Jest to dozwolone w przypadku blockchainu. | Nie dozwolony. |
Poufność | Całkowicie poufne | Niezupełnie poufne |
Krzepkość | W pełni solidna technologia. | Nie do końca solidny. |
Mity na temat Blockchaina
Mit | Rzeczywistość |
---|---|
Rozwiązuje każdy problem | Nie, to tylko baza danych |
Technologia bez zaufania | Może zmieniać zaufanie i je rozprzestrzeniać |
Zabezpiecz | Koncentruje się na integralności, a nie poufności |
Inteligentne kontrakty są zawsze legalne | Wykonuje jedynie część niektórych umów prawnych |
Niezmienny | Oferuje jedynie niezmienność probabilistyczną |
Trzeba marnować prąd | Pojawiające się łańcuchy bloków są wydajne |
Jest z natury nie do sprzedania | Powstające łańcuchy bloków są skalowalne |
Zastosowania technologii Blockchain
Oto kilka typowych zastosowań Blockchain:
- Służy do tworzenia bezpiecznego i przejrzystego cyfrowego rejestru wszystkich transakcji.
- Umożliwia utworzenie zabezpieczonego przed manipulacją rejestru osiągnięć akademickich, dostępnego dla wszystkich uczniów i nauczycieli.
- Służy do stworzenia efektywniejszego systemu obrotu papierami wartościowymi.
- Pożyczkodawcy wykorzystują technologię blockchain do realizacji pożyczek zabezpieczonych za pomocą inteligentnych kontraktów
- Korzystanie z technologii blockchain do rejestrowania transakcji na rynku nieruchomości może zapewnić bezpieczniejszy i dostępny sposób weryfikacji i przeniesienia własności.
- Służy do przechowywania danych, takich jak numer ubezpieczenia społecznego, data urodzenia i inne informacje identyfikacyjne, w rejestrze publicznym.
- Technologia Blockchain jest również wykorzystywana w branży logistycznej, ponieważ pomaga śledzić przedmioty przemieszczające się w sieci logistycznej lub łańcuchu dostaw.
Ograniczenia technologii Blockchain
Teraz w tym samouczku dotyczącym Blockchain dla początkujących dowiemy się o ograniczeniach technologii Blockchain:
Wyższe koszty: Węzły poszukują wyższych nagród za realizację transakcji w biznesie działającym na zasadzie podaży i popytu
Wolniejsze transakcje: Węzły nadają priorytet transakcjom z wyższymi nagrodami, w związku z gromadzeniem się zaległości w transakcjach
Mniejsza księga: Nie jest możliwa pełna kopia Blockchain, co potencjalnie może mieć wpływ na niezmienność, konsensus itp.
Koszty transakcji, prędkość sieci: Koszt transakcji Bitcoin jest dość wysoki po tym, jak przez pierwsze kilka lat był reklamowany jako „prawie darmowy”.
Ryzyko błędu: Zawsze istnieje ryzyko błędu, o ile w grę wchodzi czynnik ludzki. W przypadku, gdy blockchain służy jako baza danych, wszystkie przychodzące dane muszą być wysokiej jakości. Jednak zaangażowanie człowieka może szybko rozwiązać błąd.
Rozrzutny: Każdy węzeł obsługujący łańcuch bloków musi zachować konsensus w całym łańcuchu bloków. Zapewnia to bardzo krótki czas przestojów i sprawia, że dane przechowywane na blockchainie są na zawsze niezmienne. Wszystko to jest jednak marnotrawstwem, ponieważ każdy węzeł powtarza zadanie, aby osiągnąć konsensus.
Rada Blockchain
Rada Blockchain zapewnia certyfikację dla blockchain, która jest specjalnie zaprojektowana dla osób, które chcą zrobić karierę w domenie blockchain. Ta certyfikacja wymaga dogłębnej znajomości podstawowej koncepcji blockchain. Koncentruje się na aplikacjach Corda, Smart Contracts, Hyperledger, Quorum
Certyfikat Blockchain Council może być pomocny w pracy w branżach takich jak marketing cyfrowy, opieka zdrowotna, łańcuch dostaw itp. Szkolenia i certyfikaty oferowane przez tę organizację są przydatne dla różnych przedsiębiorstw, firm i programistów. Skutkuje to wykorzystaniem technologii Blockchain w scentralizowanym i tradycyjnym biznesie działającym w oparciu o system.
Poniżej znajdują się certyfikaty wydawane przez Blockchain Council:
- Certyfikowany ekspert Blockchain
- Certyfikowany ekspert Cordy
- Certyfikowana Corda ArchiTECT
- Certyfikowany programista Blockchain
- Certyfikowany specjalista ds. bezpieczeństwa BlockChain
- Certyfikowany programista inteligentnych kontraktów
- Certyfikowani Bitcoin Ekspert
- Certyfikowani Ethereum Ekspert
Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak stworzyć własną kryptowalutę, oto bezpłatny tutorial, który warto sprawdzić: Jak stworzyć własną kryptowalutę?
Podsumowanie
- Blockchain to łańcuch bloków zawierających informacje
- Blockchain nie Bitcoin, ale za tym stoi technologia Bitcoin
- Każdy blok zawiera skrót.
- Każdy blok ma skrót poprzedniego bloku
- Blockchain wymaga Proof of Work przed dodaniem nowego bloku
- Baza danych blockchain jest rozproszona wśród wielu węzłów i nie jest scentralizowana.
- Technologia łańcucha blokowego to odporność, decentralizacja, redukcja czasu, niezawodność i zapewnia niezmienne przejścia
- Trzy wersje Blockchain to Blockchain 1.0: Currency, Blockchain 2.0: Smart Contracts i Blockchain 3.0: DApps
- Blockchain jest dostępny w trzech różnych wariantach 1) Publiczny 2) Prywatny 3) Konsorcjum
- Wyższe koszty, wolniejsze transakcje, mała księga główna i ryzyko błędu to pewne wady korzystania z tej technologii
- Dubaj – inteligentne miasto, motywacja do utrzymywania klientów i Blockchain na rzecz pomocy humanitarnej to rzeczywiste przypadki użycia Blockchain
- Bitcoin korzysta z technologii blockchain, która nie podlega żadnym organom centralnym ani bankom