Навчальний посібник з блокчейну: вивчення технології блокчейну (приклади)

Команда blockchain використовується для безпечної передачі таких предметів, як гроші, майно, контракти тощо, без потреби стороннього посередника, наприклад банку чи уряду. Коли дані записані в блокчейні, їх дуже важко змінити.

Блокчейн — це програмний протокол (як SMTP для електронної пошти). Однак блокчейни неможливо було б запустити без Інтернету. Її також називають метатехнологією, оскільки вона впливає на інші технології. Він складається з кількох частин: бази даних, програмного забезпечення, деяких підключених комп’ютерів тощо.

Іноді цей термін використовується для Bitcoin Блокчейн або The Ethereum Блокчейн, а іноді й інші віртуальні валюти чи цифрові токени. Однак більшість із них говорять про розподілені книги.

У цьому підручнику з Blockchain для початківців ви дізнаєтеся про основи Blockchain, наприклад:

• Що таке Blockchain?
• Чим НЕ є блокчейн!
• Blockchain Archiтектура
• Як працює технологія блокчейн?
• Навіщо нам Blockchain?
• Версії блокчейна
• Варіанти блокчейна
• Варіанти використання блокчейну
• Важливі приклади використання блокчейну в реальному житті
• Bitcoin криптовалюта: найпопулярніша програма Blockchain
• Блокчейн проти спільної бази даних
• Міфи про Blockchain
• Застосування технології Blockchain
• Обмеження технології Blockchain

Чим НЕ є блокчейн!

• Блокчейн – ні Bitcoin, але це технологія позаду Bitcoin
• Bitcoin це цифровий токен, а блокчейн — це реєстр, який дозволяє відстежувати, хто володіє цифровими токенами
• Ви не можете мати Bitcoin без блокчейну, але ви можете мати блокчейн і без нього Bitcoin.

Blockchain Archiтектура

Тепер у цьому підручнику з технології блокчейн давайте вивчимо архітектуру блокчейну, розуміючи її різні компоненти:

Що таке блок?

Блокчейн — це ланцюжок блоків, які містять інформацію. Дані, які зберігаються всередині блоку, залежать від типу блокчейна.

Наприклад, А Bitcoin Блок містить інформацію про відправника, одержувача, кількість біткоінів, які потрібно переказати.

Bitcoin Блокувати

Перший блок у ланцюжку називається Блок генезису. Кожен новий блок у ланцюжку пов’язаний з попереднім блоком.

Розуміння SHA256 – Хеш

Блок також має хеш. А можна розуміти як відбиток пальця, унікальний для кожного блоку. Він ідентифікує блок і весь його вміст і завжди є унікальним, як і відбиток пальця. Отже, після створення блоку будь-яка зміна всередині блоку призведе до зміни хешу.

Що таке хеш SHA256

Таким чином, хеш дуже корисний, коли ви хочете виявити зміни на перехрестях. Якщо відбиток блоку змінюється, він не залишається тим самим блоком.

Кожен блок має

1. дані
2. Мішанина
3. Хеш попереднього блоку

Розглянемо наступний приклад, де ми маємо ланцюжок із 3 блоків. 1^st блок не має попередника. Отже, він не містить попереднього блоку. Блок 2 містить хеш блоку 1. Тоді як блок 3 містить хеш блоку 2.

Отже, усі блоки містять хеші попередніх блоків. Це техніка, яка робить блокчейн настільки безпечним. Давайте подивимось, як це працює –

Припустимо, що зловмисник може змінити дані, присутні в блоці 2. Відповідно, хеш блоку також змінюється. Але блок 3 все ще містить старий хеш блоку 2. Це робить блок 3 і всі наступні блоки недійсними, оскільки вони не мають правильного хешу попереднього блоку.

Таким чином, зміна одного блоку може швидко зробити всі наступні блоки недійсними.

Доказ роботи

Хеші є чудовим механізмом для запобігання темперуванню, але сьогоднішні комп’ютери мають високу швидкість і можуть обчислювати сотні тисяч хешів за секунду. За лічені хвилини зловмисник може підробити блок, а потім перерахувати всі хеші інших блоків, щоб знову зробити блокчейн дійсним.

Щоб уникнути проблеми, блокчейни використовують концепцію Proof-of-Work. Це механізм, який уповільнює створення нових блоків.

Підтвердження роботи – це обчислювальна проблема, для вирішення якої потрібні певні зусилля. Але час, необхідний для перевірки результатів обчислювальної задачі, набагато менший у порівнянні з зусиллями, які потрібні для вирішення самої обчислювальної задачі.

У разі Bitcoin, потрібно майже 10 хвилин, щоб обчислити необхідний доказ роботи, щоб додати новий блок до ланцюжка. Розглядаючи наш приклад, якщо хакер змінить дані в блоці 2, йому потрібно буде виконати підтвердження роботи (що займе 10 хвилин) і лише потім внести зміни в блоці 3 і всіх наступних блоках.

Цей тип механізму ускладнює втручання в блоки, тож навіть якщо ви втручаєтеся навіть у один блок, вам доведеться перерахувати докази роботи для всіх наступних блоків. Таким чином, механізми хешування та підтвердження роботи роблять блокчейн безпечним.

Розподілена мережа P2P

Однак є ще один метод, який використовують блокчейни для захисту, а саме розповсюдження. Замість того, щоб використовувати центральний об’єкт для управління ланцюгом, блокчейни використовують розподілену однорангову мережу, і кожному дозволено приєднатися. Коли хтось увійде в цю мережу, він отримає повну копію блокчейну. Кожен комп’ютер називається a вузол.

Давайте подивимося, що відбувається, коли будь-який користувач створює новий блок. Цей новий блок надсилається всім користувачам мережі. Кожен вузол повинен перевірити блок, щоб переконатися, що він не був змінений. Після повної перевірки кожен вузол додає цей блок до свого блокчейну.

Усі ці вузли в цій мережі створюють a консенсус. Вони домовляються про те, які блоки дійсні, а які ні. Вузли в мережі відхилятимуть блоки, які підроблено.

Отже, щоб успішно втрутитися в блокчейн

1. Вам потрібно буде втрутитися в усі блоки на ланцюжку
2. Повторіть перевірку роботи для кожного блоку
3. Візьміть під контроль понад 50% однорангової мережі.

Виконавши всі ці дії, ваш змінений блок стане прийнятним для всіх інших. Це майже неможливе завдання. Тому блокчейни настільки безпечні. Далі в цьому підручнику з розробки Blockchain для початківців ми дізнаємося, як працює транзакція Blockchain?

Як працює технологія блокчейн?

Процес транзакцій блокчейну

Крок 1) Хтось просить транзакцію. Трансакція може стосуватися криптовалюти, контрактів, записів або іншої інформації.

Крок 2) Запитана транзакція транслюється в мережу P2P за допомогою вузлів.

Крок 3) Мережа вузлів перевіряє транзакцію та статус користувача за допомогою відомих алгоритмів.

Крок 4) Після завершення транзакції новий блок додається до існуючого блокчейну. Таким чином, що є постійним і незмінним.

Навіщо нам Blockchain?

Ось кілька причин, чому технологія Blockchain стала такою популярною.

Стійкість: Блокчейни часто є копією архітектури. Ланцюг все ще керується більшістю вузлів у разі масової атаки на систему.

Скорочення часу: У фінансовій індустрії блокчейн може відігравати життєво важливу роль, дозволяючи швидше здійснювати розрахунки за угодами, оскільки не потребує тривалого процесу перевірки, розрахунків і оформлення, оскільки єдина версія узгоджених даних спільної книги доступна для всіх стекотримачі.

Надійність: Blockchain сертифікує та перевіряє особи зацікавлених сторін. Це усуває подвійні записи, знижує ставки та прискорює транзакції.

Незмінні операції: Реєструючи транзакції в хронологічному порядку, Blockchain засвідчує незмінність усіх операцій, що означає, що коли будь-який новий блок було додано до ланцюжка книг, його неможливо видалити або змінити.

Запобігання шахрайству: Концепції спільної інформації та консенсусу запобігають можливим збиткам через шахрайство чи розкрадання. У галузях, що базуються на логістиці, блокчейн як механізм моніторингу знижує витрати.

Безпека: Атака на традиційну базу даних — це знищення певної цілі. За допомогою Distributed Ledger За технологією кожна сторона зберігає копію оригінального ланцюжка, тому система залишається працездатною, навіть якщо велика кількість інших вузлів падає.

Прозорість: Зміни в загальнодоступних блокчейнах доступні для перегляду всім. Це забезпечує більшу прозорість, і всі транзакції є незмінними.

Співпраця – Дозволяє сторонам здійснювати операції безпосередньо одна з одною без необхідності посередництва третіх сторін.

Децентралізований: Існують стандартні правила щодо того, як кожен вузол обмінюється інформацією блокчейну. Цей метод забезпечує перевірку всіх транзакцій і додавання всіх дійсних транзакцій одну за одною.

Версії блокчейна

У цьому посібнику з розробки Blockchain давайте дізнаємося про версії Blockchain.

Версії блокчейна

Блокчейн 1.0: Валюта

Впровадження DLT (технологія розподіленої книги) призвело до її першого й очевидного застосування: криптовалюти. Це дозволяє здійснювати фінансові операції на основі технології блокчейн. Використовується в валюті та платежах. Bitcoin є найяскравішим прикладом у цьому сегменті.

Блокчейн 2.0: розумні контракти

Нові ключові поняття — це смарт-контракти, невеликі комп’ютерні програми, які «живуть» у блокчейні. Це безкоштовні комп’ютерні програми, які виконуються автоматично та перевіряють умови, визначені раніше, наприклад сприяння, перевірка чи примусове виконання. Він використовується як заміна традиційним договорам.

Блокчейн 3.0: DApps:

DApps — це абревіатура від decentralized application. Його серверний код працює в децентралізованій одноранговій мережі. DApp може мати зовнішній код прикладу Blockchain та інтерфейси користувача, написані будь-якою мовою, яка може здійснювати виклик до його серверної частини, як традиційна програма.

Варіанти блокчейна

Загальнодоступне:

У цьому типі блокчейна облікові книги доступні для всіх в Інтернеті. Це дозволяє будь-кому перевірити та додати блок транзакцій до блокчейну. Загальнодоступні мережі заохочують людей приєднуватись і є безкоштовними для використання. Будь-хто може використовувати публічну мережу блокчейн.

Приватна територія:

Приватний блокчейн знаходиться в одній організації. Це дозволяє лише певним співробітникам організації перевіряти та додавати блоки транзакцій. Однак, як правило, усі користувачі Інтернету можуть переглядати його.

Консорціум:

У цьому варіанті Blockchain лише група організацій може перевіряти та додавати транзакції. Тут книга може бути відкритою або обмеженою для вибраних груп. Блокчейн консорціуму використовується між організаціями. Він контролюється лише попередньо авторизованими вузлами.

Варіанти використання блокчейну

Технологія блокчейн широко використовується в різних секторах, як показано в наступній таблиці.

Сектор	Використання
ринки	Billмоніторингу та передачі даних Управління квотами в мережі ланцюга поставок
Урядовий сектор	Транснаціональні персоналізовані послуги управління Голосування, пропозиції P2P зв'язок, Digiоформлення документів/контрактів та підтвердження права власності для передачі Реєстр та ідентифікація Послуги телеадвоката Реєстрація та обмін IP Податкові квитанції Нотаріальне обслуговування та реєстр документів
IOT	Сільськогосподарські та дронові сенсорні мережі Розумні домашні мережі Інтегрований smartcity. Датчики розумного будинку Самокерований автомобіль Персоналізовані роботи, робототехнічний компонент Персоналізовані дрони Digiталь помічників
здоров'я	Управління даними Універсальні банки даних EMR Health QS Data Commons Аналіти потоку великих даних про здоров’я Digital здоров'я гаманець Smart property Знак здоров'я Контракти з розвитку особистості
Наука та мистецтво	Суперкомп'ютер Аналіз натовпу P2P ресурси Digital mind fit послуги
Фінанси та бухгалтерія	Digital Валюта платежу Платежі та перекази Декартелізовані ринки капіталу за допомогою мережі комп’ютера на блокчейні Міжпідрозділовий облік Кліринг, торгівля та деривативи Бухгалтерський облік

Важливі приклади використання блокчейну в реальному житті

1.Дубай: Розумне місто

У 2016 році розумний офіс в Дубаї представив стратегію Blockchain. Використовуючи цю технологію, підприємці та розробники зможуть зв’язуватися з інвесторами та провідними компаніями. Мета полягає в тому, щоб запровадити систему, засновану на блокчейні, яка сприяє розвитку різних галузей промисловості, щоб зробити Дубай «найщасливішим містом у світі». Якщо ви зацікавлені в тому, щоб стати розробником блокчейну, ви можете дізнатися більше про це на як стати розробником блокчейн та сприяти розробці передових систем на основі блокчейну.

2. Стимулювання утримання клієнтів

Incent — це CRaaS (Consumer Retention as a Service) на основі технології Blockchain. Це програма лояльності, яка базується на генерації токенів для компаній, пов’язаних із пов’язаною мережею. У цій системі блокчейн обмінюється миттєво, і його можна зберігати в цифрових портфоліо телефонів користувачів або отримати доступ через браузер.

3. Блокчейн для гуманітарної допомоги

У січні 2017 року Всесвітня продовольча програма ООН розпочала проект під назвою «Гуманітарна допомога». Проект був розроблений у сільській місцевості регіону Сінд у Пакистані. Використовуючи технологію Blockchain, бенефіціари отримували гроші, їжу та всі типи транзакцій реєструвалися в блокчейні, щоб забезпечити безпеку та прозорість цього процесу.

Bitcoin криптовалюта: найпопулярніша програма Blockchain

Що таке криптовалюта?

Криптовалюта є засобом обміну, як і традиційні валюти, наприклад долар США, але вона призначена для обміну цифровою інформацією за допомогою певних принципів криптографії. Криптовалюта — це цифрова валюта, яка класифікується як підмножина альтернативних валют і віртуальних валют.

Криптовалюта — це інструмент на носії, заснований на цифровій криптографії. У цьому виді криптовалюти власник має право власності на валюту. Інших записів про особу власника не збереглося. У 1998 році Вей Дай опублікував «B-Money», анонімну розподілену електронну готівкову систему.

Що таке Bitcoin?

Bitcoin був запущений у 2009 році невідомою особою на ім’я Сатоші Накамото. Bitcoin це однорангова технологія, яка не керується жодним центральним органом чи банками. В даний час видається Bitcoins та керування транзакціями здійснюються колективно в мережі. Зараз це домінуюча криптовалюта у світі. Це відкритий вихідний код і призначений для широкої громадськості, що означає, що ніхто не володіє контролем Bitcoin. Насправді їх лише 21 мільйон Bitcoins видано. в даний час Bitcoin має ринкову капіталізацію 12 мільярдів доларів.

Будь-хто може використовувати біткойн без сплати жодних комісій за процес. Якщо ви обробляєте Bitcoin, відправник і одержувач здійснюють транзакції напряму, не залучаючи сторонніх осіб.

Блокчейн і Bitcoin:

Блокчейн – це технологія Bitcoin. Bitcoin це цифровий токен, а блокчейн — це книга, яка відстежує, хто володіє цифровими токенами. Ви не можете мати Bitcoin без блокчейну, але ви можете мати блокчейн і без нього Bitcoin.

Інші відомі криптовалюти

• Ethereum
• Bitcoin готівкові гроші
• Пульсація
• Litecoin

Блокчейн проти спільної бази даних

Блокчейн проти спільної бази даних

параметри	Blockchain	Спільна база даних
Operaвих	Insert	Створити/Читати/Оновити та Видалити
Реплікація	Повна реплікація на кожному вузлі	Господар-раб Мультимайстер
Консенсус	Більшість однолітків погоджуються щодо результатів угод.	Розподілені транзакції, які проходили в дві фази, commit і Paxos.
Перевірка	Глобальні правила застосовуються до всієї системи блокчейн.	Пропонує лише локальні обмеження цілісності
Неінтермедіація	Це дозволено з блокчейном.	Не дозволено.
Конфіденційність	Повністю конфіденційно	Не зовсім конфіденційно
Надійність	Повністю надійна технологія.	Не зовсім міцний.

Міфи про Blockchain

Міф	Реальність
Це вирішує будь-яку проблему	Ні, це просто база даних
Технологія Trustless	Це може змінити довіру, а також поширити довіру
Убезпечте	Він зосереджений на цілісності, а не на конфіденційності
Розумні контракти завжди законні	Він виконує лише частини деяких юридичних контрактів
Незмінний	Він лише пропонує ймовірнісну незмінність
Треба витрачати електроенергію	Нові блокчейни ефективні
Він за своєю суттю непридатний для продажу	Нові блокчейни є масштабованими

Застосування технології Blockchain

Ось кілька поширених застосувань Blockchain:

• Він використовується для створення безпечної та прозорої цифрової книги всіх транзакцій.
• Це дозволяє створити захищений від підробки запис про навчальні досягнення, який буде доступним для всіх студентів і викладачів.
• Він використовується для створення більш ефективної системи торгівлі цінними паперами.
• Кредитори використовують блокчейн для оформлення позик під заставу за допомогою смарт-контрактів
• Використання технології блокчейн для реєстрації операцій з нерухомістю може забезпечити більш безпечний і доступний засіб перевірки та передачі права власності.
• Використовуйте для зберігання таких даних, як номер соціального страхування, дата народження та іншої ідентифікаційної інформації в загальнодоступній книзі.
• Технологія блокчейн також використовується в логістичній галузі, оскільки вона допомагає відстежувати товари під час їхнього руху через логістичну мережу або мережу поставок.

Обмеження технології Blockchain

Тепер у цьому підручнику з блокчейн для початківців ми дізнаємося про обмеження технології блокчейн:

Вищі витрати: Вузли прагнуть отримати вищу винагороду за виконання транзакцій у бізнесі, який працює за принципом попиту та пропозиції

Повільніші транзакції: Вузли віддають перевагу транзакціям із вищими винагородами, накопичення резервів транзакцій
Менша книга: Неможливо створити повну копію Blockchain, що потенційно може вплинути на незмінність, консенсус тощо.

Трансакційні витрати, швидкість мережі: Вартість транзакцій Bitcoin є досить високим після того, як протягом перших кількох років його рекламували як «майже безкоштовно».

Ризик помилки: Завжди є ризик помилки, якщо задіяний людський фактор. Якщо блокчейн служить базою даних, усі вхідні дані мають бути високої якості. Однак залучення людини може швидко усунути помилку.

Марнотратно: Кожен вузол, який запускає блокчейн, повинен підтримувати консенсус у всьому блокчейні. Це забезпечує дуже низький час простою та робить дані, що зберігаються в блокчейні, незмінними. Однак все це марнотратно, оскільки кожен вузол повторює завдання для досягнення консенсусу.

Blockchain Council

Blockchain Council забезпечує сертифікацію для blockchain, яка спеціально розроблена для людей, які хочуть зробити кар'єру в домені blockchain. Ця сертифікація вимагає глибоких знань про основну концепцію блокчейну. Він зосереджений на програмах Corda, Smart Contracts, Hyperledger, Quorum

Сертифікація Blockchain Council може бути корисною для роботи в таких галузях, як цифровий маркетинг, охорона здоров’я, ланцюг постачання тощо. Навчання та сертифікація, що надаються цією організацією, корисні для різних підприємств, компаній і розробників. Це призводить до використання технології Blockchain у централізованій і традиційній робочій системі.

Нижче надані сертифікати Blockchain Council:

• Сертифікований експерт з блокчейну
• Сертифікований експерт Corda
• Сертифікована Corda ArchiTECT
• Сертифікований розробник блокчейнів
• Сертифікований спеціаліст з безпеки блокчейн
• Сертифікований розробник смарт-контрактів
• Сертифікований Bitcoin Експерт
• Сертифікований Ethereum Експерт

Якщо ви хочете дізнатися про створення власної криптовалюти, ось безкоштовний посібник, який ви захочете переглянути: Як створити власну криптовалюту?

Підсумки

• Блокчейн — це ланцюжок блоків, які містять інформацію
• Блокчейн – ні Bitcoin, але це технологія позаду Bitcoin
• Кожен блок містить хеш.
• Кожен блок має хеш попереднього блоку
• Blockchain вимагає підтвердження роботи перед додаванням нового блоку
• База даних блокчейну розподілена між декількома вузлами і не є централізованою.
• Технологія ланцюга блоків є стійкою, децентралізованою, скорочує час, надійною та пропонує незмінні переходи
• Три версії Blockchain: Blockchain 1.0: валюта, Blockchain 2.0: смарт-контракти та Blockchain 3.0: DApps
• Блокчейн доступний у трьох різних варіантах 1) публічний 2) приватний 3) консорціум
• Вища вартість, повільніші транзакції, маленька книга, ризик помилки є деякими недоліками використання цієї технології
• Дубай: «Розумне місто», «Стимулюване утримання клієнтів» і «Блокчейн для гуманітарної допомоги» — це приклади реального використання Blockchain
• Bitcoin використовує технологію блокчейн, яка не керується жодним центральним органом чи банками