Знакомство с технологией блокчейн

В настоящее время потенциал технологии блокчейн перестал ограничиваться сложным миром криптовалют. Это многообещающее решение, которому быстро найдется применение во многих ключевых отраслях. Отраслевая аналитическая фирма Gartner прогнозирует, что к началу 2025 года объем обеспечиваемого блокчейном бизнеса достигнет 176 млрд долл. США.1  Данная технология, хоть она еще во младенчестве, и ее развитие не обходится без трудностей, тем не менее, уже близка к тому, чтобы революционно изменить взаимодействие потребителей и предприятий с данными. Технология блокчейн обладает потенциалом, способным в корне изменить подход к управлению цепочками поставок, осуществлению транзакций и обмену активами.

Что такое блокчейн?

Блокчейн — это децентрализованный цифровой реестр (непрерывно растущий список электронных записей) транзакций, хранящийся в течение длительного времени и защищенный средствами шифрования (своего рода алгоритмическим кодом). Данные реестра блокчейна распределяются по сети компьютеров. Его пользователи могут напрямую взаимодействовать с сохраненными данными в режиме реального времени, не нуждаясь в посреднике (дистрибьюторе) для подтверждения подлинности транзакций. Данная технология обеспечивает независимую, защищенную от внешнего вмешательства и прозрачную платформу для участников блокчейна, позволяющую безопасно хранить, передавать и обрабатывать конфиденциальную информацию.

Обобщенные сведения о блокчейне

  • Децентрализованный
  • Одноранговый
  • Защищенный от внешнего вмешательства
  • Синхронизируемый по согласованию
  • Устраняет необходимость в проверке третьей стороной
  • Все транзакции видны всем участникам соответствующего блокчейна

Модели сети

centralized icon

Централизованная

decentralized icon

Децентрализованная

distributed icon

Распределенная

Принцип действия блокчейна

Блокчейн — это система хранения записей, в которой множество независимых источников подтверждают достоверность записи, прежде чем она будет добавлена в цепочку данных. После того как данные добавлены, они не могут быть изменены, и запись распространяется по различным узлам сети. Добавление новой записи (называемой блоком) в последовательность блокчейна требует установления ее подлинности множеством участников, подключенных к сети блокчейн. Эти блоки данных связываются друг с другом, образуя цепочку. Все участники блокчейна могут видеть все осуществляемые транзакции, но личности всех участников скрыты.

Технология блокчейн использует алгоритм присвоения каждому блоку зашифрованного хэш-кода (уникальной строки из букв и цифр, иногда называемой «цифровым отпечатком»). Кроме хэш-кода, каждый блок содержит совокупность предыдущих транзакций с метками времени, а также хэш-код предыдущего блока, который служит неизменным связующим звеном между следующими друг за другом блоками цепочки.

Шифрование и временные метки в совокупности позволяют технологии блокчейн автоматически проверять неизменность этой постоянно увеличивающейся последовательности хэш-кодов. Эта операция не позволяет вставлять новые блоки не по порядку, делая невозможными изменение или фальсификацию данных транзакций.

Процесс транзакции в блокчейне

blockchain transaction process

blockchain transaction process step 1

Пользователь A отправляет транзакцию, чтобы заплатить Пользователю B. Эта транзакция называется блоком.

blockchain transaction process step 2

Этот блок транслируется каждому участнику одноранговой сети для проверки.

blockchain transaction process step 3

Блок сверяется с каждым экземпляром реестра. Если все экземпляры реестра совпадают, то транзакция утверждается.

blockchain transaction process step 4

Выполнение транзакции завершается, и блок добавляется как последняя часть цепочки блокчейна.

Терминология: что такое блокчейн

  • Блокчейн: совместно используемый цифровой реестр, служащий надежным средством записи коммерческих транзакций, который состоит из последовательности связанных фрагментов данных (или блоков), хранящихся у участников распределенной сети.
  • Шифрование: технология защиты информации и связи, используемая в блокчейне для передачи и (или) хранения данных для того, чтобы доступ к ним могли иметь только те получатели, для которых она предназначена.
  • Хэш-код: разновидность шифрования — в блокчейне это зашифрованная строка букв и цифр, которая постоянна и уникальна для каждого блока цепочки; иногда хэш-код также называют «цифровым отпечатком».
  • Блок: "опечатанный" отсек данных, содержащий: 1) собственный хэш-код, идентифицирующий блок, 2) хэш-код из предыдущего блока в последовательности блоков, 3) совокупность транзакций с метками времени.
  • Транзакция в блокчейне: проверенная участниками запись данных, служащая почти неизменяемым подтверждением подлинности коммерческой сделки — финансовой операции или договора.
block infographic

Что такое блок?

  • Хэш-код блока
    Зашифрованная строка букв и цифр, которая постоянна и уникальна для каждого блока последовательной цепочки.
  • Хэш предыдущего блока
    Используемый для идентификации хэш-код из предыдущего блока, не позволяющий добавлять блоки в середину цепочки.
  • Набор транзакций
    Записи данных, служащие подтвержденным участниками доказательством подлинности бизнес-операций.

Варианты применения на практике

База данных на основе блокчейна для хранения транзакций может использоваться для решения самых разных задач. Существующие препятствия для широкого распространения блокчейна (например, культура, сложность, расход энергии) со временем скорее всего будут устранены. Хотя широко разрекламированное начало использования блокчейна уходит корнями в сферу валют и финансов, эта технология уже затрагивает многие отрасли, включая:

  • Управление цепочками поставок: в сочетании с надлежащим образом проверенными методами ведения бизнеса блокчейн может служить проверяемым методом документирования цепочек поставок. Например, эта технология может применяться для того, чтобы гарантировать, что бриллианты не связаны с конфликтами,2 защититься от производства контрафактных изделий для Интернета вещей,3 надежно отслеживать материалы и производство изделий от источника до доставки, что способствует распространению этичных методов работы.4
  • Смарт-контракты: обеспечивают скорость, эффективность и защищенность за счет включения условий соглашения в транзакции блокчейна. В приложении, использующем блокчейн, все условия и положения договора поставки товаров или услуг могут эффективно перечисляться, изменяться и согласовываться без необходимости создания физического документа с подписями или применения потенциально небезопасных методов связи. Смарт-контракты также позволяют избавиться от сложных и дорогих услуг посредников при проведении крупных операций — например, при покупке недвижимости и получении займа на приобретение нового автомобиля.
  • Медицинские записи: потенциально блокчейн позволяет стандартизировать защищенный обмен медицинскими записями между поставщиками услуг в электронной форме, что было бы менее обременительно, чем использовавшиеся ранее подходы.5 Эта технология позволяет создать децентрализованную систему управления записями, которая устраняет необходимость в еще одной организации между пациентами и записями, осуществляющей управление доступом. Приложения с поддержкой блокчейна для здравоохранения обладают потенциальными преимуществами, например, возможностью мгновенно проверять подлинность рецептов и автоматически определять возможность вредного взаимодействия различных лекарств.
  • Государственные услуги: национальные системы управления установлением личности, мониторинг сбора налогов, голосование и управление земельными ресурсами — это только некоторые примеры использования экосистемы блокчейн властями. Например, недавно штат Иллинойс начал испытания системы регистрации рождения и установления личности.6 В африканской стране Гана также запущена регистрация земельных прав на основе технологии блокчейн.7
 

Больше чем Bitcoin

Ожидается, что скоро блокчейн будет успешно применяться во многих отраслях, таких как:

  • медицина и здравоохранение
  • финансы и банковское дело
  • страхование
  • Интернет вещей (IoT) и сети
  • цифровая реклама
  • информационная безопасность
  • управление цепочками поставок
  • прогнозирование
  • облачные вычисления
  • государственные услуги
  • розничная торговля
  • недвижимость
  • издательское дело
  • некоммерческие организации
  • энергетика

Производительность, эффективность и безопасность обработки данных

Несмотря на то, что технология блокчейн является невероятно многообещающей, ее алгоритмы требуют значительной вычислительной мощности и энергопотребления центральных и графических процессоров — как с точки зрения пропускной способности при обработке данных, так и в плане потребления энергии при выполнении операций. Следовательно, массовая реализация приложений на основе блокчейна, в случае использования существующих в настоящее время технологий, сталкивается с рядом трудностей.

Чтобы раскрыть потенциал блокчейна, компания AMD разрабатывает новые решения для обработки данных — они должны одновременно обладать большей вычислительной мощностью и при этом потреблять меньше энергии. Например, компания AMD выпустила первые в отрасли высокопроизводительные вычислительные и графические процессоры на основе технологического процесса 7 нм.8

Сила и свобода для дальнейшего развития

Влияние блокчейна быстро растет, охватывая широкий спектр отраслей и прикладных задач. Хотя эта технология все еще проходит этап формирования, ее громадный потенциал представляет существенную и уникальную ценность.

В настоящее время компания AMD работает с партнерами по экосистеме блокчейн над тем, чтобы революционный потенциал блокчейна смогли использовать потребители, новые рынки, правительства и многие другие для решении самых разных задач.

Подробнее см. в разделе «AMD и технология блокчейн»

Дополнительную информацию о наших изделиях и услугах см. на веб-сайте www.amd.com

Сноски
  1. Three Things CIOs Need to Know About the Blockchain Business Value Forecast (три момента, которые ИТ-директора должны знать о прогнозе коммерческой ценности блокчейна), Gartner, 2 августа 2017 г.
  2. The Diamond Industry Is Obsessed With the Blockchain (интерес алмазной отрасли к блокчейну невероятен), Fortune, 12 сентября 2017 г.
  3. Blockchain and the Internet of Things will be used to combat with the counterfeiting of brands (блокчейн и Интернет вещей будут применены для борьбы с подделкой брендов), Bit News, 24 августа 2018 г.
  4. From Farm To Finished Garment: Blockchain Is Aiding This Fashion Collection With Transparency (от фермы до готового изделия: блокчейн дополняет эту модную коллекцию прозрачностью), Forbes, 10 мая 2017 г.
  5. Exploring the Use of Blockchain for EHRs, Healthcare Big Data (изучение возможности применения блокчейна для электронных медицинских записей, большие данные в здравоохранении), Health IT Analytics, 5 февраля 2018 г.
  6. Illinois Launches Blockchain Pilot to Digitize Birth Certificates (В штате Иллинойс запущен пилотный проект оцифровки свидетельств о рождении), Coindesk, 1 сентября 2017 г.
  7. Ghana Looks To IBM For Blockchain-Based Land Administration (Гана обращается к IBM для решения вопроса управления земельными ресурсами на основе блокчейна), ETHNews, 11 июля 2018 г.
  8. AMD CTO: 'We Went All In' On 7nm CPUs (главный инженер AMD: мы сделали ставку на процессоры 7 нм), CRN, 23 августа 2018 г.