Kas ir “Blockchain”?

Ja nesen esat skatījies ziņu, jūs, iespējams, esat dzirdējuši par kaut ko, ko sauc par bloka ķēdi. Tas ir jēdziens, kas padara datus īpaši drošus konkrētiem lietojumiem. Jūs, iespējams, esat to dzirdējuši saistībā ar Bitcoin, bet tajā ir daudz lietojumprogrammu, kas pārsniedz ikviena mīļākās cryptocurrencies. Šeit ir ātrs paskaidrojums par to, kā tas darbojas.

Tas viss sākas ar šifrēšanu

Lai saprastu blockchains, jums ir jāsaprot kriptogrāfija. Kriptogrāfijas ideja ir daudz vecāka par datoriem: tas nozīmē tikai informācijas pārkārtošanu tādā veidā, ka jums ir nepieciešama konkrēta atslēga, lai to saprastu. Vienkāršā dekodera gredzena rotaļlieta, ko atradāt savā Kix graudaugu kastē, ir viena no pamatkriptogrāfijas formām, kas rada atslēgu (pazīstams arī kā šifrēšana), kas aizstāj burtu ar numuru, palaiž savu ziņu caur atslēgu un pēc tam sniedz atslēga kādam citam. Ikviens, kurš atrod šo ziņu bez atslēgas, to nevar lasīt, ja vien tas nav "krekinga". Militārais lietotājs daudz sarežģītāku kriptogrāfiju izmantoja ilgi pirms datoriem (piemēram, Enigma Machine kodēti un dekodēti ziņojumi Otrā pasaules kara laikā).

Tomēr mūsdienu šifrēšana ir pilnīgi digitāla. Šodienas datori izmanto šifrēšanas metodes, kas ir tik sarežģītas un tik drošas, ka nebūtu iespējams tos lauzt ar vienkāršu cilvēku veiktu matemātiku. Datoru šifrēšanas tehnoloģija tomēr nav pilnīga; tas joprojām var būt „krekinga”, ja pietiekami gudri cilvēki uzbrūk algoritmam, un dati joprojām ir neaizsargāti, ja kāds no īpašnieka atdala atslēgu. Bet pat patērētāju līmeņa šifrēšana, piemēram, AES 128 bitu šifrēšana, kas tagad ir standarta iPhone un Android, ir pietiekama, lai saglabātu bloķētos datus no FBI.

Blockchain ir kopīga, droša datu nodaļa

Šifrēšana parasti tiek izmantota failu bloķēšanai, lai tos varētu piekļūt tikai konkrēti cilvēki. Bet kas notiks, ja jums ir informācija, kas ikvienam patīk, piemēram, grāmatvedības informācijai valdības aģentūrai, kurai ir jābūt publiski pieejamai ar likumu un kurai joprojām ir jābūt drošai? Tur jums ir problēma: jo vairāk cilvēku var redzēt un rediģēt informāciju, jo mazāk tas ir drošs.

Blockchains tika izstrādāti, lai apmierinātu šo konkrēto situāciju drošības vajadzības. Blockchain, katru reizi, kad informācija tiek piekļūta un atjaunināta, izmaiņas tiek reģistrētas un pārbaudītas, pēc tam aizzīmogotas ar šifrēšanu, nevar tikt rediģētas vēlreiz. Pēc tam izmaiņas tiek saglabātas un pievienotas kopējam ierakstam. Nākamajā reizē, kad kāds veic izmaiņas, tas sākas no jauna, saglabājot informāciju jaunā “blokā”, kas ir šifrēts un pievienots iepriekšējam blokam (tātad “bloku ķēdei”). Šis atkārtotais process savieno pašas pirmās informācijas kopas versiju ar pēdējo, lai ikviens varētu redzēt visas veiktās izmaiņas, bet var tikai pievienot un rediģēt jaunāko versiju.

Šī ideja ir izturīga pret metaforām, bet iedomājieties, ka jūs esat desmit cilvēku grupa, kas pulcē LEGO komplektu. Vienlaikus varat pievienot tikai vienu gabalu un nekad nevar noņemt gabalus. Katram grupas dalībniekam ir jāvienojas par to, kur nākamais gabals notiek. Tādā veidā jūs varat redzēt visus gabalus jebkurā laikā pa labi atpakaļ līdz pat pirmajam projekta gabalam, bet jūs varat mainīt tikai jaunāko gabalu.

Lai iegūtu kaut ko vairāk atbilstošu, iedomājieties kopīgu dokumentu, piemēram, izklājlapu pakalpojumā Google dokumenti vai Office 365. Ikvienam, kam ir piekļuve dokumentam, var to rediģēt, un ikreiz, kad tas notiek, izmaiņas tiek saglabātas un ierakstītas kā jauna izklājlapa, pēc tam bloķēta dokumenta vēsturē. Tāpēc jūs varat atgriezties, soli pa solim, veicot veiktās izmaiņas, bet jūs varat pievienot informāciju tikai jaunākajai versijai, neizmainīt jau iepriekš bloķētās izklājlapas versijas.

Kā jūs, iespējams, esat dzirdējuši, šī ideja par drošu, pastāvīgi atjauninātu “virsgrāmatu” galvenokārt tiek izmantota finanšu datiem, kur tā ir visnozīmīgākā. Izplatītās digitālās valūtas, piemēram, Bitcoin, ir visbiežāk izmantotās bloku ķēdes - patiesībā, pirmā no tām tika veikta Bitcoin un ideja izplatījās no turienes.

Tehniskā informācija: soli pa solim, bloķēt ar bloku

Kā tas viss notiek datorā? Tā ir kriptogrāfijas un vienādranga tīklu apvienošana.

Iespējams, jūs esat iepazinušies ar vienādranga failu koplietošanu: tādi pakalpojumi kā BitTorrent, kas lietotājiem ļauj efektīvāk augšupielādēt un lejupielādēt digitālos failus no vairākām vietām nekā no viena savienojuma. Iedomājieties “failus” kā galvenos datus bloka ķēdē un lejupielādes procesu kā kriptogrāfiju, kas to atjaunina un aizsargā.

Vai arī, lai atgrieztos pie sava Google dokumentu parauga, iedomājieties, ka sadarbības dokuments, kurā strādājat, nav saglabāts serverī. Tā vietā tas ir katras personas datorā, kas pastāvīgi pārbauda un atjaunina viens otru, lai pārliecinātos, ka neviens nav mainījis iepriekšējos ierakstus. Tas padara to par decentralizētu.

Tā ir bloka ķēdes pamatideja: tā kriptogrāfiskie dati, kas tiek nepārtraukti pieejami un nodrošināti vienlaikus, bez centralizēta servera vai krātuves, ar izmaiņu ierakstu, kas ir iekļauts katrā jaunajā datu versijā.

Tāpēc mums ir trīs elementi, kas jāapsver šajā attiecībā. Viens, peer-to-peer lietotāju tīkls, kas glabā bloka ķēdes ieraksta kopijas. Otrkārt, dati, ko šie lietotāji pievieno jaunākajam informācijas blokam, ļaujot tos atjaunināt un pievienot kopējam ierakstam. Trīs - kriptoloģiskās sekas, ko lietotāji ģenerē, lai vienotos par jaunāko bloku, bloķējot to vietā, kas ir datu secība, kas veido ierakstu.

Tas ir pēdējais bits, kas ir slepenā mērcē bloku ķēdes sviestmaizē. Izmantojot digitālo kriptogrāfiju, katrs lietotājs sniedz savu datora jaudu, lai palīdzētu atrisināt dažas no tām super sarežģītām matemātikas problēmām, kas saglabā ierakstu drošu. Šie ārkārtīgi sarežģītie risinājumi, kas pazīstami kā “hash”, atrisina ierakstā iekļauto datu galvenās daļas, piemēram, kuru kontu pievienoja vai atvilkusi grāmatvedības grāmatā, un kur šī nauda nonāca vai nāca no. Jo biežāki ir dati, jo sarežģītāka ir kriptogrāfija, un, lai to atrisinātu, ir nepieciešama lielāka apstrādes jauda. (Starp citu, šeit sākas ideja par “ieguvi” Bitcoinā).

Tātad, apkopojot, mēs varam domāt, ka bloka ķēde ir datu gabals, kas ir:

1. Pastāvīgi atjaunināts. Blockchain lietotāji var piekļūt datiem jebkurā laikā un pievienot informāciju jaunākajam blokam.
2. Izplatīts. Blockchain datu kopijas glabā un nodrošina katrs lietotājs, un visiem ir jāvienojas par jauniem papildinājumiem.
3. Verificēts. Gan jauniem blokiem, gan veco bloku kopijām ir jāvienojas visiem lietotājiem, izmantojot kriptogrāfisko verifikāciju.
4. Droša. Veco datu pārkāpšana un jaunu datu nodrošināšanas metodes maiņa tiek novērsta gan ar kriptogrāfisko metodi, gan pašu datu centralizētu uzglabāšanu..

Un ticiet vai nē, tas kļūst vēl sarežģītāks nekā tas… bet tā ir pamatideja.

Blockchain darbībā: parādīt man (digitālo) naudu!

Tāpēc aplūkosim piemēru tam, kā tas attiecas uz cryptocurrency, piemēram, Bitcoin. Saka, ka jums ir viens Bitcoin, un jūs vēlaties to pavadīt jaunā automašīnā. (Vai velosipēdu vai māju, vai mazu un vidēju salu tautu, tomēr daudzas Bitcoin ir vērts šonedēļ.) Jūs ar savu programmatūru izveidojat savienojumu ar decentralizēto Bitcoin bloku bloku un nosūtāt savu pieprasījumu pārsūtīt savu Bitcoin automašīnu pārdevējam. Pēc tam jūsu darījums tiek nosūtīts uz sistēmu.

Ikviens sistēmā redzamais cilvēks to var redzēt, bet jūsu identitāte un pārdevēja identitāte ir tikai pagaidu paraksti, mazi matemātikas problēmu elementi, kas veido digitālās kriptogrāfijas sirdi. Šīs vērtības ir pievienotas bloku ķēdes vienādojumam, un pati problēma ir atrisināta, izmantojot dalībniekus vienādranga tīklā, kas ģenerē kriptogrāfijas hashes.

Kad darījums ir pārbaudīts, viens Bitcoin tiek pārvietots no jums uz pārdevēju un ierakstīts jaunākajā ķēdes blokā. Bloks ir pabeigts, noslēgts un aizsargāts ar kriptogrāfiju. Tiek sākta nākamā darījumu sērija, un bloka ķēde aug ilgāk, un tajā tiek iekļauts pilnīgs visu darījumu reģistrs katru reizi, kad tas tiek atjaunināts.

Tagad, kad jūs domājat par bloku kā “drošu”, ir svarīgi saprast kontekstu. Atsevišķi darījumi ir droši, un kopējais ieraksts ir drošs, ja vien kriptogrāfijas nodrošināšanai izmantotās metodes paliek „nekrāsotas”. (Un atcerieties, ka šī lieta ir tiešām grūti izlauzties, pat FBI nevar to darīt tikai ar skaitļošanas resursiem vien.) Bet vājākais posms bloka ķēdē ir, jūs, lietotājs.

Ja jūs atļaujiet kādam citam izmantot savu personīgo atslēgu, lai piekļūtu ķēdei, vai arī, ja viņi to atrast, vienkārši iebrūkot datorā, viņi var papildināt bloku ar jūsu informāciju un nav iespējams tos apturēt. Tādā veidā Bitcoin tiek „nozagts” ļoti plaši izplatītos uzbrukumos galvenajiem tirgiem: tas ir kompānijas, kas darbojās tirgos, nevis pašas Bitcoin bloku ķēdes dēļ. Un tāpēc, ka nozagtie Bitcoins tiek nodoti anonīmiem lietotājiem, izmantojot procesu, ko pārbauda bloka ķēde un ierakstīts uz visiem laikiem, nav iespējams atrast uzbrucēju vai ielādējiet Bitcoin.

Ko vēl var bloķēt ķēdes?

Blockchain tehnoloģija sākās ar Bitcoin, bet tā ir tik svarīga ideja, ka tā tur ilgi neatstāja. Pastāvīgi atjauninātai, ikvienam pieejamai sistēmai, ko pārbauda centralizēts tīkls, un neticami drošai, ir daudz dažādu lietojumu. Finanšu iestādes, piemēram, JP Morgan Chase un Austrālijas Fondu birža, izstrādā bloku sistēmas, lai nodrošinātu un izplatītu finanšu datus (parasto naudu, nevis cryptocurrency, piemēram, Bitcoin). Bill & Melinda Gates fonds cer izmantot blockchain sistēmas, lai sniegtu bezmaksas, izplatītus bankas pakalpojumus miljardiem cilvēku, kuri nevar atļauties regulāru bankas kontu.

Atvērtā koda rīki, piemēram, Hyperledger, cenšas padarīt bloka ķēdes paņēmienus pieejamus plašākam cilvēku lokam, dažos gadījumos to darot, neprasot pārmērīgas apstrādes jaudas, kas nepieciešamas citu dizainu nodrošināšanai. Sadarbības sistēmas var pārbaudīt un reģistrēt, izmantojot bloka ķēdes metodes. Diezgan daudz jebkas, kas ir nepieciešams pastāvīgi reģistrēt, piekļūt un atjaunināt, var izmantot vienādi.

Attēlu kredīts: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Zack Copley