Какво представлява Blockchain и как работи?

Ако се интересувате от технология, има голяма вероятност да сте чували термините Bitcoin, Crypto, Ethereum или дори „разпределени, децентрализирани книги“.

Сигурно сте чували хората да говорят за криптовалута и алгоритми за криптиране, за края на „посредниците“ и т.н.

Лесно е да се предположи, че криптовалутата (например: Bitcoin, Ripple, Ethereum, Litecoin и др.) Са същите като blockchain. Те не са.

Криптовалутите са хитро приложение на много по-умна технология - Blockchain.

В тази публикация ще разгледам някои от основните концепции на блокчейна, за да разберете какво представлява, как трябва да се концептуализира и какво може да се изгради върху него.

Но както при всички неща, те имат по-голям смисъл, ако разберете защо са измислени, преди да влезете в това, което правят. Този контекст ще ви помогне да разберете какъв проблем е създаден за решаване на блокчейна.

Защо да използвам блокчейн?

Страхотен въпрос. Толкова се радвам, че попита. Нека да се отпуснем и да направим малък мисловен експеримент.

Какво се случва, ако вие и най-добрият ви приятел провеждате една и съща кампания за петиции независимо и поотделно ? Да кажем, че е за каузата „Освободи хамстерите“.

Да предположим, че го провеждате в еднаква последователност в едно и също предградие, но измисляте различни набори от подписи върху петицията. Коя версия на подписаната петиция е „източникът на истината“?

Ще трябва да проследите отделните си пътеки, по един подпис, за да намерите последното несъответствие. И тогава ще трябва да работите по-назад, за да идентифицирате първия резултат, който се разминава между вашите подписващи листове. Преди това коренно отклонение, всички останали подписи в двата списъка трябва да съвпадат.

Тогава вие знаете това преди това разминаване. И двата списъка са в съгласие, така че тези подписи представляват минималния брой хора, подписали да подкрепят освобождаването на хамстерите.

Макар че това може да работи добре за хамстери и малки крайградски проучвания, то не работи толкова добре в дигиталния свят. Или гласуване, банково дело, финансови транзакции, прехвърляне на право на собственост върху земя, изпълнение на договорни задължения и т. Н. Нуждаете се от независими и „доверени трети страни“, за да проверите верига от събития и тържествено да ви уверите, че „веригата на попечителство“ не е прекъсната.

"Верига на попечителство" понякога може да се нарече и "произход" - и двете означават едно и също нещо: последователността от исторически събития, свързани с въпросните данни.

Ето защо имате правителства, които имат последната дума за вашата самоличност и гласовете трябва да бъдат физически преброени и преброени от стотици доброволци, а служителите в мръсните офиси поддържат счетоводни книги и удостоверения, за да потвърдят дали сте собственик на вашата ферма / ограден с бял пикет или не бунгало.  

Ето защо имате нужда от финансови посредници, за да сте сигурни, че когато купувате колекционерската кукла Darth Vader с помощта на кредитна карта, парите (стойността) се „премахват“ от сметката ви и се „вкарват“ в сметката на продавача.

Това технически се нарича „проблем с двойните разходи“ - как да гарантирате, че няма да харчите едни и същи пари два пъти? Без някой да направи това, можете да похарчите пари и в същото време да продължите да държите на тези пари.

Така че това наистина е голям проблем - съвременният живот изисква да разчитаме, да се доверяваме и да плащаме за „доверени“ посредници на трети страни, за да гарантираме, че стойността (парите) действително цифрово „променя ръцете“. Ето защо съществуват Visa и MasterCard и защо PayPal и други се свързват с вашите банкови сметки.

В основата на блокчейна е защо е този проблем: откъде знаете, че поредица от събития не е била подправена, за да се промени текущото състояние?

Тук се вписва блокчейнът. Ясно ли е, засега?

Как работи Blockchain

За да съобщя една концепция с опростеност, мога да се освободя с някои от техническите аспекти на тази технология. Целта ми е да ви накарам да разберете какво е и да имате ментален модел за това как работи. За това може да се наложи да бъда малко разхлабен с точност, за да подобря шансовете за разбиране, особено за чужди англоговорящи.

Важно е да запомните, че блокчейнът е технологично - математически сложен софтуерен код, за да бъде конкретен. И Bitcoin (или Ethereum, или която и да е друга криптовалута, която се предлага) са просто приложения на тази технология.

Така че ключовите принципи са:

  • Блочните вериги се „добиват“ (произвеждат се чрез изразходване на усилия, като при добива на злато) от мощни и жадни за ресурси компютри - наречени възли, които са в една и съща мрежа.
  • Веригите от цифрово кодирани и маркирани с часове записи на транзакциите се обединяват в „блокове“, които се поддържат в „книга“ от всеки възел. Тъй като транзакциите се добавят към блок и блоковете са свързани линейно и хронологично като „вериги“. Тогава целият запис / книга се синхронизира в мрежата от възли, така че всички блокови "вериги" на възлите да разказват идентична история на историята на дадена транзакция. По този начин получаваме "блок + верига = блокчейн". Това е дълъг, сложен свързан списък.
  • Всеки блок във верига има свой собствен идентификатор - криптографски хеш, който е уникален и специфичен за всеки блок. Този хеш се съхранява и в следващия блок във веригата, причинявайки връзка. Един блок може да съхранява хиляди транзакции и най-малката промяна в данните на този блок би довела до нов хеш. Така че, ако хеш се промени, но следващият блок има различен хеш, тогава знаем, че някои данни в предишния блок са били подправени.
  • Тъй като стотици се превръщат в хиляди възли (и непрекъснато се добавят повече), всеки възел трябва да се „съгласи“ за историята на блоковете / регистъра - това се нарича „критичен консенсус“. Един от начините, по които се постига консенсус, е чрез криптографския хеш, за който говорихме по-рано.
  • Когато има несъответствия в регистъра (например хешът на даден блок не съвпада с препратката към следващия блок към хеша на предишния блок), книгата с вградената най-дълга верига от валидни транзакции ще бъде „правилната“ - източник на истината. Всички възли, работещи върху други (по-кратки версии) на веригата, преминават към по-дългия. Това поддържа критичния консенсус (този бит е изключително опростен, но засега достатъчен).
  • Всяко непослушно прихващане или промяна в една книга (отново, например, когато хешът на даден блок не се събира) веднага би създало несъответствие с всички останали версии. Той също така ще има по-къса „история“ на блока, за да го потвърди, което прави тази фалшифицирана версия подозрителен характер в блокчейн мрежата, където дължината има значение (хмм).
  • Повторяването на това несъответствие във всички версии на регистъра - цялата мрежа на блокчейн - е толкова огромна задача, че е изчислително непрактично и би се случило само ако лошите момчета внезапно са имали контрол над по- голямата част от блоковете за копаене на възли и ги променят всички доста бързо. Този вид координирана атака срещу по-голямата част от възлите в мрежата често се нарича 51% атака.

Интересното е, че Сатоши Накамото казва в оригиналната бяла книга за Биткойн,

Като такава, проверката е надеждна, докато честните възли контролират мрежата, но е по-уязвима, ако мрежата е овладяна от нападател. ”  

Обаче на друго място той / тя / организацията (не знаем кой е „Сатоши“) спокойно посочва, че за модифициране на минали транзакции в блокове, в цялата мрежа от възли, ще е необходимо атакуващият да направи отново веригата от попечителство в тези блокове и всички добавени блокове след това. Тогава ще трябва да бягат като луди, за да наваксат и надминат работата на възли, които не са под контрола на лошия (за да могат да пренапишат книгата, така да се каже).

И поради това, „ вероятността бавен нападател да навакса, намалява експоненциално с добавянето на следващи блокове “.

Самата програмна сложност, темпо и обем на възлови дейности затрудняват фалшификаторите / нападателите да наваксат, камо ли да надминат новите блокове, добивани постоянно.

Това наистина има смисъл. Това е като лъжата, която казваш на един член на семейството, защо не можеш да присъстваш на рецитала на флейта на детето му. И тогава трябва да преследвате безумно всички останали в семейството и да сте сигурни, че сте им казали една и съща лъжа, така че когато първоначалният човек, когото сте излъгали, да го изведе, всички да са наясно с тази лъжа и да играят заедно. Звучи изтощително.

За да приключим, определящата характеристика на блокчейна е, че тя е разпределена книга в много, много възли и е изключително изчислително интензивно (скъпо) да се добавят възли към тази мрежа.

По този начин всяка книга трябва да е „запозната“ с всички транзакции и трябва да има договорена версия (която ще има най-дългата „верига на попечителство“ зад себе си) в цялата мрежа, към която ще бъде добавена следващата транзакция.

Както Сатоши Накамото заявява в оригиналната бяла книга за Биткойн, „ Единственият начин да се потвърди липсата на транзакция е да бъдете наясно с всички транзакции.

Важното е, че блокчейнът се разсейва с доверие - така че не е нужно да плащаме такси за транзакции на „доверени трети страни“, за да бъдем надеждни и да ни държим, а контрагентите, с които имаме работа, честни. Блокчейнът програмно осигурява истинност (произход) на историята на транзакцията в него.

И така, защо трябва да ни пука?

Е, като се отървем от необходимостта от „доверени посредници“, всеки посредник, който взима умерена такса, за да ни даде подарък за сигурност, трябва да намери нова работа. И това се отразява на банките, които традиционно предлагат такива услуги за осигуряване.  

Това също означава, че можем да програмираме „интелигентни договори“ между обещател и обещател, които автоматично разпознават (цифрово) дали това обещание е било изпълнено или не.

Това даде възможност на истински технически разбиран изпълнител като Imogen Heap да продава музиката си директно на слушателите си и да събира дължимите си вноски директно от тях, вместо да губи по-голямата част от печалбите си за звукозаписни компании, мениджъри и други „доверени посредници“.  

Това вероятно ще промени начина на защита на интелектуалната собственост, достъпа, споделянето, разпространението и развитието в интернет.

Това може дори да означава, че флотът от шофьори на Uber извършва транзакции директно с хора, които искат пътуване, вместо да разчитат на Uber да координира и контролира потока от информация и пари.

Това може да означава, че бих могъл директно да ви изпратя малки суми пари на практика без такси (микро транзакции). Това може да означава, че милионите небанкови хора по света, които имат смартфони, могат да започнат да извършват транзакции далеч извън традиционните си физически граници.

Достатъчно чудесно е, че правителствата гледат отвъд само криптовалутата, когато става въпрос за внедряване на тази технология - например за регистриране на собствеността върху земята.

Всъщност бихме могли да създадем свят на истински равностойни цифрови транзакции за прехвърляне на стойност, която се разпределя, хоризонтално, премахва необходимостта да се разчита на доверие и най-вече изисква изключителна изчислителна мощ, за да се подправят. Тези транзакции могат да бъдат между хора, машини и устройства.

Следователно тя може да предложи нова парадигма за сигурност за защита на данните, събрани и прехвърлени чрез „Интернет на нещата“.

Аз лично вярвам, че сложността на съвременния свят е скрита зад интуитивните сензорни екрани. Технологията Blockchain бързо ще се вгради в нашата технологична вселена, без да сме наясно с нея - точно както използваме рекомбинантна ДНК за дрожди за производство на синтетичен инсулин от 70-те години на миналия век.

Промените и спестяванията на разходи ще бъдат наричани по-мащабно технологични промени, като онова „нещо, което се свързва“ или някаква друга неясна, всеобхватна фраза.

Един улов: ще работи, докато можем да се доверим, че „система без доверие“, която е кодирана и създадена от хората (на които имаме доверие?), Ще допринесе за причината за липса на доверие в един недоверен и неблагонадежден свят . Може да се наложи да прочетете това изречение няколко пъти.

Обобщавайки

Добре - сега трябва да сте наясно с основите на блокчейн. Но има още много какво да научите, ако се интересувате.

Можете да спорите дали блокчейнът е полезен или прекалено свръх, революционен или скучен. Но е трудно да се пренебрегне, че е доста готино като концепция.

Ето наистина фантастично видео от Anders Brownworth, което обяснява всичко с макетна верига. Силно ви препоръчвам да го гледате.

И като учебно упражнение можете да изградите своя собствена блокчейн направо в браузъра си или в командния ред. Ето бърз урок за това как да изградите своя собствена блокчейн.

Ако имате някакви коментари относно тази статия или смятате, че бих могъл да обясня по-добре части от нея, чуруликайте ми на @ZubinPratap

Освен това вярвам, че най-ценните ви ресурси са вашето време, усилия и пари. От тях най-важният ресурс е времето, тъй като другите два могат да бъдат подновени и възстановени. Така че, ако ще отделите време за нещо, уверете се, че то ви доближава до тази цел.

Имайки това предвид, ако искате да инвестирате 3 часа с мен, за да намерите най-краткия си път към научаването на кодиране (особено ако сте променящ кариерата като мен), след това се насочете към моя личен сайт на курса и напишете „Udemy "в полето за коментари и оставете вашия имейл.

Също така, ако искате да научите повече за моето пътешествие в кода, вижте епизод 53 от подкаста freeCodeCamp, където Quincy (основател на FreeCodeCamp) и аз споделяме нашия опит като променящи кариерата, които могат да ви помогнат по време на вашето пътуване. Можете също така да получите достъп до подкаста в iTunes, Stitcher и Spotify.