Блокчейн - это распределенная база данных, которая является децентрализованной, анонимной, с открытым исходным кодом и неизменяемой. После подтверждения транзакции на цепочке хранятся постоянно и не могут быть изменены. Так что же делает данные на цепочке неизменяемыми?

1. Как устроен блокчейн?

Проще говоря, блокчейн состоит из блоков и цепочек.

Блок состоит из заголовка и тела, где заголовок содержит основную информацию о блоке, такую как временная метка, номера версий, случайный хэш, хэш предыдущего блока, хэш корня Меркле и сложность добычи. Внутри тела блока находятся упакованные транзакции, которые представляют собой данные, подписанные пользователями кошелька своими закрытыми ключами. Другими словами, это передача активов между пользователями, но помимо пользователей, есть еще одна транзакция, которая принадлежит майнеру, а сумма транзакции - это сумма вознаграждения за блок плюс комиссии, уплаченные всеми трейдерами в блоке.

Заголовок каждого блока содержит хэш заголовка предыдущего блока и связан друг с другом временными метками и номерами версий, образуя блокчейн.

2. Как блокчейн может быть неизменяемым?

Неизменность блокчейна означает, что записи о проведенных транзакциях не могут быть изменены. После того, как мы узнали состав блокчейна, его можно разделить как неизменность заголовка блока и тела блока.

2.1 Заголовок блока

Заголовок блока записывает случайное хэш-значение предыдущего блока, которое генерируется алгоритмом хэширования на основе информации о транзакции и временной метки предыдущего блока. В этот момент майнеры по всей сети вычисляют хэш заголовка блока, используя вычислительные мощности, и тот, кто вычислит его первым, может упаковать транзакцию и синхронизировать ее со всей сетью посредством широковещательной рассылки. Если данные в предыдущем блоке изменятся, они будут несовместимы с хэш-значением исходного блока и не будут подтверждены следующим блоком.

2.2 Корпус блока

Неизменность тела блока определяется хэш-функцией. Тело содержит множество транзакций, которые связаны между собой деревьями Меркле. Любое изменение в одной из транзакций изменит хэш-значение корня Меркл, вызывая, в свою очередь, изменение заголовка следующего блока. Хэш-функция, используемая Биткойном, - это алгоритм SHA-256.

Отсюда видно, что вмешательство в данные транзакций в блокчейне напрямую приведет к изменению корня дерева Меркле, а затем изменится и хэш-значение заголовка следующего блока, который станет нелегитимным и потребует пересчета хэша заголовка нового блока. Изменение хэш-значения нового заголовка блока, в свою очередь, вызовет изменение следующего заголовка блока, что приведет к разрушению данных, которые не будут приняты всей сетью.

Теоретически, для подделки данных требуется более 51% вычислительной мощности сети, но в достаточно надежной сети атака на 51% практически невозможна и не в интересах атакующего.

3. Отличия от централизованной сети

В централизованной сети базой данных манипулирует центральный орган власти, где можно манипулировать новым выпуском, изменением записей и замораживанием обращения. Центральный банк может добавлять фиатные деньги каждый год и замораживать банковские активы любого человека. А централизованная сеть требует только одной строки кода для изменения данных по сравнению с распределенной базой данных.

В блокчейне все участвуют в ведении бухгалтерского учета, все записи о транзакциях своевременно синхронизируются по всей сети, и одни и те же данные записываются в бухгалтерскую книгу у всех на руках, при этом нет никакой централизованной организации, которая могла бы ими манипулировать. Поэтому, если кто-то испортит бухгалтерскую книгу в своей руке, это не повлияет на бухгалтерские записи других людей. В то же время, вся сеть следует принципу "большинство подчиняется меньшинству", так что данные не будут подделаны.

Например, Боб берет в долг у Тома 500 долларов. Для того чтобы предотвратить невыполнение Бобом своих обязательств, Том приглашает Нэнси в качестве посредника для дачи показаний. Однако Боб говорит Нэнси, что он даст ей 200 долларов, если она поможет ему обмануть. Нэнси соглашается из интереса. В данном случае у Тома нет ни доказательств, ни свидетельств, кроме как признать поражение, и Нэнси играет здесь роль посредника.

Если весь процесс будет синхронизирован со всеми в виде трансляции, то все будут помнить, что Боб должен Тому 500 долларов, и у Боба нет возможности это отрицать.

4. Каковы области применения блокчейна?

Благодаря своей неизменяемой природе блокчейн используется во многих областях, включая электронную идентификацию, цепочки поставок, денежные переводы и денежные переводы. В электронной идентификации аутентификационная информация всех людей может быть записана непосредственно в блокчейн и транслироваться на все узлы, так что подлинность и достоверность информации может быть гарантирована и никакие изменения не могут быть внесены. То же самое справедливо и для цепочки поставок, где такие проблемы, как непрозрачность, низкая эффективность, информационное мошенничество и т.д., могут быть хорошо решены.

Заключение

Неизменность блокчейна решает проблемы мошенничества с данными, фальсификации данных и непрозрачности данных в традиционной сети, а также широко применяется. Однако следует отметить, что это справедливо не для всех сетей блокчейн, таких как альянсовые или частные сети. Из-за небольшого количества участников и полудецентрализованного или централизованного управления данные в этих цепочках не могут быть абсолютно неизменными и прозрачными.