Samouczek Blockchain: Ucz się na przykładach

Czym jest Blockchain?

Blockchain to łańcuch bloków zawierających informacje. Technika ta ma na celu oznaczanie dokumentów cyfrowych znacznikami czasu, aby nikt nie mógł ich cofnąć ani zmodyfikować. Blockchain rozwiązuje problem podwójnego zapisu bez konieczności korzystania z centralnego serwera, dlatego stanowi podstawę współczesnej gospodarki cyfrowej.

blockchain, służy do bezpiecznego przesyłania przedmiotów, takich jak pieniądze, nieruchomości i oszustwatracts, bez konieczności korzystania z pośrednika zewnętrznego, takiego jak bank czy agencja rządowa. Po zarejestrowaniu danych w blockchainie, ich zmiana staje się niezwykle trudna.

Blockchain to protokół programowy podobny do protokołu SMTP w poczcie elektronicznej. Jednak blockchainy nie mogą działać bez internetu i są czasami nazywane metatechnologią, ponieważ wpływają na inne technologie. Pełny stos obejmuje bazę danych, aplikację programową, sieć połączonych komputerów oraz mechanizm konsensusu.

Czasami termin ten odnosi się konkretnie do Bitcoin Blockchain lub Ethereum Blockchain, a czasem także inne waluty wirtualne, tokeny cyfrowe lub rozproszone rejestry przedsiębiorstw. W każdym przypadku podstawową ideą jest współdzielony rekord, który można tylko dodać i który jest replikowany przez wielu uczestników.

Czym Blockchain NIE jest

Zanim zagłębimy się w szczegóły, warto wyjaśnić kilka uporczywie powtarzających się błędnych przekonań:

• Blockchain nie Bitcoin, ale za tym stoi technologia Bitcoin.
• Bitcoin jest tokenem cyfrowym, a blockchain to księga rachunkowa, która przechowuje track osób, które są właścicielami tych tokenów.
• Nie możesz mieć Bitcoin bez blockchaina, ale możesz mieć blockchain bez Bitcoin.
• Blockchain nie zawsze jest anonimowy. Większość publicznych łańcuchów jest pseudonimowa, co oznacza, że ​​adresy są widoczne nawet wtedy, gdy prawdziwe tożsamości nie są widoczne.

Blockchain Architektura

Przyjrzyjmy się teraz architekturze blockchain, rozbijając ją na podstawowe komponenty.

Co to jest blok?

Blockchain to łańcuch bloków zawierających informacje. Dane przechowywane w bloku zależą od rodzaju blockchaina.

Na przykład, Bitcoin blok zawiera informacje o nadawcy, odbiorcy i liczbie przesłanych bitcoinów.

Bitcoin Blokować

Pierwszy blok w łańcuchu nazywa się Blok GenesisKażdy nowy blok jest połączony z poprzednim blokiem, tworząc łańcuch.

Zrozumienie skrótu SHA-256

Każdy blok ma również hash. Hash można rozumieć jako odcisk palca, który jest unikalny dla każdego bloku. Identyfikuje on blok i całą jego zawartość i jest zawsze unikalny, tak jak odcisk palca. Po utworzeniu bloku, każda zmiana w jego obrębie spowoduje zmianę hasha.

Co to jest skrót SHA-256

Skrót jest zatem bardzo przydatny, gdy chcesz wykryć zmiany. Jeśli odcisk palca bloku ulegnie zmianie, nie będzie on już reprezentował tego samego bloku.

Każdy blok przechowuje:

1. Dane
2. Haszysz CBD
3. Skrót poprzedniego bloku

Rozważmy poniższy przykład, gdzie mamy łańcuch trzech bloków. Pierwszy blok nie ma poprzednika, więc nie przechowuje skrótu poprzedniego bloku. Blok 2 zawiera skrót bloku 1, a blok 3 zawiera skrót bloku 2.

Każdy blok zawiera skrót poprzedniego bloku. To właśnie ta technika sprawia, że ​​blockchain jest tak bezpieczny. Oto jak to działa.

Załóżmy, że atakujący zmienia dane w bloku 2. Skrót bloku 2 również ulega zmianie. Jednak blok 3 nadal przechowuje stary skrót bloku 2, co sprawia, że ​​blok 3 i każdy kolejny blok są nieważne, ponieważ skróty z poprzednich bloków nie są już zgodne.

Dlatego zmiana jednego bloku może szybko spowodować unieważnienie każdego kolejnego bloku.

Mechanizmy konsensusu: Proof of Work i Proof of Stake

Hasze to doskonały mechanizm zapobiegający manipulacjom, ale współczesne komputery potrafią obliczyć setki tysięcy haszy na sekundę. W ciągu kilku minut atakujący mógłby zmodyfikować blok, a następnie przeliczyć wszystkie hasze pozostałych bloków, aby łańcuch znów wyglądał na poprawny.

Aby temu zapobiec, blockchainy wykorzystują mechanizm konsensusu. Dwie najpopularniejsze rodziny to Proof of Work i Proof of Stake.

Dowód pracy (PoW) to łamigłówka obliczeniowa, której rozwiązanie wymaga znacznego wysiłku, ale wynik można szybko zweryfikować. W przypadku BitcoinObliczenie wymaganego dowodu pracy (proof of work) potrzebnego do dodania nowego bloku do łańcucha zajmuje średnio około 10 minut. Gdyby haker chciał zmodyfikować blok 2, musiałby ponownie obliczyć dowód pracy dla tego bloku i każdego kolejnego.

Dowód stawki (PoS) jest nowszym podejściem stosowanym przez Ethereum, Solana, Cardanoi większość nowoczesnych łańcuchów warstwy 1. Walidatorzy blokują, czyli stakują, natywne tokeny, aby uzyskać prawo do proponowania i walidacji bloków. Ethereum ukończono The Merge we wrześniu 2022 r., zastępując Proof of Work protokołem Proof of Stake i zmniejszając zużycie energii w sieci o około 99.95 procent.

Bez względu na to, czy łańcuch wykorzystuje PoW czy PoS, połączenie hashowania i konsensusu zapewnia bezpieczeństwo łańcucha bloków.

Rozproszona sieć P2P

Blockchainy zabezpieczają się również dzięki swojej rozproszonej strukturze. Zamiast centralnej jednostki zarządzającej łańcuchem, blockchainy wykorzystują rozproszoną sieć peer-to-peer, do której może dołączyć każdy. Gdy uczestnik dołącza do sieci, otrzymuje pełną kopię blockchaina, a każdy komputer jest nazywany… węzeł.

Gdy użytkownik tworzy nowy blok, jest on rozsyłany do wszystkich węzłów w sieci. Każdy węzeł weryfikuje blok, aby upewnić się, że nie został zmodyfikowany. Po weryfikacji każdy węzeł dodaje blok do swojej kopii łańcucha.

Węzły w sieci tworzą zgodaUzgadniają, które bloki są prawidłowe, a które nie. Węzły odrzucą bloki, które wyglądają na naruszone.

Aby skutecznie manipulować blockchainem, atakujący musiałby:

1. Manipuluj każdym blokiem łańcucha.
2. Powtórz dowód pracy lub ponownie ustal wymagany udział walidatora dla każdego bloku.
3. Przejmij kontrolę nad ponad 50 procentami sieci peer-to-peer.

W przypadku dużego łańcucha publicznego taka kombinacja jest praktycznie niemożliwa, dlatego też blockchainy uważa się za tak bezpieczne.

Jak działa technologia Blockchain?

Proces transakcji w łańcuchu bloków

Typowa transakcja w blockchainie przebiega w czterech podstawowych krokach.

Krok 1) Użytkownik żąda transakcji. Transakcja może obejmować kryptowalutę, inteligentną platformętracts, rekordów lub innych informacji.

Krok 2) Żądana transakcja jest rozgłaszana do sieci węzłów typu peer-to-peer.

Krok 3) Sieć węzłów weryfikuje transakcję i status użytkownika, wykorzystując znane algorytmy konsensusu, takie jak Proof of Work lub Proof of Stake.

Krok 4) Po zatwierdzeniu transakcja jest łączona z innymi w nowy blok, który następnie jest dodawany do istniejącego łańcucha w sposób trwały i niezmienny.

Dlaczego potrzebujemy technologii blockchain?

Oto kilka najważniejszych powodów, dla których technologia blockchain stała się tak popularna.

Sprężystość: Blockchainy wykorzystują architekturę replikowaną. Łańcuch działa nawet wtedy, gdy wiele węzłów jest niedostępnych lub zostaje zaatakowanych, ponieważ większość węzłów nadal posiada prawidłową kopię.

Redukcja czasu: W branży finansowej blockchain umożliwia szybsze rozliczanie transakcji, ponieważ eliminuje długi proces weryfikacji, rozliczeń i rozliczeń. Pojedynczy, uzgodniony rejestr jest współdzielony przez wszystkie strony zainteresowane.

Niezawodność: Blockchain certyfikuje i weryfikuje tożsamość zainteresowanych stron. Pozwala to wyeliminować duplikaty rekordów, obniżyć koszty operacyjne i przyspieszyć transakcje.

Transakcje niezmienne: Rejestrując transakcje w kolejności chronologicznej, blockchain gwarantuje niezmienność wszystkich operacji. Po dodaniu bloku do łańcucha nie można go usunąć ani po cichu zmodyfikować.

Zapobieganie oszustwom: Udostępnianie informacji i konsensus sieciowy zapobiegają stratom spowodowanym oszustwami i defraudacjami. W branżach logistycznych blockchain funkcjonuje jako system monitorowania w czasie rzeczywistym, który redukuje koszty.

Bezpieczeństwo: Atak na tradycyjną bazę danych oznacza zniszczenie konkretnego celu. W przypadku rozproszonej bazy danych Ledger Technologia ta sprawia, że ​​każda ze stron posiada kopię oryginalnego łańcucha, dzięki czemu system pozostaje sprawny nawet w przypadku awarii wielu węzłów.

Przejrzystość: Zmiany wprowadzane w publicznych blockchainach są widoczne dla wszystkich, co zapewnia dużą przejrzystość i sprawia, że ​​transakcje podlegają audytowi.

Współpraca: Technologia blockchain umożliwia stronom dokonywanie transakcji bezpośrednio między sobą, bez konieczności korzystania z pośredników trzecich.

Decentralizacja: Standardowe zasady regulują sposób, w jaki każdy węzeł wymienia się informacjami blockchain, dzięki czemu wszystkie transakcje są weryfikowane i dodawane w spójnej kolejności.

Wersje Blockchaina

Przyjrzyjmy się najważniejszym okresom rozwoju technologii blockchain.

Wersje Blockchaina

Blockchain 1.0: waluta

Wdrożenie rozproszonego Ledger Technologia doprowadziła do pierwszego oczywistego zastosowania, którym była kryptowaluta. Umożliwiło to przeprowadzanie transakcji finansowych w oparciu o technologię blockchain, głównie w zakresie walut i płatności. Bitcoin jest najbardziej widocznym przykładem w tym segmencie.

Blockchain 2.0: Inteligentne oszustwotracts

Następna fala wprowadziła inteligentne rozwiązaniatracts, małe programy działające w blockchainie. Wykonują się automatycznie i weryfikują z góry określone warunki, takie jak ułatwienie, weryfikacja lub egzekwowanie umowy. Inteligentne rozwiązaniatracczęsto zastępują lub przynajmniej automatyzują części tradycyjnych systemówtracts.

Blockchain 3.0: aplikacje zdecentralizowane

DApp to skrót od „decentralized application” (zdecentralizowana aplikacja). Logika zaplecza aplikacji DApp działa w zdecentralizowanej sieci peer-to-peer. Aplikacja DApp może mieć front-end napisany w dowolnym standardowym języku, który odwołuje się do jej zaplecza opartego na blockchainie, co w koncepcji przypomina tradycyjną aplikację internetową lub mobilną.

Blockchain 4.0: integracja przedsiębiorstwa i sztucznej inteligencji

Najnowsza fala koncentruje się na skalowalności klasy korporacyjnej, interoperacyjności między łańcuchami i integracji ze sztuczną inteligencją. Przykłady obejmują tokenizowane zasoby rzeczywiste, konsolidacje warstwy 2 w Ethereum, cyfrowe waluty banków centralnych oraz wykorzystanie technologii blockchain do rejestrowania weryfikowalnego pochodzenia danych szkoleniowych sztucznej inteligencji i wyników modeli.

Warianty Blockchaina

Publiczne

W publicznym blockchainie rejestry są widoczne dla wszystkich użytkowników internetu. Każdy może zweryfikować i dodać blok transakcji, a sieć zazwyczaj oferuje uczestnikom zachęty w postaci tokenów. Bitcoin oraz Ethereum są łańcuchami publicznymi.

Prywatne

Prywatny blockchain funkcjonuje w ramach jednej organizacji. Pozwala on tylko określonym osobom w tej organizacji na weryfikację i dodawanie bloków transakcji, a dostęp do odczytu może być w razie potrzeby ograniczony.

Konsorcjum Projektu

W blockchainie konsorcjum tylko grupa autoryzowanych organizacji może weryfikować i dodawać transakcje. Rejestr może być otwarty lub ograniczony do wybranych grup. Blockchainy konsorcjum są powszechne w branżach takich jak bankowość, transport morski i inne.pingi opieki zdrowotnej.

Przypadki użycia Blockchain

Technologia blockchain jest obecnie wykorzystywana w wielu sektorach, co przedstawia poniższa tabela.

Branża	Stosowanie
rynki	Billmonitorowanie i przesyłanie danych Zarządzanie kwotami w sieciach łańcucha dostaw Tokenizowane aktywa ze świata rzeczywistego
Rząd	Transnarodowe usługi spersonalizowanego zarządzania Głosowanie i emisja obligacji peer-to-peer Digityzacja oszustwatracts i dowód własności w przypadku przelewów Rejestr i tożsamość Usługa teleadwokata Rejestracja i wymiana IP Pokwitowania podatkowe, usługi notarialne i rejestr dokumentów
Internet przedmiotów (Internet przedmiotów)	Sieci czujników rolniczych i dronów Inteligentne sieci domowe Zintegrowana infrastruktura inteligentnego miasta Pojazdy autonomiczne Spersonalizowane roboty i drony Digiasystenci tal
Zdrowie	Zarządzanie danymi Powszechna elektroniczna dokumentacja medyczna Wspólne dane ilościowe dotyczące samego siebie Analiza strumienia dużych danych dotyczących zdrowia Digiportfel zdrowia psychicznego i inteligentna własność Żetony zdrowia i rozwój osobistytracts
Nauka i sztuka	Superkomputery Analiza tłumu Zasoby peer-to-peer Digipochodzenie tal dla dzieł sztuki i przedmiotów kolekcjonerskich
Finanse i Rachunkowość	Digipłatność w walucie tall Płatności i przekazy pieniężne Zdecentralizowane rynki kapitałowe Rachunkowość międzywydziałowa Rozliczenia, handel i instrumenty pochodne Księgowyping

Ważne rzeczywiste przypadki użycia Blockchain

1. Dubaj: Inteligentne miasto

W 2016 roku biuro Smart Dubai wprowadziło strategię blockchain. Dzięki tej technologii przedsiębiorcy i deweloperzy mogą nawiązywać kontakt z inwestorami i wiodącymi firmami. Celem jest wdrożenie systemu opartego na blockchain, który będzie wspierał wiele branż i pomoże uczynić Dubaj najszczęśliwszym miastem na świecie. Jeśli chcesz rozwijać karierę w tej dziedzinie, możesz dowiedzieć się więcej. jak zostać programistą blockchain.

2. Zachęcaj do utrzymania klientów

Incent to usługa typu Consumer Retention as a Service oparta na technologii blockchain. Jest to program lojalnościowy, który generuje tokeny dla firm w ramach sieci partnerskiej. Tokeny są wymieniane natychmiast i można je przechowywać w portfelach cyfrowych na telefonie lub uzyskać do nich dostęp za pośrednictwem przeglądarki.

3. Blockchain dla pomocy humanitarnej

W styczniu 2017 roku Światowy Program Żywnościowy ONZ rozpoczął projekt o nazwie Building Blocks w regionie Sindh w Pakistanie. Dzięki technologii blockchain beneficjenci otrzymywali pieniądze i żywność, a każda transakcja była rejestrowana w blockchainie, co zapewnia bezpieczeństwo i transparentność.

4. Bank centralny DigiWaluty tal

Kraje takie jak Chiny, Brazylia i Unia Europejska prowadzą pilotaże cyfrowych walut banków centralnych w oparciu o technologię blockchain lub infrastrukturę inspirowaną blockchainem. Projekty te mają na celu modernizację płatności przy jednoczesnym zachowaniu kontroli nad polityką banku centralnego.

Bitcoin Kryptowaluta: najpopularniejsze zastosowanie technologii blockchain

Co to jest Kryptowaluta?

Kryptowaluta to środek płatniczy podobny do tradycyjnych walut, takich jak dolar amerykański, ale służy do wymiany informacji cyfrowych w oparciu o zasady kryptografii. Kryptowaluta to waluta cyfrowa, zaliczana do podgrupy walut alternatywnych i wirtualnych.

Kryptowaluta to instrument na okaziciela oparty na kryptografii cyfrowej. Posiadacz waluty jest jej właścicielem, a tożsamość właściciela nie jest nigdzie rejestrowana. W 1998 roku Wei Dai opublikował B-Money, anonimowy, rozproszony elektroniczny system gotówkowy, który zainspirował późniejsze projekty.

Czym jest Bitcoin?

Bitcoin została założona w 2009 roku przez nieznaną osobę lub grupę posługującą się pseudonimem Satoshi Nakamoto. Bitcoin to technologia peer-to-peer, która nie jest zarządzana przez żaden organ centralny ani bank. Emisja i zarządzanie transakcjami są realizowane zbiorczo przez sieć.

Obecnie jest to dominująca kryptowaluta na świecie. Bitcoin Jest to oprogramowanie typu open source przeznaczone dla ogółu społeczeństwa, co oznacza, że ​​nikt go nie posiada ani nie kontroluje. Całkowita podaż jest ograniczona do 21 milionów monet. Bitcoin pozostaje największą kryptowalutą pod względem kapitalizacji rynkowej w 2026 roku.

Każdy może korzystać Bitcoin bez konieczności płacenia wysokich opłat za przetwarzanie, a nadawca i odbiorca dokonują transakcji bezpośrednio, bez korzystania z pomocy osób trzecich.

Blockchain i Bitcoin

Blockchain to technologia, która za tym stoi Bitcoin. Bitcoin jest tokenem cyfrowym, a blockchain to księga rachunkowa, która przechowuje track osób, które są właścicielami tych tokenów. Nie możesz mieć Bitcoin bez blockchaina, ale możesz mieć blockchain bez niego Bitcoin.

Inne popularne kryptowaluty to:

• Ethereum (teraz Proof of Stake)
• Solana
• Cardano
• XRP
• Bitcoin Gotówka
• Litecoin

Blockchain kontra wspólna baza danych

Blockchain kontra wspólna baza danych

Parametry	Blockchain	Udostępniona baza danych
Specjaliści ds. operacyjnych	Tylko wstaw	Twórz, czytaj, aktualizuj i usuwaj
Replikacja	Pełna replikacja na każdym urządzeniu równorzędnym	Master-slave lub multi-master
Zgoda	Większość uczestników musi się zgodzić co do wyniku transakcji	Rozproszone transakcje z wykorzystaniem zatwierdzania dwufazowego lub Paxos
Walidacja	Globalne zasady obowiązują w całym blockchainie	Tylko lokalne ograniczenia integralności
Disintermediation	Dozwolony	Niedozwolone
Poufność	Konfigurowalne, często pseudonimowe	Nie jest w pełni poufne
Krzepkość	Bardzo wytrzymały	Less krzepki

Mity na temat technologii blockchain

Mit	Rzeczywistość
Rozwiązuje każdy problem	Nie, to jest jeden typ bazy danych z określonymi kompromisami
Technologia bez zaufania	Może zmieniać i rozprowadzać zaufanie
Całkowicie bezpieczne	Koncentruje się na integralności, a nie na poufności
Inteligentny ztracts są zawsze legalne	Wykonują tylko fragmenty pewnych legalnych oszustwtracts
Niezmienny	Zapewnia silną probabilistyczną niezmienność
Zawsze marnuje prąd	Łańcuchy Proof of Stake takie jak Ethereum zużywają bardzo mało energii
Z natury nieskalowalny	Nowoczesne sieci warstwy 2 i modułowe łańcuchy skalują się do tysięcy transakcji na sekundę

Zastosowania technologii Blockchain

Oto kilka typowych zastosowań technologii blockchain.

• Służy do tworzenia bezpiecznego i przejrzystego cyfrowego rejestru wszystkich transakcji.
• Umożliwia instytucjom stworzenie zabezpieczonego przed manipulacją zapisu osiągnięć akademickich, do którego dostęp mają studenci i nauczyciele.
• Służy do stworzenia efektywniejszego systemu obrotu papierami wartościowymi.
• Pożyczkodawcy wykorzystują technologię blockchain do realizacji pożyczek zabezpieczonych za pomocą inteligentnych rozwiązańtracts.
• Wykorzystanie technologii blockchain do rejestrowania transakcji dotyczących nieruchomości może zapewnić bezpieczniejszą metodę weryfikacji i przenoszenia własności.
• Służy do keeping weryfikowalne atrybuty tożsamości, takie jak data urodzenia w rejestrze publicznym.
• Technologia blockchain jest wykorzystywana w logistyce do: track pozycji przemieszczających się w sieci łańcucha dostaw.
• Jest coraz częściej stosowany do weryfikacji pochodzenia danych szkoleniowych sztucznej inteligencji i autentyczności wyników modelu.

Ograniczenia technologii blockchain

Blockchain jest potężny, ale nie jest rozwiązaniem idealnym. Oto najczęstsze ograniczenia, o których warto wiedzieć.

Wyższe koszty: Węzły dążą do osiągnięcia większych korzyści za realizację transakcji na rynku, na którym obowiązuje zasada popytu i podaży.

Wolniejsze transakcje: Węzły priorytetowo traktują transakcje oferujące większe nagrody, co może powodować narastanie zaległości w okresach szczytowego zapotrzebowania.

Mniejszy Ledgers: Nie zawsze jest możliwe utrzymanie pełnej kopii łańcucha bloków, co może mieć wpływ na niezmienność i konsensus w przypadku lekkich węzłów.

Koszty transakcji i prędkość sieci: Koszt transakcji Bitcoin jest znacznie wyższa od niemal darmowych opłat promowanych w początkowych latach istnienia programu.

Ryzyko błędu: Zawsze istnieje ryzyko błędu, gdy w grę wchodzą ludzie. Jeśli blockchain służy jako baza danych, wszystkie przychodzące dane muszą być wysokiej jakości, ponieważ błędy rozprzestrzeniają się szeroko.

Wykorzystanie zasobów: Każdy węzeł obsługujący blockchain Proof of Work musi utrzymywać konsensus, co zużywa energię. Łańcuchy Proof of Stake znacznie zmniejszyły ten ślad.

Rada Blockchain

Rada Blockchain Oferuje certyfikaty z zakresu technologii blockchain przeznaczone dla osób, które chcą rozpocząć karierę w tej dziedzinie. Certyfikaty wymagają dogłębnej znajomości podstawowych koncepcji blockchain i koncentrują się na Cordzie, inteligentnych rozwiązaniach.tracAplikacje ts, Hyperledger i Quorum.

Certyfikaty Blockchain Council są przydatne w branżach takich jak marketing cyfrowy, opieka zdrowotna i łańcuch dostaw. Szkolenia i certyfikaty są cenne dla przedsiębiorstw, firm i indywidualnych deweloperów, którzy chcą wdrożyć technologię blockchain w tradycyjnych systemach operacyjnych.

Certyfikaty oferowane przez Blockchain Council obejmują:

• Certyfikowany ekspert Blockchain
• Certyfikowany ekspert Cordy
• Certyfikowana Corda ArchiTECT
• Certyfikowany programista Blockchain
• Certyfikowany specjalista ds. bezpieczeństwa blockchain
• Certyfikowany Smart Contract Deweloper
• Certyfikowani Bitcoin Ekspert
• Certyfikowani Ethereum Ekspert

Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak stworzyć własną kryptowalutę, oto darmowy samouczek, który warto sprawdzić: Jak stworzyć własną kryptowalutę?.

FAQ