Что такое блокчейн: история, применение и как он работает

Возьмём обычную поставку товара. У производителя есть свои данные, у перевозчика – свои, у магазина – свои. Если бы все трое вели один общий цифровой журнал, каждое новое действие – отгрузка, приёмка, передача на склад – появлялось бы в нём последовательно.

Примерно по такому принципу работает блокчейн. Только вместо бумажных журналов есть распределённый цифровой реестр, вместо ручной сверки – алгоритмы, а связь между записями защищена криптографией.

Разберёмся, когда появился блокчейн, как он устроен, почему информацию в нём трудно незаметно изменить и где эта технология действительно полезна.

Что такое блокчейн

Проще всего представить блокчейн как реестр, у которого нет единственной «главной» копии на одном сервере. Одинаковая история хранится у разных участников сети. Новые данные туда добавляют порциями: несколько записей собирают вместе, формируют блок и привязывают его к уже существующей истории. Так один блок встаёт за другим – отсюда и буквальное значение слова blockchain, «цепочка блоков».

Допустим, пользователь хочет передать цифровой актив другому человеку. Сначала он подписывает операцию своим криптографическим ключом. После этого запись расходится по сети. Компьютеры-узлы проверяют её по правилам конкретного блокчейна и, если всё в порядке, включают в число операций для следующего блока.

У самого блока есть хеш. Это не просто номер, а вычисленный по его содержимому цифровой отпечаток: поменяются исходные данные – получится уже другое значение.

В него также включена ссылка на хеш предыдущего блока. Стоит изменить данные внутри старого блока – изменится и его хеш, а связь со следующим перестанет сходиться. Чтобы подмена выглядела правдоподобно, пришлось бы пересчитать последующие блоки и добиться того, чтобы сеть признала изменённую цепочку действительной.

Отдельные элементы этой идеи существовали задолго до появления криптовалют. Ещё в 1991 году Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта предложили механизм для цифровых документов, который помогал определить, не менялся ли файл после того, как для него зафиксировали временную метку.

До работающей системы в привычном сегодня понимании дело дошло позже. В 2008 году за именем Сатоши Накамото вышла работа Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System («Биткоин: одноранговая электронная платёжная система»). Её автор предложил схему электронных расчётов, в которой участникам не нужен банк, ведущий единую базу операций: порядок транзакций подтверждает сама сеть.

В январе 2009 года заработала сеть Bitcoin. Позднее принцип распределённого реестра начали применять не только к цифровым деньгам: в блокчейне стали фиксировать права на активы, происхождение документов, выполнять программы и вести общие реестры для нескольких организаций.

Как работает блокчейн: цепочка доверия без посредников

Обычная информационная система обычно имеет администратора. Банк ведёт базу операций, маркетплейс хранит сведения о заказах, компания управляет собственной CRM. Пользователи доверяют владельцу системы право записывать и изменять данные.

В публичном блокчейне единого администратора может не быть. Вместо него работают правила, по которым участники определяют, какие записи считать действительными.

Рассмотрим перевод в криптовалютной сети. Отправитель создаёт операцию и подписывает её приватным ключом. Узлы проверяют, есть ли у пользователя необходимые средства, корректна ли подпись и не пытается ли он потратить один и тот же актив второй раз. После проверки транзакции попадают в очередной блок.

Дальше сети нужно решить, можно ли считать этот блок частью общей истории. В Bitcoin для этого используется механизм консенсуса Proof of Work («доказательство выполнения работы»). Майнеры соревнуются в вычислениях, и тот блок, который соответствует правилам протокола, получает шанс попасть в цепочку. Такая схема специально устроена так, чтобы переписывание уже сложившейся истории требовало огромных затрат ресурсов.

У других сетей логика может отличаться. При использовании механизма Proof of Stake («доказательство доли владения») право участвовать в подтверждении связано с активами валидатора, которые он размещает в системе.

В закрытом корпоративном блокчейне вообще нет необходимости моделировать работу сети с тысячами неизвестных участников: компании заранее знают, чьи узлы входят в систему, и могут использовать другой порядок подтверждения.

После этого участники принимают новый блок и синхронизируют свои копии реестра. По сути, вместо доверия одному администратору появляется доверие к набору правил: к коду, криптографии и тому, как именно сеть принимает решения.

На этой же инфраструктуре могут работать смарт-контракты. Это небольшие программы, которые запускают заранее прописанное действие при выполнении условий. Например, после подтверждения оплаты система может автоматически передать цифровой актив покупателю.

Смарт-контракт ничего не «понимает» сам: он выполняет заложенный код, а сведения из внешнего мира – например, данные о доставке или биржевой курс – получает из внешних источников.

Насколько блокчейн безопасен

Фраза «данные в блокчейне невозможно изменить» удобна, но технически неточна. Правильнее говорить, что блокчейн делает незаметное изменение истории значительно сложнее.

Если исправить содержимое одного блока, изменится его хеш. Следующие блоки уже ссылаются на старое значение, поэтому цепочка перестаёт сходиться. В распределённой сети существуют и другие копии истории, с которыми изменённую версию можно сравнить.

В крупной публичной сети переписать прошлые записи – не то же самое, что изменить строку в обычной базе. Нужно построить альтернативную цепочку и добиться того, чтобы механизм консенсуса признал её действительной.

Но защищённость самого блокчейна не означает автоматическую безопасность всех приложений вокруг него.

Хороший пример – приватный ключ. Если его украли, злоумышленник может подписать операцию от имени владельца. Блокчейн в этом случае не обязательно был взломан: сеть получила технически корректно подписанную команду и выполнила её.

Похожая проблема возникает со смарт-контрактами. Блокчейн может точно исполнить программу, в которой разработчик допустил ошибку. Автоматическое исполнение иногда даже усугубляет последствия уязвимости.

Есть ещё одно важное для бизнеса ограничение: блокчейн защищает запись от последующей подмены, но не определяет, была ли она правдивой изначально.

Допустим, логистическая компания фиксирует в блокчейне вес груза. Сотрудник вместо 500 кг вводит 550 кг. Система надёжно сохранит это значение и подтвердит, что позднее его никто не менял. Но проверить реальный вес груза блокчейн не способен.

Поэтому безопасность проекта зависит не только от криптографии. Важны защита ключей, качество кода, права участников, инфраструктура узлов и источники исходных данных.

Наконец, сильная сторона технологии иногда становится ограничением. Если запись трудно удалить или изменить, это удобно для истории операций, но мешает там, где информацию требуется регулярно исправлять, обновлять или удалять.

Виды блокчейна: публичные, приватные и гибридные сети

Bitcoin сделал известной публичную модель блокчейна: сеть открыта, у неё нет одной компании-владельца, а присоединиться к ней может практически любой пользователь. Ethereum работает по схожему принципу.

Для бизнеса такая открытость нужна далеко не всегда. Банку, промышленному предприятию или группе поставщиков может потребоваться общий реестр, но это не означает, что к нему должны подключаться посторонние.

В приватном блокчейне доступ получают только определённые пользователи или организации. Администратор или управляющая организация задаёт, кто может читать данные, создавать записи и участвовать в подтверждении операций.

Есть и консорциумные сети, где управление делят между собой несколько компаний. Это удобно, когда общий реестр нужен всем участникам процесса, но отдавать его под полный контроль одному из них никто не хочет. Такой вариант, например, подходит группе банков, перевозчиков или других организаций, которые постоянно обмениваются данными.

Гибридный подход устроен иначе: часть информации можно оставить внутри закрытой сети, а наружу передавать только отдельные записи или подтверждения.

При этом тип сети влияет не только на то, кто видит данные. Публичный блокчейн изначально рассчитан на работу с незнакомыми участниками, между которыми нет договора и заранее установленного доверия. Поэтому протокол должен сам справляться с ситуацией, когда разные стороны предлагают разные версии происходящего.

В корпоративной сети круг участников известен. Компания понимает, кому принадлежит каждый узел, а правила взаимодействия можно зафиксировать организационно и юридически. Значит, нет необходимости воспроизводить ту же сложную модель согласования, что в Bitcoin. Запись могут подтверждать несколько заранее определённых узлов, и это обычно быстрее.

Такой подход удобнее для управления и производительности, но за это приходится платить меньшей степенью децентрализации.

Где применяется блокчейн: бизнес и не только

Самый очевидный сценарий – деньги и цифровые активы. Ради этого Bitcoin и был создан. Здесь блокчейн играет роль общей книги операций: сеть видит, кому принадлежит актив сейчас, как он переходил от одного владельца к другому и не пытается ли кто-то воспользоваться одной и той же суммой повторно.

Другой пример – цепочки поставок. Здесь проблема часто начинается не с отсутствия данных, а с их избытка. Производитель ведёт свой учёт, перевозчик – свой, склад – свой. Затем подключаются таможня, дистрибьютор, магазин. Если цифры или статусы не совпали, участникам приходится сверять несколько систем и искать, на каком этапе возникло расхождение.

Блокчейн позволяет вынести ключевые события в один общий журнал. Сначала в нём появляется выпуск партии, затем передача перевозчику, прохождение контроля, приёмка на складе. Для независимых компаний это может быть удобнее, чем назначать одну из сторон единственным владельцем всей базы.

Ещё один сценарий – проверка документов. В блокчейн необязательно помещать целый файл: можно записать его хеш. Позднее достаточно снова вычислить цифровой отпечаток документа и сравнить его с исходной записью. Совпадение покажет, что файл после фиксации не изменялся.

Ещё одно направление связано с токенами. Реальный или цифровой актив можно представить в системе как отдельную цифровую единицу и уже через неё учитывать права на объект, передачу между владельцами и другие действия. NFT – частный случай такой логики: конкретному токену соответствует уникальная запись в блокчейне.

Смарт-контракты решают соседнюю задачу. Они полезны там, где действие можно заранее описать в коде: пришло подтверждение оплаты – выполнить перевод, изменился статус объекта – запустить следующий этап. Человек не подтверждает каждый шаг вручную, если программа уже получила нужные данные.

При этом значительной части корпоративных задач блокчейн не требуется. Если данные принадлежат одной организации, участники доверяют владельцу системы, а записи нужно регулярно обновлять и удалять, централизованная база обычно проще и дешевле.

Поэтому до выбора технологии полезно посмотреть на сам процесс. Нужна ли нескольким независимым организациям одна история данных? Есть ли между ними проблема доверия? Настолько ли важно защитить прошлые записи от незаметного изменения, чтобы ради этого усложнять архитектуру? Если нет, распределённый реестр вряд ли даст заметное преимущество.

Что такое блокчейн-платформа

Бизнес редко начинает блокчейн-проект с написания собственной сети. Обычно берут готовую технологическую основу и уже поверх неё собирают нужную систему. В такой платформе есть то, без чего сеть не заработает: ПО для узлов, правила обработки транзакций, инструменты для управления доступом и разработки смарт-контрактов, способы связать блокчейн с другими сервисами.

Дальше всё зависит от сценария. Ethereum используют, когда приложение должно работать в открытой публичной сети. Hyperledger Fabric устроен с расчётом на компании и консорциумы: участники там заранее известны, а доступ к данным и операциям можно ограничивать.

Поэтому сравнивать платформы только по списку функций мало полезно. Для одного проекта критична публичность, для другого – производительность, для третьего – возможность не выпускать данные за пределы корпоративного контура. Уже из этих требований вытекают расходы на инфраструктуру, способ интеграции и сама архитектура решения.

Бывает, что после такого разбора блокчейн из проекта исчезает. Если исходная боль в другом – сотрудники не находят инструкции, пользуются старыми файлами, а знания уходят вместе со специалистами, – распределённый реестр ничего не исправит. Здесь нужен инструмент для работы с корпоративными знаниями.

Блокчейн и корпоративные знания: что общего

TEAMLY – не блокчейн, и технически эти системы решают задачу почти с разных сторон.

У блокчейна одна из ключевых идей – не отдавать историю операций в руки единственного участника, которому все остальные обязаны верить. Внутри компании такая логика обычно не нужна. База знаний как раз должна иметь владельца: организация задаёт правила, назначает администраторов, определяет права сотрудников и следит за тем, какие материалы считаются актуальными.

Пересечение находится не в архитектуре, а в доверии к информации. Для блокчейна важно, чтобы участник мог проверить историю записи и убедиться, что её незаметно не переписали. Для корпоративной базы знаний задача другая: сотрудник должен понимать, что перед ним актуальная инструкция, а не файл трёхлетней давности из чужой папки.

В реальной компании проблема обычно выглядит совсем буднично. Один регламент сохранили на общем диске, обновлённый шаблон скинули в чат, рабочая инструкция осталась на ноутбуке автора. О какой-то части процесса вообще знают только два человека из отдела.

Пока они на месте, коллеги просто идут к ним с вопросами. Они помнят, какой файл открывать, где искать последнюю версию и что в инструкции уже успело устареть. Стоит такому специалисту уйти – и часть этой неформальной системы перестаёт работать. Новому сотруднику приходится собирать картину заново из папок, сообщений и чужих объяснений.

TEAMLY позволяет перенести эти знания из личной памяти и разрозненных источников в корпоративную базу. Туда можно собрать инструкции, регламенты, рабочие документы и опыт сотрудников, а затем настроить структуру и доступ так, чтобы разные команды видели именно свои материалы.

Компании не нужна тысяча независимых копий инструкции для отдела продаж. Ей нужна одна актуальная версия, понятный владелец материала, история изменений и возможность быстро найти документ.

Это же требование относится к корпоративному ИИ. Если сотрудник отдела продаж задаёт вопрос по внутренним документам, система должна искать ответ в доступной ему части корпоративной базы знаний. Он не должен получить закрытый финансовый документ только потому, что правильно сформулировал запрос.

Если корпоративные данные нельзя передавать во внешние сервисы, систему можно развернуть внутри инфраструктуры компании. Тогда база знаний, инструменты поиска и ИИ работают в том же защищённом контуре, который организация использует для остальных внутренних сервисов.

В итоге задачи здесь действительно разные. Блокчейн нужен, когда несколько сторон хотят иметь общую проверяемую историю и при этом не отдавать её под контроль одному участнику. 

TEAMLY нужен внутри компании, где важнее другое: не потерять накопленные знания, вовремя обновлять документы и показывать каждому сотруднику только ту информацию, к которой у него есть доступ.

И в одном, и в другом случае доверие к данным возникает не потому, что они просто где-то сохранены. Важно понимать, какая версия актуальна, кто с ней работает и насколько можно полагаться на найденную информацию.

Используйте инструменты TEAMLY, чтобы управлять рабочими процессами

Записывайтесь на онлайн-презентацию! Продемонстрируем интерфейс и все возможности платформы

Получить демо