iEvgeniy 
Технология блокчейн получила широкую известность во всем мире благодаря появлению криптовалют, хотя возможности ее применения гораздо шире. Слово блокчейн состоит из английских слов «block» и «chain», которые вместе означают «цепочка блоков». Эти блоки могут содержать разную информацию, но в криптовалютных платежных системах в них записываются транзакции. Для подтверждения транзакции как достоверной проводится проверка ее формата и подписи, а затем она в группе других транзакций записывается в блок, где содержатся сведения о предшествующем блоке. Все части соединяют в цепь, в которой присутствует информация о всех операциях данной базы. Первичный блок в цепи (genesis block) родительского начала не имеет. За формирование блока в системах криптовалют ее участники получают денежное вознаграждение.
Как работает сеть на основе блокчейна
Информация базы блокчейн, представляющей собой непрерывную цепочку данных, хранится одновременно на большом количестве компьютеров, независимых друг от друга. Такой способ хранения называется чрезвычайно параллельной задачей. Данные в блоках транзакций не зашифровываются, они доступны для всех. Но от изменения блоки защищаются криптографически через хеш-цепочки. Все создаваемые новые блоки подтверждают сведения, содержащиеся в предшествующих блоках. В каждом блоке присутствуют заголовок и список транзакций. В заголовок входит собственный хеш блока, хеш предшествующего блока, хеши транзакций и дополнительные сведения. В криптовалютных системах в качестве первой транзакции в блоке во всех случаях принимается получение комиссии, выплачиваемой участникам в качестве вознаграждения за созданный новый блок. Затем следует список, составленный из очереди транзакций, которые пока не записаны в предшествующие блоки. Отбор из очереди производится в соответствии с критерием, который задается участником системы (майнером). Помимо хронологического порядка, в качестве критерия может использоваться размер комиссии или определенный список адресов. Хеширование, используемое в блоке транзакций, производится так же, как и расчет хешей в пиринговом сетевом протоколе для совместного обмена файлами через интернет BitTorrent. Помимо начисления комиссии за формирование блока, в транзакциях содержатся ссылки на транзакции с предшествующим состоянием данных. В операциях по передаче участнику системы вознаграждения за формирование блока не содержатся «входные» транзакции.
Сформированный майнером криптовалюты блок принимается остальными участниками системы в том случае, если значение хеша заголовка не превышает регулярно корректируемое целевое число. Например, для получения требуемого результата в используемом для биткоинов криптографическом алгоритме хеширования SHA-256 применяется метод случайного перебора. Когда хеш не соответствует условию, производится изменение параметра “nonce” в заголовке и пересчет хеша. Как правило, для достижения требуемого результата требуется множество пересчетов. После нахождения нужного результата производится рассылка узлом сформированного блока остальным подключенным узлам, которые выполняют его проверку. При отсутствии ошибок блок включается в цепочку, и в следующем блоке должен присутствовать его хеш. Для биткоина корректировка целевого числа, сопоставляемого с хешем, производится через каждые 2016 блоков. Разработчиками предусмотрено, что время формирования одного блока транзакций всей сетью системы данной криптовалюты должно составлять приблизительно десять минут, а время формирования 2016 блоков – приблизительно две недели. В случае более быстрого формирования 2016 блоков транзакций задача усложняется, в случае более медленного формирования – упрощается. При этом изменение сложности расчетов не оказывает влияния на надежность системы. Оно производится исключительно для поддержания неизменной скорости генерации блоков транзакций системой вне зависимости от суммарной вычислительной мощности, которой располагают участники системы.
Создание блоков транзакций
Блоки транзакций одновременно создаются большим количеством участников. Те из них, которые соответствуют критериям, передаются в сеть и включаются во все копии распределенной базы. При этом постоянно возникают ветвления цепочки блоков, то есть в разных частях системы несколько вновь созданных блоков указывают в качестве предшествующего один и тот же блок. Поэтому возможно параллельное развитие различных ветвей в рамках разных локальных сетей. В каждом из вновь созданных блоков могут иметься и идентичные транзакции, и разные, которые включены лишь в один из них. После возобновления ретрансляции блоков участники выбирают в качестве главной одну из цепочек, исходя из ее длины и степени сложности хеша. Если у двух или более цепочек эти показатели оказываются равными, то выбирается та цепочка, последний блок которой был создан раньше. Включенные исключительно в отвергнутую ветку транзакции утрачивают статус подтвержденных. Когда в их число входит транзакция по передаче криптовалюты, она ставится в очередь и в дальнейшем включается в следующий блок.