Учебное пособие по блокчейну: изучите технологию блокчейн (примеры)

Что такое Blockchain?

Блокчейн можно определить как цепочку блоков, содержащих информацию. Этот метод предназначен для проставления временных меток в цифровых документах, чтобы их невозможно было датировать задним числом или изменить. Цель блокчейна — решить проблему двойных записей без необходимости использования центрального сервера.

блокчейн используется для безопасной передачи таких предметов, как деньги, имущество, контракты и т. д., без необходимости использования стороннего посредника, такого как банк или правительство. Как только данные записаны внутри блокчейна, их очень сложно изменить.

Блокчейн — это программный протокол (например, SMTP для электронной почты).mail). Однако блокчейны не могли бы работать без Интернета. Ее еще называют метатехнологией, поскольку она влияет на другие технологии. Он состоит из нескольких частей: базы данных, программного приложения, нескольких подключенных компьютеров и т. д.

Иногда этот термин используется для обозначения блокчейна Биткойн или блокчейна Ethereum, а иногда – для других виртуальных валют или цифровых токенов. Однако большинство из них говорят о распределенных реестрах.

В этом руководстве по блокчейну для начинающих вы изучите основы блокчейна, такие как:

Чем НЕ является блокчейн!

Чем НЕ является блокчейн

  • Блокчейн — это не Биткойн, но это технология, лежащая в основе Биткойна.
  • Биткойн — это цифровой токен, а блокчейн — это реестр, в котором можно отслеживать, кому принадлежат цифровые токены.
  • У вас не может быть Биткойна без блокчейна, но у вас может быть блокчейн без Биткойна.

Блокчейн Архитектура

Теперь в этом руководстве по технологии блокчейна давайте изучим архитектуру блокчейна, разобравшись в ее различных компонентах:

Что такое Блок?

Блочная архитектура блокчейна

Блокчейн — это цепочка блоков, содержащих информацию. Данные, которые хранятся внутри блока, зависят от типа блокчейна.

Например, блок биткойнов содержит информацию об отправителе, получателе, количестве биткойнов, подлежащих передаче.

Блок биткойнов

Блок биткойнов

Первый блок в цепочке называется Генезис блок. Каждый новый блок в цепочке связан с предыдущим блоком.

Понимание SHA256 – Хэш

Блок также имеет хеш. A можно понимать как отпечаток пальца, который уникален для каждого блока. Он идентифицирует блок и все его содержимое и всегда уникален, как отпечаток пальца. Таким образом, как только блок будет создан, любое изменение внутри блока приведет к изменению хеша.

Что такое хэш SHA256

Что такое хэш SHA256

Поэтому хеш очень полезен, когда вы хотите обнаружить изменения на перекрестках. Если отпечаток блока изменится, он не останется прежним.

Каждый блок имеет

  1. Данные
  2. Hash
  3. Хеш предыдущего блока

Рассмотрим следующееwing пример, где у нас есть цепочка из 3 блоков. 1st блок не имеет предшественника. Следовательно, он не содержит предыдущий блок. Блок 2 содержит хэш блока 1. Блок 3 содержит хэш блока 2.

Блочная архитектура блокчейна

Следовательно, все блоки содержат хеши предыдущих блоков. Это метод, который делает блокчейн таким безопасным. Посмотрим, как это работает –

Предположим, злоумышленник может изменить данные, присутствующие в блоке 2. Соответственно, меняется и хэш блока. Но блок 3 по-прежнему содержит старый хэш блока 2. Это делает блок 3 и все последующие блоки недействительными, поскольку они не имеют правильного хеша предыдущего блока.

Блочная архитектура блокчейна

Таким образом, изменение одного блока может быстро привести к тому, что все будет выполнено.wing блоки недействительны.

Доказательство работы

Хэши — отличный механизм для предотвращения темперирования, но современные компьютеры являются высокоскоростными и могут вычислять сотни тысяч хэшей в секунду. В течение нескольких минут злоумышленник может подделать блок, а затем пересчитать все хэши других блоков, чтобы снова сделать блокчейн действительным.

Чтобы избежать этой проблемы, блокчейны используют концепцию Proof-of-Work. Это механизм, который замедляет создание новых блоков.

Доказательство работы — это вычислительная задача, решение которой требует определенных усилий. Но время, необходимое для проверки результатов вычислительной задачи, намного меньше по сравнению с усилиями, необходимыми для решения самой вычислительной задачи.

В случае с Биткойном расчет необходимого доказательства работы для добавления нового блока в цепочку занимает почти 10 минут. Учитывая наш пример, если хакер захочет изменить данные в блоке 2, ему нужно будет выполнить доказательство работы (что займет 10 минут) и только затем вносить изменения в блок 3 и все последующие блоки.

Блочная архитектура блокчейна

Из-за такого механизма довольно сложно подделать блоки, поэтому даже если вы подделаете хотя бы один блок, вам придется пересчитывать доказательство работы для всех последующих действий.wing блоки. Таким образом, механизмы хеширования и доказательства работы делают блокчейн безопасным.

Распределенная P2P-сеть

Однако есть еще один метод, который блокчейны используют для своей безопасности, — это распространение. Вместо использования центрального объекта для управления цепочкой, блокчейны используют распределенную одноранговую сеть, к которой может присоединиться каждый. Когда кто-то войдет в эту сеть, он получит полную копию блокчейна. Каждый компьютер называется узел.

Распределенная P2P-сеть

Давайте посмотрим, что произойдет, когда какой-либо пользователь создаст новый блок. Этот новый блок отправляется всем пользователям сети. Каждому узлу необходимо проверить блок, чтобы убедиться, что он не был изменен. После полной проверки каждый узел добавляет этот блок в свой блокчейн.

Распределенная P2P-сеть

Все эти узлы в этой сети создают консенсус. Они договариваются о том, какие блоки действительны, а какие нет. Узлы в сети будут отклонять подделанные блоки.

Итак, чтобы успешно взломать блокчейн

  1. Вам нужно будет взломать все блоки в цепочке.
  2. Повторите доказательство работы для каждого блока.
  3. Возьмите под свой контроль более 50% одноранговой сети.

После всех этих действий ваш подделанный блок станет принят всеми остальными. Это практически невыполнимая задача. Следовательно, блокчейны настолько безопасны. Далее, в этом руководстве по разработке блокчейна для начинающих, мы узнаем, как работает транзакция блокчейна?

Как работает технология Blockchain?

Процесс транзакции блокчейна

Процесс транзакции блокчейна

Шаг 1) Кто-то запрашивает транзакцию. В транзакции может быть задействована криптовалюта, контракты, записи или другая информация.

Шаг 2) Запрошенная транзакция транслируется в сеть P2P с помощью узлов.

Шаг 3) Сеть узлов проверяет транзакцию и статус пользователя с помощью известных алгоритмов.

Шаг 4) После завершения транзакции новый блок добавляется к существующей цепочке блоков. Таким образом, это навсегда и неизменно.

Зачем нам нужен блокчейн?

Вот несколько причин, почему технология Blockchain стала такой популярной.

Упругость: Блокчейны часто представляют собой повторяемую архитектуру. Цепочка по-прежнему управляется большинством узлов в случае массированной атаки на систему.

Сокращение времени: В финансовой индустрии блокчейн может сыграть жизненно важную роль, еслиwing более быстрое урегулирование сделок, поскольку не требуется длительный процесс проверки, расчета и оформления, поскольку между всеми держателями стеков доступна единая версия согласованных данных общего реестра.

Надежность: Блокчейн удостоверяет и проверяет личности заинтересованных сторон. Это удаляет двойные записи, снижает ставки и ускоряет транзакции.

Неизменяемые транзакции: Регистрируя транзакции в хронологическом порядке, Blockchain удостоверяет неизменность всех операций, а это означает, что когда в цепочку реестров добавляется какой-либо новый блок, его нельзя удалить или изменить.

Предотвращение мошенничества: Концепции общей информации и консенсуса предотвращают возможные потери из-за мошенничества или растраты. В отраслях, связанных с логистикой, блокчейн как механизм мониторинга позволяет снизить затраты.

Безопасность: Атака на традиционную базу данных — это поражение конкретной цели. С помощью технологии распределенного реестра каждая сторона хранит копию исходной цепочки, поэтому система остается работоспособной даже при выходе из строя большого количества других узлов.

Прозрачность: Изменения в публичных блокчейнах доступны всем. Это обеспечивает большую прозрачность, и все транзакции являются неизменяемыми.

Сотрудничество – Позволяет сторонам заключать сделки напрямую друг с другом без необходимости посредничества третьих лиц.

Децентрализованная: Существуют стандартные правила того, как каждый узел обменивается информацией блокчейна. Этот метод гарантирует, что все транзакции проверяются и все действительные транзакции добавляются одна за другой.

Версии блокчейна

Теперь в этом руководстве по разработке Blockchain давайте узнаем о версиях Blockchain.

Версии блокчейна

Версии блокчейна

Блокчейн 1.0: Валюта

Внедрение DLT (технологии распределенного реестра) привело к ее первому и очевидному применению: криптовалютам. Это позволяет осуществлять финансовые транзакции на основе технологии блокчейн. Он используется в валюте и платежах. Биткойн является наиболее ярким примером в этом сегменте.

Блокчейн 2.0: смарт-контракты

Новые ключевые концепции — это смарт-контракты, небольшие компьютерные программы, которые «живут» в блокчейне. Это бесплатные компьютерные программы, которые запускаются автоматически и проверяют определенные ранее условия, такие как содействие, проверка или принуждение. Он используется в качестве замены традиционных контрактов.

Блокчейн 3.0: DApps:

DApps — это аббревиатура децентрализованного приложения. Его внутренний код работает в децентрализованной одноранговой сети. DApp может иметь пример кода блокчейна внешнего интерфейса и пользовательские интерфейсы, написанные на любом языке, который может вызывать его серверную часть, как традиционное приложение.

Варианты блокчейна

Общественность:

В этом типе блокчейна реестры видны всем в Интернете. Он позволяет любому проверить и добавить блок транзакций в блокчейн. Публичные сети имеют стимулы для присоединения людей и бесплатны для использования. Любой может использовать публичную сеть блокчейнов.

Частное:

Частный блокчейн находится внутри одной организации. Это позволяет только определенным людям в организации проверять и добавлять блоки транзакций. Однако, как правило, его могут просматривать все пользователи Интернета.

Частная блочная цепь

Консорциум:

В этом варианте блокчейна только группа организаций может проверять и добавлять транзакции. Здесь реестр может быть открыт или ограничен для избранных групп. Блокчейн консорциума используется в разных организациях. Он контролируется только предварительно авторизованными узлами.

Примеры использования блокчейна

Технология блокчейн широко используется в различных секторах, как указано ниже.wing таблице.

Сектор Применение
Области применения:
  • Биллинг, мониторинг и передача данных
  • Управление квотами в сети цепочки поставок
Правительственный сектор
  • Транснациональные услуги персонализированного управления
  • Голосование, предложения P2P облигаций,
  • Оцифровка документов/контрактов и подтверждение права собственности при передаче
  • Регистрация и идентификация
  • Телеадвокатские услуги
  • Регистрация и обмен IP
  • Налоговые поступления Нотариальные услуги и реестр документов
IOT
  • Сенсорные сети для сельского хозяйства и дронов
  • Умные домашние сети
  • Интегрированный умный город.
  • Датчики умного дома
  • Самостоятельный автомобиль
  • Персонализированные роботы, роботизированный компонент
  • Персонализированные дроны
  • Цифровые помощники
Медицина
  • Управление данными
  • Универсальные банки данных EMR Health
  • QS Data Commons
  • Аналитики больших потоков данных о здоровье
  • Цифровой кошелек здоровья Умная собственность
  • Жетон здоровья
  • Контракты на личное развитие
Наука и искусство
  • суперкомпьютерный
  • Анализ толпы
  • P2P-ресурсы
  • Цифровые услуги Mind Fit
Финансы и бухгалтерский учет
  • Платеж в цифровой валюте
  • Платежи и денежные переводы
  • Декартелизированные рынки капитала с использованием сети компьютеров на блокчейне
  • Межведомственный учет
  • Клиринг, торговля и деривативы
  • Бухгалтерский учет

Важные примеры использования блокчейна в реальной жизни

1. Дубай: умный город

В 2016 году офис Smart Dubai представил стратегию Blockchain. Используя эту технологию, предприниматели и девелоперы смогут связаться с инвесторами и ведущими компаниями. Цель состоит в том, чтобы внедрить систему на основе блокчейна, которая будет способствовать развитию различных отраслей промышленности, чтобы сделать Дубай «самым счастливым городом в мире». Если вы заинтересованы в том, чтобы стать разработчиком блокчейна, вы можете узнать больше об этом на сайте как стать разработчиком блокчейна и внести свой вклад в развитие передовых систем на основе блокчейна.

2. Стимулирование удержания клиентов

Incent — это CRaaS (удержание потребителей как услуга), основанный на технологии блокчейн. Это программа лояльности, основанная на создании токенов для предприятий, связанных с соответствующей сетью. В этой системе обмен блокчейном происходит мгновенно.neoобычно, и их можно хранить в цифровых портфелях телефонов пользователей или получать к ним доступ через браузер.

3. Блокчейн для гуманитарной помощи

В январе 2017 года Всемирная продовольственная программа ООН запустила проект под названием «Гуманитарная помощь». Проект был разработан в сельских районах региона Синд в Пакистане. Используя технологию Blockchain, бенефициары получали деньги, еду, а все виды транзакций регистрируются в блокчейне, чтобы обеспечить безопасность и прозрачность этого процесса.

Криптовалюта Биткойн: самое популярное применение блокчейна

Блокчейн в криптовалюте Биткойн

Что такое Cryptocurrency?

Криптовалюта является одним из средств обмена, как и традиционные валюты, такие как доллар США, но она предназначена для обмена цифровой информацией посредством процесса, который становится возможным благодаря определенным принципам криптографии. Криптовалюта — это цифровая валюта, которая классифицируется как подмножество альтернативных валют и виртуальных валют.

Криптовалюта — это инструмент на предъявителя, основанный на цифровой криптографии. В этом виде криптовалюты владелец валюты имеет право собственности. Никаких других записей о личности владельца не сохранилось. В 1998 году Вэй Дай опубликовал «B-Money», анонимную распределенную систему электронных денег.

Что такое Bitcoin?

Биткойн был запущен в 2009 году неизвестным человеком по имени Сатоши Накамото. Биткойн — это одноранговая технология, которая не регулируется каким-либо центральным органом власти или банками. В настоящее время выпуск биткойнов и управление транзакциями осуществляются коллективно в сети. На данный момент это доминирующая криптовалюта в мире. Он имеет открытый исходный код и предназначен для широкой публики, что означает, что никто не владеет контролем над Биткойном. На самом деле выпущено всего 21 миллион биткойнов. В настоящее время рыночная капитализация Биткойна составляет 12 миллиардов долларов.

Любой может использовать биткойны, не платя никаких комиссий за процесс. Если вы работаете с биткойнами, отправитель и получатель совершают транзакции напрямую, без использования третьей стороны.

Блокчейн и Биткойн:

Блокчейн — это технология, лежащая в основе Биткойна. Биткойн — это цифровой токен, а блокчейн — это реестр, в котором отслеживается, кто владеет цифровыми токенами. Вы не можете иметь Биткойн без блокчейна, но вы можете иметь блокчейн без Биткойна.

Другие известные криптовалюты

  • Эфириум
  • Bitcoin Cash
  • Ripple
  • Litecoin

Блокчейн против общей базы данных

Блокчейн против общей базы данных

Блокчейн против общей базы данных

параметры Блокчейн Общая база данных
Операционный отдел Вставить Создание/Чтение/Обновление и Удаление
копирование Полная репликация на каждом узле Хозяин-раб

Мультимастер

Консенсус Большинство пиров договариваются о результатах транзакций. Распределенные транзакции, которые проводятся в два этапа, фиксируются и Paxos.
Проверка Глобальные правила применяются ко всей системе блокчейна. Предлагает только локальные ограничения целостности.
освобождение от посредников Это разрешено с помощью блокчейна. Не допускается.
Конфиденциальность Полностью конфиденциально Не полностью конфиденциально
прочность Полностью надежная технология. Не совсем надежный.

Мифы о блокчейне

Миф Реальность
Это решает любую проблему Нет, это просто база данных
Безнадежная технология Это может изменить доверие, а также распространить доверие.
Безопасно Основное внимание уделяется честности, а не конфиденциальности.
Смарт-контракты всегда легальны Он выполняет только часть некоторых юридических контрактов.
Неизменный Он предлагает только вероятностную неизменность
Нужно тратить электроэнергию Новые блокчейны эффективны
Это по сути невозможно продать Новые блокчейны масштабируемы

Применение технологии блокчейн

Вот некоторые распространенные применения блокчейна:

  • Он используется для создания безопасного и прозрачного цифрового реестра всех транзакций.
  • Это позволяет создать защищенную от несанкционированного доступа запись об академических достижениях, доступную всем учащимся и преподавателям.
  • Он используется для создания более эффективной системы торговли ценными бумагами.
  • Кредиторы используют блокчейн для выполнения залоговых кредитов посредством смарт-контрактов
  • Использование технологии блокчейн для записи транзакций с недвижимостью может обеспечить более безопасные и доступные средства проверки и передачи права собственности.
  • Используйте для хранения таких данных, как номер социального страхования, дата рождения и другая идентифицирующая информация, в общедоступной книге.
  • Технология блокчейн также используется в сфере логистики, поскольку она помогает отслеживать товары по мере их перемещения по сети логистики или цепочки поставок.

Ограничения технологии блокчейн

В этом уроке по блокчейну для начинающих мы узнаем об ограничениях технологии блокчейн:

Более высокие затраты: Узлы стремятся к более высоким вознаграждениям за выполнение транзакций в бизнесе, который работает по принципу спроса и предложения.

Медленные транзакции: Узлы отдают приоритет транзакциям с более высоким вознаграждением, накапливаются очереди транзакций
Меньшая книга: Невозможно создать полную копию Блокчейна, что потенциально может повлиять на неизменность, консенсус и т. д.

Стоимость транзакций, скорость сети: Стоимость транзакций Биткойна довольно высока после того, как первые несколько лет его рекламировали как «почти бесплатное».

Риск ошибки: Всегда существует риск ошибки, поскольку задействован человеческий фактор. Если блокчейн служит базой данных, все входящие данные должны быть высокого качества. Однако участие человека может быстро устранить ошибку.

Расточительно: Каждый узел, на котором работает блокчейн, должен поддерживать консенсус во всем блокчейне. Это обеспечивает очень малое время простоя и делает данные, хранящиеся в блокчейне, навсегда неизменяемыми. Однако все это расточительно, поскольку каждый узел повторяет задачу для достижения консенсуса.

Совет блокчейнов

Совет блокчейнов

Совет блокчейнов предоставляет сертификацию блокчейна, которая специально разработана для людей, которые хотят сделать карьеру в сфере блокчейна. Эта сертификация требует глубоких знаний основной концепции блокчейна. Основное внимание уделяется приложениям Corda, Smart Contracts, Hyperledger, Quorum.

Сертификация Blockchain Council может быть полезна для работы в таких отраслях, как цифровой маркетинг, здравоохранение, цепочка поставок и т. д. Обучение и сертификация, проводимые этой организацией, полезны для различных предприятий, предприятий и разработчиков. Это приводит к использованию технологии Blockchain в централизованном и традиционном системном бизнесе.

Фоллоwing Сертификаты, предоставленные Советом Блокчейн:

  • Сертифицированный эксперт по блокчейну
  • Сертифицированный эксперт по Corda
  • Сертифицированный архитектор Corda
  • Сертифицированный разработчик блокчейнов
  • Сертифицированный специалист по безопасности BlockChain
  • Сертифицированный разработчик смарт-контрактов
  • Сертифицированный эксперт по биткойнам
  • Сертифицированный эксперт по Ethereum

Совет блокчейнов

Если вы хотите узнать о создании собственной криптовалюты, вам стоит ознакомиться с бесплатным руководством: Как создать свою собственную криптовалюту?

Итоги

  • Блокчейн — это цепочка блоков, содержащих информацию.
  • Блокчейн — это не Биткойн, но это технология, лежащая в основе Биткойна.
  • Каждый блок содержит хэш.
  • Каждый блок имеет хеш предыдущего блока.
  • Блокчейн требует доказательства работы перед добавлением нового блока
  • База данных блокчейна распределена между несколькими узлами и не централизована.
  • Технология блокчейна отличается устойчивостью, децентрализацией, сокращением времени, надежностью и предлагает неизменяемые переходы.
  • Три версии блокчейна: Blockchain 1.0: Валюта, Blockchain 2.0: Смарт-контракты и Blockchain 3.0: DApps.
  • Блокчейн доступен в трех различных вариантах: 1) публичный 2) частный 3) консорциум
  • Более высокая стоимость, более медленные транзакции, небольшой реестр, риск ошибки — некоторые недостатки использования этой технологии.
  • Дубай: «Умный город», «Удержание клиентов» и «Блокчейн для гуманитарной помощи» — это реальные примеры использования блокчейна.
  • Биткойн использует технологию блокчейна, которая не регулируется каким-либо центральным органом власти или банками.