Что такое блокчейн в криптовалюте: технология, применение, будущее

Блокчейн — одна из ключевых технологий, кардинально изменивших хранение и запись данных во многих сферах за последнее десятилетие.

Слово «блокчейн» означает blockchain — цепочку блоков (с информацией/данными внутри), связанных криптографическими хешами (числами, буквами, знаками), не позволяющими изменить документ, не изменив самого хеша. Это означает, что никто не может изменить или скорректировать информацию в блоке. Для дополнительных записей создаётся новый блок, и новый хеш связывается с предыдущим.

Хотя такая технология была предложена американскими учёными ещё в 1989 году, массово о блокчейне заговорили в 2008 году с появлением Bitcoin и других криптовалют. Сейчас он ассоциируется не только с виртуальными валютами, но и широко используется в банковской системе для верификации клиентов и транзакций, а также при разработке программ кибербезопасности, в здравоохранении и внесении данных в медицинские карты пациентов, логистике, системах онлайн-голосования и т. д.

Что такое блокчейн?

Блокчейн — это цифровой реестр, который характеризуется децентрализованной природой. Это означает, что информация хранится на нескольких ПК по всей сети, которые также называют узлами сети. Нет контроля со стороны правительства или какой-либо организации. Такая система работы позволяет избежать привлечения третьей стороны для подтверждения транзакции, как это происходит с обычными банками.

Например, в случае криптовалют, когда один пользователь отправляет определённую сумму виртуальных валют другому пользователю без участия финансовых учреждений. В этом случае подтверждением действительности перевода является блокчейн (как контракт) с записью транзакции.

Информация (любой тип данных) записывается в блоки, которые пронумерованы. Сам блок состоит из заголовка и внесённой информации (списка транзакций, операций и т. д.). В заголовке есть хеш, который содержит информацию о текущем блоке и определённые метки от предыдущего хеша. Это создаёт непрерывную и согласованную цепь. Невозможно скорректировать данные в блоке, не изменив цепь. Записи в блоках не зашифрованы, можно увидеть всю историю транзакций (кому принадлежала определённая валюта, кому продали и т. д.). Хеш также следует рассматривать как своего рода электронную печать, подтверждающую отсутствие изменений и валидность всех записей.

Как работает блокчейн?

Блокчейн также называют немодифицируемым или распределённым цифровым реестром. От обычной базы данных его отличает система записи данных и процесс доступа к ним.

Данные собираются в блок (у каждого блокчейна свой размер блока), как только блок заполнен, запускается процесс шифрования определённых значений с помощью функции SHA-256 и формируется хеш блока. Определённые метки одного блока записываются в заголовок следующего блока. Как следствие, информация о транзакциях в каждом следующем блоке подтверждается. Если бы кто-то внёс правку в один блок, другой блок стал бы недействительным, поскольку изменения должны быть внесены во все остальные блоки. Кроме того, поскольку существует множество копий баз, это невозможно сделать; изменения, не подтверждённые большинством узлов сети, не будут считаться истинными.

Эта технология особенно ценна в финансах, где угроза мошенничества слишком высока.

Ключевые термины, которые нужно знать

Блокчейн — это децентрализованный реестр данных, где вся информация хранится в структурированном блоке. Один блок связан с другим с помощью криптографии, что формирует цепь блоков.

Данные — это любой тип информации, которую нужно поместить в базу хранения.

Транзакции доступны для просмотра, что обеспечивает прозрачность.

Децентрализация — нет единого контролирующего органа, правительства и т. д.

Публичные блокчейны

Публичные блокчейны отличаются тем, что любой может видеть транзакции, читать их и отправлять данные в блок. Нет единого централизованного органа управления, пользователи остаются анонимными. Минусы — ограничения по объёму и скорости записи данных в один блок.

Большинство криптовалют предполагают публичные блокчейны.

Приватные блокчейны

Приватные блокчейны характеризуются тем, что право записи транзакций принадлежит либо администратору, либо уполномоченному им участнику. Данные по-прежнему распределены по нескольким узлам. Информация попадает в блок без необходимости её подтверждения, отличается высокой скоростью работы сети и высоким уровнем конфиденциальности.

Чаще всего используется в земельных реестрах, где доступ ограничен и легко заблокировать доступ вредоносным узлам.

Как используется блокчейн?

Блокчейн стал особенно популярным благодаря криптовалютам, но этот тип хранения данных также начал использоваться в других сферах.

По данным аналитики Finn Bold, около половины топ-100 компаний уже используют этот тип реестра. Большинство из них (36%) — конечно, технологические компании, такие как Meta, Salesforce, Adobe и Nvidia.

Затем розничный бизнес, финансовый сектор и индустрия: PayPal, Visa, Walmart, McDonald’s и Nike.

PayPal позволяет пользователям использовать виртуальные валюты и выводить их во внешние кошельки. Гигант Walmart использует неизменяемые реестры в сфере финансовых транзакций. Visa для Латинской Америки запустила платёжный сервис с возможностью работы с цифровыми валютами. Meta развивает NFT для Instagram.

Около 63% этих компаний разместили свои офисы в США, только 12% — в Китае и Гонконге.

United States Patent and Trademark Office (USPTO) уже зарегистрировал более 6000 товарных знаков, связанных с NFT или распределёнными реестрами.

Криптовалюта

Bitcoin и Ethereum стали проводником для блокчейна. Поскольку криптовалюты можно покупать/продавать без участия финансовых структур или центральных органов власти, их курс формируется рынком, а прозрачность платежей гарантируется этим типом цифрового реестра, они стали очень популярными, как и стоящая за ними технология.

К огромному рынку в 2,46 трлн долларов с более чем 20 000 виртуальных валют присоединились такие гиганты, как PayPal, Square, Visa и Swift, разрабатывая продукты с использованием виртуальных валют.

Банкинг

Традиционно платежи в банках обрабатывались операторами до нескольких дней. Неизменяемый реестр стал механизмом, позволяющим безопасно проводить платежи за несколько секунд в любое время и в любой день недели.

Также эта технология начала применяться к кредитным договорам. Все условия, начисление штрафов, пеней и т. д. могут быть записаны в кодированном смарт-контракте, который будет храниться в такой базе данных.

AML/KYC процедуры обязательны для банков, блокчейн упростил это. Ведь реестр может хранить все данные клиентов и предоставлять информацию об их действиях регулятору, чтобы подтвердить соблюдение банками всех процедур.

Silvergate Capital, Signature Bank и JPMorgan решили инвестировать в разработку банковских решений на основе этой технологии.

Лидер банковского сектора Goldman Sachs даже создал сайт с подробным описанием ценности и применения такой базы данных. Goldman Sachs начал рассматривать USD-стейблкоин Circle как инвестицию.

JPMorgan уже активно использует инновации в приложении Confirm для проведения платежей по всему миру. Они также инвестировали в TRM Labs — компанию, использующую блокчейн для борьбы с финансовыми преступлениями.

В Signature Bank портфель депозитов на 16% состоит из криптовалют.

Центральный банк Швеции планирует ввести электронную крону на основе технологии распределённого реестра.

Европейский банк HSBC создал платформу Digital Vault, позволяющую клиентам мгновенно получать доступ к активам.

Перевод активов

Блокчейн ускоряет процесс и снижает расходы при проведении платежей.

Данные исследования Jupiter Research показали, что внедрение неизменяемого реестра позволит банкам сэкономить 27 млрд долларов к 2030 году только на платежах.

Преимущества технологии:

быстрые и безопасные международные платежи;
проверка истинности значений в реальном времени;
нет необходимости использовать SWIFT;
работает с фиатными валютами, стейблкоинами и криптовалютами.

Смарт-контракты

Смарт-контракт — это цифровой контракт, который хранится в блокчейн-сети. Информация прописывается с использованием языков программирования, таких как Solidity. Это контракт между двумя сторонами: когда одна сторона выполняет определённые условия контракта (T&C), другая сторона выполняет свои обязательства, и происходит транзакция.

Ещё в 1994 году идею смарт-контрактов предложил американский учёный (проведение цифровых транзакций при выполнении условий), но в то время блокчейна не было, и реализовать его идею было невозможно.

Блокчейн позволяет:

Иметь доступ к информации: все участники имеют сведения о транзакциях, проведённых за время действия контракта, корректировка фактов невозможна, поскольку все участники увидят вмешательство.
Нет необходимости привлекать третью сторону для верификации или контроля данных.
Транзакции выполняются только при определённых условиях, нет необходимости мониторить, всё происходит автоматически согласно введённой информации.

Применение смарт-контрактов:

Медиа и развлечения. Исполнителям выплачивают роялти и гонорары согласно соглашениям, и художникам не нужно отслеживать использование их материалов компаниями. Вся система автоматизирована, и роялти выплачиваются каждый раз при использовании их материала.
Цифровые активы. С помощью такой базы данных фиксируются условия передачи прав на активы, такие как NFT (арт, картины, видео).
Логистика: создание смарт-контрактов на всём пути цепочки поставок повышает эффективное управление всей системой.
В недвижимости условия смарт-контрактов описывают, при каких условиях объект недвижимости передаётся покупателю; если условия выполнены, покупатель становится собственником.
Медицинские записи: все данные пациента хранятся в его медицинской карте, любые манипуляции, посещения врача и записи гарантированно сохраняются без изменений в реестре.

Мониторинг цепочки поставок

Цепочку поставок от производителя до потребителя теперь очень легко отследить. Ведь распределённый цифровой реестр фиксирует, когда и где были закуплены товары, как они перемещались с одного континента на другой. Стало очень легко проследить, где возникли сложности, где задержался рейс с товарами, какой производитель продал некачественный продукт.

IBM разработала блокчейн-платформу под названием IBM Food Trust. Она объединяет всех участников рынка от фермеров до точек продажи продукции. К этой системе уже присоединились крупные производители, такие как Nestle, Carrefour, Kvarøy Arctic, Walmart и Tyson Foods.

Например, норвежская ферма Kvarøy Arctic предоставляет QR-код для клиентов. Если его отсканировать, пользователь получает полную информацию — от возраста рыбы и даты вылова до даты прибытия в супермаркет.

Голосование

В онлайн-голосовании этот цифровой реестр служит своеобразной урной для бюллетеней проголосовавших. Это исключает мошенничество, нет возможности проголосовать дважды, не нужно нанимать персонал для подсчёта голосов и проверки бюллетеней, нет необходимости арендовать помещения для голосования, и результаты показываются мгновенно.

С 2018 года блокчейн используется для голосования в Таиланде, Японии и американском штате Вирджиния.

Другие способы

По данным опроса EY, более 38% бизнесов заявили, что уже внедряют такие реестры в свою деятельность, а 44% сказали, что планируют внедрить их в течение ближайших трёх лет.

Сферы, где используются распределённые реестры:

В продаже предметов роскоши — для создания прозрачного процесса передачи права собственности.
Государственные органы для хранения идентификационной информации, такой как дата рождения, дата регистрации брака, получение свидетельств, данные водительских прав и т. д.
В сельском хозяйстве помогают вести учёт от качества семян и урожайности до доставки товаров потребителю. Фермеры также имеют доказательства потерь при страховании урожая.
В издательском деле блокчейн гарантирует автору защиту прав собственности на тексты и фотоматериалы. Для крупных библиотек эта система интересна тем, что может хранить большой объём материалов и эффективно управлять им.
Киберспорт, где смарт-контракты используются для справедливого распределения выигрышей.
Юриспруденция: с помощью технологии можно подтвердить право собственности. Это особенно актуально в зоне военных действий, где бумажные носители не сохраняются в целости.

Преимущества и недостатки блокчейна

Технология блокчейн только начала массово использоваться в различных сферах, её потенциал ещё не полностью реализован.

Преимущества:

безопасность и защита данных от изменений и вмешательства третьих сторон;
низкие комиссии при проведении транзакций, исключение необходимости проверки информации;
верификация выполняется несколькими узлами; если обнаружена ошибка, значение не будет признано истинным. Мошенничество исключено, поскольку информацию нужно будет скорректировать по всей сети, блокам и узлам;
нет двойных трат, невозможно использовать одни и те же средства дважды или проголосовать дважды и т. д.;
транзакции проходят 24/7, без выходных и перерывов, по всему миру.

Недостатки:

Расходы на интеграцию технологии в бизнес, узлы, мощности.
Ограниченное число транзакций в секунду.
Используется в нелегальной деятельности (Darknet).
Нет правовой базы для контроля юридических аспектов использования самой технологии.
При утере криптографического ключа доступ к данным восстановить нельзя.

Какие выгоды для бизнеса несёт блокчейн?

Многие отраслевые гиганты начали использовать или изучать эти цифровые реестры в своих сферах.

Например, JPMorgan создал целое подразделение под названием Onyx для разработки новых блокчейн-решений. В 2023 году JPMorgan Chase сотрудничал с банками в Индии, тестируя новую программу для транзакций в долларах США в реальном времени.

Некоторые из самых известных брендов luxury-товаров, таких как Tiffany & Co., Dolce & Gabbana и Gucci, уже протестировали применение NFT.

В здравоохранении гиганты индустрии сформировали Synaptic Health Alliance, которая разрабатывает систему оптимизации поставок.

Платформа BurstIQ будет использовать смарт-контракты, чтобы решать за пользователей, как их данные могут применяться в медицинских продуктах.

Фармацевтическая компания Novo Nordisk использует блокчейн для защиты информации о пациентах с диабетом и ожирением.

Propy — это маркетплейс недвижимости, на котором объекты приобретаются с использованием криптовалюты или NFT.

Google создал собственное подразделение, в котором изучает потенциал системы.

Каково будущее блокчейнов?

Блокчейн уже позволяет даже тем, кто далёк от IT-технологий, зарабатывать. Например, покупая Bitcoin или биржевой фонд ETF, пользователь получает доход от использования технологии, лежащей в основе криптовалют, финансовых продуктов и решений компаний. Прогнозируется, что бизнесы, использующие такие реестры, к 2030 году будут оцениваться в 3,1 трлн долларов.

Эта инновация уже значительно изменила различные отрасли, создав множество приложений и платформ, которые значительно облегчают и ускоряют внутренние процессы.

Она стала особенно ценной и эффективной для финансового сектора, где главная борьба ведётся с мошенничеством. Центральные банки активно исследуют возможность ввода национальных криптовалют. Таким образом, центральные банки хотят контролировать количество валюты на рынке, но транзакция будет проходить без участия посредников в виде коммерческих банков.

Для здравоохранения инновации позволяют управлять цепочкой поставок медикаментов, проверять подлинность вакцин. IBM инвестирует в разработку таких решений, когда возможно отследить поставщика вакцин и их дальнейшее использование.

Блокчейн изменил индустрию развлечений в том, как создал эффективную систему контроля интеллектуальных прав. В будущем его можно использовать для контроля цензуры и устранения мошеннической рекламы.

Сейчас IT-специалисты активно ищут способы объединить работу блокчейн-платформ с данными и сервисами, не связанными с этой технологией.

В кибербезопасности разрабатываются решения для усиления защиты данных.

Блокчейн также уникален тем, что создаёт новые бизнес-модели, использующие инновационные технологии, снижающие расходы и контролирующие весь процесс работы системы.