Web 3 для всех: практическое руководство по новому интернету. Каким будет интернет в будущем

Кирилл Олегович Островский

Автор шаг за шагом проведет вас через эволюцию интернета от его первоначальных версий до современных инноваций Web 3. Вы узнаете о ключевых принципах децентрализации, блокчейна, умных контрактов и криптовалют, а также о том, как эти технологии влияют на приватность, безопасность и пользовательский опыт в цифровом пространстве.Откройте для себя мир, где пользователь вновь становится центром цифровой вселенной и где контроль, прозрачность и инновации определяют новую эру интернета.

Блокчейн: Основа Web 3

В сложном узоре цифровой эволюции блокчейн выделяется как отдельная нить, создавая узоры прозрачности, безопасности и децентрализации. Это не просто технология, это революция, которая тихо переопределяет парадигмы доверия и обмена. В повествовании о Web 3 блокчейн¹¹ не просто последовательность блоков, заполненных данными, но целая экосистема, в которой безопасность, прозрачность и децентрализация становятся не теоретическими концепциями, но реальностью.

Публичные блокчейны стали символом революции в технологическом мире, предоставляя платформу для создания децентрализованных приложений и криптовалют. Эти блокчейны открыты для всех, кто желает присоединиться и внести свой вклад в развитие сети, обеспечивая тем самым прозрачность и открытость данных.

Каждая транзакция в публичном блокчейне записывается и верифицируется множеством участников сети. Это обеспечивает высокий уровень безопасности и надежности данных, делая их неизменяемыми и устойчивыми к мошенничеству. Благодаря этому, криптовалюты, такие как Биткоин и Эфириум, смогли завоевать доверие миллионов пользователей по всему миру.

Однако публичные блокчейны не лишены недостатков. Из-за открытой природы этих сетей, они могут сталкиваться с проблемами масштабируемости и приватности. Транзакции, хоть и анонимны, но публично доступны для просмотра, что вызывает опасения по поводу конфиденциальности данных.

Несмотря на это, публичные блокчейны продолжают развиваться, привнося инновации в различные отрасли. Они стали основой для децентрализованных финансов (DeFi), игр на блокчейне, искусства в формате NFT и многих других приложений. Смарт-контракты, работающие на платформах вроде Ethereum, позволяют автоматизировать и упростить многие процессы, от финансовых операций до управления цифровыми активами.

В мире, где цифровизация и децентрализация становятся ключевыми тенденциями, публичные блокчейны предоставляют неограниченные возможности для инноваций и развития. Они открывают двери для глобального и инклюзивного финансового участия, демократизируют доступ к цифровым активам и способствуют созданию открытого и свободного интернета будущего.

Введение в технологию блокчейна

Погружаясь в таинственный мир блокчейна, мы не просто изучаем технологию, но и вступаем в область, где каждая транзакция, каждый обмен выгравированы в неизменяемый реестр, видимый для всех, но не принадлежащий никому. Это симфония сложных алгоритмов и простой прозрачности, где доверие не запрашивается, но внутренне установлено. Термин «неизменяемый реестр» относится к характеристике блокчейн-технологии, где данные, однажды записанные в блокчейн, не могут быть изменены или удалены. Это обеспечивается криптографическими алгоритмами и механизмами консенсуса, которые гарантируют, что информация, добавленная в блокчейн, остается постоянной и неподдельной.

Неизменяемость реестра является ключевым аспектом для обеспечения доверия и безопасности в децентрализованных сетях. Это позволяет участникам сети верить в достоверность данных, не полагаясь на централизованные авторитеты или посредников. В этом контексте, неизменяемый реестр играет центральную роль в создании прозрачных, безопасных и демократизированных цифровых экосистем.

В сложном танце кодов и цепей каждый блок — это хроника данных, проверенная и запечатленная, невосприимчивая к изменениям, устойчивая к мошенничеству. Это мир, где криптография является стражем, а алгоритмы консенсуса — непоющими героями, подтверждающими и верифицирующими, что каждый блок — это правдивое свидетельство каждой транзакции.

В блокчейне мошенничество и взлом становятся практически невозможными из-за нескольких ключевых аспектов этой технологии:

1. Криптографическая Защита: Блокчейн использует сложные криптографические алгоритмы для шифрования данных. Каждая транзакция и блок данных защищены криптографическими хеш-функциями, которые практически невозможно взломать или изменить.

2. Децентрализация: Блокчейн — это децентрализованная сеть, где данные хранятся на множестве компьютеров (или узлов) по всему миру. Это означает, что нет единой точки отказа или центрального сервера, который можно было бы атаковать или взломать.

3. Консенсус: Для добавления нового блока в блокчейн требуется консенсус между участниками сети. Это означает, что любые попытки мошенничества или взлома должны одновременно произойти на большинстве узлов, что практически невозможно.

4. Неизменяемость: Как только блок добавлен в блокчейн, его нельзя изменить или удалить. Это обеспечивает высокий уровень безопасности, так как злоумышленники не могут изменить уже записанные транзакции.

Пример — представьте, что Анна отправляет 1 биткойн Борису. Эта транзакция записывается в блок, который затем подтверждается множеством других узлов в сети блокчейн. Как только блок подтвержден и добавлен в цепочку, его нельзя изменить.

Если злоумышленник попытается взломать блокчейн и изменить эту транзакцию (например, чтобы сделать так, чтобы Анна отправила 1 биткойн злоумышленнику, а не Борису), ему придется изменить этот блок и каждый последующий блок в цепочке на более чем 50% всех узлов в сети¹². Это требует огромных вычислительных ресурсов и практически невозможно с точки зрения логистики и затрат.

Таким образом, благодаря криптографической защите, децентрализации, консенсусу, неизменяемости и прозрачности, блокчейн обеспечивает высокий уровень безопасности, делая мошенничество и взлом практически невозможными.

Однако, были случаи успешных атак 51% на некоторые блокчейн-сети, особенно те, которые имеют меньшую вычислительную мощность по сравнению с крупными блокчейнами, такими как Bitcoin или Ethereum. Вот некоторые примеры:

Ethereum Classic (ETC): В январе 2019 года сеть Ethereum Classic подверглась атаке 51%, в результате которой злоумышленники смогли дважды потратить криптовалюту на сумму около 1,1 миллиона долларов.

Bitcoin Gold (BTG): В мае 2018 года сеть Bitcoin Gold также стала жертвой атаки 51%. Атакующие смогли украсть криптовалюту на сумму более 18 миллионов долларов.

Vertcoin (VTC): В декабре 2018 года сеть Vertcoin подверглась атаке 51%, которая привела к двойной трате криптовалюты.

Эти атаки подчеркивают важность повышения уровня безопасности в блокчейн-сетях, особенно для тех, которые имеют относительно низкую вычислительную мощность. Они также вызывают обсуждения о том, как можно улучшить механизмы консенсуса и другие аспекты безопасности блокчейн, чтобы предотвратить подобные инциденты в будущем.

10 механизмов консенсуса блокчейна

1. Proof of Work (PoW): Этот механизм консенсуса требует от участников (майнеров) выполнение сложных математических задач для добавления нового блока в блокчейн. Это процесс, известный как «майнинг», где майнеры соревнуются в решении этих задач, используя вычислительную мощность своих компьютеров. Каждый раз, когда майнер успешно решает задачу, новый блок добавляется в блокчейн, и майнер получает вознаграждение¹³ в токенах (например, биткоинах). Этот процесс обеспечивает безопасность и интегрированность транзакций в сети, но также требует значительного количества энергии.

2. Proof of Stake (PoS): В отличие от PoW, механизм PoS позволяет участникам валидировать и подтверждать транзакции на основе количества токенов, которыми они владеют и «ставят» как залог. Чем больше токенов участник «ставит», тем больше его шансы на добавление нового блока в блокчейн. В PoS нет майнинга, и, следовательно, он не требует такого количества энергии, как PoW. Вместо этого, участники с большим количеством токенов выбираются для валидации транзакций и добавления блоков. Это обеспечивает более энергоэффективный и устойчивый метод обеспечения консенсуса в блокчейн.

3. Proof of Activity (PoA): Этот механизм сочетает в себе протоколы PoW и PoS, позволяя участникам как майнить, так и ставить свои токены для валидации блоков. Майнеры соревнуются за майнинг новых блоков в обмен на вознаграждение в токенах. Однако сами блоки не содержат транзакций; это пустые шаблоны с информацией о транзакции и адресом вознаграждения. Этот механизм помогает уменьшить вероятность атаки 51%, так как его структура делает практически невозможным предсказать, какие валидаторы будут подписывать блок в каждой будущей итерации.

4. Proof of Authority (PoA): модель на основе репутации для валидации транзакций и генерации новых блоков. Валидаторы в блокчейне PoA — это пользователи, выбранные и одобренные другими участниками сети. PoA требует от валидаторов рисковать своим социальным капиталом, а не только финансовым.

5. Proof of Burn (PoB): Майнеры умышленно и навсегда уничтожают токены, чтобы получить право на майнинг новых блоков. Чем больше токенов сжигает майнер, тем выше вероятность того, что он будет выбран валидатором следующего блока.

6. Proof of Capacity (PoC) / Proof of Space (PoSpace): Использует доступное пространство на жестком диске майнера для определения его прав на майнинг. Чем больше у майнера места для хранения, тем выше вероятность, что он сможет совпадать с требуемым хешем нового блока и получать вознаграждение за майнинг.

7. Proof of Contribution (PoC/PoCo): Основан на специализированных алгоритмах для мониторинга вклада всех активных узлов в сети во время каждого раунда консенсуса. Каждое выполнимое действие может быть назначено определенным порогом доверия.

8. Proof of History (PoH): Работает через встроенную историческую запись, которая доказывает конкретный момент времени, в который произошло каждое событие в блокчейне. Каждый валидатор Solana поддерживает свой внутренний часы, кодируя прохождение времени в простой функции задержки SHA-256.

9. Proof of Importance (PoI): Это разновидность PoS, которая стремится принимать более целостный подход к оценке вклада узла. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на требованиях капитала для участия в консенсусе, PoI учитывает дополнительные факторы.

10. Proof of Storage (PoStorage), Proof of Replication (PoRep) & Proof of Spacetime (PoSpacetime): Основан на данных вместо финансового стейкинга. Вероятность выбора узла для майнинга новых блоков определяется объемом данных, который этот узел активно предоставил сети.

Механизмы консенсуса в блокчейне играют критически важную роль:

1. Децентрализация: одной из основных особенностей блокчейна является его децентрализованная природа. В отсутствие центрального органа, который бы решал, какие транзакции являются действительными, необходим механизм, который позволит всем участникам сети прийти к соглашению (консенсусу) относительно состояния блокчейна.

2. Безопасность: механизмы консенсуса предотвращают двойные траты и другие виды мошенничества. Они обеспечивают, чтобы только действительные транзакции были добавлены в блокчейн, делая атаки и манипуляции дорогостоящими и, в большинстве случаев, невыгодными.

3. Согласованность: в децентрализованных системах, где множество участников имеют разные копии данных, механизмы консенсуса гарантируют, что все эти копии остаются синхронизированными и согласованными.

4. Доверие: в традиционных системах доверие базируется на третьих сторонах (например, банках). В блокчейне доверие достигается через криптографию и механизмы консенсуса, что позволяет участникам сети доверять системе без необходимости доверять друг другу.

5. Стимулирование участников: многие механизмы консенсуса, такие как Proof of Work (PoW) или Proof of Stake (PoS), предоставляют вознаграждения участникам за их вклад в поддержание и безопасность сети.

6. Адаптивность: различные механизмы консенсуса могут быть адаптированы для различных применений и требований. Например, некоторые механизмы могут быть оптимизированы для максимальной производительности, в то время как другие могут сосредотачиваться на экологической эффективности или децентрализации.

7. Инновации: постоянное развитие и исследование в области механизмов консенсуса приводят к созданию новых и улучшенных методов, которые могут решать проблемы и ограничения существующих методов.

В целом, механизмы консенсуса обеспечивают основу для функционирования и безопасности блокчейн-сетей, позволяя различным участникам сети работать вместе над достижением общего состояния данных.

Как блокчейн усиливает Web 3

Блокчейн играет критическую роль в развитии и укреплении Web 3, предоставляя технологическую основу для создания децентрализованных, прозрачных и безопасных цифровых экосистем. В мире, где данные становятся все более ценными, а приватность и безопасность — первостепенными проблемами, блокчейн выступает как мост, соединяющий текущие цифровые практики с будущим, где контроль, собственность и доверие переопределяются.

Блокчейн не просто «усиливает» Web 3 — он является его кровеносной системой, обеспечивающей жизнеспособность и функциональность этой новой цифровой эпохи.

Блокчейн усиливает Web 3.0 через несколько ключевых аспектов:

1. Децентрализация: блокчейн устраняет необходимость в централизованных агентах или посредниках. Данные хранятся на множестве нодов, обеспечивая резистентность к сбоям и атакам.

2. Безопасность: криптографические алгоритмы и консенсусные механизмы обеспечивают непреложность и безопасность данных. Мошенничество и взлом становятся крайне затруднительными.

3. Прозрачность: каждая транзакция записывается и может быть проверена. Это обеспечивает высокий уровень прозрачности и доверия между пользователями.

4. Смарт-контракты: эти автоматизированные договоры самостоятельно исполняются, когда выполняются определенные условия, упрощая и автоматизируя процессы, такие как платежи, соглашения и даже голосование.

5. Токенизация: блокчейн позволяет создавать и обмениваться токенами, представляющими ценность или активы, обеспечивая новые способы монетизации и инвестиций.

Примечания

11

Блокчейн определяется как последовательность блоков, содержащих информацию, которая защищена и связана с использованием криптографических алгоритмов. Каждый блок содержит набор транзакций или данных, а также хеш предыдущего блока, создавая таким образом неразрывную и неизменяемую цепочку. Это обеспечивает прозрачность, безопасность и неизменность данных, хранящихся в блокчейне.

12

Атака 51% относится к атаке на блокчейн, при которой злоумышленник или группа злоумышленников контролируют большинство (51% или более) вычислительной мощности сети. Это дает им возможность предотвратить новые транзакции от получения подтверждений, остановить платежи между некоторыми или всеми пользователями, а также изменять порядок транзакций. Атака 51% подрывает основное преимущество блокчейн — его безопасность и неизменяемость. Это является серьезной угрозой для любой криптовалюты и может привести к потере доверия со стороны пользователей и инвесторов. Однако стоит отметить, что успешное осуществление такой атаки требует значительных вычислительных ресурсов и инвестиций, что делает ее маловероятной для крупных и хорошо защищенных блокчейнов, таких как Bitcoin или Ethereum.

13

Награда за блок: Это фиксированное количество биткоинов, которое майнер получает за каждый добытый блок. Награда за блок уменьшается в два раза каждые 210 000 блоков, или приблизительно каждые четыре года. Этот процесс называется «халвинг». Начальная награда за блок составляла 50 BTC. После первого халвинга в 2012 году она уменьшилась до 25 BTC, затем до 12,5 BTC в 2016 году и до 6,25 BTC после последнего халвинга в мае 2020 года.