МСУ , Глава 8 Конституции и что такое децентрализация ?
Привет!
Привет и добро пожаловать на канал SCALING WEB 3 (S-W-3)!
Многие процессы в реальной и виртуальной жизни - это коллаборация их участников. Как правило есть цель такого сотрудничества, есть вклад в общее дело конкретного участника или целой группы и подход как таким процессом управлять. Глобально выделяют 2 подхода к управлению - централизованный и децентрализованный.
Первый , централизованного подход, появился исторически давно. Управление происходит из Центра, присутствует иерархия - есть центральный орган управления (Великий Князь) и подчиненные объединения. При этом у них есть свои процессы, зона ответственности и результаты работы.
Сегодняшняя гос структура централизована, но есть и органы местного самоуправления (МСУ). Глава 8 Конституции РФ определяет их полномочия так:
«…самостоятельно управляют муниципальной собственностью, формируют, утверждают и исполняют местный бюджет…»
«…могут наделяться законом отдельными государственными полномочиями с передачей необходимых для их осуществления материальных и финансовых средств. Реализация переданных полномочий подконтрольна государству…»
Очевидно, централизация противопоставляется децентрализации.
Обозначим признаки децентрализации сразу в отношении WEB 3 и дадим такие вводные:
🔸Есть участники, взаимодействующие друг с другом в интернет среде (в контексте это блокчейн сеть);
🔸Процесс взаимодействия участников контролируется протоколом, т.е. правилами, по которым надо работать друг с другом ;
🔸Результаты совместной работы общедоступны, в виде распределенного реестра операций.
Признаки такой децентрализованной сети следующие :
🔹 отсутствие доверия. Участник не обязан доверять никому в сети, но при этом он имеет доступ к результатам того, что в этой сети происходит
🔹 децентрализованное управление. Технический контроль в сети передан децентрализованным группам участников, это позволяет снизить влияние (или вероятность подкупа) отдельной группы при принятии решений. Это один из постулатов децентрализованных автономных организаций («DAO») (ССЫЛКА на ПОСТ!)
🔹 децентрализованное хранилище данных. Каждый узел сети имеет доступ к собственной копии базы данных , т.е. доступ к копии реестра операций, которые в этой сети выполнены, причем в режиме реального времени. см.Схему
🔹децентрализованная нагрузка. Нет единой точки контроля обработки операций , т.к. считается что обработка распределена между узлами этой сети.
🔹наличие консенсуса. Описание протокола взаимодействия доступно всем участникам сети, внести в него изменения или нарушать его правила можно только при согласии большего количества участников - поиске консенсуса. Создается юридическая децентрализация, когда нет заинтересованных лиц в управленческих решениях конкретного лица или группы и нет информационной асимметрии , т.е. ситуации, в которой одна группа владеет необходимой для ведения дел информацией, а другая группа – не владеет.
ПО, построенное на принципах централизации, часто ассоциируют с проприетарным из-за монополии на право его переиспользовать и изменять, т.е. оно практически всегда не open-source. Децентрализованные продукты (приложения, платформы и блокчйен сети) наоборот стараются быть открытыми, имеют доступный для пользователей программный код и протокол. Тенденция к передаче контроля от компании-разработчика к Сообществу пользователей по мере повышения безопасности сети считается «прогрессивной децентрализацией».
Иногда вместе с децентрализацией упоминается распределённость, но между понятиями есть различия. Распределённость сети говорит о распределении ее нагрузки сети между участниками (узлами) для выравнивания производительности . Но это не означает, что эти распределенные узлы не находятся под контролем одного органа управления. (Пример - сети АЗС) Схема различия децентрализации, централизации и распределённости
Интересные свойства децентрализованной сети :
ℹ️ Безопасность сети растёт при увеличении количества ее пользователей , т.к. каждый новый член увеличивает цепочку согласования правил работы сети. Тем не менее , риск «Атаки 51%» сохраняется;
ℹ️ Производительность сети снижается при увеличении количества операций в ней. Это следует из того, что каждая операция должна быть провалидирована определёнными узлами сети, создаётся очередь на обработку.
Эксперты отмечают, что Централизованные платформы способны развиваться именно за счет прямых инвестиций в их разработку. В долгосрочной перспективе это их минус, т.к. развитие завершается с уходом инвесторов.
Децентрализованные платформы порой технически несовершенны, но строятся и подпитываются взаимным интересом пользователей развивать такую платформу, а это в долгосрочной перспективе важнее. Такую взаимосвязь иллюстрирует График.
Развитие децентрализации началось в эпоху Web1, пользователи сами и создавали и управляли контентом (в 1 посте мы говорили об этом).
Возможно мы увидим это снова.
О том, из чего в данный момент состоит WEB-3 поговорим в следующих постах.
Спасибо за внимание.
Telegram канал: SCALING WEB 3
2 выпуск Scaling Web 3. WEB 3 и его признаки
Привет!
Привет и добро пожаловать на канал SCALING WEB 3 (S-W-3)!
В прошлом посте мы говорили о становлении и развитии WEB, сегодня говорим о его признаках.
Думаю не стоит давать чёткого определения WEB 3, каждый сформулирует его сам после погружения в материал или уже на практике. Ниже поговорим о том , какие признаки имеет WEB3.
Эксперты из Ethereum выделяют такие признаки:
🔹 право собственности
Сегодня мы можем оплатить в интернете вещь из реального мира , а можем купить цифровой продукт (цифровой актив). В онлайн играх мы оплачиваем апгрейд оружия, силу игрока, или даже приобретаем саму игру на гейм площадке . Важно, что эти цифровые продукты привязываются к нашему аккаунту игры и отсюда возникают следующие ограничения :
- Право использования такого цифрового продукта ограничено такой гэйм площадкой или игрой. Нельзя продать игру или обменять ее на другую на сторонних гейм площадках,
- Если разработчик игры или гейм платформы удалит или деактивирует ваш аккаунт , это будет означать потерю ваших цифровых продуктов (активов).
В Web3 вопрос собственности решает токен-сертификат, закрепляющий за его держателем право на собственность конкретного цифрового объекта. Сейчас эту категорию представляют NFT токены, подробнее о них - в отдельном посте.
🔹 отсутствие цензуры
Ethereum приводят в пример кейс OnlyFans:
В августе 2021 года OnlyFans объявили о возможном запрете контента определенного типа. Это вызвало возмущение тех, кто его создаёт , так как это означало резкое снижение их заработка на этой платформе. После негативной реакции решение было быстро отменено.
В Web3 созданный контент хранится отдельно от платформы, для которой он был сделан. Он хранится в сети Блокчейн , он децентрализован (то есть в этом случае может быть перенесён на другую площадку) и не может быть подвернут цензуре.
🔹децентрализованные автономные организации (DAO)
Право собственности на цифровые активы или данные может быть коллективным и распределяться между участниками в соответствии с размеров их вклада. Можно провести параллель с вкладами акционеров. Различные объединения в WEB 3 определяются как Децентрализованные автономные организации (DAO). Позиционируется что у DAO не бывает физического адреса, управленческих должностей в структуре, а принятие решений выстроено через согласованные смарт-контракты. Пользователи с цифровыми активами голосуют за то, как расходуются ресурсы DAO, и программный код смарт-контракта автоматически контролирует результаты голосования.
🔹 идентичность
Сейчас для самоидентификации себя на разных платформах мы создаем отдельные профили и учетные записи. В Ethereum предполагает использовать ENS-имя, которое должно позволить:
- обеспечить кроссплатформенность и единую идентификацию в большинстве сетей блокчейн (пока именно Ethereum).
-связать и хранить адреса нескольких крипто кошельков пользователя, что позволит принимать платежи в любой криптовалюте.
--К ENS-имени можно добавить аватар и информацию о себе для идентификации по всей сети (в данном случае - Ethereum).
🔹Нативные платежи
В Web2 обработка, и что важно подтверждение платежей, выполняет сервис банка или платежная система. Web3 использует цифровые деньги, их перевод или оплата ими услуг выполняется без подтверждения третьей стороны.
Компания Binance выделяет еще такие признаки WEB 3:
🔹 семантическая разметка и ИИ
Для WEB 3 важны механизмы искусственного интеллекта (ИИ) и семантической паутина. ИИ — ключ к превращению контента, созданного людьми, в машиночитаемые данные. За счёт внедрения большого количества машинно-читаемых элементов программные алгоритмы учатся понимать то, что написано на веб-странице, анализируют метаданные , строятся связи между инфоблоками (типа «предмет — вид взаимосвязи — другой предмет») и делают логические заключения. Семантическая паутина работает параллельно с обычной Всемирной паутиной и на её основе, используя протокол HTTP и идентификаторы ресурсов URI.
🔹 блокчейн, криптовалюты
Многие эксперты считают, что WEB 3 это эко система, построенная прежде всего на блокчейн сетях. Важно, что Блокчейн сеть контролирует соблюдение правил между участниками сети. Добавление нового функционала и внесение изменений происходит только при согласовании всех участников (механизм консенсуса), а результаты операций (статус, состояние) доступны для отслеживания всем в равной степени.
Уже сегодня в WEB 3 есть разные блокчейн сети, они могут работать поверх друг друга или параллельно (парачейн) , разработчики их учат «общаться» между собой (создаются межсетевые мосты для передачи данных между блокчейн сетями, CCIP).
Криптовалюта выступает как финансовый стимул для всех, кто подтверждает финоперации в блокчейн сети (майнеры), участвует в голосовании за их валидность (валидаторы), ну и конечно криптовалюта используется для peer-to-peer платежей.
🔹3D-визуализация
WEB 3 ориентируется на трехмерный дизайн , 3D-среды и виртуальную реальность.
Путеводители по музеям, компьютерные игры, геопространственные карты - примеры этого.
Мы упоминали децентрализацию. Почему многие считают это революцией поговорим в следующем посте.🔜
Спасибо за внимание.
Telegram канал: SCALING WEB 3
ПРЕАМБУЛА и становление WEB
Привет и добро пожаловать на канал SCALING WEB 3 (S-W-3)!
Именно сейчас важно оставаться в актуальном инфополе, знать о мировых тенденциях и практиках. Есть технологии , которые очевидно меняют мир и социальную среду вокруг себя ,
одна из них - WEB 3.
На этом канале мы будем агрегировать фундаментальное и важное о WEB 3 - основы, архитектура и бизнес решения, тренды рынка и тенденции в разработке.
1 выпуск.
ПРЕАМБУЛА и становление WEB
Сейчас мы находимся в точке развития WEB 3 (веб3.0, w3). Давайте постараемся понять что это и какими свойствами обладает. Часть ответа в самой аббревиатуре.
«Web» подразумевает интернет среду, где люди работают и общаются. Интернет-среда есть всё то, за счёт чего она построена и что является ее результатом ее работы:
- инфраструктура и оборудование,
- сетевая архитектура, протоколы работы с данными,
- инструменты веб разработки,
- веб-приложения, и др.
цифра «3» говорит об итерации или этапе, который интернет среда проходит.
Все составляющие Web модернизируются чтобы повысить качество работы при росте сложности запросов пользователей.
Итак, в 90-х годах основой Web 1 стали статичные веб-сайты , пользователи часто управляли ими сами. Чтение информации было главной веб-активностью , но скорость загрузки страницы была низкой, не было интерактивности и мультимедиа контента. пример веб страницы из прошлого.
Переход к высокоскоростному интернету и широкополосным сетям стал триггером для следующего этапа - Web 2. Улучшались веб инструменты - Ajax ускорил загрузку контента на сайте, Flash дал старт анимации и веб-мультимедиа. То, что мы сейчас активно используем - браузеры, соцсети, банковские приложения, сервисы доставки, видеохостинги и пр. есть результат глобального развития Web2.
Давайте зафиксируем паттерны интернет среды сегодняшнего дня:
- Мы общаемся через мессенджеры, ищем информацию и заказываем услуги, при этом всегда есть посредник (middleman) - сервис, который и собирает и управляет данными о нас. Наша сетевая активность коллекционируется чтобы приложения понимали наши запросы «с полуслова» , в т.ч. за счет машинного обучения. В лицензионных соглашениях сервисов разъясняется какие данные будут собраны, но контролировать как эти данные будут использоваться, и тем более претендовать на них практически невозможно.
- Мы публикуем фото, видеообзоры и статьи на платформах и это можно считать объектами нашего интеллектуального труда. При этом владелец платформы имеет право ограничить доступ и к профилю и к данным. Прав на интеллектуальную собственность практически нет.
- Собранные и созданные данные находятся в централизованном хранилище Владельца платформы, сервиса или веб-сайта. Если злоумышленник получает доступ к хранилищу данных, он автоматически становится их владельцем, далее используя их в коммерческих целях.
Очевидно, что большие данные центрируются на крупных платформах, а связь пользователей в сети обеспечивает некий посредник, отсюда и сам web 2 принято считать централизованным.
Есть мнение, что такое сосредоточение контента на конкретных веб-серверах снижает скорость его передачи пользователю. Количество веб-серверов, владеющих в моменте нужным контентом, меньше чем количество пользователей, которые хотят этот контент получить.
WEB 3 ориентирован на решение этой проблемы, а также на восстановление утраченных пользователя прав на контент, и не только.
О том, какие идеи заложены в WEB 3 расскажем в следующем посте.
А также о том - можно ли получить данные из космоса через IPFS, как связан выброс CO2 с NFT, совершит ли революцию децентрализация и можно ли научится договариваться обо всем через механизмы Консенсуса.
Спасибо за внимание.
Telegram канал: SCALING WEB 3
Adobe, Microsoft и Intel разработают стандарт подтверждения подлинности видео и фото
Консорциум компаний IT-отрасли, к которому примкнули Adobe, Microsoft, Intel, Twitter, Sony, Nikon, BBC и Arm, намеревается в ближайшие годы внедрить стандарт подтверждения подлинности фотографий и видеоматериалов, который предотвратит распространение ложной информации в глобальной сети. В основу механизма вполне предсказуемо будет положена блокчейн-технология.
По информации Nikkei Asian Review, отраслевой консорциум уже получил обозначение Coalition for Content Provenance and Authenticity (C2PA). Компания Adobe на правах разработчика популярных приложений для обработки фото и видео ожидает, что элементы механизмов проверки подлинности появятся уже в этом году. Через пару лет будет сформирована готовая экосистема, которая позволит контролировать подлинность фото- и видеоматериалов на всех этапах их жизненного цикла.
Как известно, современные нейронные сети позволяют создавать правдоподобные видео, которые могут быть использованы для распространения ложной информации, и у рядового пользователя не всегда достаточно опыта для разоблачения подлога. Коалиция компаний собирается разработать технический стандарт, который будет гарантировать отсутствие вмешательства в фото- и видеоматериалы при помощи технологии распределённых реестров, более известной как «блокчейн». Adobe работает над проблемой на протяжении двух с половиной лет, и предстоит сделать ещё многое, прежде чем все платформы смогут принять на вооружение эффективные механизмы проверки подлинности материалов.
Алексей Разин
Что такое блокчейн?
У этой базы данных есть некоторые особенности. Во-первых, данные блокчейна нельзя изменить. Это значит, что вы можете только добавить новую информацию — невозможно просто щелкнуть на ячейку и удалить или изменить в ней данные.
Во-вторых, каждая запись (называемая блоком) в базе данных криптографически связана с предыдущей записью. Проще говоря, каждая новая запись должна содержать своего рода цифровой отпечаток (хеш) последней записи.
Вот и все! Поскольку каждый новый отпечаток связан с последним, в итоге получается цепочка блоков. Или, на сленге крутых ребят, блокчейн.
Блокчейн неизменяем: если изменяется блок, то меняется отпечаток. И поскольку этот отпечаток входит в следующий блок, следующий блок тоже изменяется. А поскольку отпечаток этого блока... ну, вы поняли. В итоге получается эффект домино, а любое изменение становится очевидным. Вы не можете изменить какую-либо информацию незаметно для всех.
Это всё?
Впечатлены? Неудивительно. Ведь эта инновация — не просто какая-то громоздкая альтернатива Google Sheets. Любой может загрузить блокчейн и запустить его полную копию на своем компьютере. Все благодаря программному обеспечению, о котором мы упоминали ранее.
Предположим, что вы и ваши друзья Алиса, Дима, Катя и Вова запускаете программу. Вы говорите: «Я хочу отправить Диме пять монет». Вы отправляете эту команду всем остальным, но монеты не отправляются Диме сразу.
В это же время Катя решает отправить пять монет Алисе. Она также отправляет свою команду в сеть. В любой момент участник сети может собрать все команды, ожидающие исполнения, и создать блок.
Если блок может сделать любой человек, что мешает им жульничать?
Идея создать блок с командой «Дима платит мне миллион монет» кажется очень соблазнительной. Так же, как купить Lamborghini и шубу у Кати, совершая операции со средствами, которыми вы не владеете.
Но это так не работает. Благодаря криптографии, теории игр и того, что называется алгоритмом консенсуса, система не позволяет вам тратить средства, которых у вас на самом деле нет.
Вы все это уже знаете и просто хотите научиться торговле или инвестированию? Ну что же, тогда читайте следующую статью про торговлю криптовалютой!
А.С.Пушкин | Telegram | Yandex Zen | Pikabu
Блокчейн изнутри: как устроен биткоин. Разбираемся раз и навсегда человеческим языком. [ДЛИННОПОСТ]
Основы: зачем нам блокчейн?
Блокчейн был описан в статье Сатоши Накамото «Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System». Там всего на восьми страницах автор описал основы криптовалюты Биткоин, в основе которой лежал как раз алгоритм Блокчейна.
Блокчейн появился вместе с биткоином, но может использоваться независимо от него и даже модифицироваться. Любой может сделать свой блокчейн хоть у себя на ноутбуке.
Список, который нельзя изменить
Блокчейн — цепочка блоков или другими словами связный список. В таком списке каждая следующая запись ссылается на одну предыдущую и так по цепочке до самой первой. Как вагоны поезда, каждый тащит за собой следующий. По поводу списков есть годная статья Никиты Лихачева на TJ, где то же самое объяснено для совсем новичков. Аналогии отчасти взяты оттуда.
Разберем на примере.
Друзья Олега постоянно занимают у него деньги. Олег добр, но крайне забывчив. Через неделю он уже не помнит кто не вернул ему долг, но стесняется всех об этом расспрашивать. Потому однажды он решил положить этому конец, заведя у себя дома на доске список друзей, которым он занимал денег.
Теперь Олег всегда может подойти к доске и убедиться, что Макс всё вернул, а вот Ваня не отдает уже 700 рублей. Однажды Олег приглашает Ваню выпить к себе домой. Пока Олег отходит в туалет, Ваня стирает запись «Занял Ване 200 рублей» и вписывает вместо неё «Ваня отдал 500 рублей».
Доверявший своему списку Олег забывает про долг и теряет 700 рублей. Он решает как-то с этим бороться.
В прошлом году Олег ходил на курсы по программированию, где ему рассказали про хеширование. Он помнит, что любую строку можно превратить в однозначный набор символов — хеш, и изменение любого символа строки полностью изменит его.Добавление точки в конце изменило итоговый хеш до неузнаваемости — этим можно воспользоваться.
Олег берет общеизвестный хеш SHA-256 и хеширует им каждую запись, дописывая результат в конце. Теперь Олег может удостовериться, что его записи никто не изменял, захешировав их заново и сравнив с зелёненьким.
Но ЗЛОЙ РЮСЬКИЙ ИВАН тоже умеет в SHA-256 и легко может изменить запись вместе с её хешем. Особенно, если хеш написан прямо рядом на доске.
Потому для большей безопасности Олег решает хешировать не саму только запись, а складывать её вместе с хешем от прошлой записи. Теперь все следующие записи зависят от предыдущих. Если изменить хотя бы одну строчку, то придется пересчитать хеши всех остальных ниже по списку.
Так у Олега появляется личный связный список.
Но однажды Иван прокрадывается ночью, изменяет нужную ему запись и обновляет хеши для всего списка до конца. У него это занимает несколько часов, но Олег всё равно крепко спит и не слышит. На утро Олег обнаруживает абсолютно верный список — все хеши совпадают. Но Иван всё равно его обманул, хоть и потратил на это бессонную ночь. Как еще можно защититься от Ночного Ивана?
Олег решает как-то усложнить ему жизнь. Теперь для добавления новой записи в список, Олег будет решать связанную с ней сложную задачку, например математическое уравнение. Ответ он будет добавлять в итоговый хеш.
Олег силен в математике, но даже у него на добавление записи уходит по десять минут. Несмотря на это, потраченное время того стоит, ведь если Иван опять захочет что-то изменить, ему придется заново решать уравнения для каждой строки, а их могут быть десятки. На это уйдет куча времени, ведь уравнения каждый раз уникальны и связаны с конкретной записью.
Зато проверить список всё так же просто: сначала нужно как раньше сравнить хеши, а потом проверить решения уравнений простой подстановкой. Если всё сходится — список не изменен.
В реальности же с уравнениями не всё так хорошо: компьютеры слишком хорошо их решают, да и где хранить столько уникальных уравнений. Потому авторы блокчейна придумали более красивую задачу: нужно найти такое число (nonce), чтобы итоговый хеш всей записи начинался на 10 нулей. Такой nonce сложно найти, зато результат всегда можно проверить просто глазами.
Теперь Олег сверяет все хеши и дополнительно убеждаются, чтобы каждый начинался на оговоренное количество нулей. Хитрый Иван, даже вооружившись мощным ноутбуком, не успеет за ночь пересчитать все хеши так, чтобы они удовлетворяли условию — не хватит времени.
Такой список по сути и есть домашний блокчейн на коленке. Его безопасность гарантирована математиками, которые доказали, что эти хеши нельзя вычислить как-то быстрее, кроме как перебором. Такой перебор хешей к каждой записи и есть майнинг, о котором сегодня будет много и подробно.
Централизация доверия
Идея вести неподделываемый список «кто кому занимал» понравилась нашим друзьям. Они тоже не хотят запоминать кто за кого заплатил в баре и сколько еще остался должен — всё записано на стене. Вы обсудили идею и решили, что теперь вам нужен единый список на всех.
Но кому доверить вести столь важную бухгалтерию? Ведь когда дело касается денег — доверие выходит на первый план. Мы не доверим хранить свои деньги неизвестному. Наши предки для этого придумали банки, которым со временем стали доверять, потому что они подкреплёны лицензией, законами и страховкой Центрального Банка.
В кругу друзей все доверяют друг другу и можно просто выбрать на эту роль самого ответственного. Но что если вопрос касается незнакомых людей? Целого города, страны, или всего мира, как в случае с биткоином? Там вообще никто никому не может доверять.
Децентрализация: никто не доверяет никому
Так придумали альтернативный подход: хранить копию списка у каждого. Таким образом злоумышленнику придется не просто переписать один список, но и прокрасться в каждый дом и переписать списки там. А потом выяснится, что кто-то хранил у себя дома аж несколько списков, о чем никто не догадывался. Это и есть децентрализация.
Минусом такого подхода является то, что для внесения новых записей придется обзванивать всех остальных участников и сообщать каждому из них свежие изменения. Но если эти участники — бездушные машины, это перестаёт быть хоть какой-то проблемой.
В такой системе не существует единой точки доверия, а значит и возможности подкупа и жульничества. Все участники системы действуют согласно единому правилу: никто не доверяет никому. Каждый верит только той информации, которой располагает сам. Это главный закон любой децентрализованной сети.
Транзакции
Покупая доширак в магазине, вы вводите пин-код от своей карты, разрешая магазину спросить у банка есть ли у вас на счету 35 рублей. Другими словами, вы подписываете своим пин-кодом транзакцию на 35 рублей, которую банк подтверждает или отклоняет.
Наши записи типа «Занял Ване 500 рублей» — тоже транзакции. Но у нас нет банка, авторизующего автора транзакций. Как нам проверить, что Иван втихую не добавил запись «Макс должен Олегу 100500 рублей»?
В блокчейне для этого используется механизм публичных и приватных ключей, айтишники давно используют их для авторизации в том же SSH. Коротко о том, как работает эта сложная, но красивая математика: вы у себя на компьютере генерируете пару длинных простых чисел — публичный и приватный ключ. Приватный ключ считается супер-секретным, потому что может расшифровать то, что зашифровано публичным. Но наоборот тоже работает. Если вы расскажете публичный ключ всем друзьям, они смогут зашифровать им любое сообщение так, что прочитать его сможете только вы, так как владеете приватным. Но кроме этого у публичного ключа есть полезный эффект — с помощью него можно проверить, что данные были зашифрованы именно вашим приватным ключом, не расшифровывая при этом сами данные.
Простым пользователям, не желающим разбираться как выпускать и хранить приватные ключи, помогут сервисы онлайн-кошельков. Чтобы копировать длинные публичные ключи, там делают удобные QR-коды. Лично я пользуюсь Blockchain Wallet, потому что у него есть удобное мобильное приложение и он поддерживает две главные криптовалюты — BTC и ETH. Отсутствие понятия «баланса»
Мы находимся в децентрализованном интернете, где никому нельзя доверять. Транзакция подписывается приватным ключом и вместе с публичным ключом отсылается в специальное хранилище — пул неподтвержденных транзакций. Так любой участник сети может проверить, что именно вы были её инициатором, а не кто-то еще хочет расплатиться вашими деньгами.
Этим достигается открытость и безопасность сети. Если раньше за это отвечали банки, то в блокчейне за это отвечает математика.
Ваш публичный ключ и является номером крипто-кошелька. То есть вы можете завести кошелек любой криптовалюты вообще не выходя в сеть.
Отсутствие понятия «баланса»
Как и наша доска, блокчейн по сути состоит только из истории транзакций. Он не хранит баланс каждого кошелька, иначе бы нам пришлось изобретать дополнительные способы защиты.
Владение кошельком подтверждает только приватный ключ. Но как другие участники сети убедятся, что у меня есть достаточно денег для покупки?
Раз у нас нет баланса — это должны доказывать вы. Потому в транзакцию блокчейна входит не только ваша подпись и сколько вы хотите потратить, но и ссылки на предыдущие транзакции, в которых вы получили нужное количество денег. То есть если вы хотите потратить 400 рублей вы пробегаете по всей своей истории доходов и расходов, и прикрепляете к своей транзакции те доходы, где вам дали 100 + 250 + 50 рублей, тем самым доказывая, что у вас есть эти 400 рублей.
Каждый участник сети еще раз обязательно проверит, что вы не прикрепляли доходы дважды. Что те 300 рублей, что дал Макс на прошлой неделе, вы действительно еще не потратили.
Такие прикрепленные к транзакции доходы в блокчейне называются инпутами (input), а все получатели денег — аутпутами (output). Сумма всех инпутов редко бывает ровно такой, сколько вы хотите перевести за раз — потому один из аутпутов чаще всего будете вы сами. Другими словами транзакция в блокчейне выглядит как «мне дали 3 и 2 BTC, я хочу из них перевести 4 BTC и оставшийся 1 BTC вернуть себе обратно».
Забегая немного вперед: дополнительно из этой «сдачи» еще можно указать комиссию за транзакцию, чтобы майнеры активнее её добавляли в блоки. Тогда майнер получит копеечку, а вы немного меньше сдачи назад. О майнинге рассказано ниже.
Красота блокчейна еще и в том, что инпуты не обязательно должны быть с одного кошелька. Проверяется ведь только ключ. Если вы знаете приватный ключ всех инпутов, то вы без проблем сможете прикрепить их к своей транзакции и расплатиться этими деньгами. Как если бы вы в супермаркете платили сразу с нескольких карт, от которых знаете пин-код.
Однако если вы потеряете свой приватный ключ, ваш диск умрет или украдут ноутбук, ваши биткоины будут потеряны навсегда. Никто не сможет использовать их в качестве инпутов для новых транзакций. Эта сумма будет недоступна для всего мира навсегда — как если бы вы сожги пачку банкнот. Здесь нет единого банка, куда можно написать заявление с копией паспорта, и он еще напечатает. Для этого нужен еще дополнительный выпуск новых биткоинов «из воздуха».
Проблема двойной траты
Выше я сказал, что транзакции добавляются в специальный «пул неподтвержденных транзакций». Зачем нам какая-то промежуточная сущность, если у нас уже есть по сути готовые подписанные транзакции? Почему не писать их сразу в блокчейн?
Потому что сигналы из пункта А в пункт Б всегда идут с задержкой. Две транзакции могут пойти абсолютно разными путями. И транзакция, которая была инициирована первой, может дойти до получателя позже, потому что шла более длинным путём. Так получается двойное расходование, когда одни и те же деньги были отправлены сразу двум адресатам, о чем они даже не догадаются. Это вам не купюры из рук в руки передавать.
Для децентрализованной сети, в которой никому нельзя доверять, эта проблема стоит особенно остро. Вот как вы убедитесь, что одна транзакция точно была раньше другой? Попросите отправителя вшивать в неё время отправки, не так ли? Но вспомните — никому нельзя доверять, даже отправителю. Время на всех компьютерах обязательно будет отличаться и нет способа их гарантировано синхронизировать. Копия блокчейна хранится на каждом компьютере сети и каждый участник доверяет только ей.
Как же убедиться, что одна транзакция была раньше другой?
Ответ прост: это невозможно. Нет способа подтвердить время транзакции в децентрализованной сети. И вот в решении этой проблемы и заключается третья важная идея блокчейна, которую придумал Сатоши и которая, как ни странно, прописана прям в его названии — блоки.
Блоки — основа блокчейна
Каждый работающий компьютер в сети выбирает из общего пула любые транзакции, которые ему нравятся. Обычно просто по самой высокой комиссии, которую он может на ней заработать. Так он набирает себе транзакции, пока их суммарный размер не достигнет обговорённого лимита. В Биткоине этот лимит на размер блока равен 1 Мб (после SegWit2x будет 2 Мб), а в Биткоин Кеше — 8 Мб.
Весь блокчейн по сути и есть список таких блоков, где каждый ссылается на предыдущий. По нему можно отследить любую транзакцию за всю историю, разматывая блокчейн хоть до самой первой записи. Именно этот список и весит сейчас сотни гигабайт и должен быть полностью скачан на все компьютеры, которые хотят принимать участие в работе сети (но чтобы просто создавать транзакции и переводить деньги, это не обязательно). Скачивается он так же со всех ближайших компьютеров сети, как будто вы качаете сериал с торрентов, только новые новые серии в нём выходят каждые 10 минут.
Набрав себе транзакций из пула компьютер начинает составлять из них такой же неподделываемый список, как мы в начале поста на доске у себя дома. Только делает он его в виде дерева — хеширует записи попарно, потом результат еще раз попарно и так пока не останется лишь один хеш — корень дерева, который и добавляется в блок. Почему именно деревом — ответа я не нашел, но предполагаю, что так просто быстрее. Подробнее есть на вики: Дерево Меркла.
Почему именно дерево. Потому что появляется возможность удалять ненужные (потраченные) транзакции из блока. Т.е. например есть две транзакции, объединённые хэшом, одна или обе уже не нужны т.к. это уже всё давно отдано другими транзакциями - так вот эти старые можно удалить, а хэш оставить, в итоге ничего не нарушается. См.пункт "7. Reclaiming Disk Space" в оригинальной статье Сатоши.
Так как актуальный блокчейн уже скачан, наш компьютер точно знает какой в нём сейчас последний блок. Ему остается только добавить ссылку на него в заголовок блока, захешировать всё это и сообщить всем остальным компьютерам сети «смотрите, я сделал новый блок, давайте добавим его в наш блокчейн».
Остальные должны проверить, что блок построен по всем правилам и что мы не добавили туда лишних транзакций, а затем добавить к себе в цепочки. Теперь все транзакции в нём подтверждены, блокчейн увеличен на один блок и всё идет хорошо, не так ли?
А вот и нет. В сети одновременно работают тысячи компьютеров, и как только они соберут новый блок, они почти одновременно ринутся сообщать всем, что их блок был создан первым. А из предыдущего раздела мы уже знаем, что в децентрализованной сети невозможно доказать кто действительно был первым.
Поэтому для включения блока в цепочку компьютеры должны решить какую-то сложную задачку, которая займет у них определенное время.
Как в школе, когда все решали сложную контрольную, очень редко бывало так, что даже отличники сдавали ответы абсолютно одновременно.
Но если для человека сложная задача — это спланировать отпуск, чтобы и на майские праздники попал, и билеты на море недорого, то для компьютера — это добавить в конец блока такое число (nonce), чтобы в результате хеш SHA-256 для всего блока начинался, скажем, на 10 нулей. Это и есть та задача, которую надо решить, чтобы добавить блок в сеть Bitcoin. Для других сетей задачи могут отличаться.
Так мы приходим к понятию майнинга, на котором все так помешаны в последние годы.
Майнинг
Майнинг биткоина — не какое-то там священное таинство. Майнинг не связан с поиском новых биткоинов где-то в глубинах интернета. Майнинг — это когда тысячи компьютеров по всему миру гудят по подвалам, перебирая миллионы чисел в секунду, пытаясь подобрать хеш, начинающийся на 10 нулей. Им даже не обязательно для этого находиться в сети.
Видеокарты с их сотнями параллельных ядер, решают эту задачу быстрее любого CPU.
Почему именно на 10 нулей? А просто так, в этом нет никакого смысла. Так придумал Сатоши. Потому что это одна из тех задач, на которую точно всегда есть решение, но оно точно не может быть найдено быстрее, чем долгим монотонным перебором вариантов.
Сложность майнинга напрямую зависит от размера сети, то есть её суммарной мощности. Если вы создадите свой блокчейн и запустите его себя дома на двух ноутбуках, то задача должна быть попроще. Например чтобы хеш начинался только с одного нуля, или чтобы сумма четных разрядов была равна сумме нечетных.
Чтобы найти начинающийся на 10 нулей хеш, у одного компьютера уйдет несколько десятков лет. Но если объединить тысячи компьютеров в единую сеть и искать параллельно, то по теории вероятностей эта задача решается в среднем за 10 минут. Это и есть время появления нового блока в блокчейне биткоина. Каждые 8-12 минут кто-то на земле находит такой хеш и получает привилегию анонсировать свою находку на всех, избежав тем самым проблемы кто был первым.
За нахождение ответа компьютер (по данным на 2017 год) получает 12.5 BTC — это сумма вознаграждения, которая генерируется системой биткоин «из воздуха» и уменьшается каждые четыре года. Технически это означает, что каждый майнер всегда добавляет в свой блок еще одну транзакцию — «создать 12.5 BTC и отправить их на мой кошелек». Когда вы слышите «количество биткоинов в мире ограничено 21 млн, сейчас наймайнили уже 16 млн» — это и есть такие генерируемые сетью вознаграждения.
Сходите посмотрите на настоящий живой блок Биткоина на одном из специальных сайтов. Там есть и транзакции с инпутами и аутпутами, и аж 18 нулей в начале и все описанные выше хеши.
Любой блокчейн существует только пока существуют его майнеры.
Именно майнеры добавляют появляющиеся транзакции в блокчейн. Так что если кто-то рассказывает вам, что он «сделает блокчейн для ***», первый вопрос, на который он должен ответить — кто и зачем будет майнить на нём. Чаще всего правильный ответ — «будут все, потому что за майнинг мы даём наши коины, которые будут расти и майнерам это выгодно». Но это применимо не для всех проектов. Например какой-нибудь Минздрав завтра создает свой закрытый блокчейн для докторов (а они хотят), кто его будет майнить? Терапевты по выходным?
Но какая выгода майнерам будет потом, когда вознаграждения исчезнут или станут мизерными?
По задумке Создателя, к тому времени люди должны будут поверить в реальность биткоина и майнинг начнет окупаться суммой комиссий, включенных в каждую транзакцию. К этому всё и идет: еще в 2012 году все комиссии были нулевые, майнеры майнили только за вознаграждения от блоков. Сегодня же транзакция с нулевой комиссией может провисеть в пуле несколько часов, потому что появилась и конкуренция, и люди готовы платить за скорость.
То есть суть майнинга в решешии бессмысленных задачек. Разве нельзя пустить все эти мощности на что-то более полезное — поиск лекарства от рака, например?
Суть майнинга — решить любую вычислительную задачу. Эта задача должна быть достаточно простой, чтобы у участников сети была стабильная вероятность найти ответ — иначе транзакции будут подтверждаться вечность. Представьте, что на кассе в магазине вам надо каждый раз ждать по пол часа, пока банк подтвердит вашу транзакцию. Никто не будет пользоваться таким банком.
Но задача должна быть одновременно и сложной, чтобы ответ не нашли сразу все пользователи сети. Потому что в таком случае они анонсируют в сеть много блоков с одинаковыми транзакциями и будет вероятность «двойной растраты», о которой я говорил. Или еще хуже — разделения единого блокчейна на несколько веток, в которых уже никто не сможет разобраться какая транзакция подтверждена, а какая нет.
Для биткоина именно так. Но так было не всегда. Раньше сеть была меньше, сложность ниже, а значит и выше вероятность единолично найти хеш для нового блока. Но и биткоин тогда стоил не так дорого.
Сейчас биткоины в одиночку уже никто не майнит. Теперь участники объединяются в специальные группы — майнинг пулы, где все вместе пытаются найти правильный хеш. Если хоть один из группы находит, то всё вознаграждение делится между участниками в зависимости от их вклада в общую работу. Получается, что ты майнишь и тебе еженедельно падает копеечка от общей доли.
Но одиночный майнинг вполне возможен в других сетях. Вот еще недавно было легко майнить Ethereum, где блоки находятся каждые 10 секунд. Вознаграждение за блок там намного ниже, но вероятность заработать копеечку получается выше.
Значит мы так и будем сжигать тысячи видеокарт впустую и никакого выхода нет?
Для биткоина именно так. Но так было не всегда. Раньше сеть была меньше, сложность ниже, а значит и выше вероятность единолично найти хеш для нового блока. Но и биткоин тогда стоил не так дорого.
Сейчас биткоины в одиночку уже никто не майнит. Теперь участники объединяются в специальные группы — майнинг пулы, где все вместе пытаются найти правильный хеш. Если хоть один из группы находит, то всё вознаграждение делится между участниками в зависимости от их вклада в общую работу. Получается, что ты майнишь и тебе еженедельно падает копеечка от общей доли.
Но одиночный майнинг вполне возможен в других сетях. Вот еще недавно было легко майнить Ethereum, где блоки находятся каждые 10 секунд. Вознаграждение за блок там намного ниже, но вероятность заработать копеечку получается выше.
Значит мы так и будем сжигать тысячи видеокарт впустую и никакого выхода нет?
Да, но есть идеи. Тот майнинг, что я описал, является классическим и называется Proof-of-Work (доказательство работы). То есть каждая машина доказывает, что она работала на благо сети тем, что решает бессмысленные задачки с заданной вероятностью.
Но некоторые ребята начинают делать блокчейны с другими видами майнинга. Сейчас вторая по популярности концепция — это Proof-of-Stake (доказательство доли владения). В таком виде майнинга, чем больше «коинов» на счету у участника сети, тем больше его вероятность вставить в блокчейн свой блок. Как самый громкий парень на деревне.
Можно придумать и другие виды майнинга. Как уже предлагали, все компьютеры в сети могут искать лекарство от рака, только нужно придумать как в таком случае зафиксировать их вклад в систему. Ведь я могу заявить, что я тоже участвую, но отключить свою видеокарту и ничего не считать. Как выразить количественный вклад каждого участника в поиск лекарства от рака? Придумаете — дерзайте пилить свой CancerCoin, хайп в СМИ вам обеспечен.
Блокчейн
Представим ситуацию, в которой несмотря на всю нашу теорию вероятностей, два майнера всё равно умудрились одновременно найти правильный ответ. Они начинают рассылать два абсолютно верных блока по сети. Эти блоки гарантировано отличаются, ведь даже если они чудом выбрали одинаковые транзакции из пула, составили абсолютно идентичные деревья и угадали одинаковое рандомное число (nonce), их хеши всё равно будут разными, так как каждый пропишет в блок свой номер кошелька для вознаграждения.
Теперь у нас есть два валидных блока и снова возникает проблема кого считать первым. Как поведет себя сеть в таком случае?
В алгоритме блокчейна прописано, что участники сети просто принимают первый правильный ответ, который до них дошел. Дальше они живут исходя из собственной картины мира. Оба майнера получат своё вознаграждение, а все остальные начинают майнить, опираясь на последний ими лично полученный блок, отбрасывая все остальные повторно-верные. В сети появляется две версии правильного блокчейна. Такой вот парадокс.
Это штатная ситуация, в которой снова помогает теория вероятностей. Сеть функционирует в таком вот раздвоенном состоянии, пока кто-то из майнеров не находит следующий блок к одной из этих цепочек. Как только такой блок находится и вставляется в цепочку, она становится длиннее и включается одно из соглашений сети блокчейн: при любых условиях, самая длинная цепочка блоков принимается как единственно верная для всей сети.
Короткая цепочка, несмотря на всю свою правильность, отвергается всеми участникам сети. Транзакции из неё возвращаются в пул (если они не были подтверждены в другой), а их обработка начинается заново. У майнера пропадает его вознаграждение, потому что его блока больше не существует.
С ростом сети такие совпадения из «очень маловероятных» переходят в разряд «ну иногда бывает». Старожилы рассказывают, что бывали случаи, когда отбрасывалась цепочка сразу из четырех блоков.
Из-за этого были придуманы три правила безопасности хвоста блокчейна (end of chain insecurity):
1. Вознаграждениями за майнинг, можно пользоваться только спустя еще 20 подтвержденных блоков после получения. Для биткоина это около трёх часов.
2. Если вам переслали биткоины, использовать их в качестве инпутов в новых транзакциях можно только спустя 1-5 блоков.
3. Правила 1 и 2 всего лишь прописаны в настройках каждого клиента. Никто не следит за их соблюдением. Но закон о самой длинной цепочке всё равно уничтожит все ваши транзакции, если вы попытаетесь обмануть систему, не соблюдая их.
Пытаемся обмануть блокчейн
Теперь, когда вы знаете всё о майнинге, устройстве блокчейна и правиле самой длинной цепочки, у вас мог возникнуть вопрос: а можно ли как-то специально обогнать блокчейн, составив самую длинную цепочку самому, тем самым подтвердив свои фейковые транзакции.
Предположим у вас есть самый мощный компьютер на Земле. Датацентры Google и Amazon вместе взятые в вашем распоряжении и вы пытаетесь просчитать такую цепочку, которая станет самой длинной в сети блокчейн.
Вы не можете взять и сразу просчитать несколько блоков цепочки, ведь каждый следующий блок зависит от предыдущего. Тогда вы решаете как можно быстрее считать каждый блок на своих огромных датацентрах параллельно с тем, как все остальные участники продолжают увеличивать основной блокчейн. Возможно ли их обогнать? Вероятно, да.
Если ваша вычислительная мощность будет составлять больше 50% от мощности всех участников сети, то с вероятностью 50% вы сможете построить более длинную цепочку быстрее всех остальных вместе взятых. Это теоретически возможный способ обмануть блокчейн, просчитав более длинную цепочку транзакций. Тогда все транзакции настоящей сети будут считаться неверными, а вы соберете все вознаграждения и начнете новую веху в истории криптовалюты, которая называется «разделение блокчейна». Однажды из-за бага в коде так было с Ethereum.
Но в реальности ни один датацентр не сравнится по мощности со всеми компьютерами в мире. Полтора миллиарда китайцев с айсиками, еще полтора миллиарда голодных индусов с фермами для майнинга и дешевым электричеством — это огромная вычислительная мощность. Никто в мире пока не может составить им конкуренцию в одиночку, даже Google.
Это примерно как выйти на улицу и пытаться убедить каждого человека в мире, что доллар теперь стоит 1 рубль и успеть до того, как в СМИ вас разоблачат. И вот если вы умудритесь убедить всех, то сможете обвалить мировую экономику. В теории ведь это возможно? Но на практике почему-то ни у кого не получалось.
На этой вероятности держится и блокчейн. Чем больше участников-майнеров — тем больше безопасность и доверие сети. Потому когда в Китае накрывают очередную крупную майнинг-ферму, курс и обваливается. Все боятся, что где-то в мире сидел злой гений, который уже собрал пул майнеров на ~49% мощности.
Заключение
Блокчейн не только для криптовалют
Блокчейн — не строго определенный набор алгоритмов. Это структура построения неподделываемой сети между участниками, где никто никому не может доверять. Во время прочтения наверняка у вас ни раз проскакивала мысль, что «можно же вот так переделать и будет еще полезнее». Это значит, что вы поняли блокчейн, поздравляю.
Некоторые ребята в мире тоже его поняли и захотели улучшить или адаптировать под какие-то специфические задачи. Не криптовалютами же едиными, хотя их тоже развелось немало. Вот краткий список некоторых идей и проектов, которые набрали определенную популярность благодаря переосмыслению идеи блокчейна.
«Эфиры» — второе по популярности слово, которое вы слышите в новостях о криптохайпе, после биткоина. Для обывателей это еще одна криптовалюта и способ делать моднейшую штуку под названием ICO. Разработчики на сайте описывают Ethereum как «конструктор блокчейнов для ваших нужд». Так тоже можно, да.
Но если копнуть еще глубже, эфиры — это не просто сеть с монетками. Это огромная общемировая вычислительная машина, где пользователи исполняют код чужих программ (смарт-контрактов), получая за каждую выполненную строчку вознаграждение. И всё это децентрализованно, неубиваемо и со всеми гарантиями блокчейна.
Но об этом в другой раз.
Источник https://vas3k.ru/blog/blockchain/
Сможете найти на картинке цифру среди букв?
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi
Спаси и Ctrl+S
Возник вопрос. Молебен за определённого человека можно считать NFT?