Введение

«Биткойн», возможно, вы знаете или слышали об этом. Но, «Блокчейн» знаете ли вы об этом?. Что ж, вы можете сказать, что это технология биткойнов, или, если вы знаете об этом, вы скажете «Это технология, на которой построен биткойн», и это правильно. Большинство людей смотрят на блокчейн как на технологию биткойнов, что приводит к большому недоразумению. Итак, в серии «Вселенная блокчейна» мы обсудим технологию блокчейна, начиная с основ, то, как работает блокчейн, как создать блокчейн и его безопасность, которая содержит угрозы и атаки. это может произойти на блокчейне.

Что такое Блокчейн?

Это цепочка записей (блоков), которые содержат информацию и записи данных, распределенные по децентрализованной сети. Это просто блокчейн. Теперь Вам интересно, что означает «децентрализовать сеть»? Чтобы ясно понимать блокчейн, нам нужно понимать компоненты блокчейна. Поэтому мы сможем объяснить, как работает блокчейн, когда объединим эти компоненты вместе.

История блокчейна

Вы можете подумать, что технология блокчейна нова. Но на самом деле с "90-х" концепция блокчейна существует. До 2009 года, когда появился блокчейн, было объявлено о новом типе валюты «Цифровая валюта», который называется «Биткойн». После того, как технология блокчейна и ее приложения претерпят значительные обновления и развитие, мы обсудим все эти обновления и развитие в нашей серии статей Вселенная блокчейна”.

Типы сетей

Определение по умолчанию «Сеть». Два или более хоста обмениваются информацией вместе, и большую часть времени сеть имеет единый орган, который управляет сетью «Централизованная сеть». .

Типы сети:

  • Централизованно
  • Децентрализованный
  • Распространено

Централизованная сеть:

Этот тип сети имеет узел полномочий (сервер), который управляет сетью, и все узлы подключены под единым полномочием, и доступ к ним имеют только привилегированные пользователи.

Преимущества:

  • Настройка и развертывание.Вы можете легко настроить и развернуть централизованную сеть, поскольку существует единый орган, который требует меньше времени и усилий для настройки и развертывания.
  • Легко добавлять и удалять «управляющие» узлы/клиенты.Единый орган управления предоставляет вам простой способ управления клиентами/узлами, которые подключены к нему. Поэтому легко добавлять/удалять или контролировать узлы.
  • Меньше оборудования. Для запуска централизованной сети требуется меньше оборудования, поскольку оно предоставляется через единый центр.
  • Масштабируемость. Централизованную сеть легко масштабировать с помощью единого органа, но для этого потребуется больше оборудования и больше денег, чтобы получить правильные и согласованные ресурсы для масштабирования сети.

Недостатки:

  • Время простоя и задержка. Поскольку всю работу выполняет один сервер/узел, дополнительная работа приведет к задержке и простою сети, поскольку трафик большой и ретранслируется на одном узле. Поэтому сеть будет медленной.
  • Высокий риск для безопасности.Централизованная сеть более рискованна из-за наличия одного централизованного узла/сервера, контролирующего сеть. Если узел/сервер скомпрометирован, это означает, что вся сеть скомпрометирована, и данные легко манипулировать, поскольку они хранятся на одном узле/сервере.
  • Единая точка отказа:если узел/сервер не работает, так как сетевое реле на нем. В результате все услуги будут отключены, что будет стоить владельцу банкротства.

Децентрализованная сеть:

«Децентрализованная сеть» содержит более одного органа без какого-либо единого ядра для управления сетью, что обеспечивает гибкость и скорость сети. И у каждого органа есть копия данных.

Преимущества:

  • Высокая безопасность: поскольку сеть не централизована. Трудно отслеживать пользователей в сети, потому что они не проходят через единую точку, что обеспечивает большую конфиденциальность для пользователей. Когда орган власти будет скомпрометирован, будет сложно манипулировать данными, поскольку каждый из органов власти получил копию, и будет легко обнаружить, что данные недействительны и изменены.
  • Производительность. Децентрализованная сеть, обеспечивающая высокую производительность и скорость. Потому что работа и задачи разделены на более чем один орган, обслуживающий сеть.
  • Доступность. Мы знаем, что децентрализованная сеть имеет более одного органа. В результате, если полномочия отключены, другие полномочия активны, что означает, что сеть будет продолжать работать.
  • Масштабируемость.Децентрализованная сеть обеспечивает жесткую масштабируемость. Но при низкой стоимости, поскольку сеть обслуживает более одного узла/сервера, масштабирование не будет проблемой.

Недостатки:

  • Высокая стоимость. Узлы подключены и работают вместе, что увеличивает затраты на обслуживание.
  • Больше оборудования:поскольку имеется более одного узла. Децентрализованной сети требуется больше машин/узлов для работы и обслуживания пользователей и других узлов.

Распределенная сеть:

«Распределенная сеть» не имеет единой точки управления, все узлы равны друг другу, и все узлы используют одни и те же данные. Эти типы сетей обеспечивают высокую производительность и отсутствие простоев.

Преимущества:

  • Отказоустойчивость: благодаря распределенной архитектуре этого типа сети. Если узел не работает, это никак не влияет на сеть, и сеть остается доступной, что делает коэффициент простоя равным 0%.
  • Высокий уровень прозрачности.Здесь невозможно манипулировать или уничтожать данные сети, что обеспечивает нам высокий уровень прозрачности.

Недостатки:

  • Управление: к сожалению, управление таким типом сети является наиболее сложным из всех типов, так как внесение одного изменения сеть будет применять его ко всем узлам, которые задыхаются.
  • Техническое обслуживание. Распределенную сеть сложнее обслуживать, чем все сети, из-за распределения узлов и отсутствия центральной точки для отладки или мониторинга узлов, что стоит больших денег.

Типы блокчейнов

Как мы обсуждали типы сетей блокчейна. мы можем применять блокчейн в следующих трех типах, в зависимости от нашего использования и потребностей:

  • Общедоступный блокчейн
  • Частный блокчейн
  • Консорциум/Федеративный блокчейн

Публичный блокчейн

«Общедоступный блокчейн» — это децентрализованный блокчейн без разрешений. Любой может присоединиться к нему и иметь права на чтение, запись и участие в общедоступной цепочке блоков.

Функции:

  • Доступ. Любой может получить доступ к общедоступной цепочке блоков и использовать ее.
  • Авторитет:Блокчейн работает с децентрализованной сетью.
  • Скорость:из-за публичности этого блокчейна и того, что любой может получить к нему доступ, это означает, что его будет использовать огромное количество людей. В результате сеть будет медленнее по сравнению с частной цепочкой блоков.
  • Консенсус:публичный блокчейн не требует разрешения.
  • Стоимость: стоимость и сборы (например, транзакции) общедоступного блокчейна выше по сравнению с частным блокчейном.
  • Обработка данных: у всех есть доступ для чтения и записи.
  • Неизменяемость. Блок или запись, однажды созданные в общедоступной цепочке блоков, нельзя изменить или удалить.

Частный блокчейн

«Частный блокчейн» разрешен, и только те, кому разрешено участвовать в сети, могут получить к нему доступ.

Функции:

  • Доступ. Доступ может получить только один владелец (организация).
  • Авторитет:Частный блокчейн частично децентрализован. Потому что в конце концов он принадлежит одному владельцу (организации).
  • Скорость. По сравнению с общедоступным блокчейном, частный блокчейн отличается высокой эффективностью.
  • Консенсус: Частный блокчейн разрешен.
  • Обработка данных. Разрешения на чтение и запись, предоставленные одной организации.
  • Неизменность. Частный блокчейн частично неизменен. Потому что в конце концов он принадлежит владельцу (организации).

Консорциум/Федеративный блокчейн

«Консорциум/федеративный блокчейн» — это полуцентрализованная система. И лишь немногие организации имеют доступ к нему, который является полупубличным блокчейном и может использоваться между организациями.

Функции:

  • Доступ: немногие организации имеют к нему доступ.
  • Полномочия: Консорциум/Федеративный блокчейн является полуцентрализованным. Потому что в конце концов он принадлежит нескольким владельцам (организациям).
  • Скорость:Консорциум/федеративный блокчейн по-прежнему эффективны, поскольку лишь немногие имеют к нему доступ.
  • Консенсус:консорциум/федеративный блокчейн разрешен. Потому что он не публичный, а полупубличный.
  • Обработка данных. Разрешения на чтение и запись, предоставленные более чем одной организации.
  • Неизменяемость:консорциум/федеративный блокчейн частично неизменяемый. Потому что, в конце концов, он принадлежит нескольким организациям.

Как работает блокчейн?

Нам нужно знать «одноранговую сеть (P2P)», которая является ключевой частью блокчейна. Сеть P2P в основном позволяет узлам проверять и выполнять транзакции (в случае транзакции биткойнов) между друг друга без какой-либо централизованной точки. Мы приведем пример банковских транзакций и сравним его с транзакциями «Биткойн» , поскольку они построены на блокчейне.

Банковская транзакция

«Пользователь А» отправляет деньги «Пользователю Б» в «Палестине». информацию об отправителе«Пользователь А» и получателе «Пользователь Б», а также о стране «Пользователь Б», которая«Палестина вся эта информация будет передана в банк, а затем банк отправит ее в банк «Пользователя Б», который считается третьей стороной. Затем в конце он будет доставлен «Пользователю Б» в «Палестине».

Во время этой транзакции конфиденциальность меньше, поскольку информация передается, а также есть третья сторона. И сделка отслеживается. Транзакция занимает несколько дней.

Биткойн-транзакция

«Пользователь А» отправляет деньги «Пользователю Б» в «Палестину»Напрямую, без какого-либо вмешательства кого-либо или централизованной точки для получения транзакция совершена.

Во время этой транзакции конфиденциальность высока, поскольку информация каждого Пользователя не передается. Транзакция занимает несколько секунд/минут. Это означает, что при условии анонимности и меньше времени.

Компоненты блокчейна

  • Криптография
  • Алгоритм консенсуса
  • Распределенный реестр
  • Децентрализованная сеть

Вышеупомянутые компоненты мы упоминали ранее в «Часть-1». Теперь мы обсудим это подробно.

Криптография

Что такое Криптография?

По сути, «Криптография» — это наука/искусство защиты информации путем выполнения некоторых алгоритмических операций с заданными данными для создания другого и непонятного формата данных для обеспечения их конфиденциальности.

  • Пример:

Теперь есть 3 способа/типа, которые мы можем использовать, чтобы применить его к информации следующим образом:

  • Кодировка
  • Хеширование
  • Шифрование

Кодирование

«Кодирование» — это процесс, использующий общедоступный алгоритм, который изменяет формат данных на новый формат и может быть возвращен к исходному формату. Таким образом, существует два способа: первый — «Кодирование», а второй — «Декодирование», которые обращают процесс «Кодирования» и получают данные. вернуться в исходный формат.

Пример:

Существует много типов кодирования. Но тип, который мы собираемся использовать, называется "base64". Мы собираемся использовать, чтобы показать пример.

На приведенном выше снимке экрана показано «Кодирование» слова «hydraXchain».

На следующих рисунках показано «Расшифровка» для «aHlkcmFYY2hhaW4K», которая является «Кодировкой» для «hydraXchain».

Хеширование

Хеширование – это односторонний процесс, который изменяет заданный формат данных на фиксированную длину в другом формате.

Пример:

Существует множество алгоритмов хеширования. Но в нашем примере мы будем использовать алгоритм хэширования "MD5".

Как видите, хэш «MD5» для «hydraXchain». Если мы изменим один последний, все результаты изменятся. Но это будет с той же фиксированной длиной.

Как мы видим, заменив заглавную "X" на маленькую "x", изменилось все значение, но осталась та же длина.

Шифрование

«Шифрование» — это двухсторонний процесс: «Кодирование», который изменяет формат данных на совершенно новый формат, называемый «Зашифрованный текст», и толькоуполномоченные лица могут "расшифровывать"зашифрованные данные в исходный формат, используя "секретный ключ".

Существует 2 типа шифрования:

  • Симметричный
  • Асимметричный

Симметричный:

«Симметричный» – это когда секретный ключ используется как для шифрования, так и для дешифрования.

Асимметричный:

Асимметричный – это процесс, в котором используется пара связанных ключей, один открытый ключ и один закрытый ключ, для шифрования и расшифровки сообщения и его защиты от несанкционированного доступа или использования.

Алгоритм консенсуса

«Алгоритм консенсуса» в основном представляет собой соглашение о значении данных от узлов в сети, например (для завершения транзакции требуется подтверждение от узлов в сети).

Примечание.«Майнер» — это узел, который подтверждает и проверяет транзакции доверительным образом и добавляет новые блоки в цепочку блоков.

Ниже приведены различные типы «алгоритма консенсуса»:

  • Доказательство работы (PoW):Доказательство работы — это программный алгоритм, используемый «Биткойном» и другими блокчейнами для обеспечения того, чтобы блоки считались действительными только в том случае, если они требуют определенной суммы. вычислительной мощности для производства
  • Proof of Stake (PoS): алгоритм, используемый протоколами криптовалюты для достижения консенсуса. В блокчейнах PoS человек или группа выбираются алгоритмически для проверки транзакций с компьютерным оборудованием на основе токенов, которые они поставили или заблокировали в сети в качестве формы обеспечения.
  • Подтверждение полномочий (PoA):алгоритм, используемый с цепочками блоков, который обеспечивает сравнительно быстрые транзакции с помощью механизма консенсуса, основанного на идентификации как ставке.
  • Подтверждение емкости (PoC):алгоритм механизма консенсуса, используемый в цепочках блоков, который позволяет майнинговым устройствам в сети использовать доступное пространство на жестком диске для определения прав на майнинг и проверки транзакций.
  • Подтверждение прошедшего времени (PoET):алгоритм консенсуса, разработанный корпорацией Intel, который позволяет разрешенным сетям блокчейнов определять, кто создает следующий блок. PoET следует системе лотереи, которая распределяет шансы на выигрыш поровну между участниками сети, давая каждому узлу одинаковый шанс.

Подробнее: https://www.geeksforgeeks.org/consensus-algorithms-in-blockchain/

Распределенный реестр

Что такое реестр?

Бухгалтерская книга представляет собой набор учетных записей, в которых регистрируются операции по учетным записям. Каждый счет имеет начальное или переносимое сальдо, и каждая транзакция будет записываться как дебет или кредит в отдельных столбцах, а также конечное или конечное сальдо.

Децентрализованная сеть

«Децентрализованная сеть» содержит более одного органа без какого-либо единого ядра для управления сетью, что обеспечивает гибкость и скорость сети. И у каждого органа есть копия данных. Мы объясняли «Децентрализованную сеть» ранее.

Теперь давайте углубимся в дополнительные компоненты «Блокчейн»:

  • Заблокировать содержимое
  • Компоненты приложения
  • Шаблоны приложений

Содержимое блока

Как мы знаем из первой части, «Блокчейн» представляет собой серию блоков, содержащих записи данных и соединенных вместе. Итак, что содержит блок? или Как выглядит блок?. Прежде чем мы ответим на этот вопрос, нам необходимо выяснить, что такое «Блок Бытия»?

Генезисный блок Это первый блок, созданный в блокчейне после развертывания нашего блокчейна.

Теперь перейдем к содержимому блока:

Примечание. Хэш блока — это идентификатор блока, сгенерированный из содержимого блока "Данные".

Итак, в приведенном выше примере содержимое следующее:

  • Номер блока:номер блока, например: (1,2,3…..)
  • Однозначный номер. «Однозначный номер» — это случайное уникальное число, которое можно использовать один раз в блоке и которое нельзя дублировать.
  • Отметка времени. Дата и время создания блока. пример: (20–09–2022 3:35:10) "ДЕНЬ-МЕСЯЦ-ГОД час:минута:секунда"
  • Блокировать данные:данные могут представлять собой транзакцию в биткойнах, например адрес кошелька отправителя и получателя, включая сумму переведенных биткойнов.
  • Предыдущий хеш. Хэш предыдущего блока.
  • Хеш блока: текущий хэш блока.

Первый блок на изображении выше имеет значение «Предыдущий хеш» как «00000000000000000000000». Потому что это первый блок, созданный в «Блокчейне». Поэтому перед ним нет блоков, а также, как мы упоминали ранее, он называется «Блок генезиса».

Компоненты приложения

Чтобы сделать приложение «Блокчейн», нам нужны следующие 4 компонента:

  • Приложение узла. На узле будет запущено приложение, определяющее экосистему «Блокчейн».
  • Общий реестр: реестр управляется внутри «узлового приложения», и после развертывания приложения содержимое реестра можно просмотреть.
  • Алгоритм консенсуса. Предоставляет правило о том, как экосистема «Блокчейн» достигнет единой точки в бухгалтерской книге и как она будет применяться как часть ». Приложение узла».
  • Виртуальная машина: это энергичная машина, действующая как реальная в реальном поведении машины, и она является частью приложения узла.

Шаблоны приложений

Существует 2 типа приложения, которое называется "Шаблон". Шаблон может быть одним из следующих:

  • Один к одному. Этот тип используется, например, между двумя организациями в финансовых контрактах.
  • Многие к одному: пользователь использует это для приложений, в которых контракты заключаются для определенной цели.

Демонстрация блокчейна

Мы хорошо знаем основы блокчейна и его компонентов. Теперь давайте посмотрим на демонстрацию того, как работают «Блокчейн» и «Пиринг».

Перейдите по следующей ссылке: https://blockchaindemo.io/

Когда мы впервые открываем веб-сайт, мы видим PEERS вверху слева. «Добавить узел» вверху справа. Посередине мы видим «GENESIS BLOCK», который является первым блоком «Blockchain»и, наконец, внизу мы можем добавить новый блок в «Блокчейн».

Во-первых, давайте создадим новый блок. Мы можем ввести что угодно внутри блока в качестве данных.

Как мы видим, новый блок создан и добавлен в «Блокчейн», включая содержимое, которое обсуждалось выше(предыдущий хэш, отметка времени, хэш….). Теперь давайте создадим новый PEERS и соединим их вместе, чтобы лучше понять, как работает «Распределенный реестр» и другие компоненты и функции.

После добавления новых 3 PEERS мы видим маленький значок под ними, он предназначен для соединения PEERS вместе. Соединим их.

Теперь все равные узлыимеют одну и ту же копию данных, и здесь мы видим, что мы применили термин «общий реестр», если попытались манипулировать данными внутри любого блока мы сможем увидеть, что другие равныевсе еще имеют исходную копию. Посмотрите видео для четкого понимания. А

Заключение

Во время всего этого мы теперь знаем основы «Блокчейна» и его компонентов. И мы смогли увидеть в демонстрации применение таких компонентов, как «Децентрализованная сеть» и то, как трудно манипулировать данными в ней, «Распределенный реестр», в котором все «PEERS» имеют копия данных. Кроме того, концепция «одноранговой сети». Наконец, как мы видим, блокчейн имеет множество преимуществ, таких как:

  • Блокчейн не требует доверия, нет необходимости в третьей стороне или органе посередине для выполнения транзакций.
  • Блокчейн основан на криптографии с использованием открытого и закрытого ключа при обмене данными и данными, транзакции проверяются многими узлами, что затрудняет манипулирование данными.
  • Децентрализация блокчейна делает его доступным и простым в обслуживании, если узел выходит из строя, но есть множество других работающих узлов.
  • Простота аудита и проверки транзакций или процессов и запросов.

Следуйте за нами (команда):

  • Зейад Азима

LinkedinTwitterGithub

  • Мохаммад Хуссам Альзейят (MHZCYBER)

LinkedinTwitterGithub