Учебное пособие по блокчейну для начинающих: изучите основные концепции блокчейна

Блокчейн стал одним из самых востребованных навыков в технологическом секторе. Согласно опросу PwC 2018 года, в котором приняли участие 600 руководителей из 15 различных регионов, около 84% респондентов заявили, что они каким-то образом используют блокчейн. ( Источник )

Даже в Индии спрос на специалистов по блокчейну быстро растет, поскольку как государственные, так и частные организации ищут способы использования этой надежной технологии. Весь этот шум может заставить вас задаться вопросом: «Что такое блокчейн?»

Чтобы помочь вам найти ответ на этот вопрос, мы подготовили следующий учебник по блокчейну для начинающих. Он охватывает все необходимые аспекты блокчейна, чтобы вы могли ознакомиться с этой технологией и продолжить карьеру в блокчейне.

Тем не менее, это очень подробное руководство по блокчейну, поэтому мы рекомендуем добавить эту страницу в закладки. Вы можете сохранить его как ссылку, чтобы вернуться к нему позже.

Пройдите онлайн-обучение по разработке программного обеспечения в лучших университетах мира. Участвуйте в программах Executive PG, Advanced Certificate Programs или Master Programs, чтобы ускорить свою карьеру.

Мы начнем наш учебник по блокчейну для начинающих, сначала объяснив блокчейн:

Что такое Блокчейн?

Термин «блокчейн» состоит из двух слов «блок» и «цепочка». Мы можем определить блокчейн как цепочку блоков, содержащих информацию. Блокчейн помечает цифровые документы временными метками, поэтому их невозможно подделать или изменить дату. Основная цель блокчейна — решить проблему двойных записей, не требуя центрального сервера.

Это неподкупная цифровая книга транзакций, которую вы можете запрограммировать для записи практически всего, что имеет ценность. Простая версия блокчейна представляет собой цепочку блоков, содержащих записи о транзакциях, происходящих в сети.

Обратите внимание, что «блок» в блокчейне — это цифровая информация, а «цепочка» — общедоступная база данных. В блокчейне блоки распределены по нескольким системам, а не просто хранятся в одном месте.

Как работают блоки? - Объяснение технологии блокчейн

Блок хранит все основные сведения о транзакциях, включая время, дату, сумму транзакции и т. д. Он также хранит информацию об участвующих в транзакции объектах. Например, если вы покупаете продукт у поставщика, блок запишет вашу уникальную цифровую подпись. Да, он не хранит ваше имя. В блокчейне у каждого пользователя есть уникальная цифровая подпись, и информация об их транзакциях записывается с использованием их уникальной подписи, а не их фактического имени.

Уникальными качествами обладают не только пользователи блокчейна. Каждый блок в сети блокчейн имеет уникальный код, который отличает его от остальных. Этот уникальный код называется «хеш».

Сколько данных может хранить один блок, зависит от размера транзакций. Один блок может содержать несколько тысяч транзакций, а хэш-код гарантирует, что каждый блок в блокчейне синхронизирован с другими.

Если в блокчейне слишком много блоков, размер реестра соответственно увеличится. Большая сеть реестра является основной причиной, по которой блокчейн настолько безопасен. Поскольку он децентрализован, сбой одного блока не приведет к сбою всей сети, что позволит сети остаться нетронутой. Более того, если безопасность одного блока будет скомпрометирована, это не приведет к взлому всего блокчейна.

Блокчейн — это программный протокол, аналогичный SMTP для электронной почты. Тем не менее, вы не можете запустить блокчейн без Интернета.

Варианты использования блокчейна

Блокчейн — универсальная и надежная технология. Благодаря своему уникальному характеру почти каждая отрасль может извлечь выгоду из его интеграции в свою повседневную деятельность.

Возможные варианты использования

Блокчейн — относительно новая технология, и мы можем использовать ее во многих секторах. Ниже приведены некоторые из возможных вариантов использования блокчейна:

Бухгалтерия и делопроизводство

Каждая отрасль должна вести бухгалтерский учет и хранить записи. Эти записи содержат ценную информацию, утечка которой может вызвать множество проблем для соответствующего бизнеса. Блокчейн предлагает высоконадежный способ ведения бухгалтерского учета и записей, гарантирующий, что нежелательные стороны и злоумышленники не смогут получить к ним доступ.

Голосование

Чтобы предотвратить мошенничество при голосовании, правительства могут использовать технологию блокчейн для выдачи удостоверений личности избирателя и регистрации голосов. Как мы уже обсуждали ранее, блокчейн обеспечивает высоконадежное решение для хранения данных, и внесение изменений в данные, хранящиеся в блокчейне, очень сложно. Блокчейн может помочь сделать процесс голосования прозрачным и быстрым.

Беспилотные автомобили

Помимо использования искусственного интеллекта и машинного обучения, беспилотные автомобили будут использовать технологию блокчейна для защиты своих данных от нежелательных сторон. В 2019 году IBM подала патент на проект, который позволяет управлять информацией для беспилотных автомобилей с помощью блокчейна.

Робототехника и Интернет вещей

С помощью блокчейна вы можете создать децентрализованную сеть дронов и роботов. Это гарантирует, что отказ одного дрона не повлияет на остальную часть сети.

Управление данными в здравоохранении

Больницы, дома престарелых и другие медицинские учреждения могут использовать блокчейн для хранения и управления данными об их инвентаре, медицинских записях пациентов и финансовых транзакциях учреждения. Узнайте больше о примерах использования технологии блокчейн.

Существующие варианты использования

Вот некоторые из реальных примеров реализации блокчейна:

Блокчейн в Дубае

Умный офис в Дубае в 2016 году запустил стратегию блокчейна, чтобы связать предпринимателей и разработчиков с инвесторами и венчурными капиталистами. Он был направлен на развитие Дубая и превращение его в «самый счастливый город в мире». Они стремятся к 2020 году сделать Дубай полностью основанным на блокчейне городом.

Всемирная продовольственная программа ООН

Всемирная продовольственная программа ООН использовала технологию блокчейна в 2017 году, чтобы помочь сельским районам пакистанского региона Синд. Они отправляли жителям еду, деньги и другие необходимые материалы и использовали блокчейн для записи всех транзакций. Блокчейн гарантирует, что все его транзакции останутся прозрачными и безопасными.

Стартап на основе блокчейна

Incent — это стартап, который позволяет компаниям и создателям контента расширять свою аудиторию, вознаграждать их и монетизировать контент. Это решение «Удержание потребителей как услуга» (CRaaS), при котором система генерирует коды для зрителей определенного создателя. Зрители могут активировать эти коды и получать вознаграждение, приносящее пользу как создателю, так и зрителю. Они используют технологию блокчейн для своих транзакций.

Криптовалюты (Биткойн, Эфириум и т.д.)

Наш учебник по блокчейну для начинающих был бы неполным без упоминания самого популярного применения технологии блокчейна — криптовалют. Биткойн, самая популярная криптовалюта на данный момент, был первым применением блокчейна и предлагает своим пользователям множество преимуществ. Криптовалюты позволяют предприятиям безопасно и эффективно проводить транзакции.

Заблуждения о блокчейне (чем блокчейн не является)

Чтобы понять блокчейн, вы должны сначала отличить правду от мифов, окружающих эту технологию. Вот некоторые из распространенных заблуждений о блокчейне, которые вы должны знать:

Миф: Блокчейн — это замена системы обработки транзакций

Реальность: вы можете использовать блокчейн для замены системы обработки транзакций только в определенных сценариях. Это не замена полноценной системе обработки транзакций.

Миф: Блокчейн необходим, даже если нет бизнес-сети

Реальность: если бизнес-сети не существует, вам не нужно внедрять технологию блокчейн.

Миф: Блокчейн — это продукт

Реальность: Блокчейн — это не продукт, который можно купить. Полезность блокчейна заключается в том, что на его основе можно создавать различные приложения.

Миф: Блокчейн — это все о биткойнах или Блокчейн — это биткойны

Реальность: Хотя биткойн является первым приложением блокчейна, блокчейн — это не только биткойны. Биткойн — это криптовалюта, основанная на блокчейне, где биткойн — это цифровой токен, а блокчейн — это бухгалтерская книга. У вас может быть блокчейн без биткойнов, но у вас не может быть биткойнов без блокчейна.

Что такое варианты блокчейна?

В этом разделе нашего руководства по блокчейну мы рассмотрим различные варианты технологии блокчейн.

Публичный блокчейн

Распределенные реестры в общедоступной цепочке блоков видны каждому пользователю. Здесь каждый пользователь может изменять и проверять блоки, присутствующие в блокчейне. Некоторыми яркими примерами публичного блокчейна являются Ethereum, Factom и Bitcoin.

Частный блокчейн

Частная сеть блокчейнов обычно принадлежит определенной организации. Здесь только несколько конкретных людей в организации могут изменять блоки транзакций. Тем не менее, любой человек может просматривать блоки, но не может их изменять. Вам потребуется разрешение от конкретных пользователей для изменения блоков, присутствующих в такой сети. Blockchain и Multichain — два ярких примера частного блокчейна.

Консорциум Блокчейн

В блокчейне консорциума только группа людей или организаций может добавлять и проверять блоки транзакций. Реестр в такой сети открыт только для определенной группы. Он очень безопасен и используется организациями только в определенных секторах. Примерами блокчейна консорциума являются R3, Hyperledger 1.0 и Ripple.

Что такое философия блокчейна?

В блокчейне есть философия:

• Разрешенный блокчейн
• Блокчейн без разрешения

Ниже приведены различия между этими двумя философиями:

Разрешенный блокчейн

В разрешенной цепочке блоков у вас есть уровень контроля доступа, позволяющий только определенной группе людей выполнять некоторые действия. Такая конфигурация контролирует транзакционную деятельность пользователей сети. Разрешенные блокчейны популярны среди крупных компаний и предприятий благодаря высокому уровню безопасности.

Например, поставщик ИТ-услуг может внедрить защищенную сеть блокчейнов для записи конфиденциальной информации своих клиентов. Несмотря на то, что некоторые третьи стороны могут быть вовлечены в процессы транзакций такой информации, они не должны иметь доступа к конфиденциальной информации, присутствующей в этих транзакциях. Разрешенный блокчейн гарантирует, что третьи стороны не смогут получить доступ к такой информации.

Блокчейн без разрешения

Как следует из названия, блокчейн без разрешений является противоположностью блокчейна с разрешениями. В отличие от разрешенных блокчейнов, где только несколько человек имеют доступ к блокчейну, любой может получить доступ к блокчейну в блокчейне без разрешений.

Биткойн и Эфириум — два ярких примера блокчейнов без разрешения. Здесь необходим майнинг Proof of Work (PoW), а мощность хеширования определяет уровень доверия. Что такое доказательство работы? Это то, что мы обсудим в следующем разделе.

Почему блокчейн такой безопасный? (PoW и распределенная сеть P2P)

Мы уже знаем, что блокчейн — это цепочка блоков, содержащих транзакционную информацию. Мы также знаем, что каждый блок имеет хэш в качестве уникальной подписи. Однако хэшей недостаточно для обеспечения безопасности сети блокчейна.

Усовершенствованные компьютеры могут вычислить сотни тысяч хэшей за секунды, а хакер может изменить блок без разрешения. Затем он или она может повторить процесс, чтобы манипулировать остальной частью блокчейна.

Однако у блокчейна есть два решения этой проблемы:

• Доказательство работы (PoW)
• Распределенная P2P-сеть

Доказательство работы

Proof of Work — это вычислительная задача, решение которой требует значительных усилий. Однако для проверки результатов этой задачи требуется очень мало времени по сравнению со временем, затрачиваемым на ее решение.

Таким образом, если хакер хочет манипулировать блокчейном, ему придется выполнить Proof-of-Work для одного блока, внедрить модификацию, а затем повторить весь процесс для последующих блоков. В сочетании с хешированием Proof of Work делает блокчейн очень безопасным решением.

Распределенная P2P-сеть

Каждый блокчейн имеет распределенную одноранговую сеть. У него нет центрального органа для управления цепочкой, вместо этого он полагается на одноранговую сеть для этой задачи.

Когда пользователь присоединяется к сети блокчейна, он получает полную копию блокчейна, и каждый компьютер в сети называется узлом. Когда новый пользователь создает новый блок в блокчейне, он отправляется всем пользователям, присутствующим в сети.

Теперь каждый узел (компьютер) должен проверить блок, после чего его можно будет добавить в блокчейн. Все узлы, присутствующие в блокчейне, создают консенсус относительно того, какие блоки действительны, а какие нет. Если в блокчейне существует поддельный блок, узлы отклонят его.

В распределенной P2P-сети хакер теперь должен получить контроль над более чем 50% сети после получения доступа к блоку и повторного выполнения Proof-of-Work для каждого блока, чтобы манипулировать чем-либо. Благодаря этому блокчейн становится значительно безопасным.

Как работают транзакции в блокчейне?

Мы обсуждали, что блокчейн хранит информацию о транзакциях, но как в нем происходит транзакция? Вот как:

1. Пользователь будет запрашивать транзакцию, связанную с конкретной цепочкой блоков (криптовалюта, записи, контракты и т. д.).
2. Запрошенная транзакция отправляется на каждый узел в одноранговой сети.
3. Узлы проверяют транзакцию и статус пользователя с помощью необходимых алгоритмов.
4. Когда транзакция завершена, в блокчейн добавляется новый блок, который становится неизменным и постоянным.

В заключение, шаги транзакции блокчейна:

1. Запрос
2. Транслировать
3. Проверка
4. Добавление

Этот процесс одинаков для любого типа блокчейна, независимо от того, для какого приложения он используется. Независимо от того, используете ли вы блокчейн для криптовалюты или для ведения записей, вам придется пройти именно этот процесс, чтобы добавить новый блок в блокчейн. Узнайте больше о том, как работает технология блокчейн.

Почему мы используем блокчейн?

Использование блокчейна имеет много преимуществ. Вот наиболее значимые из них:

Безопасность

С таким количеством мер безопасности блокчейн является одной из самых безопасных технологий, доступных нам. Вмешаться в него практически невозможно.

Гибкость

От здравоохранения до транспорта — вы можете использовать блокчейн в любой отрасли. Все, что вам нужно, — это практические знания блокчейна и отрасли, в которой вы хотите его внедрить.

Автоматизация

Большинство операций в блокчейне выполняются программными реализациями. Такая автоматизация делает блокчейн-сети высокоэффективными.

Прозрачность

Каждое изменение, сделанное в блокчейне, видно всем пользователям, имеющим к нему доступ. Это обеспечивает прозрачность и повышает универсальность этой технологии.

Глобальная адаптация

Организации по всему миру так или иначе внедряют или пытаются внедрить блокчейн. Это всемирно признанная и принятая технология, которая набирает популярность.

Надежность

Каждая заинтересованная сторона в блокчейн-транзакции сертифицирована и проверена. Это устраняет необходимость в двойных записях и делает процесс транзакции намного более надежным.

Выходя за рамки учебника по блокчейну для начинающих

Наш учебник по блокчейну для начинающих охватывает основы этой темы. Как вы, должно быть, уже догадались, блокчейн — это обширная область с множеством подразделов и технических деталей. Узнать обо всех из них самостоятельно может быть сложно.

Лучший способ изучить блокчейн — пройти курс по блокчейну. С курсом вы сможете учиться у отраслевых экспертов и учиться шаг за шагом в рамках учебной программы.

В upGrad мы предлагаем следующие два курса по технологии блокчейн:

• Программа Executive PG в разработке программного обеспечения - специализация в блокчейне
• Расширенная программа сертификации в технологии блокчейн

Мы предлагаем оба этих курса в партнерстве с IIIT-B. Они доступны онлайн и охватывают базовые и расширенные концепции блокчейна.

Вы можете присоединиться к любому из этих курсов в зависимости от ваших карьерных целей и требований. Они дают вам необходимые навыки, чтобы вы могли войти в отрасль в качестве профессионала в области блокчейна.

Заключение

Поздравляем! Теперь вы знакомы с основами блокчейна и завершили наш учебник по блокчейну для начинающих.

Блокчейн, безусловно, является одной из самых универсальных и полезных технологий, доступных в настоящее время, и сейчас самое подходящее время для входа в этот сектор. Мы рекомендуем пройти курсы по блокчейну, если вы хотите стать профессионалом в области блокчейна.

Считаете ли вы это руководство по блокчейну полезным? Дайте нам знать, оставив комментарий ниже.