Блокчейн – технология о которой сейчас говорят все вплоть до домохозяек, пишут газеты и журналы. Если забыть о хайпе и не добавлять в проект блокчейн ради блокчейна, то оправданным его применение будет далеко не всегда. Нам посчастливилось столкнуться именно с такой ситуацией. К нам обратился один из наших крупных заказчиков – компания, предоставляющая услуги площадки по электронным госзакупкам.

Задача

Решение

В качестве технологической базы проекта был выбран Multichain так как данная платформа изначально спроектирована с поддержкой консорциума как основного режима работы и содержит удобные средства работы с блокчейном как хранилищем данных. Сама Платформа, реализующая интерфейс обмена данными и средства разграничения доступа к данным, разработана на платформе.NET.

Основные характеристики разработанного решения:

• Данные распределяются между всеми узлами системы, ни один из участников системы не может сфальсифицировать или удалить данные, однажды выданные другому участнику, а также отсутствует единая точка отказа. Даже при физическом отключении узла участника от сети, данные, полученные до момента отключения, остаются на этом узле и доступны для работы с ними, а при восстановлении подключения происходит получение данных, появившихся во время отсутствия узла в сети.
• Используется закрытый блокчейн (консорциум) – т.е. для подключения к нему требуется либо согласование узлом-координатором, либо, если выбрана консенсусная модель администрирования – всеми участниками сети.
• После подключения, участник консорциума может создавать как публичные (доступные всем участникам), так и закрытые (доступные выбранному кругу участников) коллекции данных. Безопасность закрытых данных обеспечивается посредством криптозащиты данных с помощью ГОСТовских алгоритмов.
• Управлять доступом к коллекции может лишь ее создатель.
• При добавлении к списку доступа уже существующей коллекции нового участника, опубликованные ранее данные становятся ему доступны автоматически.
• При удалении участника из списка доступа новые опубликованные данные будут ему недоступны.
• Платформа поддерживает структурирование данных в коллекции в формате JSON и валидацию формата документа в ней по JSON-схеме.
• Платформа предоставляет АПИ, изолирующий пользователя от деталей реализации самого блокчейна и позволяющий работать с понятиями более высокого уровня («документ» и «коллекция»).
• Платформа не предусматривает удаления данных, таким образом, ни один участник не может удалить документ из коллекции, доступной другим участникам.
• При обновлении документа, сохраняется полная история его изменений, и есть возможность получения любой из версий документа.
• Платформа поддерживает отправку внешним системам участника настраиваемых уведомлений об изменении/обновлении данных в интересующей коллекции, таким образом, информационные системы одного участника могут оперативно реагировать на обновления данных, сделанные информационными системами другого участника.

Что касается принципа работы механизма управления доступом к данным, то он основан на гибридной схеме шифрования:

1. Зарегистрированный участник системы получает публичный и приватный ключ. Публичный ключ каждого участника является общедоступным и публикуется в блокчейне.
2. Участник №1 создаёт новую коллекцию и определяет, с кем из участников системы он хотел бы поделиться её содержимым (Участник №2 и №3), затем добавляет в эту коллекцию документ.
3. Платформа шифрует документ сгенерированным симметричным ключом (это значит, что для расшифровки потребуется тот же ключ, что и для шифрования). Такой ключ имеет значительно меньший объем, чем, сам зашифрованный документ.
4. Платформа извлекает из блокчейна публичные ключи участников №2 и №3 и шифрует ими симметричный ключ, и помещает результаты в блокчейн.
5. Участники №2 и №3 входят в систему и пытаются просмотреть содержимое коллекции. Платформа расшифровывает приватными ключами участников №2 и №3 симметричный ключ, после чего этим ключом расшифровывает документ. Таким образом участники №2 и №3 получают доступ к его содержимому.

1. Участник проходит регистрацию в Учётном центре (далее УЦ№1), подавая все необходимые документы и данные.
2. Учётный центр выдаёт участнику электронную подпись и привязывает к ней все подданные им данные, складывая всё это в блокчейн.
3. Когда участник заходит на площадку по государственным закупкам (далее Площадка №1), она извлекает его регистрационные данные из Коллекции, созданной УЦ№1.
4. Возможна ситуация, когда площадке не хватит этих данных и она запросит дополнительные или же захочет хранить другую информацию (например, историю участия в торгах) по конкретному клиенту, чтобы поделиться ей с другой дружественной площадкой. В этом случае, она создаёт в блокчейне новую коллекцию с этими дополнительными данными.
5. Когда Участник решает зарегистрироваться на Площадке №2 она также берёт его регистрационные данные из коллекции УЦ №1 или же из коллекции созданной Площадкой №1

Итог

В настоящее время технология блокчейн (blockchain) получила широкую популярность за счёт возможности воплощения в самых разных сферах. Она универсальна, и ограничений на её применение почти не существует. Применение блокчейн оправдано в любом сценарии, где распределённая структура может иметь практический смысл (см. ?). Так, многие компании запускают проекты на базе технологии блокчейн, но для их реализации, в свою очередь, важно привлекать профессионалов, обладающих практическим опытом ведения подобных проектов. Перечислим основные направления, в которых с успехом может применяться данная технология.

Сервис проверки электронных документов

В этом случае речь идёт о том, что на базе технологии блокчейн можно реализовать систему верификации электронных документов, которая осуществляется с использованием цифровой подписи, электронных ключей и прочих способов, не требующих бумажной копии. Подобный подход существенно экономит время и затраты на сопровождение такого процесса.

Одним из вариантов рассматриваемого метода является выпуск цифровых удостоверяющих сертификатов для любого из файлов, которые требуется заверить. Этот сертификат выступает связующим звеном для уникальных параметров файла и зафиксированной записи в цепи блоков данных. В результате появляется возможность подтверждения подлинности электронного документа.

В удостоверяющих сертификатах есть все нужные данные для того, чтобы подтвердить целостность защищённых сведений, в том числе и сторонними лицами. Проверку можно выполнять как локально, так и на специальном онлайн ресурсе.

Платформа финансовых сервисов

Проведение различных операций с финансами представляет собой процесс, для которого значимую роль играет скорость его исполнения. Не на последнем месте стоит прозрачность и надёжность применяемых технологий. Именно поэтому отличным решением становятся блокчейн-платформы, отвечающие всем вышеназванным требованиям. В качестве примера таких решений можно привести Hyperledger или Corda, изначально ориентированные на высокие нагрузки.

Принцип действия данных платформ следующий. Участники финансовых отношений объединяются в распределённую структуру, благодаря которой можно добиться самого высокого уровня доверия без привлечения третьих лиц. А это, в свою очередь, позволяет не прибегать к посредникам и уменьшать во много раз издержки по операциям. По сути, речь идёт о применении одноранговой сети между покупателем и продавцом, где характерен значительно более высокий уровень доверия сторон, нежели в любой иной системе с единым центром управления.

Единая платформа, на базе которой строятся программы лояльности

Применение технологии блокчейн для программ лояльности имеет вполне конкретный смысл, так как в результате этого можно получить ряд преимуществ:

• Уменьшаются административные затраты. Суть в том, что используются, так называемые, умные контракты, которые передают текущие и открытые операционные данные унаследованным системам. Существенно снижаются издержки, возникающие из-за ошибок и деятельности мошенников.
• Премиальные баллы оцифровываются, в результате чего появляется возможность их относительно простого обмена. Кроме того, упрощаются процедуры взаиморасчётов с партнерами, программами и индустриями. Третья сторона в данном случае не привлекается, что повышает безопасность и удешевляет систему.
• Блокчейн открывает путь к функционированию без посредников. Такая возможность появляется за счёт наличия онлайн-протокола, взаимосвязанных последовательных блоков информации и умных контрактов.

Система мотивации и планирования сотрудников на базе технологии блокчейн

Данная платформа позволяет решить сразу несколько проблем, связанных с работой команд, состоящих из большого количества людей и занятых в крупномасштабных проектах. Речь идёт, например, о том, как учесть фактические расходы и достичь прозрачности затрат проекта.

Любая работа становится коммерчески выгодной лишь в том случае, если удаётся снизить издержки на взаимодействие между различными сервисами имеющейся инфраструктуры. Существенную роль здесь следует отвести разработке программных интерфейсов взаимодействия.

Если выстраивать систему мотивации сотрудников для нескольких компаний на базе блокчейн-сети, то каждая из участвующих организаций может стать её доверенным узлом. Для любого из проектов выпускается некоторое число цифровых токенов – валюты с установленной внутри программы стоимостью. Автоматически распределить токены по командам и участникам можно за счёт применения smart-контракта, причём это происходит, исходя из номинального объёма доступных ресурсов. Упомянутые токены представляют собой внутренний актив, который обеспечивает цифровой эквивалент человеческих трудозатрат.

Формирование и распределение фонда премий проектов осуществляется из общего объёма эмитированных цифровых токенов. Токены могут выступать не только как единица измерения времени, затраченного на работы, но и обмениваться затем на многочисленные предметы нематериальной мотивации. Например, удобное место у окна для сотрудника, лишний выходной, бесплатный сертификат на обучение, прохождение курсов повышения квалификации и так далее. Конкретные поощрения определяются в каждой компании и зависят лишь от пожеланий управленцев.

Выше мы уже рассматривали многочисленные достоинства технологии блокчейн и узнали, где ее применяют. Добавим к этому, что ещё одним преимуществом выступает полное отсутствие субъективных оценок работы сотрудников. Это возможно благодаря тому, что решения принимает не человек, а система, точнее, алгоритм smart-контракта. При этом используются прозрачные, заранее предписанные и автоматические критерии, что упрощает задачу определения «победителя».

Благодаря гибким возможностям интеграции внутри информационной среды, каждой отдельно взятой организации удаётся наладить процесс применения технологии блокчейн именно так, как требуется в том или ином случае, и сделать это максимально эффективно.

Блокчейн стремительно развивается не только в сфере криптовалют, но и во множестве других областей, стремящихся сократить расходы, повысить эффективность и отказаться от устаревших информационных инфраструктур. Мы рассмотрели наиболее популярные варианты того, как может осуществляться применение блокчейна, и узнали, какие компании используют данную технологию на практике.

Сферы применения блокчейна

Управление идентификационной информацией

Сервисы управления идентификационной информацией позволяют пользователям переносить персональные данные на блокчейн, тем самым создавая цифровой идентификатор личности (digital identity). Таким образом, у пользователей появляется широкий инструментарий для хранения такой информации, как паспортные данные, свидетельства о рождении и браке, водительские права, удостоверения личности, логины и пароли и другие персональные данные. А при помощи блокчейна пользователь может выбирать, какой информацией делиться и кто именно может иметь к ней доступ. Более того, пройдя процесс идентификации личности всего один раз, юзер может авторизироваться в сети и в других сервисах без повторного ввода информации.

В июне прошлого года стало известно , что консалтинговый гигант Accenture и крупнейшая IT-корпорация Microsoft объединилась для разработки и внедрения блокчейн-платформы, с помощью которой более 1 миллиарда человек по всему миру получат действующие удостоверения личности. Помимо этого, на крипторынке уже сейчас присутствуют 20 компаний, предоставляющих различные услуги в области управления персональной идентификационной информацией.

Цифровые активы и токенизация

Цифровым активом считается любой актив, который представлен в цифровом формате. Такие активы хранятся на любом носителе: от компьютера и мобильных устройств до медиаплеера. В свою очередь, токенизация - это процесс перевода прав на актив в токен, цифровой «двойник» которого хранится на блокчейне.

Поскольку токенизация происходит с использованием блокчейна, то компании могут ввести новую систему управления активами, позволяющую повысить ликвидность, предоставить возможность управления активами всем участникам, и даже применять сценарии коллективного использования. А также эффективнее интегрировать такие компоненты традиционного рынка ценных бумаг, как депозитарий, фондовую биржу, расчетный центр, и программное обеспечение.

Стартапы Vaultoro , OneGram и Orebits занимаются токенизацией золота, где пользователи за криптовалюту могут купить цифровые активы на данный драгоценный металл. Компания LAToken производит токенизацию ценных бумаг и акций через протокол LAT Protokol, который позволяет токенизировать права на активы и торговать ими за криптовалюты. А международная блокчейн-платформа Atlant позволяет токенизировать объекты недвижимости с последующим размещением токенов ATL на децентрализованных биржах.

Международные платежи

Основные принципы работы блокчейна достаточно легко понять: технология работает как распределенный реестр, где можно хранить любую информацию, которая будет скрыта от неавторизованных лиц благодаря криптографическому шифрованию, а копии данного реестра будут храниться на компьютерах всех пользователей. Взломать такой реестр практически невозможно, а информацию, которая содержится в нем, нельзя подделать, изменить или отредактировать.

Таким образом, блокчейн идеально подходит для сферы финансов и, в частности, для проведения международных платежей. Процесс международных переводов, который обычно занимает большое количество времени, средств и участвующих сторон, благодаря блокчейну значительно сократит время транзакций, расходы, а также уберет необходимость в сложной информационной структуре. Так, в сентябре 2016 года британский банк Barclays и стартап Wave провели первую успешную торговую сделку с использованием блокчейна. Более того, многие представители финансового сектора в альянсы и консорциумы, такие как EEA, R3 и Hyperledger, для развития и внедрения блокчейн-решений в своем секторе.

Защита авторского права

Нарушение авторских прав считается одной из крупнейших проблем во таких сферах творчества, как искусство, музыка, кино, и литература. Применение блокчейна позволяет авторам подтверждать и защищать авторские права и права владения интеллектуальной собственностью. Более того, технология позволит обеспечить безопасное хранение и оперативное обновление информации о любых объектах.

Так, компания Ascribe благодаря применению блокчейна помогает художникам подтверждать свое авторское право на созданные предметы искусства при помощи уникальных идентификаторов и цифровых сертификатов. Также предусмотрена передача права владения от художника или автора к покупателю или коллекционеру. Проект SingularDTV запускает децентрализованную систему распространения цифрового видеоконтента на блокчейне Ethereum, который позволит пользователям размещать свои произведения, монетизировать и управлять их распространением. А в России в ноябре было подписано соглашение о защите прав интеллектуальной собственности между Министерством культуры и ассоциацией IPChain, в рамках которого будут разрабатываться решения в области охраны авторских прав на блокчейне.

Смарт-контракты

Смарт-контракты существуют в виде алгоритма, который позволяет заключать самовыполняемые контракты на блокчейне. Такой вид контрактов идеально подходит для использования в коммерческих сделках, поскольку они гарантируют перевод средств или каких-то других действий, как только все стороны выполнят все указанные в контракте обязательства. Смарт-контракты не требуют участия посредников и выполняются автоматически, что делает их особенно удобным инструментом для стартапов.

Проект JoyToken разрабатывает протокол инфраструктуры для игровой индустрии, где смарт-контракты используются для обеспечения безопасности, возможности ведения записей и проведения аудита. А межкорпоративная платформа Jincor позволит любому бизнесу использовать смарт-контракты и криптовалютные платежи без каких-либо специальных технических знаний и больших финансовых затрат.

Также, согласно отчету консалтинговой компании Deloitte, страховая отрасль активно работает над внедрением смарт-контрактов, которые позволят снизить затраты, повысить эффективность и автоматизировать большую часть процессов. Используя блокчейн как хранилище, представители рынка страхования могут сформировать единую и глобальную базу страховых контрактов и заявлений.

Интернет вещей

Интернет вещей (IoT) представляет собой класс устройств, которые могут обмениваться любым видом данных между собой, тем самым создавая сеть взаимодействия. Использование блокчейна может гарантировать сохранность и целостность данных в IoT, а также обеспечивать надежную систему безопасности.

Компания Chronicled в августе прошлого года запустила блокчейн-платформу для Интернета вещей, которая позволяет компаниям и производителям регистрировать и подтверждать физические предметы в блокчейн-сети. А компания Filament предлагает ряд собственных программных и аппаратных решений для управления промышленными системами и оборудованием. В основе разработок компании лежат принципы децентрализации, криптографической защиты и автономности.

Электронное голосование

Применение блокчейна позволит государствам использовать абсолютно прозрачную систему электронного голосования, с возможностью проверки избирателем. Для этого гражданам будет необходимо авторизироваться в системе и проголосовать за выбранного кандидата с помощью внутренней монеты. Блокчейн фиксирует транзакцию, автоматически создавая реестр голосов, которые будут подсчитаны по завершению голосования. Каждый участник может проверить как собственный голос, так и удостовериться в точности учета голосов других избирателей.

Стартап Voatz , собравший $2.2 миллиона, предлагает мобильную платформу голосования, построенную на блокчейне. Данная платформа обеспечивает безопасный учет голосов и гарантирует подлинность результатов. Платформу уже используют несколько университетов, политических групп и некоммерческих организаций для проведения внутренних голосований. Также платформа Follow My Vote представляет программное обеспечение с открытым исходным кодом на блокчейне, которое позволяет пользователям проводить электронные голосования и участвовать в них.

Голосованием на блокчейне уже пользовались: датская партия Liberal Alliance для внутреннего голосования, либертарианская партия США штата Техас для голосования за кандидатов на внутрипартийные должности, республиканская партия штата Юта в ходе голосования за кандидатов на этапе праймериз, а также биржа NASDAQ при поддержке местного правительства провела голосование среди держателей акций в Эстонии.

Анонимная передача сообщений

Такие стартапы, как Obsidian , используют технологию блокчейн для безопасного обмена информацией в чатах, мессенджерах и социальных сетях. В отличие от WhatsApp и iMessage, которые используют оконечное шифрование, Obsidian применяет блокчейн для обеспечения сохранности метаданных пользователей, таких как почта, номера телефонов или любого другого идентификатора личности. Вместо этого Obsidian используют случайные метаданные из распределенного реестра и, таким образом, гарантируют конфиденциальность пользователей и их сообщений.

В начале февраля этого года компания Embedded Downloads представила приложение Embedded Messenger, работающее на блокчейне EOT. Этот мессенджер позволит отправлять сообщения с одного публичного ключа на другой, предоставляя безопасную среду для обмена анонимными сообщениями. В то же время студент новосибирского НГУ Александр Балуев представил собственный проект Chain-chat Blockchain messenger - платформу обмена сообщениями при помощи применения блокчейна для социальных сетей и средств массовой информации.

Борьба с DDoS-атаками

Согласно ежеквартальным отчетам Kaspersky Lab, увеличилась длительность и сложность DDoS-атак, с которыми компании столкнулись в 2017 году. Так, во втором квартале 2017 года состоялась самая продолжительная атака, которая длилась 227 часов. В частности, эксперты отметили рост количества атак, направленных на площадки, проводящих ICO.

Блокчейн-стартап Gladius разрабатывает проект по запуску децентрализованной одноранговой сети, работающей без главного сервера, которая обеспечит защиту от DDoS атак. Gladius позволяет пользователям монетизировать неиспользованную пропускную способность своих интернет-сетей, объединяя их в децентрализованную CDN (Content Delivery Network). Благодаря высокой пропускной способности сеть отразит DDoS-атаки, а пользователи смогут подключаться к безопасным пулам защиты.

За последние 30 лет финансовые учреждения выделяли деньги на разрушение различных отраслей промышленности; они имеют представление о том, что революционная технология может сделать с традиционной системой.

Для предупреждения изменений, банки активно участвовали в создании научно-исследовательских лабораторий, организации испытательных центров и установлении партнерских отношений с разработчиками блокчейна , чтобы полностью понять революционный потенциал технологии. Финансовые институты были первыми кто погрузились в это, но научные круги, правительства и консалтинговые фирмы также изучили эту технологию.

Разумеется, вся эта работа является дополнением к тому, что делают предприниматели и разработчики, либо путем поиска новых способов использования биткойнов или эфириума, либо создания совершенно новых блокейн-протоколов. Это происходит уже несколько лет, и результаты начинают проявляться.

Применение блокчейна: Создание цифровой подписи

Как описано в статье «Как работает блокчейн? », идентификация в технологии блокяейн выполняется с помощью криптографических ключей. Объединение открытого и закрытого ключа создает сильную цифровую подпись, основанную на владении.

Открытый ключ - это то, как вы идентифицируетесь в толпе (например, адрес электронной почты), приватный ключ - это то, как вы выражаете согласие на цифровые взаимодействия (по сути пароль от почты). Криптография - важная сила революции блокчейн.

Таким образом, одно из главных примененйи блокчейна – защита данных с помощью цифровой криптографии.

Применение блокчейна: Система хранения данных

Как сказано в статье «Что такое распределенный реестр? », блокчейн являются нововведением в регистрации и распространении информации. Технология хороша для записи как статических данных (реестра), так и динамических данных (транзакций), что делает его эволюцией в системах записи информации и создании баз данных.

В случае реестра данные могут храниться в блокчейне в любой трех комбинаций:

• Незашифрованные данные - могут быть прочитаны каждым участником цепочки в блокчейне и полностью прозрачны.
• Зашифрованные данные - могут быть прочитаны участниками с помощью ключа дешифрования. Ключ обеспечивает доступ к данным в blockchain и может доказать, кто добавил данные и когда они были добавлены.
• Хешированные данные - могут быть представлены вместе с функцией, которая создала их, чтобы показать, что данные не подделаны.
  Хеши блокчейна обычно выполняются в сочетании с исходными данными, хранящимися вне сети. Например, часто в blockchain хэшируются цифровые «отпечатки пальцев», в то время как основной объем информации может храниться в автономном режиме.

Такая общая система записи может изменить систему совместной работы организаций. Так, в настоящее время, когда данные закрыты на частных серверах, огромная стоимость транзакций между компаниями связана с процессами, процедурами и перекрестной проверкой записей.

Доказательство неизменности

Особенностью базы данных блокчейна является то, что она имеет собственную историю. Из-за этого их часто называют неизменяемыми. Другими словами, для изменения записи в такой базе данных требуются громадные усилия, потому что это потребовало бы изменения всех данных, которые появляются впоследствии, на каждом отдельном узле. Таким образом, это скорее система записи, чем база данных.

Второе чрезвычайно важное применения блокчейн технологии - новый взгляд на хранение информации и создание баз данных.

Применение блокчейна: Блокчейн как платформа

Криптовалюты - первая платформа, разработанная с использованием технологии блокчейн. Теперь люди перешли от идеи платформы к обмену криптовалюты с платформой для смарт-контрактов.

Термин «Смарт-контракты» (или «умные контракты») стал собирательной фразой, но идея действительно может быть разделена на несколько категорий.
В 1990-х годах Ник Сабо разработал умные контракты с «торговым автоматом». После внешнего ввода данных (криптовалюта) машина взаимодействует или же посылают сигнал, который запускает операцию на blockchain.

Существуют также интеллектуальные юридические контракты или Рикардианские контракты. Данное приложение основано на идее, что контракт - это собрание умов, и что результатом является соглашение сторон. Таким образом, контракт может представлять собой сочетание устного соглашения, письменного соглашения, а теперь также некоторых из полезных аспектов блокчейна, таких как временные метки, токены, аудит, координация документов или бизнес-логика.

И, наконец, есть . Это программы, которые управляют активами blockchain, выполняемыми над взаимодействиями в системе ethereum. Эфириум сам по себе является платформой для кода смарт-контрактов.

Таким образом, еще одним фундоментальным применением блокейна является создание на его основе множества различных приложений для различных нужд - от анонимных голосований и проведения транзакций до оплаты коммунальных услуг.

Мир только начинает открывать для себя технологию блокчейн, поэтому новые ее применения будут образовываться каждый день, и в скором времени она уже плотно войдет в нашу жизнь, составив основу банальных вещей.

Было бы преуменьшением сказать, что технология блокчейна - одна из самых инновационных в этом столетии. Всякий раз, когда мы о ней задумываемся, мы автоматически вспоминаем криптовалюты, в основном Биткоин. Однако BTC - не единственное проявление блокчейна, скорее одно из самых первых и популярных. Все больше людей видят в децентрализации и прозрачности, связанных с блокчейном, потенциал изменить самые разные отрасли. Давайте рассмотрим четыре по-настоящему сильных применения блокчейна, возможных в реальном мире.

Прежде чем перейти к отраслям, в которых могут быть применения блокчейна, давайте сперва познакомимся с самой технологией.

Что такое ?

Блокчейн - это цепь блоков, в которой каждый блок содержит ценные данные, независимые от центра наблюдения. Он криптографически безопасен и неизменен. Блокчейн использует две важных структуры данных: указатели (pointer) и связанные списки (linked lists).

Указатели - это переменные в программировании, которые хранят адреса других переменных. Обычно переменные в любом языке программирования хранят данные.

Например, int a = 10 означает, что есть переменная «а», которая хранит целочисленные значения. В этом случае целочисленное значение равно 10. Это нормальная переменная.

В последовательности блоков каждый блок содержит данные, которые связывают его со следующим блоком указателем. Переменная указателя, в данном случае, содержит адрес следующего узла и образует соединение. Последний узел содержит нулевой указатель.

Важно отметить, что указатель внутри каждого блока содержит адрес следующего блока. Что это значит для первого блока в списке? Где находится указатель первого блока?

Первый блок называется «блоком генезиса», а его указатель находится в самой системе. Выглядит он так:

Если вам интересно, что такое hash pointer, это указатель, который содержит хеш предыдущего блока. О хешах мы еще поговорим.

Блокчейн - это, по сути, связанный список, который выглядит так:

Блокчейн - это связанный список , который содержит данные и указатели хеша предыдущего блока, создающие цепочку. Указатель хеша похож на указатель, но помимо содержания адреса предыдущего блока он содержит также хеш данных предыдущего блока. Именно эта небольшая деталь делает блокчейн таким надежным и перспективным.
Запомните этот момент, мы к нему еще вернемся.

Итак, два самых интересных свойства блокчейна:

1. Децентрализация
2. Неподдельность
Давайте теперь разберем, как блокчейн приобретает каждое из этих свойств.

#1. Децентрализация

Обычная сетевая структура - это «клиент-сервер».


Это централизованный сервер. Любой, кто хочет подключиться к серверу, может отправить запрос для получения необходимой информации. Так, по большей части, работает Интернет. Когда вы хотите что-то от Google, вы отправляете запрос на сервер Google, который возвращается с результатом. Это клиент-серверная система. В чем проблема такой модели?
Поскольку все зависит от сервера, критически важно, чтобы сервер функционировал постоянно, чтобы система работала. Это узкое горлышко. Предположим, по какой-то причине главный сервер перестанет работать. Это затронет всю сеть. Также есть проблемы с безопасностью. Поскольку сеть централизована, сервер обрабатывает много конфиденциальной информации о клиентах. Это означает, что любой может взломать сервер и получить эти фрагменты информации. Кроме того, остается проблема цензуры. Если сервер решит, что конкретный элемент (песня, фильм, книга и т.п.) не подлежит распространению в сети, так и будет.


Таким образом, чтобы противостоять всем этим проблемам, потребовалась другая архитектура сети. Это сеть, которая разделяет всю свою рабочую нагрузку среди одинаково привилегированных участников (peers), то есть является одноранговой. Больше нет единого центрального сервера, все узлы распределены и децентрализованы. Это сеть peer-to-peer.

Зачем людям использовать peer-to-peer?

Одно из главных применений сети p2p - это совместное использование файлов, известное многим по «торрентам». Загрузка крупных файлов с сервера, как правило, медленная и подвергается цензуре, как мы уже выяснили. Но в p2p-системе центрального органа власти нет, и поэтому даже если один из узлов выйдет из гонки, останется еще много. Плюс, нет никакой цензуры и стандартов центральной системы.
Сравним:

#2. Неподдельность

Неизменность в контексте блокчейна означает, что как только в блокчейн введена информация, ее уже нельзя изменить. Причина такой защиты заключается в криптографической хеш-функции.
Простыми словами, хеширование означает, что мы берем входную строку любой длины и делаем из нее выход фиксированной длины. В контексте криптовалют вроде Биткоина, за входные данные берутся транзакции, которые проводятся через алгоритм хеширования (Биткоин использует SHA-256), который дает выход фиксированной длины.
Давайте рассмотрим, как работает процесс хеширования. Возьмем алгоритм SHA-256 (Secure Hashing Algorithm 256).


В случае с SHA-256 независимо от того, насколько большой или малый у вас ввод, выход всегда будет иметь фиксированную длину в 256 бит. Это важно, когда данных и транзакций огромное количество. Вместо того, чтобы запоминать все входные данные, достаточно запомнить хеш и отслеживать его.
Криптографическая хеш-функция представляет собой специальный класс хеш-функций, который идеально подходит для криптографии по своим свойствам. Чтобы криптографическая хеш функция была безопасной, у нее должны быть определенные свойства. Но сегодня мы обсудим только одну из них: эффект лавины.
Что это значит?
Даже если вы делаете небольшое изменение вводных данных, на хеше изменения будут огромными. Даже если изменить первую букву ввода, исходящий хеш изменится совершенно.


А что такое хеш-указатель? Хеш-указатель, как мы выяснили, аналогичен указателю, только содержит хеш данных предыдущего блока вдобавок к адресу.
Представьте на секунду, что хакер атакует блок 3 и пытается изменить данные. Из-за свойств хеш-функци, любое изменение данных изменит хеш. Значит любые легчайшие изменения в блоке 3 приведут к тому, что хеш блока 2 изменится, и так далее. Цепь изменится, а это недопустимо. Следовательно, подделать информацию в блокчейне нельзя.
Теперь, когда мы разобрались с тем, что такое блокчейн, давайте рассмотрим ее применения в различных отраслях.

#1. Применение блокчейна в пищевой промышленности

Пища - не первое, что приходит на ум, когда вы задумываетесь о применениях блокчейна, не так ли. Но многие крупные сети вроде Walmart объединяются с IBM для включения блокчейна в свою систему управления едой.
Зачем?
Один из самых фундаментальных вопросов, который мы задаем, поглощая любой съедобный продукт, звучит так: «Откуда взялась моя пища?».
Все больше людей начинают интересоваться источником своей пищи и это создает много проблем не только для потребителей, но и для поставщиков.
В октябре 2006 года несколько штатов в США пострадали от крупной вспышки кишечной палочки. Виновник? Шпинат.
Пострадало около 199 человек, из них 22 ребенка в возрасте до пяти лет. 31 из этих 199 получили почечную недостаточность - гемолитически-уремический синдром. Трое погибли.
В результате этого вся пищевая промышленность погрузилась в хаос. Люди отчаянно пытались отследить источник зараженного шпината. Весь шпинат на рынке сразу же убрали. FDA потребовалось в общей сложности 2 недели, чтобы найти источник заражения, и в течение этого времени шпината на рынке не было вообще.
Что же стало источником? Всего одна ферма. Одна партия.


Всего одна партия шпината парализовала всю отрасль на две недели. Две недели фермеры оставались без средств к продолжению работы.
Всего этого можно было бы избежать, если бы был способ отследить шпинат получше.
Возникает другой вопрос: «Должны ли мы лучше отслеживать пищу?».
Неужели это лучшее, что мы можем сделать с нашей едой?
Отслеживать передвижение пищи или же видеть все данные о ней целиком ежесекундно?
Как мы уже видели прежде, отслеживание пищи - очень медленный процесс. Обычно он занимает много времени, в течение которого целые отрасли и средства к существованию могут стопориться. Каков наилучший способ справиться с этим?
Что, если бы могли сделать прозрачным каждый этап существования пищи (от созревания на ферме до момента попадания на прилавок)?
Что произойдет, если использовать блокчейн для сохранения всех записей о еде? Не забывайте, что блокчейн - это открытая книга, и все данные в ней открыты для всех, и нет никакого центрального органа, который мог бы вмешаться или же нес бы ответственность. Это значительно сокращает время, которое может быть потрачено впустую на поддержание порядка. Наличие данных в блокчейне снизит время ожидания при получении данных с недель до нескольких секунд.
Walmart уже провел два теста с IBM, один с китайской свининой, а другой с мексиканским манго. Walmart и IBM использовали Hyperledger Fabric, блокчейн, который изначально был разработан IBM, а теперь находится в ведении группы Hyperledger в Linux Foundation. Фрэнк Яньнас, вице-президент по безопасности пищевых продуктов в Walmart, так рассказал об итогах испытаний:

«Мы были так воодушевлены, что очень быстро начали обращаться к другим поставщикам и розничным торговцам».

Поскольку блокчейн становится все более интегрированным в пищевую промышленность, он сделает весь процесс более прозрачным и безопасным. Преимущества прозрачной пищевой цепочки весьма многочисленны, например:

• Существенно повышается безопасность пищи.
• Вся пища будет свежей, поскольку никто не рискнет отправить «несвежую» пищу в открытую для всех систему.
• Будет меньше пищевых отходов, поскольку каждый кусочек пищи будет учтен.
• Манипуляций с пищей не будет, поскольку система открыта для всех.
• Другое преимущество открытой системы в том, что она накладывает ответственность на производителей пищи, поскольку они знают, что им не удастся провернуть грязные делишки.

#2. Применение блокчейна в кибербезопасности

7 сентября 2017 года Equifax, одно из крупнейших в мире агентств по кредитованию потребителей потрясло весь мир, когда выяснилось, что оно столкнулось с серьезным нарушением кибербезопасности. Злоумышленники получали несанкционированный доступ к данным с середины мая до конца июля 2017 года. Данные порядка 145,5 миллиона человек были скомпрометированы, включая:

• Имена
• Номера социального страхования
• Даты рождения
• Адреса
• Номера водительских лицензий

Но это, конечно, не первый раз, когда хорошо известная компания попадает впросак в отношении кибербезопасности. В 2016 году поисковой гигант Yahoo! столкнулся с крупной атакой и порядка миллиарда аккаунтов компании было скомпрометировано. Атакующие получили доступ к следующим данным:

• Имена
• Пароли
• Телефонные номера
• Ответы на секретные вопросы

К сожалению, это не первый случай взлома Yahoo, поскольку в Интернете полно гайдов на тему «как взломать Yahoo». Yahoo - это такой зарубежный Mail.ru. Представьте, насколько печально у компании с сохранением безопасности данных, если в Интернете выкладывают гайды, как их достать.
Проведя собственное исследование, компания Verizon выявила определенные тенденции. Оказывается, 65% взломов данных осуществляется из-за слабых, дефолтных или украденных паролей. Это значительное число, несмотря на то, что оно меньше прошлогоднего (95%). Согласно исследованиям, основной причиной взлома становится небрежность самих людей.
Время от времени люди подвергаются фишинговым атакам и продолжают «делиться» конфиденциальными данными, такими как имена пользователей, пароли и данные кредитной карты. 23% людей продолжают открывать фишинговые письма, а половина из них даже открывают вложения, которые приходят вместе с ними.
Если вы хотите узнать истинную глубину этой проблемы, подумайте вот о чем: киберпреступления обходятся глобальной экономике в 400 миллиардов долларов в год.
А теперь вопрос: как блокчейн мог бы воспрепятствовать проведению таких атак?
Есть три важных особенности, которые позволяют блокчейну противостоять атакам на кибербезопасность.

Особенность #1: доверительная система

Система блокчейна работает без понятия «человеческого доверия». Система независима от человеческой этики.

Особенность #2: неподдельность

Блокчейн позволяет хранить данные и защищает их при помощи различных криптографических свойств, вроде цифровых подписей и хеширования. Одна из лучших особенностей этого в том, что как только данные попадают в блок, их уже нельзя изменить или подделать.

Особенность #3: децентрализация и консенсус

Блокчейн - это децентрализованная распределенная система. Как же она работает, если у нее нет центрального органа власти? Блокчейн состоит из множества узлов. Для принятия любого решения большинство узлов должны прийти к консенсусу и принять решение. То есть, вместо центральной властной фигуры, мы имеем демократическую систему.
Три этих свойства прекрасно увязываются с кибербезопасностью.
Вот несколько реальных примеров блокчейн-компаний, которые пытаются войти в область кибербезопасности.
Пример #1: Guardtime и смягчение кибератаки в реальном времени
Guardtime - это стартап из Эстонии, занимающийся безопасностью данных и созданный эстонским криптографом Ато Булдасом. Они недавно начали помещать свои чувствительные данные в блокчейн для пущей безопасности. Большинство компаний кибербезопасности используют PKI (Public Key Infrastructure), которая использует асимметричную криптографию и кэш публичных ключей. Проблема только в том, что эти ключи поддерживаются централизованным органим (сертифицированным представителем). А поскольку система централизована, она уязвима к атакам.
Guardtime создает на блокчейне KSI (Keyless Signature Infrastructure) на замену системе PKI. Компания стала крупнейшей в мире блокчейн-компанией по доходам, численности персонала и фактическом развертывании клиентов. В 2016 году все медицинские записи Эстонии обрабатывались с использованием систем Guardtime.
Пример #2: REMME и защита данных
Как защищаются конфиденциальные данные?
Когда-то на страже сокровищ стояли огромные воины, готовые убить любого, кто попытается войти в хранилище. Но в такой системе, очевидно, много минусов.
Не очень удобно проделывать долгий путь в хранилище каждый раз, когда вам нужен доступ к информации.
Также приходится полагаться на то, что люди будут честными. Согласитесь, не лучшая модель безопасности.
Потом мы перешли к логинам и паролям.
Но и это не лучший вариант, потому что все они хранятся на централизованном сервере и могут быть украдены в любое время.
Поэтому REMME пришла идея сделать пароли уделом прошлого. У каждого устройства будет свой SSL-сертификат, данные которого будут храниться на блокчейне. Поскольку блокчейн подделать нельзя, данные, которые в нем хранятся, будут неизменными. Это значит, что все устройства и конфиденциальные данные безопасны.
Минусы применения блокчейна в кибербезопасности
По данным Дэвида Трита, ведущего практика блокчейна в Accenture, хотя блокчейн - это прекрасная технология, она не предназначена для работы с массивными объемами данных. Поскольку компании вроде Equifax обрабатывают огромные объемы данных, блокчейн может быть не лучшим решением для них. Однако блокчейн может быть полезным в том, что даст отдельным людям исключительный контроль над их идентичностью.

#3. Приложения для голосования на блокчейне

Голосование - важнейший инструмент демократического государства. Именно этот важнейший фактор делает правительство работающим «для людей и людьми» управляемым. По сути, если бы не голосование, понятие «свободной страны» могло бы вовсе не существовать.
Система бумажных бюллетеней давно используется странами по всему миру. Концепция проста: вы ставите свой голос на листе бумаги и помещаете его в урну для голосования. В конце выборов подсчитываются голоса, и тот, кто получает наибольшее количество голосов, является победителем. Однако, как ни крути, может возникнуть множество проблем, связанных с традиционной системой голосования на бумажных бюллетенях.
Проблемы традиционного голосования с применением бюллетеней

• Эту систему нельзя автоматизирования и она очень медленная. Люди стоят в очереди в ожидании свободной кабинки. Все это требует много времени.
• Время, необходимое для подсчета голосов, очень долгое.
• Выборы можно подделать, вбросив поддельные бюллетени.
• Мощные органы могут использовать тактику запугивания, чтобы повернуть ход голосования в свою пользу.
• Объем бумажных расходов может причинить вред окружающей среде.
• Нет никаких исторических записей о том, как и когда был отдан каждый голос.
• Стоимость обслуживания бюллетеней очень высока.
• Невозможно отследить свой голос.
• После голосования вы уже не можете изменить свой голос.

Как видите у системы бумажных бюллетеней много минусов. Для преодоления этих проблем были развернуты системы цифрового голосования странами вроде Эстонии. Собственно, в этой стране цифровое голосование проводится с 2005 года. В ходе парламентарных выборов 2015 года, 30,5% голосов были отданы цифровым путем.
Впрочем, и в этой системе есть проблемы.
Во-первых, на клиентской стороне машина может обзавестись вирусом, который приведет к тому, что голос будет отдан другому кандидату.
Злоумышленник может напрямую заразить серверы с помощью вредоносного ПО, размещенного на DVD-дисках, используемых для настройки серверов и передачи голосов.
Хотя эти проблемы оспаривались, сам факт наличия централизованного сервера означает, что система уязвима.
Решение на блокчейне
Различные компании используют блокчейн и криптографию эллиптической кривой, чтобы привести голосование в 21 век. Их цель простая: сделать процесс голосования прозрачным. Что на самом деле происходит с вашим голосом? Никто не знает. Как интеграция блокчейна это исправит?
Вот какое решение предлагает Follow My Vote. Любой потенциальный избиратель может безопасно войти в систему, используя веб-камеру и правительственный идентификатор. После голосования каждый может использовать свой идентификатор для отслеживания голосов и корректности их использования. Более того, свой голос можно будет изменить как угодно и сколько угодно раз.
Для создания голоса используется криптография эллиптической кривой (ECC). ECC - это форма асимметричной криптографии. Она задействует два ключа (публичный и приватный) для шифрования и дешифрования данных. EEC - это, по сути, то же, что используют Биткоин и Эфириум в своей криптографии. Важно не разглашать свой приватный ключ, а публичный ключ - это доступный общественности адрес, которым можно делиться сколько угодно.
В процессе регистрации голосующий создает две пары ключей ECC. Избиратель показывает свою личность верификатору, который удостоверяет первую пару ключей. По завершении, избиратель регистрирует вторую пару ключей анонимно, как принадлежащую первой паре. Первая пара ключей отвечает за подтверждение личности, вторая - за голосование.
Затем избиратель создает транзакцию, которая по сути будет его голосом, и подписывает ее своим личным приватным ключом избирателя. Как только голос отдан, любой может проверить, валидна подпись или нет, и сделать выводы о подделке голосов.

#4. Земельный кадастр

Индия рассматривает блокчейн как возможное решение своих кадастровых проблем. Мошенничество с землей - одна из крупнейших проблем Индии.
В 2013 году только в Нью-Дели было зарегистрирован 181 случай мошенничества с частной собственностью; в Мумбае - 173 случая. По этой причине правительство Андра Прадеша заключило партнерство с шведским стартапом ChromaWay, чтобы поместить земельную собственность и кадастр на блокчейн.
Исполнение будет предельно простым.
Бэкенд системы будет на блокчейне, а фронтенд - на веб-приложении. Фронтенд будет отображать общее представление системы. ChromaWay будет использовать собственную платформу базы данных под названием Postchain.
Одна из самых интересных инноваций, которую они предлагают для криптографической безопасности, это цифровые отпечатки.
Вот как это работает:

• По геокоординатам и полигональному описанию земли создается хеш.
• Этот хеш связывается с идентификатором пользователя и снова хешируется, чтобы затем быть добавленным в блокчейн.
• Поскольку хеш всегда имеет уникальное значение, у всех будет уникальный ID. Из-за принципов блокчейна подделать записи также будет невозможно.

«Блокчейн - это технология будущего, - говорят авторы. - Он не только изменит наше восприятие процессов, но и обладает потенциалом трансформировать экономику. Конечно, еще предстоит в полной степени изучить возможности этой новой технологии».