Блокчейн и майнинг BitFury: все, что вы хотели знать. Хэш и блокчейн - столпы майнинга

Мир без банков, нотариусов, регистраторов, регуляторов – технология блокчейн заставляет по-новому взглянуть на обмен ценностями, документами, деньгами. Она убирает посредников и позволяет пользователям напрямую отправлять друг другу важные данные. Одни уже называют ее прорывом 21 века, величайшим изобретением, сравнимым с открытием интернета, другие поглядывают с опаской.

Рассмотрим простыми словами блокчейн для «чайников»

Если объяснять на пальцах, то блокчейн часто сравнивают со стандартным дневником или картотекой, куда последовательно в хронологическом порядке вносятся записи о том, что сделано – поспал, поел, постирал, погулял, взял в долг, заплатил 100 долларов за ужин и т.д.

Чтобы никто посторонний не мог внести по своему усмотрению изменения в дневник, вся информация особым образом шифруется, причем шифр продуман качественно. Если дневник в одном экземпляре, с ним всякое может случиться – сгорел дом и он вместе с ним, украли, при огромнейшем желании расшифровали и внесли коррективы.

А потому для надежности дневник имеет множество копий, которые хранятся в разных местах. Причем, когда в дневник вносится новая информация, она после проверки обновляется на всех экземплярах.

На этом лирика закончилась, переходим к делу.

Что такое блокчейн и для чего он нужен

Блокчейн происходит от англ. blockchain (block chain), что дословно означает «цепочка блоков». Иными словами — это база данных, которая в прямом смысле этого слова представляет собой непрерывную цепь из блоков и хранится одновременно на множестве компьютеров.

Новые блоки в этой базе-цепочке создаются постоянно. Каждый вновь созданный блок содержит группу накопившихся за последнее время и упорядоченных записей (транзакций), а также заголовок.

Транзакции – это любые действия, которые пользователи совершают в сети будь-то отправка средств, регистрация прав собственности, покупка игрового предмета и т.д. Когда транзакция сформирована пользователем, она отправляется в так называемый мемпул, где дожидается пока ее добавят в один из блоков и этим подтвердят.

Когда блок сформирован, он проверяется другими участниками сети и затем, если все согласны, подсоединяется к концу цепочки. Как только это произошло, внести в него изменения уже невозможно. Помимо новой информации блок также хранит в зашифрованном виде данные о предыдущих блоках.

База обновляется на всех подключенных к системе компьютерах, а майнеры (валидаторы) приступают к формированию следующего блока.


Основные принципы блокчейн:

• децентрализация и распределенность;
• безопасность и защищенность;
• открытость и прозрачность;
• неизменность уже записанного.

Распределенное хранение

Любая значимая информация, относящаяся к той или иной сфере жизни людей, где-то хранится. Покупка дома или машины, взятие кредита, регистрация брака, переводы денег – все данные об этих операциях фиксируются и размещаются централизовано на серверах госучреждений или частных компаний. Это часто приводит к злоупотреблениям – при желании в любую базу можно залезть и внести в нее коррективы.

Технология блокчейн кардинально меняет такой подход. Ее суть заключается в том, что база данных хранится не в одном месте, а распределенно на тысячах, а то и десятках тысяч, а порой и миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру.

Вероятность, что все они будут выведены из строя, ничтожна мала и выглядит фантастической. А пока хотя бы один компьютер сети работает, система, основанная на блокчейн, существует.

Безопасность

Как уже упоминалось, любую централизованную базу данных можно взломать, внести в нее изменения. С блокчейн такой номер не пройдет. Взломать один из блоков и изменить информацию в нем смысла нет, поскольку ломать придется все блоки, а для этого нужны гигантские вычислительные мощности – как мы помним, новые блоки содержат в себе в зашифрованном виде данные о предыдущих блоках. А потому попытка взлома обязательно будет замечена другими участниками сети.

К тому же препятствием к фальсификациям станет и мощный алгоритм шифрования с использованием хеш-функций, а также цифровой подписи. В подписи используется два ключа — открытый и закрытый. Первый необходим для проверки самой подписи, второй используется при ее создании и является секретным. Ключи обеспечивают доступ участникам к той или иной информации.

Хеш-функция выглядит, на первый взгляд, как последовательность случайных цифр и букв. Именно она и обеспечивает неизменность всех записанных данных.

Как видим, работа сети базируется не на мифическом доверии пользователей друг к другу, а на строгих математических вычислениях.

Открытость

Вся база находится в публичном доступе, а потому посмотреть данные того или иного блока может любой желающий. Например, один пользователь перевел другому 10 тысяч долларов – при желании узнать об этом может каждый. Вопрос в другом, кто и кому перевел деньги – остается тайной. Эта информация доступна непосредственным участникам обмена, если они сами не пожелают ее обнародовать.

Взаимодействие без посредников

Немаловажный момент, нам постоянно необходимо иметь дело с посредниками – финансовые операции производим при посредничестве банков, платежных систем, обменников, документы заверяем у нотариусов.

Нередки ситуации, когда деньги могут не дойти до адресата, поскольку банку не понравится транзакция и он заинтересуется ею. Подделка документов также не редкость. Таким образом хоть мы и не доверяем сполна всевозможным посредникам, однако пользоваться их услугами вынуждены, часто на свой страх и риск, поскольку альтернативы нет.

Блокчейн позволяет напрямую обмениваться данными. Подлинность транзакций в системе проверяют непосредственно ее участники.

Устройство сети

Сеть формируют пользователи, заинтересованные в использовании того или иного вида информации. Участников разделяют на два типа:

• простые пользователи;
• строители блоков или, как их еще называют, майнеры, валидаторы.

Обычные пользователи отправляют в сеть новые записи-транзакции. Например, пользователь Х желает перевести пользователю Y 100 условных единиц». А майнеры из этих транзакций уже формируют блоки. Записи подтверждаются и вносятся в блок только если с этим согласно большинство. Остальные игнорируются и не считаются достоверными, пока не попадут в содержимое одного из последующих блоков. Воспользоваться той или иной записью в блокчейне может только владелец ключа, открывающего к ней доступ.

Чтобы стать майнером, достаточно выделить мощности своего компьютера для выработки новых блоков. К сети подключаются с помощью специального софта.

Есть и системы, в которых вместо традиционного майнинга по алгоритму Proof-of-Work используются другие протоколы, например, Proof-of-Stake, когда для подтверждения транзакций валидаторам необходимо зарезервировать на счету определенное количество криптомонет.

Типы систем

На технологии блокчейн строятся разные типы систем. Есть публичные наднациональные системы, к которым присоединиться и стать простым пользователем или майнером может любой желающий. Администрированием такого объединения занимается само сообщество.

Есть и приватные или так называемые эксклюзивные блокчейн-сети, которые поддерживаются и контролируются своими создателями. Чтобы стать их участником, нужно выполнить определенные условия, установленные организаторами. Майнить новые блоки в таких системах может четко установленный сертифицированный круг лиц.

Сферы применения блокчейн

Как видим, платформа blockchain — это распределенная база данных для общего пользования, в которой преимущественно отсутствует централизованный надзор над процессом. С помощью блокчейн вести учет, хранить данные, совершать транзакции можно в любой сфере жизнедеятельности:

• финансовые операции;
• сделки с недвижимостью;
• страхование;
• логистика;
• нарушения ПДД;
• регистрация браков и многое другое.

Первое применение блокчейн на практике произошло в 2009 году, когда на его основе была создана криптовалюта биткоин. Позднее таких криптовалют появилось великое множество на самый разный вкус.

Сегодня государства активно рассматривают способы внедрения blockchain в систему голосования на выборах. Китай на блокчейн хочет перевести работу Национального фонда социального страхования.

Тесно вплетена эта технология будет и в систему «умных городов», которые активно воплощают в реальность в КНР.

На основе блокчейн уже создаются стартапы в сфере медицины, защите интеллектуальной собственности, авторского права. На базе технологии разрабатываются системы идентификации, веб-браузеры, децентрализованные облачные хранилища данных, а также социальные сети.

Мало того, создана уже целая виртуальная нация — BITNATION, которая открывает посольства в разных странах. Стать ее гражданином может каждый.

Все больше на слуху так называемые умные контракты, или иначе говоря , которые работают на блокчейне и значительно упрощают процедуру подписания договоров. Впервые они появились в сети Эфириума.

В этом случае нет необходимости привлекать к процессу третью сторону, которая выступала бы гарантом соблюдения условий. Здесь программный код на основе заранее прописанных условий автоматически решает, что делать с тем или иным активом. Все заинтересованные участники процесса в любой момент могут провести аудит сделки.

В международной торговле технологию впервые опробовали в начале осени 2016 года. Тогда на платформе Wave британским банком Barclays был проведен аккредитив на 100 тысяч долларов, обеспечивающий экспорт предприятием из Ирландии Ornua крупной партии молочных продуктов в адрес Сейшельской компании. Стандартно такая сделка занимает минимум неделю, здесь на все ушло около четырех часов.

Плюсы и минусы технологии

Как видим, блокчейн – универсальная технология, применимая в разных сферах жизни, что является однозначным ее плюсом. Помимо уже рассмотренных выше открытости, безопасности и защищенности, блокчейн также:

• Уменьшает транзакционные издержки.
• Сокращает время проведения сделок с нескольких дней, а то и недели, необходимых для проверки данных и обмена документами, до нескольких часов.
• Позволяет организациям, учреждениям избавиться от лишних статей расходов.

К минусам стоит отнести масштабируемость. Сегодня блокчейн не способен обеспечивать огромное количество транзакций за короткое время. К примеру, платежные системы MasterCard или Visa обрабатывают около 45 тысяч транзакций в секунду, в то время как у биткоина их всего 7. Также ежедневно растет и вес базы, которая хранится на компьютерах сети.

Не стоит забывать и о нагрузке на электрические сети, когда речь идет о сетях, работающих на основе алгоритма POW. Все эти сложные вычисления заставляют компьютеры потреблять большое количество энергии.

Говоря о неуязвимости блокчейна эксперты указывают также на вероятность так называемой «атаки 51%». Иными словами, если группа участников сети сконцентрирует в своих руках 51% вычислительных мощностей, она может начать действовать в своих интересах, подтверждая только выгодные для себя транзакции. Однако для этого потребуются настолько мощные ресурсы, что осуществить на практике эту идею чрезвычайно сложно.

Блокчейн в России и Украине

В РФ технологию собираются официально узаконить и начать внедрять в 2019 году, приняв к тому времени необходимые нормативно- правовые акты. Пока что крупные банки страны совместно с Центробанком с целью повышения эффективности финансовой системы создали платформу «Мастерчейн».

Интересный проект на блокчейне действует в Москве. Платформа называется «Активный гражданин», и с ее помощью проводят всевозможные голосования, касающиеся улучшения жизни в столице.

В Украине уже сегодня на блокчейн частично перевели Государственный земельный кадастр. В частности, на этой технологии работает процесс проверки выписки. На втором и третем этапе блокчейнизации кадастра на распределенный реестр переведут существующую базу данных, а затем приступят и к хешированию всех проводимых транзакций. На очереди также Государственный реестр вещевых прав на недвижимое имущество.

Save

Процесс появления новых биткойнов – один из важнейших аспектов криптовалютной отрасли. Почему же он называется майнингом?

Многие люди привыкли к тому, что «цифровое» и «виртуальное» ничего не стоит. Ведь файлики можно просто скопировать и пользоваться. Именно стал первой технологией, которая способна сломать этот стереотип не только для обывателей, но и для самых убежденных сторонников свободного распространения ПО и контента.

В Bitcoin «защита от копирования» встроена концептуально и обойти ее гораздо сложнее, чем взломать защиту программы. Сколько бы вы ни копировали или базу данных блоков – вы получите копию одних и тех же биткойнов, которые можно потратить только один раз.

Несмотря на то, что код клиента и протокола Bitcoin полностью открыт, создание новых монет – сложный и дорогой процесс. Нельзя сгенерировать больше биткойнов, чем запланировано создателем технологии. И чтобы получить новые монеты – необходимы существенные вложения в оборудование, помещения, охлаждение и электроэнергию. Именно поэтому Биткойн называют «цифровым золотом» и изображают в виде золотых монет.

Слово «майнинг » происходит от английского «mining », что значит «добыча полезных ископаемых» и вошло в употребление именно от аналогии с добычей золота. Чем больше в сети устройств, которые занимаются майнингом, тем лучше сеть Биткойн защищёна от атак. Владельцы или операторы таких устройств называются «майнерами ». Также нередко «майнером» называют само вычислительное устройство, необходимое для вычислений в сети Биткойна.

Каждый новый блок включает в себя криптографическую подпись, сформированную на основе предыдущего. Так блоки сцепляются между собой, образуя «цепочку блоков», «блокчейн» (blockchain) . Цепочка блоков может разветвляться, но в конце концов подтверждение получает та ветвь блокчейна, над которой работает большинство майнеров. Так осуществляется саморегуляция сети.

Майнинг представляет собой процесс вычисления . Блоком (block) в сети Bitcoin называется массив данных, в который записана информация о транзакциях, которые попали в сеть после создания предыдущего блока (примерно за последние 10 минут). В Bitcoin применяется широко распространенный в Интернет . Участник сети, обеспечивший расчет криптографической подписи блока, получает вознаграждение в Bitcoin. При этом, для получения «золотого слитка» в виде драгоценной «генерирующей транзакции» ему нужно перелопатить тонны пустой породы - не подходящих к блоку хэшей.

Благодаря математической теореме из области криптографии, которая называется «доказательство работы» (Proof-of-Work, PoW ), вычисление блока зависит от такого запрограммированного параметра, как сложность (difficulty) . Сложность вычислений в сети Bitcoin изменяется через каждые 2016 блоков (около 2 недель при 10 минутах на блок) и устанавливается в зависимости от среднего времени, за которое были найдены все блоки после предыдущего пересчета.

Но сложность - еще не самое главное препятствие на пути к богатству. Каждые четыре года вознаграждение за блок уменьшается вдвое. На старте системы в 2009 году за каждый созданный блок майнеры получали 50 BTC, а сейчас награда составляет 25 BTC. Следующее уменьшение награды ожидается в первой половине 2017 года. Точная дата не может быть вычислена, так как зависит от динамики изменения сложности добычи.

Для чего Биткойну нужны майнеры

Майнинг – основа целостности и надежности системы Bitcoin или любой другой криптовалюты. Работа майнеров обеспечивает все основные функции сети:

• Подтверждение сделок (транзакций);
• Защиту сети от внесения ложной информации (поддельных транзакций и блоков);
• Защиту сети Биткойн от разного вида атак;
• Поддержку децентрализации сети Биткойн.

Альтернативы

После появления ASIC-майнеров многочисленные форки начали использовать устройства, уже не нужные Биткойну. Один из самых распространенных альтернативных алгоритмов хэширования - Scrypt - очень долго оставался убежищем для владельцев ферм из видеокарт. Но в 2014 году и для него появились чипы ASIC. К этому времени подоспел целый "зоопарк" - Scrypt-N, Scrypt-Jane, X11, X13, X15, Cryptonote, Groestl, Quark и другие. Многие альткойны и сейчас вполне прибыльно майнить на процессорах ПК или видеокартах.

Существуют цифровые валюты, использующие другую теорему, она называется «доказательство хранения», (Proof-of-Stake, PoS). В отличие от «доказательства работы» (Proof-of-Work), которое использует сеть Биткойн, валюты на основе PoS не требуют постоянно растущей вычислительной мощности. Им для функционирования блокчейна нужны только программы-кошельки, постоянно запущённые на компьютерах пользователей, а майнинг происходит за счёт длительности хранения монет. Некоторые форки представляют собой различные гибриды технологий PoW и PoS.

Есть и более экзотические варианты. Например, набирает популярность новый вид майнинга, при котором криптовалюта (Burst и аналоги) начисляется за использование места на жёстком диске или другом носителе. Эта технология называется "доказательством вместимости" (Proof-of-Capacity, PoC). Носители данных сейчас бурно развиваются и этот бизнес тоже имеет перспективы. Такие децентрализованные хранилища могут быть полезны, например, для дешевого распределенного хостинга сайтов или больших массивов не очень ценных данных – таких, как коллекции изображений, фотографий, музыки или видео.

Будущее майнинга

При создании новых, более быстрых чипов будут использоваться такие технологии, как оптроника, фотоника, сверхпроводимость и квантовые вычисления. Экономически, майнинг биткойна более всего оправдан в Исландии, где можно получать энергию за счёт геотермальных источников, а охлаждение рядом с Полярным кругом предоставляет сама природа. Может быть, возникнут майнинговые фермы в Сахаре и на Тибете, где для вычислений и охлаждения будет использоваться утилизация энергии Солнца. В далёкой перспективе, хорошим регионом для майнинга станет побережье Северного Ледовитого Океана и Антарктида. Энергию для расчётов там можно получать за счёт приливных электростанций, охлаждая чипы наружным воздухом.

А возможно, уже через несколько лет возьмут верх более экономичные виды майнинга, такие как Proof-of-stake и Proof-of-Capacity или будут изобретены новые. Тогда огромные фермы, пожирающие мегаватты электроэнергии, уйдут в прошлое. Но сама идея децентрализованных финансовых систем уже заслужила доверие и будет развиваться независимо от того, каким образом будет обеспечиваться их надежность.

Введение

В настоящее время неотъемлемой частью криптовалют на основе блочейна является майнинг (генерация новых средств). Это означает, что все участники блокчейна решают одну и ту же вычислительно сложную задачу, и майнеру , решившему ее быстрее остальных, достается вознаграждение. Такая организация процесса не учитывает вклад каждого в поддержание работоспособности системы в целом, поэтому Паскаль Форте, Диего Романо и Гиованни Шмит предложили изменить ее, используя понятие «лотерея» вместо «майнинга »

Принцип построения

Рассматриваемая модель предполагает вознаграждение участников блокчейна за поддержание работоспособности системы (в соответствии с фактической пользой), а не наличие большого количества ресурсов, позволяющих быстрее всех решить поставленную задачу.

При условии обязательного предоставления всем участникам блокчейна доказательств того, что конкретный участник действительно затратил определенное количество усилий для решения поставленной задачи, становится возможным не назначать награду решившему ее, а распределять между всеми участниками так называемые «лотерейные билеты». Каждый из участников получит их в количестве, пропорциональном проделанной работе.

Для этого необходимы:

1. Схема для публичной проверки корректности добавленного блока транзакций
2. Схема проверки факта работы отдельного участника над задачей, в том числе его объема
3. Механизм перевода объема проделанной работы в количество «лотерейных билетов»
4. Протокол для проведения и выбора победителя «лотереи»

1. Системы, предназначенные для совместного управления транзакциями , основанные на одном или нескольких ресурсах, предусматривающие также создание таких ресурсов. Такие системы требуют публичной верификации доказательства корректности находящихся внутри блоков . Такие системы, основанные на доказательстве транскрипции, получили название VT (Verifiable Transcription blockchain-based systems)
2. Системы, предназначенные для совместного решения одной или нескольких вычислительных задач. Основное требование к этим системам – возможность публичной верификации количества проделанной работы каждым из участников. Такие системы получили название VC (Verifiable Commitment blockchain-based systems)
3. Системы, сочетающие VT и VC. Они получили название VTC (Verifiable Transcription and Commitment blockchain-based systems)

Возможная реализация

Понятие связано с лотерейным протоколом, а именно – способом измерения ресурсов, затраченных отдельным участником протокола. Билеты необходимы прежде всего для того, чтобы установить, какие участники смогут принять участие в следующей раздаче билетов, но также могут использоваться и для синхронизации участников в конструкции блокчейна . Количество билетов ρ рассчитывается в зависимости от количества ресурсов, затраченных участником на решение задачи.

Одним из важных моментов в разработке системы на основе блокчейна является определение способа, в котором участники могут синхронизировать друг друга так, чтобы чередовать усилия и дать начало уникальному блокчейну . Такая синхронизация может быть достигнута за счет явного механизма «разделения времени» или, в альтернативном варианте, через неявное «среднее время выполнения работы» аналогично системе Bitcoin. Доверенную третью сторону определить достаточно сложно, поэтому следует обратиться к неявным механизмам синхронизации, вводимым через понятие билета. В самом деле, чтобы продолжить, участник в первую очередь должен иметь некоторое минимальное количество билетов, чтобы принять участие в следующем розыгрыше. Поэтому участники могут синхронизироваться относительно таких триггерных зон или, в случае VTC, булевой переменной и запросом к участнику, завершившему задачу доказательства транскрипции. Таким образом, имеем механизм синхронизации, аналогичный реализованному в Bitcoin , но тем не менее, это заставляет агентов работать быстрее при управлении транзакциями или решении задачи, присвоенной координатором. Это намного предпочтительнее, чем пустая трата большого количества времени и ресурсов.

Итак, участники могут поддерживать синхронизацию времени в пределах заданной точности и без какого-либо отрицательного влияния на масштабируемость и отказоустойчивость системы.

Доказательство транскрипции

Рисунок 1. Поток операций доказательства транскрипции для агента A j

Транскрипции могут быть использованы для отслеживания передачи разного рода ресурсов, о чем свидетельствуют многие существующие системы на основе блокчейна . Каждая новая транзакция должна быть проверена участниками для установления:

1. Идентификационных данных транзактора
2. Принадлежат ли передаваемые активы транзактору
3. Активы будут переданы только участникам, удовлетворяющим требованиям транзактора

Транскрипция заключается в работе, выполняемой участником для того, чтобы подтвердить, что транзакции , управляемые с помощью системы, являются действительными и они записаны в блокчейне с соблюдением указанных правил. Предположим, что число v транзакций в блоке является общедоступным параметром в масштабе всей системы, который может быть скорректирован в реальном времени для адаптации рабочей нагрузки на сумму глобального трафика транзакций. Поэтому v можно зафиксировать во времени аналогично порогу сложности доказательства работы в системе Bitcoin .

В дальнейшем мы будем предполагать, что сделки, объявленные в сети системы с течением времени, представляют собой защищенное от несанкционированного изменения полностью упорядоченное множество, то есть множество , для которого ни его элементы, ни порядок, в котором они появляются в множестве, не могут быть изменены лишенной полномочий стороной. Такое свойство может быть легко получено на основе следующего критерия: (а) лексикографический порядок системных идентификаторов участников, выпустивших такие транзакции и (б) значение поля задачи для любых двух или более транзакций , имеющих одного и того же транзактора. Защита от несанкционированного изменения заключается в том, что каждая транзакция криптографически подписана участником, ее выпускающим, таким образом, чтобы ее поля (включая информацию о выпуске и поля эмитента) не могут быть изменены другими сторонами.

Таким образом, каждый участник будет в состоянии сгруппировать транзакции , хранящиеся системной сетью в блоках, по v транзакций в блоке и не более.

Пусть – множество стандартных операций, собранных агентом A j путем прослушивания сети системы и упорядоченных на основе упомянутого выше критерия. Для доказательства корректности текущего блока В, который будет добавлен в блокчейн , A j выполняет следующие действия:

Поля билетов и задачи содержат функцию, что означает, что они зависят от определенной системы. Значение ρ j рассчитывают с помощью функции вознаграждения Г, а γ j – значение локального счетчика или метка времени. В системах VT значение ρ j будет равно 0, так как будет представлять собой флаг, указывающий, завершил участник A j транскрипцию или же не смог выполнять задачу. В общем же случае значение ρ j равно 1, но если системы должна предусмотреть создание определенной суммы ρ > 0 из новых активов, допускается присвоение ρ j = ρ.

Эти поля обычно используются, чтобы отслеживать момент времени γ j , в который заголовок H j выпущен участником A j . Тем не менее, это значение фактически используется для управления синхронизации между агентами только в некоторых сценариях применения, где существует источник доверенного глобального времени.

Дайджесты транскрипции D t в этом контексте играют ту же роль корневых дайджестов , что и в системе Bitcoin . Кроме того, они могут быть получены с помощью деревьев Меркле или другого алгоритма хеширования . Также D t может быть получено путем передачи упорядоченного множества на вход сохраняющей порядок функции сжатия без коллизий (например, алгоритм сжатия данных без потерь).

Поток операций доказательства транскрипции для агента A j приведен на рисунке 1.

Доказательство обязательства

Рисунок 2. Поток операций доказательства обязательства для агента A j

Обязательство C заключается в работе, выполняемой участником для того, чтобы внести свой вклад в решение вычислительной задачи системы от имени супер-агента (координатора) А*. Путь Р – вычислительная задача, которую А* должен решить, и для которой он знает оракул или доказательство О, так, что каждое частичное решение Р – или иначе – вычислительные затраты С в решении Р – может быть эффективно проверено путем оценки О(С). Тогда А* может попросить систему (то есть некоторых или всех ее участников) оказать помощь в решении Р, предоставляя участвующим в решении агентам шанс получить вознаграждения пропорционально их усилиям. Обязательство С представляет собой данные, которые служат для измерения количества работы, выполняемой каждым агентом для решения задачи Р (например, состоит из числа бит решения для Р, подмножества его решений, множества значений в задаче поиска и так далее).

В любом случае, мы будем считать, что супер-агент А* в состоянии эффективно вычислить функцию вознаграждения Г, такую, что для любого возможного значения, принятого С, Г(С) = ρ – неотрицательное целое число. В рамках системы ρ – это количество лотерейных билетов, так как это число устанавливает, сколько шансов имеет участник, выполнивший обязательство С для Р, в том, чтобы быть победителем лотерейного протокола (альтернативно, ρ может означать грант, предоставляемый победителю). Предположим, что О представляет собой верификационную систему А*, где А* может принять решение сделать ее частной или общественной, в зависимости от своих потребностей, в то время как функцию вознаграждения можно сделать доступной для всех участников, не раскрывая О. Таким образом А* может установить, должен ли он осуществлять валидацию обязательств отдельно (например, держать их в секрете), или их валидация может быть осуществлена агентами A i . В зависимости от этих двух случаев А* принимает или не принимает участие в доказательствах обязательства участников и в конструкции текущего заголовка блока .

Для того, чтобы доказать его текущее обязательство C j к решению Р, A j выполняет следующие действия:

Здесь у свидетелей W те же функции, что и в схеме доказательства транскрипции. Они могут свидетельствовать получателям, что данный агент выполнял задачу, не раскрывая ее. Свидетели – результат алгоритма цифровой подписи сообщения, полученного сопоставлением различных полей заголовка блока . Если верификация обязательства выполняется участниками, то то A j , участвующий в текущей лотерее, может отправлять пару (ρ j , W j) вместо (H j , W j). Таким образом, за счет еще одного раунда, участники могут держать в секрете свои вычисления или варианты решения, пока не потребуется определение кандидата-победителя. Конечно, возможны и другие реализации. Например, в контексте проверок, выполняемых без супер-агента, участники могли защитить их вычисления или множества решений с помощью механизма с использованием дайджеста, выбрав его как обязательство.

Поток операций доказательства обязательства для агента A j приведен на рисунке 2.

В жизни часто случается, что не хватает времени или знаний, чтобы разобраться в том, что происходит в мире технологий. Аналитический портал RuBaltic.Ru решил бросить вызов этой несправедливости и выяснить, что такое блокчейн, как этой технологией пользоваться внутри и вне квазивалютного рынка, а также разобрался с майнингом, фермами и биткоинами.

Основная сложность темы блокчейн и криптовалют как частного случая применения этой концепции заключается в формировании понимания, что это такое. Вероятно, первичный барьер восприятия связан с тем, что блокчейн (blockchain - «цепочка блоков») нельзя потрогать: сеть блоков информации существует только в интернете.

Блокчейн - это база данных общего пользования, у которой нет централизованного руководства.

Представьте таблицу с какой-либо информацией. Точная копия этой таблицы в закодированном виде размещена на тысячах или даже миллионах компьютеров по всему миру. К тому же владелец таблицы - обладатель цифровой подписи - может дополнять ее новой информацией. При внесении изменений таблица автоматически обновляется на всех компьютерах.

Цифровая подпись, в свою очередь, работает благодаря двум «ключам» - сочетанию цифр: приватному паролю, который известен только владельцу таблицы (или электронного кошелька), и паролю публичному - адресу (или номеру счета), через который владелец взаимодействует с другими пользователями сети. Любая блокчейн-система наследует описанные выше функции.

Разделяй и защищай, разделяй и сохраняй

Зачем нужны все эти сложности для хранения информации? Во-первых, информация сегодня - это ценность, которая дорого стоит. Благодаря блокчейн ваши личные данные, данные приватного характера (медицинскую книжку, к примеру), правоустанавливающие документы и, что самое главное, количество нулей на вашем счете практически невозможно подделать.

Если все компьютеры сети знают, что было, чего не было и кто чем владеет в данный момент, зачем тогда нужны госорганы, банки, контролеры или аудиторы? В том-то и дело, что не нужны…

Во-вторых, данные, размещенные в сети, невозможно потерять. Если ломается сервис или хранилище данных, если сгорает архив, а резервной копии не было, то данные можно считать безвозвратно утерянными. Но если с вашими данными работали миллионы компьютеров и «все ходы записаны», вы ничего не потеряете.

О наиболее популярном применении технологии блокчейн - криптовалютах - мы расскажем позже. Перед этим отметим, что инструменты на данной технологии уже тестируются в зарубежных странах для удостоверения личности, ведения земельного реестра, сохранения авторских прав и хранения данных пациентов медицинских учреждений.

Блокчейн и криптовалюты

Криптовалюты - это цифровые деньги, чье создание и обращение контролируется с помощью методов криптографии, то есть шифрования. В целом, вся технология блокчейн подразумевает шифрование данных - хеширование.

Первоначальное создание криптовалюты обеспечивается путем майнинга, форжинга и ICO. Наиболее популярным является майнинг, то есть добыча.

Фактически майнинг - это предоставление вычислительных мощностей системе для проведения процедур хеширования, отслеживания и запоминания проведенных пользователями транзакций за определенную и своеобразную плату от той же системы. Отметим, что на заре возникновения криптовалют добывать «монетки» можно было на обычном компьютере или ноутбуке. Но времена эти безвозвратно ушли.

Сегодня обладатели малых вычислительных мощностей все еще имеют возможность участвовать в процессе майнинга, примкнув к пулу майнеров или организовав майнинг-ферму.

Блокчейн - это вычислительные мощности в аренду

Генерация блоков в сети блокчейн определяется так называемым алгоритмом консенсуса. Алгоритм представляет собой свод правил и законов, которые регулируют работу сети.

Алгоритм консенсуса - общее название алгоритмов, применимых в работе инфраструктуры криптовалют. Наиболее известные алгоритмы - Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-State (PoS). Всего их более 10, и программисты продолжают разрабатывать новые.

Принцип организации системы блокчейн PoW подразумевает вознаграждение пользователей за запись новых блоков. Если PoW обеспечивает майнинг, то принцип PoS - форджинг, в котором преимущество заработать новую «монету» зависит от вашего настоящего «богатства монет».

Биткоин и еще две тысячи криптовалют

На сегодняшний день, по данным специализированных сайтов, существует более 2 тысяч криптовалют. Причем 700 из них возникли только за последние 9 месяцев. Все криптовалюты обладают одной общей чертой - в их основе лежит технология блокчейн. В остальном они различаются: принципами майнинга, скоростью проведения транзакций, комиссией, способом регулирования эмиссии.

В рейтинге криптовалют сосуществуют как самостоятельные блокчейн-системы, так и автономные ветки популярных материнских проектов, так называемые «форки». От новых систем форки отличаются в основном тем, что используют блокчейн - историю родительских проектов. Популярные форки Биткоин Cash и Биткоин Gold отделились от биткоина во второй половине 2017 года.

Среди независимых от биткоина проектов чаще всего говорят об Ethereum, Litecoin, Desh, Tether и других. Сфера криптовалют активно развивается, поэтому верхушка рейтинга постоянно меняется. Но лидерство неизменно остается за первой валютной блокчейн-системой - биткоин.

Биткоин - первый среди равных

Биткоин (Bitcoin) - самый известный блокчейн-проект на алгоритме PoW. Эта криптовалюта овеяна тайной и в течение нескольких лет держит людей в серьезном напряжении, но и привлекает миллионы участников заниматься майнингом. Сегодня биткоинами пользуется больше 10 миллионов человек, курс валюты волатилен, а ее пока не готовы использовать в консервативных отраслях бизнеса.

О создателе биткоина известно только его имя. По мере развития выпуск новых криптомонет замедляется: эмиссия биткоина ограничена 21 миллионом. Это не значит, что квазивалюта станет доступна только ограниченному кругу пользователей, потому что биткоин бесконечно делим: владеть можно сотой и сотой тысячной валюты. Однако концентрация блокчейн-денег очевидна: 40% эмиссии биткоина сегодня принадлежат всего тысяче пользователей.

Почему криптовалюты стоят дорого?

Главная причина высокой стоимости популярных криптовалют - высокий и организованный спрос на квазиденьги. Ключевую роль в помощи желающим приобрести криптовалюту играют биржи. То есть «блокчейн-монеты» являются своеобразным товаром, финансовым инструментом, методом хранения или объектом инвестиций.

Приобрести криптовалюту можно через посредников в интернете. Проще всего произвести операцию в долларе, евро, йене или южнокорейской воной. Соответственно, в странах обращения этих валют инфраструктура криптовалют наиболее развита.

Также можно воспользоваться услугами электронных платежных систем. Они упрощают процедуру обмена валют и традиционных денег на криптовалюту. В России подобными операциями занимаются WebMoney и Яндекс.Деньги.

Сегодня еще нельзя сказать, что в будущем человечество станет использовать блокчейн как один из столпов своего существования и развития. Однако многие современные инженеры и экономисты уверены в успехе и полезности технологии. Поэтому знание о том, что происходит в современной прикладной науке и на биржах криптовалют, не помешает.

Также, можете посмотреть выступление доктора юридических наук, профессора менеджмента Университета Торонто Дона Тапскотта на TED, где он подробно объясняет чем важна технология блокчейн:

Подпишитесь на нас