BlockChain

Проблеми використання розподілених реєстрів (Баз даних) (Block Chain) та криптовалюти (Crypto Currency)

Блокчейн (Blockchain або Block Chain) — вибудуваний за певними правилами безперервний послідовний ланцюжок блоків, що містять інформацію. Головні особливості технології BlockChain

• проорість - в BlockChain зберігаються дані про усі проведені угоди за всю історію системи.
• стабільність - неможливо видалити або замінити інформацію "заднім числом", а лише зробити нову угоду.
• незалежність - інформація зберігається не на одному центральному сервері, а на багатьох комп'ютерах.

Найчастіше копії ланцюжків блоків зберігаються на безлічі різних комп'ютерів незалежно один від одного. Вперше термін з'явився як назва повністю реплікованої розподіленої бази даних, реалізованої в системі «біткоїнів», через що блокчейн часто відносять до транзакцій в різних крипто валютах, проте технологія ланцюжків блоків може бути поширена на будь-які взаємопов'язані інформаційні блоки.

Коротше кажучи, блокчейн — це цифровий список записів даних, який постійно зростає. Такий список складається з багатьох блоків даних, організованих у хронологічному порядку та пов’язаних та захищених криптографічними доказами.

Головна перевага блокчейна в його прозорості, тому що кожен може ознайомитися з інформацією всередині блоків, але ніхто не може її змінити або знищити.

У будьякий момент часу у BlockChain обробляється зразу кілька операцій, які формуються в один блок, послідовність таких блоків формує ланцюг, послідовність цих блоків неперерван і не розривна, так як кожен блок має посилаяння на попередній блок, при цьому самий ланцюг не можна ні змінити ні видалити, а лише добавити нові блоки.

Система BlockChain децентралізована, це означає, що операції оброблються великою кількістью участників, що називаються майнери, ними може стати будьякий бажаючий, який має програмне забезпечення і обладнання.

Функції майнерів

• зберігають копії даних, що захищає систему від втрат і підробки даних.
• підтврджують проведення транзакції.
• перевіряють операції, що провводять інші майнери

Мотивація для майнерів - комісія при здійсненні угоди, нагороду отримує майнер, которий найшвидше прорахував блок і створив новий блок у ланцюгу.

Види блокчейн гаманців

• онлайн - (реєстрація на спеціальних online порталах)
• desktop - встановлене програмне забезпечення на ПК
• Мобільний - встановлене програмне забезпечення на Мобільний пристрій
• Апаратний - Флешка для зберігання даних

Інформація про гаманці, і транзакції з ними захищена шифруванням, тобто інформація захищена криптографічними ключами унікальних цифрових кодів. Транзакція проводиться миттєво, але обробка і підтвердження операції проводиться за 10 - 15хв.

Усі операції проводяться ананімно, у цьому є плюси та є також і мінус - ризики втрати ключів або паролю доступу до гаманця.

Офіційно історія «блоків та ланцюгів» починається 31 жовтня 2008 року, коли хтось під псевдонімом Сатоші Накамото згадав блокчейн у white paper (базовому документі) про мережу першої криптовалюти — біткоїну. Основні принципи застосування децентралізації та незмінності для обліку документів були закладені ще в 1960-1970 роках, але найближче до них можна віднести роботи вчених Стюарта Хабера та У. Скотта Сторнетта, які в 1991 описали схему послідовного створення блоків, в яких знаходиться хеш. Технологія була навіть запатентована, але для свого часу стала вертольотом Да Вінчі — технічної можливості для реалізації ідеї не було, і інтерес до неї зник. Термін патенту минув у 2004 році, всього за чотири роки до появи Сатоші та його white paper.

Проблеми blockchain

Втім, ніщо не ідеально, і система блокчейн теж має свої недоліки. Наприклад, оскільки дані зберігаються на всіх комп'ютерах учасників, для реєстрації операцій потрібна обробка великих обсягів даних, що викликає підвищені вимоги до комп'ютера й до швидкості Інтернету для учасників мережі. Цей факт також сприяє великим енерговитратам на обслуговування операцій в системі, наприклад, за розрахунками економістів в 2020 році витрати електроенергії на обслуговування біткоіну в світі будуть порівнянні з річним енергоспоживанням невеликої країни, наприклад, Данії.

Крім того, сама технологія не регулюється законодавством більшості карїн.

Атака 51%

Атака 51% - це атака, що здійснюється майнером, групою майнерів (пулом) або об'єднанням пулів у рамках акумулювання достатньої кількості обчислювальних ресурсів для захоплення переважної частки загального хешрейту мережі. Атака 51% надає майнеру або їх групі низку можливостей: # зупиняти підтвердження транзакцій;

1. припиняти майнінг основного ланцюга;
2. нівелювати діяльність інших майнерів;
3. перезаписати ланцюг блокчейна шляхом формування додаткового ланцюга з подальшою його верифікацією.

Реалізація перерахованих можливостей дозволяє регулювати систему блокчейна, тобто володіння 51% обчислювальних потужностей мережі - це приклад реалізації регулятивного примусу та управління. Але якщо метою даної атаки є фальсифікація реєстру з метою отримання неправомірної вигоди через подвійне списання, то результат подібних дій може бути плачевним для учасників.

Розглянемо механізм фальшування. Зловмисник здійснює видаткову операцію своїх криптовалютних активів, яка відображається в основному ланцюзі. Паралельно він створює ще один «невидимий» ланцюг, який не переходитиме до загального реєстру. До «невидимого» ланцюга він включатиме блоки без урахування тих витрат, які зробив. Оскільки його ланцюг характеризуватиметься великим рівнем складності (завдяки переважаючому обсягу обчислювальних ресурсів) і включатиме більшу кількість транзакцій, то при виведенні її в мережу система визнає уявний ланцюг як основний. Оскільки в новому ланцюзі видаткових операцій зловмисника не буде, він відновить свої активи. Блоки, створені іншими майнерами, з моменту витрачання будуть визнані системою недійсними.

Незважаючи на всю теоретичну складність реалізації атаки 51%, історія вже налічує кілька зафіксованих випадків подібного нападу на криптово-лютні системи. Для того, щоб зробити атаку 51%, група зловмисників повинна фізично володіти необхідним об'ємом апаратного обладнання, обчислювальна потужність якого перевищує 51% хешрейту мережі. Досягти такої ситуації можливо за рахунок того, що ці суб'єкти здійснили капіталовкладення в придбання та запуск даного обладнання або орендували вже наявні апаратні потужності. Вартість придбання чи оренди апаратного устаткування, потужності якого достатньо встановлення контролю над мережею, називається вартістю атаки 51%.

• Первая известная атака была совершена в 2016 г. на форки Ethereum, криптова-люты Krypton и Shift. Пул мошенников 51Crew захватил более 50% хешрейта, совершив двойных трат общей суммой на 220 тыс. долл.

В 2018 г. произошло еще два нападения. Пострадавшими оказались криптовалюты ZenCash и Verge. В случае ZenCash двойные траты составили 550 тыс. долл. при инвестировании в атаку всего лишь 33 тыс. долл.

Также в июне 2018 г. произошли нападения на BitcoinGold и Electroneum. При всех нападениях ни один майнер не был обворован, но увеличение объема криптовалюты привело к ее обесценению. Как видно из примеров, жертвами атаки 51% становились форки ключевых криптовалют с низким хешрейтом. Зависимость стоимости атаки 51% от уровня хешрейта сети прямо пропорциональная: чем выше значение хешрейта системы, тем выше затраты на аренду или приобретение высокопроизводительного аппаратного оборудования, необходимого для атаки.

2022: DARPA: Блокчейн не такая уж безопасная технология

Що таке BlockChain?