Що таке блокчейн і як він працює? Відстеження транзакції

Блокчейн — це спільний цифровий реєстр, ідентичні копії якого зберігають тисячі незалежних комп’ютерів. Нові записи об’єднуються в блоки, а кожен блок криптографічно пов’язаний із попереднім. Це коротка відповідь на запитання «що таке блокчейн і як він працює». Щоб зрозуміти докладніше, простіше простежити, як один платіж проходить через систему. Тож у цьому посібнику ми розглянемо один переказ — від натискання кнопки «Надіслати» до моменту, коли скасувати його стає практично неможливо, — а потім порівняємо, як із цим завданням справляються Біткоїн, Ефіріум і Солана.

Блокчейн в одному абзаці

Уявіть електронну таблицю, яка не належить жодній компанії. Кожен, хто запускає відповідне програмне забезпечення, зберігає її повну копію. Будь-хто може запропонувати новий рядок, але рядки додаються лише пакетами (блоками), і мережа приймає пакет, лише якщо він відповідає правилам. Кожен блок містить відбиток — хеш — попереднього блоку. Тому зміна старого запису змінила б його відбиток і порушила б зв’язок з усіма наступними блоками. Саме від цього ланцюжка й походить назва, а записи блокчейну вважаються такими, що дають змогу виявити втручання.

Ця конструкція забезпечує три властивості:

• Немає центрального оператора. Ноди перевіряють роботу одна одної, а не покладаються на банк чи сервер.
• Історію можна лише доповнювати. Записи можна додавати, але для переписування старих довелося б повторити роботу мережі або контролювати більшу частину її стейку.
• Можливість публічної перевірки. У публічних блокчейнах, як-от Біткоїн та Ефіріум, будь-хто може завантажити історію й перевірити кожен баланс.

Як працює блокчейн: одна транзакція за шість кроків

Припустімо, ви надсилаєте другу 0.01 BTC. Ось що відбувається.

1. Ви підписуєте транзакцію. Ваш гаманець формує повідомлення — «переказати ці монети на цю адресу» — і підписує його вашим приватним ключем. Підпис підтверджує, що монети належать вам, не розкриваючи ключа.
2. Транзакція передається в мережу. Гаманець надсилає підписану транзакцію кільком нодам, а ті передають її своїм вузлам-партнерам. За лічені секунди її копія з’являється в тисяч нод.
3. Ноди перевіряють транзакцію. Кожна нода перевіряє підпис, підтверджує, що монети ще не витратили, і перевіряє комісію. Дійсні транзакції очікують в окремому пулі, який називається мемпулом.
4. Виробник блока додає її до блоку. У мережі Біткоїна майнери обирають транзакції (зазвичай спочатку з найвищою комісією), об’єднують їх у кандидатний блок і змагаються, щоб знайти хеш, нижчий за цільове значення складності мережі. Це змагання і є доказом роботи.
5. Блок додається до ланцюжка й поширюється мережею. Майнери-переможці передають блок у мережу. Інші ноди перевіряють кожну транзакцію та доказ, а потім додають блок до своєї копії. Майнери отримують винагороду за блок — 3.125 BTC після халвінгу 04.2024 — а також комісії.
6. Кількість підтверджень зростає. Кожен новий блок, доданий поверх попереднього, ускладнює скасування транзакції. Багато бірж чекають на кілька підтверджень, перш ніж зарахувати великі депозити в Біткоїні.

Зверніть увагу, чого не відбулося: жоден банк не схвалював платіж, і ніхто не міг його заблокувати, якщо він відповідав правилам і за нього було сплачено конкурентну комісію.

Доказ роботи та доказ частки: як узгоджуються блоки

Саме на четвертому кроці блокчейни найбільше відрізняються. Завдання однакове — визначити, хто додасть наступний блок, і зробити шахрайство дорогим, — але витрати покриваються по-різному.

Доказ роботи (Біткоїн) змушує майнерів витрачати реальну електроенергію. Щоб переписати історію, потрібно виконати цю роботу швидше, ніж решта мережі разом. Для блокчейну масштабу Біткоїна це економічно недосяжно. Біткоїн коригує складність кожні 2,016 блоків, щоб середній час створення блока залишався близьким до десяти хвилин.

Доказ частки (Ефіріум після 09.2022) передбачає, що валідатори блокують капітал — 32 ETH на одного валідатора, — а не витрачають енергію. Валідатори, які підписують суперечливі блоки, можуть втратити частину свого стейку («слешинг»). Вартість шахрайства визначається поставленим під ризик капіталом, а не витраченою електроенергією.

Жоден із цих механізмів не є «кращим» у всіх аспектах. Доказ роботи має довшу історію безпеки; доказ частки споживає набагато менше енергії та забезпечує швидше завершення транзакцій.

Скільки часу потрібно для завершення транзакції в блокчейні

Один і той самий переказ відчувається зовсім по-різному залежно від мережі. Орієнтовні показники за звичайних умов:

• Біткоїн: новий блок з’являється приблизно кожні 10 хвилин. Для невеликих сум часто достатньо одного підтвердження; для великих сум зазвичай чекають близько шести підтверджень (приблизно годину).
• Ефіріум: слот з’являється кожні 12 секунд, тому включення транзакції відбувається швидко. Формальна фіналізація — коли для скасування блока довелося б знищити величезну кількість застейканих ETH — настає після двох епох, приблизно за 13 хвилин.
• Солана: слоти тривають близько 400 мілісекунд, тому транзакції з’являються майже миттєво; вищий рівень фінальності досягається за кілька секунд.

Тут помітний компроміс. Швидші мережі зазвичай вимагають потужнішого обладнання від валідаторів, а отже, менше людей можуть запускати ноду. Повільніші мережі мають невисокі вимоги до нод, завдяки чому перевірка залишається широко розподіленою.

Чого блокчейн не може

У більшості пояснень зупиняються на перевагах. Але деякі обмеження не менш важливі:

• Він не може перевірити реальний світ. Блокчейн доводить, що запис не змінювали після внесення, — але не те, що він був правдивим від самого початку. Записи про ланцюги постачання чи нерухомість настільки надійні, наскільки чесні ті, хто їх вносить.
• Анонімність не гарантується. Біткоїн та Ефіріум є псевдонімними. Кожен переказ публічний, а адреси часто можна пов’язати з конкретними людьми.
• Помилки важко виправити. Надішліть кошти не на ту адресу — і не буде служби підтримки, яка скасує переказ.
• Код може давати збої. Програми, що працюють у блокчейнах, — смартконтракти — виконуються саме так, як написані, разом із помилками. Багато великих втрат у криптовалютній сфері сталися через недоліки контрактів, а не через злам блокчейнів.

Чому блокчейн важливий не лише для криптовалют

Гроші стали першим сценарієм використання, адже це найочевидніша перевірка: двоє незнайомців переказують цінність, не довіряючи одне одному чи посереднику. Та сама конструкція тепер лежить в основі стейблкоїнів, токенізованих акцій і облігацій та кредитування в блокчейні. Простий принцип, за яким варто стежити: блокчейн має сенс там, де кільком сторонам потрібен спільний реєстр і жодна з них не хоче, щоб ним керувала інша. Якщо ж уже є довірена сторона, звичайна база даних зазвичай буде кращим вибором.

Щоб побачити два найбільші блокчейни в дії, перегляньте актуальну ціну Біткоїна й огляд його мережі та сторінку Ефіріума на WEEX. Спостереження за торгівлею кожним активом — практичний наступний крок після того, як ви зрозуміли, що таке блокчейн і як він працює.

Поширені запитання

1. Що таке блокчейн простими словами?

Блокчейн — це спільна книга записів, копії якої зберігаються на багатьох комп’ютерах. Нові записи додаються пов’язаними пакетами, які називаються блоками. Зміна старих записів порушила б зв’язки між ними, тому втручання легко помітити.

2. Хто контролює блокчейн?

У публічних блокчейнах — ніхто одноосібно. Правила забезпечує програмне забезпечення, яке запускають тисячі незалежних нод, а для змін потрібна широка згода розробників, операторів нод і майнерів або валідаторів.

3. Чи можна зламати блокчейн?

Атака на реєстр великої мережі, як-от Біткоїн, коштує надзвичайно дорого. Більшість втрат пов’язана зі слабшими ланками навколо нього: викраденими ключами, фішингом, зламами бірж і помилками в смартконтрактах.

4. Блокчейн — це те саме, що й Біткоїн?

Ні. Біткоїн — це одна з криптовалют, яка працює на власному блокчейні. Блокчейн — це базова технологія, яку також використовують Ефіріум, Солана та тисячі інших мереж.