Краткие руководства по блокчейну, часть 1: что такое блокчейн?

TL;DR: В этой серии мы поговорим обо всем, от основ блокчейна до создания сложного [DAPP] (https://ethereum.org/en/dapps/).

Что такое ФИАТ? 💰

• Стандартная валюта называется FIAT.

• FIAT требует полномочий посредника (например, банка или правительства).

• Криптовалюта в некоторых технологиях (например, блокчейн) использует автоматические правила для соблюдения правил обмена.

• Наиболее широко используемыми цифровыми валютами являются криптовалюты.

• Мы называем их crypto, потому что они основаны на свойствах математической криптографии, аналогичных шифрованию паролей.

• Мы не можем доверять другим людям без посредника.

• Мы используем криптографию для обмена ценностями так же, как мы используем https для отправки конфиденциальных данных через Интернет.

Хэши ➗

• Мы давно используем математические хэши в информатике.

• Хэш-функции принимают входные данные и выдают детерминированный результат.

• Мы используем хэши для баз данных, алгоритмов и структур данных.

• Хорошую хэш-функцию легко вычислить на входе, но очень сложно (в компьютерном времени) преобразовать на выходе.

• Умножение двух целых чисел — очень быстрая операция.

• Разложение целого числа на его простые множители — очень затратная операция (при условии, что множители достаточно велики).

• Мы можем преобразовать любые данные в блокчейне в числа и очень быстро зашифровать их.

• Если мы создадим цепочку содержимого блока, его хэш изменится, если они не имеют одинаковый хеш.

• Мы назвали это хеш-коллизией и с помощью математических расчетов можем поддерживать ее вероятность близкой к нулю.

Блокчейн ⛓️

Что такое блокчейн? 🔗

• Блокчейн — это децентрализованное доверие.

• Вы обмениваете стоимость без посредника.

• Вопросы доверия не решаются посредником, таким как рынок, брокер, кредитная карта или банк.

• Вы не доверяете и не полагаетесь на репутацию или сертифицированную третью сторону.

• Стандартные посредники дороги, медленны и подвержены человеческим ошибкам.

• Блокчейн был впервые разработан для обмена валюты.

• В настоящее время он имеет множество других применений, таких как управление кредитами, поддержка всех видов контрактов, NFT, токены и т. д.

Какой блокчейн был первым? 🥇

• [Сатоши Накамото] (https://en.wikipedia.org/wiki/Satoshi_Nakamoto) (коллективный или поддельный псевдоним) выпустил [Первое предложение блокчейна] (https://bitcoin.org/bitcoin.pdf).

• Биткойн был первой реализацией блокчейна.

• Технология блокчейн была впервые разработана для обмена цифровой валюты.

• Блокчейн защищает транзакции в ненадежной среде (Интернет).

Свойства блокчейна 🌟

• Прозрачность.

• Децентрализовать доверие и осуществлять распределенные транзакции и электронную коммерцию.

• Удалить посредника, торговые счета, банки, клиринговые услуги.

• Уменьшите расходы и повысьте эффективность, убрав посредника.

• Полная [аудируемость] (https://www.investopedia.com/terms/a/auditability.asp) и история транзакций.

• Нет единой точки отказа.

• Мы реплицируем базу данных во многих местах.

• Большинство блокчейнов общедоступны, сложные транзакции могут быть зашифрованы.

Внедрение блокчейна 🔧

Как это работает? 🎰

• Все новые данные добавляются, никогда не удаляются и не заменяются.

• Блокчейны — это неизменяемые базы данных транзакций.

• Большинство традиционных баз данных (реляционных, файловых, иерархических, электронных таблиц) можно перезаписать.

• Блокчейн допускает только СОЗДАНИЕ и ЧТЕНИЕ, но не ОБНОВЛЕНИЕ и УДАЛЕНИЕ.

• Это не традиционный CRUD.

Как мы храним данные? 💾

• Чтобы обновить изменение, нам нужно добавить новую транзакцию в конце.

• Это аналогично [бухгалтерским книгам] (https://en.wikipedia.org/wiki/Ledger).

• В каждом блоке есть группа транзакций с (возможными) разными партнерами.

• Блоки связаны как связанный список.

• Поскольку блокчейн неизменен; сохраненные данные доступны навсегда.

• Блоки реплицируются в узлах.

• Узлы реплицируются по всей сети.

• Если мы хотим добавить новые данные, нам нужно достичь консенсуса.

• Все узлы имеют одинаковые полномочия и один голос.

• Мы достигаем консенсуса, когда один из них получает (50% + 1) голосов.

• Транзакция может быть чем угодно, если мы можем хранить ее в байтах.

• Для перевода криптовалюты мы добавим в бухгалтерскую книгу транзакцию на сумму с адресами источника и получателя.

Цепочка 🔐

• Блок Genesis - это блок 0

• Следующий блок хранит хэш предыдущего блока в виде связанного списка.

• Цепочка хеш-гарантий не сломана и не подделана

нонса 🔑

• Чтобы усложнить вычисление хэша, нам нужно ввести некоторые случайные данные с транзакцией.

• Мы заставляем хеш-значение транзакций + поддельные данные иметь произвольную форму.

• Мы просим вычисляемую хэш-функцию иметь несколько ведущих нулей.

• В Биткойне в настоящее время 19 нулей.

• Случайные данные называются Nonce.

• Нам нужен одноразовый номер, например, вместе с действительными транзакциями он дает хэш с несколькими ведущими нулями.

• Поиск этого одноразового номера обходится очень дорого.

• Биткойн использует лидирующие нули. Другие реализации блокчейна используют аналогичные механизмы.

Майнинг 🏭

Что такое майнинг? 👨‍🏭

• Майнинг — это искусственный процесс поиска подходящего одноразового номера для добавления к группе транзакций для получения хэша с фиксированным числом начальных нулей.

• Майнинг требует много вычислительного времени и энергии.

• Майнеры используют специализированное оборудование там, где энергия дешевая во всем мире.

• В настоящее время добыча полезных ископаемых представляет угрозу для окружающей среды.

• Узлы конкурируют за цену, если она ценна.

• Первый, кто решит математическую задачу, получит награду.

• После глобальной проверки новые биткойны (или эквивалент) начисляются тому, кто решит головоломку.

• Глобальная проверка проста, поскольку хеш-кодирование обходится дешевле, чем хэш-декодирование (майнинг).

• Вознаграждение мотивирует майнеров узаконивать и контролировать транзакции в блокчейне, обеспечивая их достоверность.

Честность и доверие 💱

• Блоки добавляются после консенсуса.

• Если 50% +1 согласны подделать цепочку, они могут это сделать. Это известно как [Атака 51 %] (https://www.investopedia.com/terms/1/51-attack.asp).

• Доказательство работы — наиболее часто используемый механизм, состоящий из глобальной проверки хэшей.

• Proof of Stake требует меньше вычислительной мощности, чем Proof of Work. он использует голосование пари, чтобы выбрать победителя.

• В настоящее время не существует эффективных способов децентрализованного использования Proof of Stake.

• Есть несколько других вариантов.

Вуаля.

Это базовый блокчейн.

Подпишитесь, чтобы узнать дополнительные темы в этих сериях.