Глава 2. Технические основы блокчейна
2.1 Понятие блокчейна и его ключевые характеристики
Блокчейн (от англ. blockchain – «цепочка блоков») представляет собой распределенную базу данных, которая хранит информацию в виде последовательности блоков, связанных между собой с помощью криптографических методов. Ключевые характеристики технологии блокчейн:
1. Децентрализация: Блокчейн не имеет единого центра управления или хранения данных. Копии реестра распределены между множеством участников сети (узлов), что исключает необходимость доверия к центральному органу.
2. Неизменяемость данных: После того как информация записана в блокчейн и включена в цепочку, ее практически невозможно изменить или удалить. Это обеспечивается криптографическими методами и механизмом консенсуса.
3. Прозрачность: Все транзакции в публичных блокчейнах доступны для просмотра любому участнику сети, что обеспечивает высокий уровень прозрачности.
4. Безопасность: Благодаря использованию криптографических методов и распределенному характеру хранения данных, блокчейн обеспечивает высокий уровень защиты от несанкционированного доступа и фальсификации.
5. Консенсус: Для валидации транзакций и добавления новых блоков в цепочку используются специальные алгоритмы консенсуса, обеспечивающие согласие между участниками сети.
Структурно блокчейн представляет собой последовательность блоков, каждый из которых содержит набор транзакций. Каждый новый блок включает в себя хеш (криптографический отпечаток) предыдущего блока, что создает неразрывную цепочку. Любая попытка изменить информацию в одном из блоков потребует изменения всех последующих блоков, что технически неосуществимо без контроля над большей частью вычислительных мощностей сети.
2.2 Алгоритмы консенсуса и их разновидности
Алгоритмы консенсуса – это механизмы, которые позволяют участникам распределенной системы достичь согласия относительно состояния системы без необходимости доверия друг другу. В контексте блокчейна это правила, определяющие, как происходит валидация транзакций и создание новых блоков. Основные алгоритмы консенсуса:
1. Proof of Work (PoW, доказательство работы): Первый и наиболее известный алгоритм консенсуса, используемый в Bitcoin. Участники сети (майнеры) соревнуются в решении сложной математической задачи, требующей значительных вычислительных ресурсов. Первый, кто решает задачу, получает право добавить новый блок в цепочку и вознаграждение в виде новых монет. Преимуществом PoW является высокая безопасность, но к недостаткам относятся большое энергопотребление и относительная медленность транзакций.