История возникновения блокчейна

Их целью была задача по решению вопроса о правах обладания интеллектуальной собственностью. В своих трудах Хабер и Сторнетта описывают как выстроить хронологическую цепочку зашифрованных данных для подтверждения подлинности временных меток на цифровых документах.

Принято считать, что технологии блокчейна появились в 1991 году. Именно тогда криптографы Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта опубликовали работу под названием: «Как поставить метку времени на цифровом документе», в которой был описан принцип современного блокчейна.

Ученые взялись за решение двух задач: страхование от изменений самого документа и метки времени.

Для применения этой технологии они видели следующие сферы применения: журналы аудитов, журналы телефонных разговоров, улики по уголовным делам, криптографические сертификаты, системные логи, фотографии, нотариусы, биржевая торговля, судебные протоколы и т.д.

Первыми участниками транзакции по переводу десяти биткоинов были Сатоши Накамото и американский программист Гарольд Финни. Первой из известных покупок за биткоины стала покупка пиццы за 10 000 ВТС 22 мая 2010 года. Счастливый обладатель пиццы — программист Ласло Хейниц. С тех пор Bitcoin-сообщество ежегодно 22 мая отмечает Bitcoin Pizza Day.

Что примечательно, в списке литературы в конце этого документа под № 3 указан труд Хабера и Сторнетта, с которого всё и началось.

Современный блокчейн появился в 2009 году. А годом ранее, в 2008, человек или группа людей под именем Сатоши Накамото на сайте Bitcoin.org опубликовал/и документ: «Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system». В нем описан принцип действия сети Bitcoin. Одной из основных целей создания сети было исключение третьей стороны при совершении цифровых транзакций.

Как функционирует блокчейн

Чтобы понять, как функционирует блокчейн, стоит в качестве примера привести простую аналогию. Допустим, несколько человек решили каждый день взвешиваться и записывать показания в базу данных.

Транзакция

· каждый участник проекта может в любой момент времени получить доступ к любой записи в базе данных.

Блок

Как уже говорилось выше, блокчейн — это цепочка, состоящая из блоков. Что же такое «блок»?

Результаты взвешивания всех участников за один период, например, за день, можно объединить в блок. Все участники взвешиваются и вносят показания в программное обеспечение блокчейна. Далее сама программа группирует эти записи, которые, как мы знаем, называются транзакциями, в один блок и записывает в блокчейн. Блок ограничен объемом информации, которую в него можно записать, в разных блокчейнах размер блока отличается. Чем больше размер, тем больше транзакций можно записать в блок, сеть при этом будет работать быстрее.

Заголовок блока

Блок, условно говоря, делится на несколько секторов, в каждый из которых записывается определенная информация. В один из секторов записываются транзакции. А еще один сектор отводится под заголовок. В заголовке записывается системная информация блока: время создания, хеши текущего и предыдущего блоков.

Хеш

Хеш-сумма, хеш-код, или сокращенно хеш — это результат работы хеш-функции. Хеш-функция основана на той самой криптографии, о которой упоминалось выше. Это математический алгоритм, который может данные произвольного размера превратить в массив битов фиксированного размера.

Сравните две хеш-суммы:

Условия такие:

· после взвешивания каждый участник показывает свой результат всем остальным участникам, то есть все должны подтвердить, что согласны с результатом взвешивания для каждого из них;

· после этого вес каждого участника заносится в базу данных;

· внесенные в базу данных записи менять нельзя, если кто-либо будет уличен в обмане или изменении уже внесенной записи — он изгоняется из проекта;

Собственно, перед нами и есть простая модель блокчейна. Записями в блокчейне могут быть любые данные. Результаты измерений, финансовая информация, личные записи, например, блог, дневник. Практически любая информация.

Есть несколько важных понятий, которые нужно знать, чтобы хорошо понимать принцип работы блокчейна.

Вернемся к примеру со взвешиванием. Каждая запись в блокчейне, в данном случае результат взвешивания, называется транзакцией.

Пример хеш-суммы: ef7797e13d3a75526946a3bcf00daec9fc9c9c4d51ddc7cc5df888f74dd434d1.

Так хеш-функция закодировала слово «blockchain». Что интересно, зная только хеш-сумму, но не имея доступа к хеш-функции никто не сможет этот длинный и бессмысленный набор букв и цифр преобразовать назад в слово «blockchain».

ef7797e13d3a75526946a3bcf00daec9fc9c9c4d51ddc7cc5df888f74dd434d1

625da44e4eaf58d61cf048d168aa6f5e492dea166d8bb54ec06c30de07db57e1

Они кардинально отличаются, увидеть между ними какую-то взаимосвязь невозможно. Хотя, в первом случае это слово «blockchain», а во втором случае это же слово, но написанное с большой буквы — «Blockchain». То есть, даже малейшее изменение входных данных полностью меняет хеш-сумму. Это называется эффектом лавины. Можно самому поиграться с созданием хеш-сумм на этом сервисе.

Так к чему это все и что такое хеш блока? Когда все данные (транзакции) записаны в блок, они пропускаются через хеш-функцию, которая выдает хеш-сумму этого блока. Она записывается в заголовок блока. Также в заголовок блока записывается хеш-сумма предыдущего блока.

Так незамысловато работает хеш-функция. И даже самое незначительное изменение информации в любом из уже существующих блоков повлечет за собой изменение хеша как самого блока, в котором произошло изменение, так и всех остальных хешей. Вот и тот самый эффект лавины.

В таком случае все участники блокчейна заметят эти изменения, и, скорее всего, будут с ними не согласны. Ведь все, что попало в блокчейн, остается там навсегда в неизменном виде. Это один из важных принципов блокчейна.

Может возникнуть вопрос, а что в качестве хеша предыдущего блока записывается в самом первом блоке блокчейна? Ответ прост: ничего, только хеш именно этого блока. Кстати, самый первый блок в цепочке блоков называется генезиз-блоком (genesis block).

Подытожим свойства хеш-суммы:

· она уникальна для каждого массива данных и всегда будет одинакова для каждого из них;

· при самом незначительном изменении входящей информации хеш полностью меняется;

· хеш-сумма необратима, то есть, при текущем уровне технологического развития из нее нельзя извлечь исходную информацию.

Пример хеш-суммы: ef7797e13d3a75526946a3bcf00daec9fc9c9c4d51ddc7cc5df8
88f74dd434d1.

ef7797e13d3a75526946a3bcf00daec9fc9c9c4d51
ddc7cc5df888f74dd434d1

625da44e4eaf58d61cf048d168aa6f5e492dea166d
8bb54ec06c30de07db57e1

Эволюция блокчейна

Время достаточно символичное — наступил мировой экономический кризис. Мировой ВВП впервые со Второй мировой войны показал отрицательную динамику. Доверие к традиционной финансовой системе стало падать. Вероятно, кризис стал благоприятной почвой для роста интереса к биткоину.

Если рассматривать блокчейн как технологию, которая стала стартовой площадкой для распространения децентрализованной финансовой системы, то отправной точкой можно считать 2008-2009 года. Именно тогда Сатоши Накамото запустил глобальный проект под названием Bitcoin.

В массовом сознании понятия блокчейна и биткоина были равнозначными. Но они стали разделяться, когда эта технология стала использоваться для создания других криптовалют, а также в финансовых технологиях.

Например, в 2013 году появился Ethereum. Роль Виталика Бутерина, основателя этого блокчейна, трудно переоценить. Он является не только человеком, задавшим новый импульс в развитии криптоиндустрии, но и одной из самых влиятельных личностей в этой сфере.

Именно смарт-контракты позволили расширить рамки использования блокчейна настолько, что на сегодняшний день существует десятки блокчейнов, а капитализация Ethereum составляет $340 млрд. Кроме Bitcoin и Ethereum из наиболее известных блокчейнов можно назвать: Solana, Cardano, Polkadot, Terra, Waves, Neo, Stellar.

Смарт-контракт — это программа, которая предназначена для выполнения определенной функции и в простейшем виде является алгоритмом «ЕСЛИ-ТО». Если произошло событие Х, то смарт-контракт выполняет операцию Y.

Блокчейн Bitcoin, в очень упрощенном виде, можно представить в виде калькулятора. Он считает сколько у кого биткоинов есть и пересчитывает их балансы после каждой транзакции. Ethereum же является полноценной виртуальной машиной. Эта машина позволяет запускать программы (смарт-контракты) и целые программные комплексы.

Тенденция к росту количества блокчейнов, скорее всего, сохранится. И следующим этапом может стать Multichain — сеть, которая будет объединять разные блокчейны в единое пространство. И в нем можно будет передавать и обрабатывать данные из разных блокчейнов.

Криптовалюта

Идея цифровых денег начала оформляться в 1980-х годах на биржах и была продиктована необходимостью более быстрых транзакций при операциях с финансовыми инструментами.

Криптовалюта — это вид цифровой валюты (электронных денег), которая может использоваться в качестве альтернативной или дополнительной. Сатоши Накамото оперировал термином «electronic cash» (электронные наличные деньги). Термин «криптовалюта» стал распространяться после того, как журнал Forbes опубликовал статью Энди Гринберга «Crypto Currency».

Было запущено несколько коммерческих проектов, основанных на разработке и внедрении цифрового варианта денег.

В 1990 году была создана компания DigiCash с ее денежной системой eCash. В системе была реализована функция поддержки конфиденциальности электронных платежей и присутствовала криптографическая защита данных. Система eCash была полностью централизована. Просуществовала компания 8 лет и в 1998 году благополучно обанкротилась. Но, тем не менее, сама идея анонимных платежей была замечена другими энтузиастами.

Проект B-money прямо указан под № 1 в списке литературы, в качестве источника в документе Сатоши Накамото «Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system».

Далее на основе технологии Hashcash появилось два независимых проекта: B-money и Bit-Gold. Оба использовали децентрализованный реестр данных. И именно эти проекты можно рассматривать в качестве прототипов криптовалюты.

В 1997 году британский бизнесмен и специалист-криптограф Адам Бек разработал систему Hashcash. Эта система использовалась в качестве части алгоритма анализа данных как в биткоине, так и в других криптовалютах. Усовершенствованием Hashcash занимался Гарольд Финни, тот самый, который был участником в самой первой транзакции с биткоином.

Поэтому можно считать, что основатель биткоина реализовал очень важный и концептуально прорывной проект. Но этот проект является финальным шагом в длинной цепочке исследований.

DigiCash

Hashcash

B-money

Блокчейн как основа для финансовой системы

С появлением биткоина любой человек смог получить доступ к цифровым деньгам. Безопасность протоколов гарантирует сохранность денег. Но транзакции в блокчейне Bitcoin дорогие и медленные. Это приемлемо для денег, но неприемлемо для финансов. Деньги становятся финансами, когда начинают передвигаться в системе и генерировать пользу.

Блокчейн выводит финансовую систему на новый уровень развития. Основное отличие от традиционной финансовой системы — отсутствие в транзакциях посредника, смещение в сторону децентрализации.

Следующим этапом стала реализация такого передвижения. Быстрые транзакции, меньшие комиссии — это значительно упростило использование блокчейна. Но самое главное — смарт-контракты. Именно они, образно говоря, превратили блокчейн из кошелька в банк с различными финансовыми инструментами. Теперь появилась возможность из криптовалюты извлекать прибыль.

А следующая ступень развития — токенизация других ценностей, которые человек захочет перенести в блокчейн. Почти все можно перевести в цифровой вид, например, личные вещи, кредитный рейтинг, произведение искусства, и включить в новую глобальную финансовую систему. Такие попытки уже предпринимаются, технология NFT является тому подтверждением.

Альткоины

Почему возникают альткоины? Различные блокчейны или проекты на их базе (протоколы) возникают, чтобы устранить недостатки, присущие сети Bitcoin, или предложить новые решения.

Слово «альткоин» состоит из двух частей. «Альт» — сокращение от «альтернативный» и «коин» — «монета». Это альтернативные криптовалюты, все остальные, кроме биткоина. Самым известным является ETH, валюта блокчейна Ethereum.

И они выпускают свои монеты, с помощью которых решают различные задачи: управление проектом, привлечение финансирования, наем специалистов, предоставление пользователям доступа к своим услугам. Не все альткоины одинаково популярны. Некоторые так и не смогли завоевать свое место на рынке, а некоторые, как тот же Ethereum, стали очень ценными.

Хоть у биткоина достаточно много пользователей, но он используется в основном как средство накопления и сохранения ценности. Рынок альткоинов увеличил количество пользователей криптовалют на порядок. И произошло это во многом благодаря тому, что у многих альткоинов есть практическое применение внутри проекта.

Стоит уточнить несколько понятий, которые включает в себя криптовалюта. Криптомонеты — это денежные единицы, выпущенные на собственном блокчейне. Криптотокены — цифровые активы проекта, запущенные на стороннем блокчейне.

Более подробно о том, зачем проекту может понадобиться собственная криптовалюта.

Мошеничество среди криптопроектов также нередко встречается. Для обмана используются и криптотокены. Схемы используются разные, часто основная задача мошенников — разрекламировать новый токен, максимально быстро увеличить его цену и продать. Осенью 2021 года токен Squid Game, якобы по мотивам сериала «Игра в кальмара», вырос на 2 280 %. После чего организаторы аферы вышли из проекта, обманув доверчивых пользователей на $ 3 млн.

Скам-проекты

Этот механизм используется в DeFi, децентрализованных финансах. Существуют специальные платформы, например, Uniswap, Curve. На них создаются пулы ликвидности (liquidity pool) — торговые пары монет или токенов с заблокированными в смарт-контрактах средствами. Когда пользователь вносит свои активы в пул ликвидности, то взамен получает токен поставщика ликвидности, так называемый LP-токен. Этот токен представляет долю пользователя в пуле и может быть использован в других DeFi-проектах в качестве ценного актива. Такой, и некоторые другие финансовые механизмы, привели к тому, что в DeFi аккумулированы значительные средства. На 03.05.2022 общая стоимость заблокированных средств в децентрализованных финансах составляет $ 251,7 млрд.

Альткоины для увеличения ликвидности

Они позволяют держателям принимать участие в развитии проекта путем голосования. Каждый токен приравнивается к одному голосу. Любой владелец токенов может внести предложение относительно каких-либо изменений. Если будет набрано нужное количество голосов, изменение внедряется. Управление на основе голосования токенами присуще новой форме организации — DAO. Это децентрализованная автономная организация, некий аналог корпорации, но созданный на блокчейне, децентрализованный и управляемый governance-токенами.

Токены управления (governance token)

Все альткоины

Bitcoin

общая капитализация криптовалют — $ 1,72 трлн

57,5 %

42,5 %

Это цифровое представление права на определенные действия на платформе, выпустившей их. Они имеют ценность, но работают не так, как деньги в обычном понимании. Вместо этого они предоставляют доступ к продуктам, услугам или действиям. Все функциональные возможности токена ограничены конкретной экосистемой. Примером utility-токена являются собственные криптовалюты бирж: BNB (Binance), HT (Huobi), FTT (FTX). При совершении сделки держатель такого рода актива получает скидку на торговые комиссии. Хотя криптовалюта этого вида изначально предназначена для использования внутри своей экосистемы, очень часто она становится объектом спекуляции вне системы использования.

Служебные токены (utility token)

Обернутые токены

Может возникнуть вопрос — зачем вообще переводить криптовалюту между разными блокчейнами? Современные инструменты DeFi могут предложить различные сценарии, по которым это может быть интересно. Например, в децентрализованном приложении (Dapp), работающем на другом блокчейне, можно получить выгодный процент за хранение актива.

Так как существуют разные блокчейны со своими техническими характеристиками, то и криптовалюта каждого из них создана по определенным стандартам. Поэтому перевести монету или токен из одного блокчейна в другой напрямую нельзя, это приведет к потере переводимых средств. Одно из решений, которое позволяет перемещать активы между блокчейнами — использование обернутых токенов (wrapped tokens).

Чтобы лучше понять, как происходит такой перевод, рассмотрим конкретный пример. Нужно перевести 1 BTC из блокчейна Bitcoin в Dapp, находящееся на блокчейне Ethereum. Кстати, именно на Ethereum пока самая развитая экосистема DeFi-приложений.

Пользователю нужно отправить 1 BTC на биткоин-адрес, который сгенерировало Dapp. Одновременно нужно указать свой адрес в блокчейне Ethereum. Отправленный 1ВТС заблокируется на указанном биткоин-адресе, вместо него пользователь на эфириум-адрес получит 1 токен WBTC — обернутый BTC. Это токен стандарта ERC-20, именно этому стандарту соответствует вся криптовалюта в блокчейне Ethereum. Курс у токенов будет одинаковый, 1 BTC = 1WBTС.

Механизм обернутых токенов значительно расширяет рамки использования криптовалют. Благодаря ему увеличивается ликвидность в различных протоколах и скорость транзакций, уменьшаются комисии за транзакции. На 03.05.2022 года одних только WBTC в сети Ethereum в различных DeFi-приложениях заблокировано на сумму $ 10,65 млрд.