Зрозуміло блокчейн за один раз: повний посібник від принципів до застосувань

Що насправді робить блокчейн?

Багато людей чули про концепцію блокчейну, але справжніх розумів його небагато. Простими словами, блокчейн — це як книга обліку, яку спільно підтримують тисячі людей. На відміну від традиційних баз даних, якими керує одна компанія або організація, записи в блокчейні зберігаються та перевіряються вузлами, розподіленими по всьому світу, що і є так званою децентралізацією.

Уявіть, що ви хочете переказати гроші другу. У традиційній банківській системі банки виступають посередниками, вони вирішують, чи є транзакція дійсною. У блокчейні тисячі комп’ютерів одночасно перевіряють цю транзакцію, щоб переконатися, що ніхто не шахраює. Як тільки транзакція підтверджена, вона назавжди записується і її вже не можна змінити.

Чому називається «блокчейн»? Що означає ця назва?

Слова «блок» і «ланцюг» відображають основні характеристики цієї технології.

Кожна транзакція записується у блок (Block), що нагадує сторінку книги обліку. Коли ця сторінка заповнюється, формується повний блок. З часом створюється все більше блоків. Ці блоки не існують ізольовано, а з’єднані за допомогою криптографії (Chain), утворюючи ланцюг, що йде у хронологічному порядку. Як тільки блок додається до ланцюга, його майже неможливо змінити, оскільки будь-які зміни спричинять збої у всіх наступних блоках.

З чого складається блок?

Щоб зрозуміти, як працює блокчейн, потрібно знати, що міститься у кожному блоці. Зазвичай, кожен блок складається з трьох основних частин:

Транзакційні дані (Data)
Зміст у блоці залежить від його призначення. Наприклад, у біткоїні вміщуються деталі кожної транзакції, включно з адресою відправника, адресою отримувача, сумою та часовою позначкою.

Унікальний ідентифікатор (хеш-значення)
Кожен блок має унікальне хеш-значення, подібно до людського відбитка пальця — у світі не існує двох однакових. Це допомагає швидко знаходити та ідентифікувати конкретний блок. Важливо, що якщо хтось спробує змінити будь-які дані у блоці, хеш-значення зміниться миттєво, і ця зміна пошириться на всі наступні блоки, що зробить будь-які спроби підробки очевидними.

Хеш-значення попереднього блоку
Кожен новий блок містить посилання на хеш-значення попереднього, що утворює нерозривний ланцюг. Якщо хтось спробує змінити старий блок, цілісність ланцюга буде порушена. Щоб запобігти цьому, більшість публічних ланцюгів використовують механізм доказу роботи (PoW), що робить економічно невигідним змінювати історію.

Як працює блокчейн у реальних транзакціях?

Розглянемо конкретний приклад: уявімо, що Петро хоче надіслати біткоїн Олені.

Крок 1: Ініціація транзакції
Петро вводить у свій криптогаманець дані транзакції: адресу свого гаманця, адресу Олени та суму переказу. Транзакція поширюється по всій мережі блокчейну і очікує підтвердження.

Крок 2: Майнер перевіряє транзакцію
Майнер (комп’ютер, що виконує перевірку) починає перевіряти цю транзакцію. Він має переконатися, що у Петра достатньо коштів і що транзакція підписана криптографічним ключем, що підтверджує її авторство. Після успішної перевірки транзакція потрапляє у чергу на включення у новий блок.

Крок 3: Формування нового блоку
У рамках механізму доказу роботи кожні 10 хвилин створюється новий блок. Майнер об’єднує кілька підтверджених транзакцій у один блок.

Крок 4: Поширення та підтвердження
Новий блок поширюється всім вузлам мережі. Кожен вузол перевіряє правильність транзакцій і зв’язок з попереднім блоком. Після того, як понад 51% вузлів підтвердять правильність, блок офіційно додається до ланцюга, і транзакція завершується.

Майнер, що підтвердив транзакцію, отримує нагороду — нові монети та комісійні за транзакцію. Це стимулює підтримувати безпеку мережі.

Які існують типи блокчейнів?

Блокчейни бувають різних типів залежно від рівня доступу та участі:

Публічний блокчейн (Public Blockchain)

• Доступний будь-кому без дозволу
• Всі дані відкриті та прозорі
• Надійність і безпека дуже високі, майже неможливо змінити дані
• Повільніший і споживає більше енергії
• Приклади: Біткоїн, Ефіріум, Polkadot, Solana, Cardano, BNB Chain
• Застосування: криптовалюти, смарт-контракти, цифрові ідентифікації, Інтернет речей

Консорціумний блокчейн (Consortium Blockchain)

• Доступ лише для авторизованих організацій
• Поєднує прозорість публічних і контроль приватних ланцюгів
• Швидкий і дешевий у використанні
• Складне управління правами, відсутність єдиного стандарту
• Приклади: Hyperledger, FISCO BCOS, R3 CEV
• Застосування: міжбанківські розрахунки, енергетика, страхування, Інтернет речей

Приватний блокчейн (Private Blockchain)

• Повністю контрольований однією організацією або компанією
• Найшвидший і найконфіденційніший
• Менш децентралізований, легше піддається маніпуляціям
• Приклади: KitChain від Eris Industries, Quorum
• Застосування: корпоративне управління даними, внутрішній аудит, збереження конфіденційної інформації

Які переваги має блокчейн порівняно з традиційними технологіями?

Безпека без рівних
Кожна транзакція у блокчейні захищена криптографією і після запису її вже неможливо змінити. Навіть адміністратор системи не може видалити або змінити підтверджені транзакції. Це забезпечує безпрецедентний рівень безпеки.

Повна відстежуваність транзакцій
Усі операції записані у розподілену базу даних, кожен рух коштів можна простежити. Це корисно для боротьби з відмиванням грошей, виявлення підробок і визначення походження товарів.

Значне підвищення ефективності
Відсутність посередників дозволяє швидше здійснювати транзакції. Міжнародні перекази стають дешевшими і швидшими, автоматизується облік і розрахунки між учасниками.

Більша точність
Традиційні бази даних керуються однією організацією і схильні до людських помилок. У блокчейні транзакції підтверджуються кількома незалежними вузлами, що зменшує ймовірність помилок. Крім того, кожна зміна активів фіксується окремо, що унеможливлює подвійне витрачання.

Основні обмеження сучасного блокчейну

Незважаючи на перспективи, технологія має свої недоліки:

Ризик втрати ключів
Якщо користувач забуде або втратить приватний ключ, його активи назавжди стануть недосяжними. Це створює проблему для користувачів із низьким рівнем технічної підготовки.

Велике енергоспоживання
Публічні ланцюги з механізмом доказу роботи (наприклад, Біткоїн) потребують багато електроенергії і обчислювальних ресурсів для майнінгу та перевірки, що негативно впливає на довкілля і економіку.

Повільність досягнення консенсусу
У приватних і консорціумних ланцюгах через необхідність узгодження кількох сторін процеси оновлення і розробки йдуть повільніше, що гальмує інновації.

Можливе зловживання
Анонімність у блокчейні іноді використовується для нелегальних цілей, що привертає увагу регуляторів.

Як застосовується блокчейн у реальному світі?

Потенціал блокчейну значно перевищує криптовалюти. Зараз його застосовують у багатьох галузях, демонструючи великий потенціал розвитку.

Управління ланцюгами постачання і логістикою
Товари проходять через багато етапів від виробництва до споживача, кожен з яких генерує багато даних. Запис у блокчейні дозволяє швидко відстежувати походження товару і виявляти проблемні місця. Наприклад, IBM Food Trust контролює ланцюги постачання продуктів харчування, швидко знаходячи винних у разі проблем. Тайванський бренд чаю «Wang De Chuan» використовує блокчейн для запису походження і технології виробництва, а споживачі можуть сканувати QR-код і бачити повний шлях виробництва.

Інтелектуальна власність і управління активами
Традиційні процеси підтвердження і передачі прав часто складні і схильні до помилок. Збереження прав у блокчейні забезпечує точність і незмінність записів. Невзаємозамінні токени (NFT) відкрили нові можливості для застосування. Художники можуть перетворювати свої роботи у NFT, що гарантує їх унікальність і право власності. Зірки використовують NFT для взаємодії з фанатами, а покупка NFT дає підтримку і ексклюзивний доступ до контенту.

Управління медичними даними
Безпека і конфіденційність медичної інформації — пріоритет. Використання блокчейну для збереження історій хвороб дозволяє обмінюватися даними між лікарнями, зберігаючи приватність. Естонія вже реалізувала систему зберігання медичних записів на блокчейні, доступ до яких можливий лише за дозволом. Тайвань досліджує використання блокчейну для безпечного обміну медичними картками, щоб пацієнти не носили паперові звіти при зміні лікарень.

Криптовалюти і фінансові інновації
Найрозвиненіша сфера застосування. Успіх Bitcoin і Ethereum довів можливості блокчейну у фінансах. Також його використовують для випуску цифрових облігацій і цінних паперів. У червні 2023 року Bank of China International випустила структуровані цінні папери на Ethereum на суму понад 30 мільйонів доларів, що свідчить про довіру традиційних фінансових інститутів. Децентралізовані фінанси (DeFi) сприяють фінансовій демократії.

Як інвестувати у блокчейн?

Сам по собі блокчейн — це технологія, і безпосередньо інвестувати у неї неможливо. Можна вкладатися у продукти на основі блокчейну або компанії, що розробляють цю технологію. Найпростіший спосіб — купувати і торгувати криптовалютами.

Спотова торгівля — найнижчий поріг входу
Це найпопулярніший спосіб інвестування, схожий на торгівлю акціями. Інвестор купує криптовалюту за низькою ціною і продає її за вищою. Наприклад, купити 1 BTC за 30 000 доларів і продати за 50 000 — отримати 20 000 доларів прибутку. Куплені криптовалюти можна перевести у свій гаманець або передати іншим.

Майнінг — для технічних ентузіастів
Майнінг — це процес отримання криптовалюти шляхом надання обчислювальної потужності для перевірки транзакцій. Потребує інвестицій у спеціальне обладнання і витрат на електроенергію. Підходить для тих, хто має технічний досвід і фінансові ресурси.

Торгівля деривативами — ризики і можливості
Контракти на різницю (CFD) — фінансовий інструмент, що дозволяє торгувати без володіння реальними активами. Переваги — не потрібно керувати гаманцем, можна відкривати позиції на підвищення і зниження, використовувати кредитне плече. Однак, високий ризик — збільшення прибутку і збитків у рази.

Обираючи спосіб інвестування, враховуйте свою толерантність до ризику, технічний рівень і фінансові можливості. Технологія блокчейну постійно розвивається, тому розуміння її принципів і перспектив допоможе приймати обґрунтовані рішення.