Відколи Сатоші Накамото представив перший блокчейн — біткоїн, — ця децентралізована технологія швидко поширилася на різні галузі. Від сприяння переосмисленню фінансових систем до трансформації охорони здоров’я та управління ланцюгами постачання — блокчейн здатен змінити спосіб, у який ми здійснюємо транзакції та обмінюємося даними. Ця стаття досліджує основи технології блокчейн, принципи її роботи, виклики, з якими вона стикається, а також приклади її застосування у різних сферах життя. Ось що варто знати у 2025.
КЛЮЧОВІ МОМЕНТИ
➤ Технологія блокчейн пропонує децентралізований, безпечний і прозорий спосіб запису та перевірки транзакцій без посередників.
➤ Застосування блокчейну охоплює численні галузі, включно з фінансами, охороною здоров’я, нерухомістю та управлінням ланцюгами постачання.
➤ Основні виклики для впровадження блокчейну включають масштабність, регуляторну невизначеність і енергоспоживання у певних мережах.
Що таке блокчейн?
Блокчейн — це децентралізована цифрова книга, яка зберігає дані у розподіленій мережі. Вона розроблена для захисту інформації та запобігання її підробці чи несанкціонованому доступу.
Кожен «блок» у ланцюжку містить дані, які перевіряються, шифруються та зв’язуються з попереднім блоком, утворюючи хронологічний ланцюг даних, який практично неможливо змінити. Цей підхід забезпечує цілісність даних, адже зміна будь-якого блоку потребувала б змін у всіх наступних блоках, що обчислювально є майже неможливим у більшості випадків.
Блокчейн зазвичай функціонує через численні комп’ютери або вузли й дозволяє обмінюватися інформацією без центрального органу.
Блокчейни відомі своєю роллю в уможливленні криптовалют , таких як Bitcoin та Ethereum, але їх використання виходить далеко за межі цифрових валют.
Вони забезпечують прозорий, безпечний і децентралізований метод запису транзакцій або даних, що робить їх застосовними у різних галузях, таких як фінанси, ланцюги постачання, охорона здоров’я та управління.
«Блокчейн робить одну річ: він замінює довіру до третьої сторони математичним доказом того, що щось сталося».
– Адам Дрейпер, співзасновник Boost VC
Розуміння основ
У центрі технології блокчейн лежать фундаментальні принципи, які вирізняють її серед традиційних систем. До них належать децентралізація, прозорість, використання розподіленої книги та інші аспекти.
Що таке бухгалтерська книга?
Бухгалтерська книга – це система обліку для відстеження транзакцій та права власності. Історично бухгалтерські книги були фізичними книгами або цифровими записами, які ведуться центральним органом влади, наприклад, банком.
Однак блокчейн використовує децентралізовану книгу, де транзакції розподілені між багатьма вузлами, що зменшує потребу в посередниках і підвищує довіру.
Традиційні бухгалтерські книги проти цифрових книг
Традиційні книги залежать від централізованих органів, таких як банки чи корпорації, які ведуть і перевіряють записи транзакцій.
Цифрові реєстри, особливо блокчейни, розподіляють облік по мережі комп’ютерів. Це ускладнює фальсифікацію даних і усуває окремі точки відмови, підвищуючи безпеку та надійність.
Роль бухгалтерських книг у веденні обліку
Бухгалтерські книги, як традиційні, так і цифрові, служать для документування потоку активів, інформації або фінансових операцій.
Технологія блокчейн покращує це, створюючи незмінний і прозорий запис кожної транзакції. Після додавання даних вони не можуть бути змінені, що забезпечує точність і цілісність ведення записів.
Децентралізація: основна концепція
Децентралізація означає розподіл контролю та прийняття рішень між мережею, а не покладання їх на єдиний центральний орган.
У блокчейні децентралізація запобігає тому, щоб одна організація контролювала всю мережу. Цей розподіл влади є ключовим для забезпечення безпеки мережі та її стійкості до маніпуляцій чи корупції.
Централізовані та децентралізовані системи
Ось як децентралізовані системи порівнюються з їхніми централізованими аналогами.
| Ознака | Централізована система | Децентралізована система |
| Контроль | Системою керує один суб’єкт або організація. | Контроль розподіляється між кількома вузлами. |
| Єдина точка відмови | Так, схильний до виходу з ладу, якщо центральний суб’єкт скомпрометований. | Ні, мережа залишається функціональною навіть у разі виходу з ладу деяких вузлів. |
| Безпека | Вразливий до атак у разі компрометації центральної влади. | Безпечніша завдяки розподілу та криптографії. |
| Прозорість | Обмежена прозорість, контрольована центральною владою. | Висока, усі учасники можуть перевірити дані. |
| Масштабованість | Як правило, легше масштабуватися завдяки централізованому управлінню. | Масштабованість може бути складним завданням через механізми консенсусу. |
| Швидкість | Як правило, швидше, оскільки рішення приймаються централізовано. | Може бути повільнішим через потребу в консенсусі між кількома вузлами. |
| Довіра | Вимагає довіри до єдиного центрального органу влади. | Довіра розподіляється по всій мережі; Не потрібна єдина точка довіри. |
| Витрати | Може понести більш високі витрати через посередників. | Може скоротити витрати за рахунок усунення необхідності в посередниках. |
| Стійкість | Менш пружний; Збій або компрометація центрального суб’єкта порушує роботу системи. | Висока пружність; Розподілений характер запобігає одноточковому виходу з ладу. |
Переваги децентралізації в блокчейні
Децентралізація гарантує відсутність єдиної точки контролю, що зменшує ризики корупції та цензури. Це також підвищує прозорість, оскільки всі учасники можуть перевірити цілісність мережі.
Крім того, децентралізація підвищує стійкість системи, оскільки мережа може продовжувати функціонувати, навіть якщо деякі вузли будуть скомпрометовані.
Хешування та криптографія
Хешування передбачає використання математичної функції для перетворення вхідних даних у рядок фіксованої довжини, який називається хешем. Блокчейн використовує хешування для захисту даних у кожному блоці.
Будь-яка незначна зміна в даних блоку призводить до зовсім іншого хешу, що дозволяє легко виявити будь-яке втручання в роботу з даними.
Криптографія для безпеки та конфіденційності
Блокчейн покладається на криптографічні методи для захисту особистості користувачів і забезпечення цілісності транзакцій. Криптографія з відкритим ключем дозволяє користувачам підписувати транзакції за допомогою своїх приватних ключів, тому лише авторизовані учасники можуть змінювати дані.
Незмінність і прозорість
Незмінність означає неможливість змінити або видалити дані після їх додавання до блокчейну. Ця функція підвищує довіру, оскільки всі учасники знають, що дані є постійними.
Блокчейни також забезпечують прозорість, оскільки вся історія транзакцій доступна для перегляду та перевірки будь-ким, що створює підзвітність.
Відкритий доступ до історії транзакцій
Блокчейн-мережі забезпечують відкритий реєстр, який можна перевірити. Будь-який учасник може переглянути всю історію транзакцій, що підвищує довіру та прозорість.
Такий рівень відкритості особливо корисний у галузях, де підзвітність та верифікація є важливими, таких як ланцюги поставок або системи голосування.
Механізми консенсусу
Механізми консенсусу – це протоколи, які гарантують, що всі вузли в мережі блокчейн погоджуються з дійсністю транзакцій. Вони дозволяють децентралізованим мережам функціонувати без центрального органу влади, забезпечуючи узгодженість і довіру в усій системі.
Proof-of-work (PoW) і proof-of-stake (PoS) є двома найпопулярнішими та часто використовуваними механізмами консенсусу.
- Proof-of-work (PoW): Proof-of-work вимагає від учасників вирішення складних математичних головоломок для перевірки транзакцій і додавання нових блоків. Цей процес, відомий як майнінг, споживає значну обчислювальну потужність. PoW безпечний, але дуже енергоємний, що робить його менш ефективним для великомасштабних застосувань.
- Підтвердження частки володіння proof-of-stake (PoS): Proof-of-stake дозволяє валідаторам створювати нові блоки на основі кількості криптовалюти, якою вони володіють. Замість того, щоб змагатися у вирішенні головоломок, валідатори вибираються випадковим чином, зменшуючи споживання енергії та підвищуючи ефективність. PoS пропонує більш стійку альтернативу PoW.
Хочете дізнатися більше про різницю між proof-of-work і proof-of-stake? Ознайомтеся з нашим вичерпним порівнянням тут.
Багато великих блокчейн-мереж, включаючи Bitcoin, використовують PoW. Тим часом Ethereum, який спочатку покладався на PoW, перейшов на PoS у 2022 році після злиття Ethereum. Перехід значно покращив його енергоефективність та масштабованість.
Інші механізми консенсусу
Хоча PoW і PoS є одними з найпопулярніших механізмів консенсусу, кілька інших альтернатив також набирають популярності. Ось деякі з них:
- Делегований доказ частки володіння proof-of-stake (DPoS): Він використовує систему голосування, де учасники вибирають невелику групу довірених валідаторів для підтвердження транзакцій, покращуючи масштабованість.
- Практична візантійська відмовостійкість (PBFT): Цей механізм ґрунтується на досягненні учасниками консенсусу в процесі голосування для забезпечення відмовостійкості та ефективності. Він зазвичай використовується в приватних і консорціумних блокчейнах.
- Підтвердження повноважень (PoA): PoA надає права на перевірку транзакцій лише кільком авторизованим вузлам. Це підходящий варіант для приватних мереж, де встановлюється довіра між учасниками.
- Доказ опіку (PoB): Валідатори «спалюють» або знищують криптовалюту, щоб продемонструвати прихильність і отримати право на майнінг або перевірку транзакцій.
Як працює блокчейн?
Як випливає з назви, блокчейн складається з блоків, які зберігають дані. Кожен блок включає:
- Дані про транзакції: Це може варіюватися від фінансових операцій до обліку товарів у ланцюжку поставок.
- Гешування: Унікальний рядок символів, згенерований криптографічним алгоритмом на основі даних усередині блоку.
- Хеш попереднього блоку: Це пов’язує кожен блок з попереднім і утворює ланцюжок, який підтримує хронологічний порядок усіх даних.
- Позначка часу: Точний час створення та додавання блоку до блокчейну.
Ці блоки пов’язані між собою за допомогою криптографічних методів, що робить їх незмінними. Після того, як дані додаються до блокчейну, вони не можуть бути змінені без зміни кожного наступного блоку, що вимагатиме величезної обчислювальної потужності.
Наприклад, якщо зловмисник спробує змінити будь-які дані в блоці, хеш цього блоку зміниться. Оскільки кожен блок містить хеш попереднього блоку, ця модифікація розірве ланцюжок і вся мережа буде попереджена про атаку.
Екосистема блокчейну включає кілька ключових компонентів, які працюють разом для підтримки мережі:
- Вузли: це учасники, відповідальні за перевірку та підтвердження транзакцій. Вони зберігають копії розподіленого реєстру та забезпечують стабільність у мережі.
- Майнери: У системах підтвердження роботи proof-of-work майнери перевіряють транзакції та створюють нові блоки, вирішуючи криптографічні головоломки. Вони винагороджуються за свої зусилля криптовалютою.
- Зацікавлені сторони: ці учасники тримають токени або криптовалюту в мережі. Вони можуть відігравати певну роль у керуванні, особливо в системах підтвердження частки володіння proof-of-stake, перевіряючи транзакції та забезпечуючи безпеку мережі.
- Розробники: Вони проектують і підтримують інфраструктуру блокчейну. Розробники відповідають за написання коду, який забезпечує роботу мережі, і реалізацію таких функцій, як смарт-контракти та протоколи.
Ці компоненти працюють разом, щоб підтримувати децентралізований, безпечний і прозорий характер блокчейн-мереж.
Типи блокчейнів
Блокчейн-мережі можна класифікувати на основі того, як вони керують доступом, управлінням і прозорістю даних. Різні типи блокчейнів пропонують різні рівні децентралізації, безпеки та ефективності, кожен з яких підходить для конкретних випадків використання та потреб галузі. Нижче наведено чотири основні типи блокчейнів, кожен з яких має унікальні характеристики та застосування.
1. Публічні блокчейни
Публічні блокчейни відкриті для всіх, хто бажає взяти участь. Ці блокчейни, такі як Bitcoin, пропонують прозорість і децентралізацію, але зазвичай вимагають більше ресурсів для підтримки своєї безпеки.
Будь-хто може перевіряти транзакції та створювати нові блоки, що робить ці мережі дуже безпечними, але дещо повільнішими.
2. Приватні блокчейни
Приватні блокчейни обмежують доступ до обраної групи учасників. Організації контролюють ці мережі, що робить їх більш ефективними для конкретних випадків використання на підприємстві.
Приватні блокчейни дозволяють забезпечити вищу пропускну здатність транзакцій і нижчі витрати, але жертвують децентралізацією та прозорістю.
3. Блокчейни консорціуму
Блокчейни консорціуму керуються групою організацій, а не однією організацією. Ці мережі пропонують баланс між публічними та приватними блокчейнами — вони забезпечують безпеку та масштабованість приватних мереж, зберігаючи при цьому певну децентралізацію.
Ця модель особливо підходить для таких галузей, як банківська справа, де кілька організацій повинні співпрацювати над транзакціями.
4. Гібридні блокчейни
Гібридні блокчейни поєднують у собі елементи публічного та приватного блокчейнів. Деякі частини блокчейну відкриті та доступні для громадськості, тоді як інші обмежені обраною групою учасників.
Ця структура дозволяє організаціям контролювати конфіденційні дані, водночас отримуючи вигоду від прозорості та безпеки публічного блокчейну.
Гібридні блокчейни особливо корисні в галузях, де конфіденційність даних має вирішальне значення, але певні операції повинні залишатися прозорими, наприклад, у сфері нерухомості або дотримання нормативних вимог.
Додатки на блокчейні
«Замість того, щоб залишити таксиста без роботи, блокчейн позбавляє Uber роботи і дозволяє таксисту працювати з клієнтом безпосередньо».
– Віталік Бутерін, співзасновник Ethereum
Охорони здоров’я
Технології розподіленого реєстру (DLT), такі як блокчейн, можуть надійно зберігати медичні записи, забезпечуючи цілісність і конфіденційність даних. Пацієнти можуть контролювати доступ до своїх медичних даних і ділитися ними з медичними працівниками без ризику фальсифікації або несанкціонованого доступу.
Блокчейн також може покращити сумісність медичних записів у різних установах.
Приклад: MediBloc, платформа охорони здоров’я на основі блокчейну, дозволяє пацієнтам безпечно керувати своїми медичними записами та обмінюватися ними, покращуючи взаємодію даних між різними постачальниками медичних послуг.
Управління ланцюгами поставок
Блокчейн підвищує прозорість ланцюжка поставок, відстежуючи продукти на кожному етапі шляху, від виробництва до доставки. Це гарантує, що всі зацікавлені сторони можуть отримати доступ до точної інформації про походження, якість та поводження з товарами.
Приклад: Walmart використовує блокчейн IBM Food Trust для відстеження походження харчових продуктів, забезпечуючи швидшу ідентифікацію джерел забруднення та підвищуючи безпеку харчових продуктів.
Уряд
Уряди можуть використовувати блокчейн для оптимізації таких послуг, як перевірка цифрової особи, збір податків і системи голосування.
Технологія блокчейн забезпечує прозорість, забезпечує підзвітність та знижує ризик фальсифікацій, особливо в системах голосування, де фальсифікація результатів може підірвати довіру до виборів.
Приклад: Естонія впровадила систему електронного врядування на основі блокчейну, яка захищає медичні записи громадян, юридичні документи та процеси голосування.
Фінансові послуги
Блокчейн трансформує індустрію фінансових послуг, забезпечуючи швидші, безпечніші та дешевші транзакції. Наприклад, програми децентралізованих фінансів (DeFi), побудовані на блокчейні, дозволяють користувачам кредитувати, позичати та торгувати без посередників.
Приклад: Aave, провідна платформа DeFi, дозволяє користувачам кредитувати та позичати криптовалюту безпосередньо, не звертаючись до традиційних банків.
Нерухомості
Блокчейн може принести велику користь сектору нерухомості, спрощуючи передачу власності на нерухомість за допомогою безпечного запису актів, прав власності та контрактів.
Блокчейн усуває потребу в посередниках, таких як нотаріуси та адвокати, знижуючи транзакційні витрати та прискорюючи процес. Крім того, його захист від несанкціонованого доступу допомагає запобігти суперечкам щодо прав власності, забезпечуючи більш прозорі та ефективні операції з майном.
Приклад: Propy, блокчейн-платформа нерухомості, полегшує транзакції з нерухомістю, включаючи продаж нерухомості за допомогою смарт-контрактів, зменшуючи паперову роботу та затримки.
Сільське господарство
Блокчейн-системи можуть відстежувати шлях сільськогосподарської продукції від ферм до споживачів, щоб забезпечити безпеку та автентичність харчових продуктів. У той же час фермери можуть довести, що їхня продукція є органічною або сертифікованою за принципом справедливої торгівлі, що загалом підвищує довіру споживачів і дозволяє ефективніше керувати ланцюжком поставок.
Приклад: AgriDigital використовує блокчейн для відстеження операцій із зерном, забезпечуючи прозорість між фермерами, покупцями та постачальниками логістичних послуг.
Страхування
Страховики можуть автоматизувати обробку претензій за допомогою смарт-контрактів у мережах блокчейн. Як тільки заздалегідь визначені умови будуть виконані, претензії можуть бути оплачені автоматично. Таке налаштування зменшує як шахрайські, так і адміністративні витрати.
Приклад: Etherisc – це платформа на основі блокчейну, яка автоматизує страхові виплати під час подорожей, виплачуючи претензії без необхідності ручної перевірки в разі затримки рейсу.
ЗМІ
Блокчейн пропонує децентралізований метод для творців контенту поширювати свої роботи, зберігаючи права власності. Смарт-контракти можуть автоматизувати виплату роялті, щоб творці отримували справедливу винагороду.
Блокчейн-системи також можуть допомогти боротися з піратством, надаючи прозорий, незмінний запис про право власності на інтелектуальну власність.
Приклад: Audius — це децентралізована платформа потокового передавання музики, яка дозволяє виконавцям отримувати роялті безпосередньо за допомогою технології блокчейн.
Кібербезпека
Децентралізована інфраструктура, яку забезпечує блокчейн, значно підвищує кібербезпеку, будучи стійкішою до атак. Дані, збережені у блокчейні, зашифровані та розподілені між багатьма вузлами, що ускладнює їхній доступ чи підробку для хакерів.
Приклад: Cisco інтегрує блокчейн у свої рішення безпеки, використовуючи його для перевірки цілісності пристроїв та мереж, запобігання несанкціонованому доступу та забезпечення безпеки даних.
Освіта
Блокчейн пропонує безпечний і перевіряємий метод зберігання академічних записів, включно зі ступенями, сертифікатами та транскриптами. Освітні установи можуть використовувати блокчейн для забезпечення автентичності записів, тоді як студенти отримують контроль над тим, хто може отримати доступ до їхніх академічних досягнень.
Приклад: Массачусетський технологічний інститут видає цифрові дипломи на блокчейні, що дозволяє випускникам легко перевіряти та ділитися своїми обліковими даними.
Інтернет речей (IoT)
Блокчейн пропонує рішення для проблем безпеки та масштабності, з якими стикаються мережі IoT. Завдяки децентралізації контролю блокчейн може знижувати ризик кібератак, забезпечуючи безпечний зв’язок між пристроями. Крім того, блокчейн гарантує, що дані, зібрані пристроями IoT, залишаються захищеними від підробки.
Приклад: IOTA використовує розподілений реєстр для захисту зв’язку між пристроями IoT, забезпечуючи швидший і безпечніший обмін даними в розумних містах і автономних системах.
Виклики блокчейну
Незважаючи на свої численні переваги, технологія блокчейн стикається з кількома проблемами, які необхідно вирішити для більш широкого впровадження. Ці проблеми варіюються від проблем із масштабованістю та споживанням енергії до занепокоєння щодо конфіденційності даних.
- Масштабованість: Блокчейн-мережі, такі як Bitcoin та Ethereum, намагаються швидко обробляти транзакції, оскільки кількість користувачів зростає. Такі рішення, як масштабування рівня 2 (наприклад, Lightning Network) і шардинг, спрямовані на вирішення цієї проблеми, дозволяючи блокчейну обробляти більше транзакцій паралельно.
- Конфіденційність даних: Хоча блокчейн забезпечує прозорість, це може конфліктувати з потребою конфіденційності в певних програмах, таких як охорона здоров’я або фінансові транзакції. Такі рішення, як докази з нульовим розголошенням (ZKP), дозволяють користувачам доводити дійсність транзакції без розкриття конфіденційної інформації, але ці рішення все ще перебувають у розробці.
- Енергоспоживання: Мережі з доказом роботи потребують значної обчислювальної потужності для перевірки транзакцій. Це призводить до високого енергоспоживання та викликає занепокоєння щодо екологічного впливу технології блокчейну. Слід зазначити, що доказ частки та інші механізми консенсусу пропонують енергоефективніші альтернативи. Графік нижче демонструє разючу різницю між двома найпоширенішими механізмами консенсусу, а також вплив переходу Ethereum із енергоємного PoW на значно екологічніший PoS.
Майбутнє блокчейну
Технологія блокчейн має величезний потенціал для трансформації таких галузей, як фінанси, охорона здоров’я та управління ланцюгами постачання, серед інших. Однак вона все ще стикається зі значними викликами, такими як проблеми з масштабністю та регуляторна невизначеність, які необхідно вирішити для її ширшого впровадження.
Ймовірно, що розвиток алгоритмів консенсусу, масштабності та конфіденційності допоможе блокчейну подолати ці перешкоди з часом. І коли ці інновації дозріють, вплив блокчейну, мабуть, продовжуватиме зростати у різних галузях у найближчі роки.
Поширені запитання
У чому різниця між блокчейном і біткоїном?
Чи безпечний блокчейн? Як це запобігає злому?
Чи можна використовувати блокчейн для інших речей, крім криптовалюти?
Що таке смарт-контракти та як вони працюють?
Дисклеймер
Відповідно до принципів проєкту Trust Project, ця авторська стаття представляє точку зору автора і не обов'язково відображає погляди BeInCrypto. BeInCrypto залишається прихильником прозорої звітності та дотримання найвищих стандартів журналістики. Читачам рекомендується перевіряти інформацію самостійно і консультуватися з професіоналами, перш ніж приймати рішення на основі цього контенту. Зверніть увагу, що наші Загальні положення та умови, Полiтика конфіденційності та Дисклеймер були оновлені.
