Визуальное объяснение того, как работает блокчейн
9 мая 2022 г.В 2008 году, когда Lehman Brothers Holdings Inc. подала заявление о банкротстве, это настолько подорвало доверие людей к банкам, что появился новый класс активов без формальной банковской поддержки. Первая криптовалюта под названием Биткойн была изобретена в 2008 году неизвестным лицом или группой лиц под именем Сатоши Накамото. Идея заключалась в том, чтобы создать децентрализованную цифровую валюту с открытым исходным кодом без центрального банка или единого администратора. Вот [ссылка на предлагаемый технический документ Сатоши Накамото] (https://bitcoin.org/bitcoin.pdf)
В этой статье мы рассмотрим, как работает криптовалюта, от транзакций до хранения данных. Поскольку биткойн — первая и самая известная криптовалюта, в этой статье я сосредоточусь на ней.
Биткойн ≠ Блокчейн
Это распространенное заблуждение, что люди используют слова блокчейн и биткойн взаимозаменяемо, но это не так.
Биткойн — это не просто монета, а протокол, основанный на технологии блокчейн. Протокол — это набор правил, которые определяют взаимодействие участников сети друг с другом. Примером протокола для биткойнов является то, как биткойн должен управлять открытыми и закрытыми ключами для аутентификации, как должен выполняться майнинг для подтверждения транзакций и т. д. Ethereum, wave, neo и ripple — это несколько других примеров подобных протоколов, таких как биткойн. .
Подобно Биткойну и Эфириуму, у протокола есть монета, обычно названная в честь имени протокола, что позволяет взаимодействовать с человеком. Эта монета используется для вознаграждения людей, которые майнят, добавляют блоки в блокчейн и, что наиболее важно, покупают товары друг у друга.
Токены являются третьим уровнем и основаны на смарт-контрактах, построенных на протоколах уровня 2. Ethereum — самый популярный протокол для создания смарт-контрактов и создания токенов. Протокол Биткойн не имеет токенов, потому что он не поддерживает создание смарт-контрактов на их протоколе.
Надежная альтернатива традиционным банкам 🤔
Давайте сначала рассмотрим, как функционируют блокчейн и традиционная архитектура клиент-сервер, чтобы по-настоящему понять криптовалюты.
Архитектура клиент-сервер
Основная концепция этой архитектуры заключается в том, что клиент (пользователь) делает HTTP-запрос к серверу, и, если все правильно, он отправляет обратно эту веб-страницу, обслуживаемую из централизованной базы данных, в качестве ответа.
Все данные хранятся на централизованном сервере, контролируемом банком и компанией, что является огромной проблемой. Кроме того, поскольку данные хранятся на централизованном сервере, вероятность взлома сервера очень высока, а это означает, что ваши данные и конфиденциальность находятся под угрозой.
Блокчейн
Блокчейн устраняет два существенных недостатка традиционной клиент-серверной архитектуры, то есть конфиденциальность данных и безопасность данных. Блокчейн – это распределенный неизменяемый реестр , который полностью прозрачен.
Давайте разберем определение простыми словами. Распределенный означает, что данные хранятся в сети компьютеров, что устраняет необходимость в централизованных серверах. Вы можете думать о бухгалтерских книгах как о учетной книге, в которой отслеживаются все транзакции, происходящие в блокчейне, и она неизменяема, что означает, что после добавления данных в блокчейн их нельзя будет изменить. .
Транзакции блокчейна зашифрованы с помощью криптографии, поэтому не все могут их увидеть. Транзакции отображаются с использованием секретного кода.
Майнинг биткойнов
Теперь, когда мы рассмотрели основы блокчейна, давайте посмотрим, как транзакции работают в протоколе биткойн. В качестве примера предположим, что Боб хочет отправить 1 BTC Алисе.
Боб проводит транзакцию по отправке денег Алисе. Транзакция, инициированная Бобом, изначально сохраняется в Mempool (это область, где хранятся все неподтвержденные транзакции). Чтобы добавить транзакцию из мемпула в блокчейн биткойна, майнеры должны сначала решить математическую задачу, на решение которой уходит в среднем 9 минут. Майнер, решивший математическую задачу первым, сообщит всем другим майнерам в сети, что он успешно решил задачу.
Теперь другие майнеры в сети сначала проверят, действительно ли добытый блок принадлежит Бобу или хакеру, пытающемуся проникнуть в цепочку. После перепроверки транзакция успешно размещается в блокчейне, и Алиса получает от Боба 1 BTC.
Майнер, который первым решит математическую задачу, получит вознаграждение или комиссию за транзакцию в виде биткойнов.
Математическая задача
Теперь, когда у нас есть базовые знания о майнинге, давайте посмотрим на математические задачи, которые майнеры решают, чтобы добавить его в сеть биткойнов.
Когда Боб провел транзакцию с Алисой, транзакция выглядела так, как показано ниже. Каждая транзакция идентифицируется номером блока, одноразовым номером, данными, предыдущим хэшем и хэшем.
Как следует из названия, номер блока — это текущий номер блока, который должен быть добавлен в цепочку блоков. Данные содержат сведения о транзакции из кошелька Боба в кошелек Алисы. В блокчейне хэши подобны отпечаткам пальцев, и они используются для запоминания предыдущих блоков. Предыдущий хеш содержит хеш-значение предыдущего блока, уже добытого в блокчейне.
Nonce — это переменное значение или число, которое майнер может изменить, чтобы получить правильный хэш. Все остальные данные в блоке, такие как номер блока, данные и предыдущий хеш, являются неизменяемыми и не могут быть изменены никем.
Алгоритм SHA 256
Когда этот алгоритм обрабатывает файл, SHA 256 создает зашифрованный файл данных с 64 шестнадцатеричными символами и 4 битами на символ.
Хэш генерируется, когда мы передаем номер блока, данные и предыдущий хеш и одноразовый номер в алгоритме SHA 256. Биткойн-протокол дает майнерам целевое значение, майнеры меняют одноразовый номер для генерации хэш-номеров. Хэш, сгенерированный майнерами, должен быть меньше целевого значения протокола биткойн, чтобы быть успешно добавленным в цепочку блоков. Майнер, сгенерировавший хеш меньше целевого значения первым , получает вознаграждение за успешное решение математической задачи.
Чтобы самостоятельно изучить демоверсию, посетите этот веб-сайт: https://demoblockchain.org/block.
Выше приведена демонстрация транзакции, которую мы пытались осуществить; вы можете попробовать сами на сайте. Обязательно наблюдайте, как меняется хэш при изменении номера блока, одноразового номера или данных в блоке. Подобное изменение не позволяет хакерам взламывать блокчейны, о чем мы поговорим в следующих разделах.
Цепочка блоков
Теперь, когда вы понимаете, как добывается биткойн с помощью алгоритма SHA 256, давайте посмотрим, как успешно добытый блок добавляется в блокчейн.
Первый блок в блокчейне также известен как блок Genesis, и его значение Previous Hash равно 0. Наша транзакция Боба и Алисы — это третий блок, который был успешно добавлен, а предыдущее значение хэша равно значению хэша второго блока.
Распределенные P2P-сети
Давайте немного уменьшим масштаб, чтобы увидеть, как этот блокчейн хранится в децентрализованных распределенных одноранговых сетях или сетях P2P.
Если одному узлу в распределенной P2P-сети требуются данные, он свяжется с узлом, у которого эти данные сохранены. Преимущество сети P2P заключается в том, что хакер не может ее взломать, потому что данные хранятся в нескольких местах, и если одни данные подделаны, другие данные остаются в безопасности. Мы рассмотрим преимущества P2P в следующем разделе, но сначала давайте посмотрим, как успешно добытый блок Боба и Алисы хранится в сетях P2P.
Пусть рисунок ниже служит примером P2P-сети с майнерами и пользователями.
Считайте «А» майнером, который успешно решает математическую задачу транзакции между Бобом и Алисой и добавляет ее в локальную цепочку блоков, т. е. в блок 3. После загрузки в цепочку он предупредит другого пользователя в сети о только что добытый блок и дать указание включить его в свой блок. Ниже представлена анимация, которая поможет вам визуализировать это.
Другой пользователь сначала проверит правильность блока, добытого «А», а затем блок будет успешно добавлен в цепочку блоков.
Ресурсы
- [Курс YouTube на хинди] (https://www.youtube.com/watch?v=6aF6p2VUORE&list=PLgPmWS2dQHW-cdHYZQmpAalgSp-xv_ewY&ab_channel=CodeEater)
Итак, это все люди. Это было краткое введение в то, как работает криптовалюта, и я надеюсь, что сегодня вы узнали что-то новое из этого блога. Если вы хотите более подробно узнать о блокчейне и криптовалюте в целом, я рекомендую вам следовать источникам, упомянутым выше.
Эта статья была впервые опубликована [здесь] (https://dev.to/narottam04/how-cryptocurrency-works-explained-visually-2j32)
Оригинал