Ако гледахте последните новини, може би сте чували за нещо, наречено блок-верига. Това е концепция, която прави данните изключително сигурни за специфични нужди. Вероятно сте го чували във връзка с Bitcoin, но има приложения, които далеч надхвърлят любимите криптоциклети на всички. Ето едно бързо обяснение как работи.
За да разберете блокове, трябва да разберете криптографията. Идеята за криптографията е много по-стара от компютрите: тя просто означава пренареждане на информацията по такъв начин, че ви е необходим конкретен ключ, за да я разберете. Простата играчка за декодиране на пръстени, която открихте в кутията на зърнените култури Kix е форма на най-основната криптография - създайте ключ (известен също като шифър), който замества буква с число, изпълнява съобщението си чрез ключа и след това дава ключът към някой друг. Всеки, който намира посланието без ключа, не може да го прочете, освен ако не е "напукано". Военните използват по-сложна криптография дълго преди компютрите (машината на Enigma кодира и декодира посланията по време на Втората световна война например).
Съвременното криптиране обаче е изцяло цифрово. Днешните компютри използват методи на криптиране, които са толкова сложни и толкова сигурни, че би било невъзможно да ги разбием чрез обикновена математика, направена от хората. Технологията за компютърно шифроване обаче не е перфектна; тя все още може да бъде "напукана", ако достатъчно умни хора атакуват алгоритъма, а данните все още са уязвими, ако някой отстрани от собственика намери ключовете. Но дори криптирането на потребителско ниво, като 128-битовото криптиране AES, което вече е стандартно за iPhone и Android, е достатъчно, за да запази заключените данни далеч от ФБР.
Шифроването обикновено се използва за заключване на файлове, за да могат да бъдат достъпни само от определени хора. Но какво ще стане, ако имате информация, която трябва да бъде видяна от всички - например, да кажем, счетоводната информация за правителствена агенция, която трябва да бъде обществена по закон - и все още трябва да бъде сигурна? Имате проблем: колкото повече хора могат да виждат и редактират информация, толкова по-малко сигурно е.
Блокхалоните бяха разработени, за да отговорят на нуждите от сигурност на тези специфични ситуации. В блок-верига всеки път, когато информацията е достъпна и актуализирана, промяната се записва и проверява, след което се затваря чрез криптиране и не може да бъде редактирана отново. След това комплектът от промени се запазва и се добавя към общия запис. Следващият път, когато някой прави промени, всичко започва отново, запазвайки информацията в нов "блок", който е шифрован и прикачен към предишния блок (оттук и "блокова верига"). Този повтарящ се процес свързва първата версия на информационния комплект с последния, така че всеки може да види всички промени, правени някога, но може да допринесе и да редактира най-новата версия.
Тази идея е нещо резистентно към метафорите, но си представете, че сте в група от десет души, сглобяващи комплект LEGO. Можете да добавяте само едно парче в даден момент и изобщо не може да премахне никакви парчета. Всеки член на групата трябва да се съгласи конкретно къде ще отиде следващата част. По този начин можете да видите всички парчета по всяко време - точно обратно към първото парче в проекта - но можете да промените само последното парче.
За нещо малко по-подходящо, представете си документ за съвместна работа, като електронна таблица в Google Документи или Office 365. Всеки, който има достъп до документа, може да го редактира и всеки път, когато го направи, промяната се записва и записва като нова електронна таблица, след това е заключена в историята на документа. Така че можете да се върнете стъпка по стъпка чрез направените промени, но можете да добавите само информация към последната версия, да не променяте последните версии на електронната таблица, които вече са били заключени.
Както вероятно сте чували, тази идея за сигурна постоянно актуализирана "книга" се прилага най-вече към финансовите данни, където тя има най-голямо значение. Разпределените цифрови валути като Bitcoin са най-често използваните блокове - всъщност първото е направено за Bitcoin и идеята се разпространява оттам.
Как всичко това действително играе на компютър? Това е комбинация от криптография и партньорска мрежа.
Може да сте запознати със споделянето на файлове от тип peer-to-peer: услуги като BitTorrent, които позволяват на потребителите да качват и изтеглят цифрови файлове от различни места по-ефективно, отколкото от една връзка. Представете си "файловете" като основни данни в блок-верига и процеса на изтегляне като криптография, която го поддържа актуална и сигурна.
Или да се върнете към горния пример на Google Документи: Представете си, че съвместният документ, върху който работите, не се съхранява на сървър. Вместо това, той е на компютъра на всеки човек, който постоянно се проверява и актуализира един друг, за да се увери, че никой не е променил предишните записи. Това го прави "децентрализирана".
Това е основната идея зад блокадата: криптографски данни, които са постоянно достъпни и защитени едновременно, без централизиран сървър или хранилище, със запис на промени, които се включват в всяка нова версия на данните.
Така че имаме три елемента, които да разгледаме в тази връзка. Едната - мрежата от потребители от тип peer-to-peer, които съхраняват всички копия на блок-верижния запис. Две, данните, които тези потребители добавят към най-новия "блок" на информация, позволявайки му да бъде актуализиран и добавен към общия запис. Три, криптологичните последователности, които потребителите генерират, за да се съгласят на последния блок, като го заключат на място в поредицата от данни, които формират записа.
Това е последният бит, който е таен сос в сандвича на блокчетата.Използвайки цифровата криптография, всеки потребител допринася силата на компютъра си, за да помогне за решаването на някои от тези суперкомплектовани математически проблеми, които поддържат записа сигурен. Тези изключително сложни решения - известни като "хеш" - решават основните части от данните в записа, като например колко сметки са добавени или извадени пари в счетоводна книга и откъде отиват тези пари. Колкото по-плътни са данните, толкова по-сложна е криптографията и по-голямата обработваща мощ е необходима за разрешаването й. (Тук впрочем идеята за "добив" в Bitcoin влиза в действие.)
Така че, за да обобщим, можем да мислим за блок-верига е част от данните, която е:
И вярвайте или не, става още по-сложно от това ... но това е основната идея.
Така че, нека разгледаме един пример за това как това се отнася за една cryptocurrency като Bitcoin. Кажете, че имате един Bitcoin и искате да го използвате за нова кола. (Или мотоциклет или къща или малка до средна островна нация - колкото и да си струва една Bitcoin тази седмица.) Свързвате се с децентрализирания блок с Bitcoin с вашия софтуер и изпращате заявката си, за да прехвърлите Bitcoin на продавача на колата. След това транзакцията ви се предава в системата.
Всеки човек в системата може да го види, но самоличността ви и самоличността на продавача са само временни подписи, малки елементи от огромните математически проблеми, които формират сърцето на цифровата криптография. Тези стойности са включени в блок-верижното уравнение и самият проблем е "решен" от членовете в мрежата "peer-to-peer", генерираща криптографски хешове.
След проверката на транзакцията един Bitcoin се премества от вас в продавача и се записва в последния блок във веригата. Блокът е завършен, запечатан и защитен с криптография. Следващата серия от транзакции започва и блокът продължава да расте, съдържащ пълен запис на всички транзакции всеки път, когато се актуализира.
Сега, когато мислите за блокада като "сигурна", е важно да разберете контекста. Индивидуалните транзакции са защитени, а пълният рекорд е сигурен, стига методите, използвани за осигуряване на криптографията, да останат "разкопани". (И не забравяйте, че тези неща са наистина ли трудно да се пречупи - дори ФБР не може да го направи само с помощта на изчислителни ресурси.) Но най-слабата връзка в блокадата е, вие, вие - потребителят.
Ако позволите на някой друг да използва личния ви ключ за достъп до веригата или ако я намери просто като навлезе в компютъра ви, той може да направи допълнения към блока с вашите данни и няма начин да ги спрете. По този начин Bitcoin получава "откраднат" в широко разпространените атаки на големите пазари: компаниите, които експлоатират пазарите, а не самата блокова верига Bitcoin, са компрометирани. И тъй като открадналите Bitcoins се прехвърлят на анонимни потребители, чрез процес, който е потвърден от блокада и записан завинаги, няма начин да намерите нападателяилиизтеглете Bitcoin.
Блокхайн технологията започна с Bitcoin, но е толкова важна идея, че не остана там дълго. Системата, която постоянно се актуализира, достъпна за всеки, проверена от нецентрализирана мрежа и изключително сигурна, има много различни приложения. Финансови институции като JP Morgan Chase и австралийската фондова борса разработват системи за блокиране, за да осигурят и разпространяват финансови данни (за конвенционални пари, а не за криптопоречие като Bitcoin). Фондацията Бил и Мелинда Гейтс се надява да използва блокова система за предоставяне на безплатни, разпределени банкови услуги на милиарди хора, които не могат да си позволят редовна банкова сметка.
Инструментите с отворен код, като Hyperledger, се опитват да направят блокиращи техники достъпни за по-широк кръг от хора, като в някои случаи правят това без да се нуждаят от чудовищната сума на процесора, която е необходима за осигуряване на други проекти. Съвместните работни системи могат да бъдат проверени и записани с блокова техники. Достатъчно е всичко, което трябва да бъде постоянно записано, достъпно и актуализирано, може да се използва по същия начин.
Image credit: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Зак Копли
