Tas viss sākas ar šifrēšanu
Lai saprastu blokshēmas, jums ir jāsaprot kriptogrāfija. Kriptogrāfijas ideja ir daudz vecāka par datoriem: tā vienkārši nozīmē informācijas pārkārtošanu tādā veidā, ka jums ir nepieciešama īpaša atslēga, lai to saprastu. Vienkāršā dekodētāja gredzenu rotaļlieta, ko jūs atradīsiet savā Kix graudaugu kastē, ir visbūtiskākā kriptogrāfijas forma - izveidojiet atslēgu (pazīstamu arī kā šifrētu), kas aizstāj burtu ar numuru, palaidiet ziņojumu ar atslēgu un pēc tam dodiet atslēga kādam citam. Ikviens, kas atrod ziņojumu bez atslēgas, to nevar izlasīt, ja vien tas nav "saplaisājis". Militārais izmantoja daudz sarežģītāku kriptogrāfiju ilgu laiku pirms datoriem (piemēram, Enigma Machine kodē un dekodēja ziņas Otrā pasaules kara laikā).
Mūsdienu šifrēšana ir pilnīgi digitāla. Šodienas datoros tiek izmantotas šifrēšanas metodes, kas ir tik sarežģītas un tik drošas, ka nebūtu iespējams tos sadalīt ar vienkāršu matemātiku, ko veic cilvēki. Datora šifrēšanas tehnoloģija tomēr nav perfekta; to joprojām var "sašķelt", ja pietiekami gudri cilvēki uzbrūk algoritmam, un dati joprojām ir neaizsargāti, ja kāds no īpašnieka atradīs atslēgu. Bet pat patērētāju līmeņa šifrēšana, piemēram, AES 128 bitu šifrēšana, kas tagad ir standarta iPhone un Android versijā, ir pietiekama, lai saglabātu bloķētos datus no FIB.
Blockchain ir kopīgs, drošs datu vadītājs
Parasti šifrēšanu izmanto failu bloķēšanai, lai tos varētu piekļūt tikai konkrēti cilvēki. Bet ko tad, ja jums ir informācija, kas jāuztver visiem, piemēram, sakot, grāmatvedības informācijai par valsts aģentūru, kurai jābūt ar likumu publiskai, un tai joprojām jābūt drošai? Tur jums ir problēma: jo vairāk cilvēku var redzēt un rediģēt informāciju, jo mazāk droši.
Blockchains tika izstrādāti, lai apmierinātu šo īpašo situāciju drošības vajadzības. Blokshēmā ik reizi, kad informācija tiek izmantota un atjaunināta, izmaiņas tiek ierakstītas un pārbaudītas, pēc tam tiek aizsegtas ar šifrēšanu, un to vairs nevar rediģēt. Pēc tam saglabāto izmaiņu kopu pievieno kopējam ierakstam. Nākamajā reizē, kad kāds veic izmaiņas, tas viss sākas no jauna, saglabājot informāciju jaunā "blokā", kas ir šifrēts un pievienots iepriekšējam blokam (tātad arī "bloķēšanas ķēde"). Šis atkārtojošais process apvieno vispirms izveidotās informācijas versiju ar jaunāko, tāpēc ikviens var redzēt visas veiktās izmaiņas, bet var tikai veicināt un rediģēt jaunāko versiju.
Šī ideja ir sava veida izturīga pret metaforām, bet iedomājieties, ka esat desmit cilvēku grupā, kas veido LEGO komplektu. Vienlaikus varat pievienot tikai vienu gabalu, un to nekad nevar noņemt. Katram grupas dalībniekam ir jāvienojas par to, kur iet nākamais gabals. Tādā veidā jūs varat redzēt visus gabalus jebkurā laikā - tieši pirms projekta pirmās daļas, bet jūs varat mainīt tikai jaunāko gabalu.
Lai kaut kas nedaudz vairāk atbilstu, iedomājieties sadarbības dokumentu, piemēram, izklājlapu pakalpojumā Google dokumenti vai Office 365. Ikvienam, kuram ir piekļuve dokumentam, to var rediģēt, un katru reizi, kad tie tiek izdarīti, izmaiņas tiek saglabātas un ierakstītas kā jauna izklājlapa. tad bloķēta dokumentu vēsturē. Tādējādi jūs varat atgriezties, soli pa solim, veicot veiktās izmaiņas, bet jūs varat pievienot tikai informāciju jaunākajai versijai, nevis mainīt jau bloķētas izklājlapas iepriekšējās versijas.
Kā jūs droši vien dzirdējāt, šo drošas, pastāvīgi atjauninātas "virsgrāmatas" ideju visbiežāk izmanto finanšu datiem, kur tas ir vispiemērotākais. Parasti izplatītās digitālās valūtas, piemēram, Bitcoin, ir visbiežāk izmantojamie blokchaini - patiesībā pirmais tika izveidots Bitcoin, un ideja izplatījās no turienes.
Tehniskā informācija: soli pa solim, bloķēt pēc bloķēšanas
Kā tas viss notiek datorā? Tas ir kriptogrāfijas un peer-to-peer tīklu kombinācija.
Iespējams, esat pazīstams ar vienādranga failu koplietošanu: tādiem pakalpojumiem kā BitTorrent, kas lietotājiem ļauj efektīvāk augšupielādēt un lejupielādēt digitālos failus no vairākām vietām nekā no viena savienojuma. Iedomājieties "failus" kā pamatdatus bloku shēmā un lejupielādes procesu kā kriptogrāfiju, kas to atjaunina un aizsargā.
Vai arī, lai atgrieztos pie mūsu Google dokumentu piemēra iepriekš: iedomājieties, ka sadarbības dokuments, ar kuru jūs strādājat, netiek saglabāts serverī. Tā vietā tas ir katra indivīda datorā, kas pastāvīgi pārbauda un atjaunina viens otru, lai pārliecinātos, ka neviens nav modificējis iepriekšējos ierakstus. Tas padara to "decentralizētu".
Tā ir galvenā blokcēna ideja: tie ir kriptogrāfijas dati, kurus vienlaikus var piekļūt un droši noturēt bez centralizēta servera vai krātuves ar izmaiņu protokolu, kas iekļaujas katrā jaunajā datu versijā.
Tas ir pēdējais mazliet tas ir slepenais mērcis sloksnes sviestmaizē. Izmantojot digitālo kriptogrāfiju, katrs lietotājs veicina viņu datora spēku, lai palīdzētu atrisināt dažas no šīm ļoti sarežģītajām matemātikas problēmām, kas saglabā ierakstu. Šie ārkārtīgi sarežģīti risinājumi, kas pazīstami kā "hash", tiek apstrādāti ieraksta galvenajās daļās, piemēram, kādā kontā grāmatvedības uzskaitē tika pievienoti vai atņemti naudas līdzekļi, un no kurienes šī nauda gāja vai no kuras tika saņemta. Jo dati ir biezāki, jo sarežģītāka ir kriptogrāfija, un ir vajadzīga lielāka datu apstrādes jauda, lai to atrisinātu. Starp citu, tieši šeit notiek "Bitcoin" ieguves ideja.
Tātad, lai apkopotu, mēs varam domāt par blockchain ir datu gabals, kas ir:
- Pastāvīgi atjaunināts. Blockchain lietotāji var piekļūt datiem jebkurā laikā un pievienot informāciju jaunākajam blokam.
- Sadalīts Blokshēmas datu kopijas tiek glabātas un aizsargātas katram lietotājam, un visiem ir jāvienojas par jauniem papildinājumiem.
- Verificēts. Abām izmaiņām jaunos blokos un veco bloku kopijās ir jāvienojas visiem lietotājiem, izmantojot kriptogrāfisko pārbaudi.
- Droši. Pārkāpjot vecos datus un mainot jaunu datu iegūšanas metodi, tiek novērsta gan kriptogrāfijas metode, gan pašu datu necentalizēta uzglabāšana.
Un ticiet vai nē, tas kļūst vēl sarežģītāks par šo … bet tā ir pamata ideja.
Blockchain in Action: Parādiet man (digitālo) naudu!
Tātad, ņemsim vērā piemēru tam, kā tas attiecas uz kriptogrāfijas valūtu, piemēram, Bitcoin. Pieņemsim, ka jums ir viens Bitcoin, un jūs vēlaties tērēt to jaunā automašīnā. (Vai arī velosipēds vai māja vai maza vai vidēja izmēra salu valsts, lai gan šīs nedēļas laikā ir vērts iegādāties vienu Bitcoin.) Jūs pievienojat decentralizēto Bitcoin blokshēmu ar savu programmatūru un nosūtiet savu pieprasījumu, lai pārsūtītu savu Bitcoin ar automašīnas pārdevēju. Tad jūsu darījums tiek pārsūtīts uz sistēmu.
Katrs sistēmā esošais cilvēks to var redzēt, taču jūsu identitāte un pārdevēja identitāte ir tikai pagaidu paraksti, maza elementi no milzīgām matemātikas problēmām, kas veido digitālās kriptogrāfijas centru. Šīs vērtības ir pieslēgtas blockchain vienādojumā, un problēmas pati par sevi ir "atrisināt" ar vienādranga tīkla dalībniekiem, kas ģenerē kriptogrāfijas maiņas.
Kad transakcija ir verificēta, viens Bitcoin tiek pārcelts no jums uz pārdevēju un tiek ierakstīts ķēdes jaunākajā blokā. Bloks ir pabeigts, aizzīmogots un aizsargāts ar kriptogrāfiju. Nākamā darījumu sērija sākas, un blockchain kļūst ilgāks, un katru reizi, kad tas tiek atjaunināts, ir pilnīgs ieraksts par visiem darījumiem.
Tagad, kad jūs domājat par blokcēnu kā "drošu", ir svarīgi saprast kontekstu. Atsevišķi darījumi ir droši, un kopējais ieraksts ir drošs, kamēr metodes, kas tiek izmantotas, lai nodrošinātu kriptogrāfiju, paliek "neatgriezenētas". (Un atcerieties, ka šis materiāls ir tiešām grūti izlauzties, pat FBI to nevar izdarīt tikai ar vienīgajiem skaitļošanas resursiem.) Bet vājākā saite blokčenē ir labi, jūs - lietotājs.
Ja jūs ļaujat kādam citam izmantot jūsu personisko atslēgu, lai piekļūtu ķēdes sistēmai, vai, ja viņi to vienkārši atrod, datoru ieviešot, viņi var papildināt informāciju ar jūsu blokadzāģi, un to vairs nevar apturēt. Tas ir tas, ka Bitcoin tiek "nozagts" ar ļoti publicētiem uzbrukumiem lielākajiem tirgiem: tas ir uzņēmumi, kas darbojas tirgū, nevis Bitcoin blokshēma, kas tika apdraudēti. Un tā kā nozagtie bitkini tiek pārsūtīti anonīmiem lietotājiem, izmantojot procesu, ko verificē blokshēma un kas reģistrēts mūžīgi, nav iespējams uzbrucēju atrastvaiizgūst Bitcoin.
Ko vēl var darīt Blockchains?
Bločainu tehnoloģija sākās ar Bitcoin, taču tā ir tik svarīga ideja, ka tā ilgi nav palikusi tur. Sistēma, kas pastāvīgi tiek atjaunināta, pieejama ikvienam un verificēta ar necentralizētu tīklu, un neticami droša, ir daudz dažādu lietojumprogrammu. Finanšu iestādes, piemēram, JP Morgan Chase un Austrālijas fondu birža, izstrādā blokkāju sistēmas, lai aizsargātu un izplatītu finanšu datus (tradicionālajiem naudas līdzekļiem, nevis kriptokultivācijai, piemēram, Bitcoin). The Bill & Melinda Gates fonds cer izmantot bloķēšanas sistēmas, lai nodrošinātu bezmaksas, izplatītus banku pakalpojumus tiem miljardiem cilvēku, kuri nevar atļauties regulāru bankas kontu.
Atvērtā koda rīki, piemēram, Hyperledger, cenšas padarīt blokshēmas metodes pieejamākas plašākam cilvēku lokam, dažos gadījumos to darot bez nepieciešamības izmantot milzīgo apstrādes jaudu, kas nepieciešama, lai nodrošinātu citu dizainu. Sadarbības darba sistēmas var pārbaudīt un reģistrēt, izmantojot bloku ķēžu metodes. Līdzīgi var izmantot diezgan daudz ko, kas nepārtraukti jāreģistrē, jāapmeklē un jāatjaunina.
