Как работает блокчейн биткоина

SHA-256

Итак, для полного понимание работы блокчейна, начинаем с хэш-функции SHA-256, использующейся в майнинге первой криптовалюты.

В нижнем поле мы видим хэш имени Anders. Если мы изменим текс в верхнем поле даже незначительно, то мы получим абсолютно новый хэш.

По сути хэш является цифровым уникальным кодом для одинаковых данных. Можно получить хэш от любого количества данных, пусть это даже будут тексты всех книг мира, уникальный код все равно будет состоять из последовательности 64 символов.

Блок блокчейна

Давайте обратимся к блоку блокчейна биткоина и посмотрим как он устроен. На фотографии ниже вы видите подписанный блок с итоговым хэшем (должен начинаться с четырех нулей). Вы можете видеть поля: номер блока; количество вариантов, которое потребуется для того чтобы подобрать верных хэш; поле данных и сам хэш-код.

Если мы изменим поле данных, то получим новых хэш, а сам блок окрасится в красный цвет. Это значит, что блок не подписан и не является действительным.

Как работает блокчейн биткоина

Давайте перейдем к самому блокчейну. Итак, что же такое цепочка блоков, это последовательность рассмотренных выше блоков. Ниже вы можете увидеть, как она выглядит.

Наш блокчейн состоит из 5 блоков. И как мы можем видеть на рисунке ниже, каждый последующий блок имеет в своем составе хэш предыдущего блока, и так происходит со всеми блоками.

Давайте внесем в 3 блок изменения данных. На выходе мы получаем, что не только 3 блок не действительный, но и все последующие за ним.

Единственное изменение, которое мы можем внести, так это только в 5 блок. А чтобы он стал валидным, придется опять подбирать значение, при котором хэш блока будет действительным - этот процесс называют майнингом или в переводе на русский язык добычей. Если же мы хотим внести изменения в более ранний блок, то нам придется подбирать верное значение не только для этого блока, но и для всех последующих.

Таким образом блокчейн сопротивляется внедрению данных и чем цепочка длиннее, тем сложнее будет внести изменения в ранние блоки. Если брать блокчейн биткоина, то он состоит из узлов, которые представляют собой полные копии цепочки.

Чтобы узнать, что наша копия блокчейна верная, нужно сравнить ее с другими узлами. Тут действует принцип демократии, каких узлов с одинаковыми блокчейнами больше, тот является верным.

Таким образом, не требуется проверять весь блокчейн, достаточно посмотреть хэш последнего блока и мы сразу знаем одинаков он или нет по сравнению с другими узлами. При внесении изменения в любой блок, хэш последнего будет отличаться от хэша последних блоков других узлов.

Сделаем небольшое лирическое отступление и разберемся от чего зависит количество вариантов дял подбора валидного хэша. Биткоин устроен таким образом, что в среднем каждые 10 минут к блокчейну должен добавляться новый блок. Так как со временем количество вычислительной мощности (хэшрейт) сети растет, а следовательно майнеры начинают добавлять новый блок быстрее чем за 10 минут, был внедрен параметр сложности майнинга. Благодаря ему, какой бы не был хэшрейт сети, время для подбора верного варианта всегда будет стремиться к 10 минутам.