Введение в блокчейн
Mastering Blockchain
Фундаментальное техническое руководство, которое признано одним из самых авторитетных и полных учебников по технологии распределенного реестра в мире.
Блокчейн — общий журнал, который нельзя переписать в одиночку
У каждого участника своя копия. Новая запись появляется, только когда с ней согласно большинство.
Дальше разберём, из чего он собран, как в него попадает запись и чем за это платят.
Слово родилось в статье Сатоши 2008 года
«Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System». В ней переводы складываются в блоки, а блоки выстраиваются по времени в chain of blocks — «цепочку блоков». Позже это превратилось в blockchain.
Кто такой Сатоши Накамото, никто не знает. До 2011 года он помогал разработчикам, потом передал им проект и исчез.
Сама статья, 9 страниц: bitcoin.org/bitcoin.pdf ↗
Кто такой Сатоши Накамото, неизвестно до сих пор
Это псевдоним. Имя японское, а пишет он на английском с британским написанием слов. О себе ни разу ничего не рассказал.
По оценкам, у Сатоши около 1 млн BTC, добытых в первых блоках. Ни одна из этих монет так и не потрачена.
В его честь назвали самую мелкую часть биткойна: 1 сатоши = 0,00000001 BTC
Два определения: для людей и для инженеров
Общая система учёта, у каждого своя копия
Постоянно растёт и защищена. Записи обновляются, только если большинство участников с этим согласно.
Одноранговый распределённый реестр с криптографической защитой
Неизменяемый, только на добавление. Записи обновляются через консенсус участников.
Чтобы разобрать второе, сначала соберём азбуку: ключ, участники, хеш, блок.
Ключ и подпись: как доказать, что деньги твои
В блокчейне нет банка, логина и «восстановить пароль». Хозяин денег — тот, у кого ключ.
ключСекрет, который знаешь только тыкак пароль, только его нельзя сбросить: потерял — потерял деньгиадресПолучается из ключаего можно показывать всем, как номер картыподписьКлючом «подписываешь» переводлюбой проверит, что перевод от тебя, а подделать без ключа нельзяКто и что участвует в блокчейне
Адрес
Куда отправлять деньги, как номер счёта. Только его не выдаёт банк: адрес получается из твоего ключа, создать его можно самому и бесплатно.
Пример: bc1q… в биткойне, 0x… в Ethereum
Транзакция
Подписанное поручение: «перевести 1 BTC с моего адреса на адрес Боба». Подпись доказывает, что деньги действительно твои.
Как платёжка с подписью. Переводят не только монеты, но и токены — цифровые вещи; для них в Ethereum есть стандарты ERC-20, ERC-721, ERC-777
Узел
Компьютер с программой блокчейна и копией всего реестра. Проверяет каждую транзакцию: хватает ли денег, верна ли подпись.
Узлы бывают полные (хранят всё) и лёгкие (проверяют только свои платежи). Запустить может любой
Одноранговая сеть
Узлы связаны друг с другом напрямую, центрального сервера нет. Транзакция расходится от узла к узлу и за секунды доходит до всех.
Как торренты: нет одного сервера, который можно выключить
Хеш — отпечаток данных
Любые данные превращаются в короткую строку одной длины. Поменяешь хоть одну букву — отпечаток станет совсем другим.
По отпечатку данные не восстановить, зато легко проверить, что их не меняли.
af8dd98b90de8d6e…4dcbd6a3cff931f976b8…cb35Одна цифра другая — отпечаток совсем другой. Это настоящие хеши, так их считает Bitcoin.
Блоки сцеплены отпечатками
Каждый блок хранит хеш предыдущего. Поменяешь старый блок — его хеш изменится, и вся цепочка после него сломается. Самый первый блок называют блоком генезиса: его зашивают прямо в программу сети.
Что ещё лежит в блоке
ссылкаХеш предыдущего блокасвязь с прошлым блоком — из таких ссылок и получается цепочкавремяКогда блок созданчтобы блоки шли строго по порядкуnonceЧисло-подбормайнеры перебирают его, пока хеш блока не получится «правильным». Кто нашёл первым, добавляет блок и получает награду. Ещё такое число защищает от повторной отправки той же транзакцииМерклОдин отпечаток всех переводовкнига называет его «корень дерева Меркла»: изменишь любой перевод — изменится и онтелоСами переводыпо книге блок биткойна — до 1 МБ, из них 80 байт занимает заголовок. Это несколько тысяч переводовПять ключевых слов технического определения
Исключения есть. Кто соберёт больше половины майнеров сети, сможет переписать историю (атака 51 %): маленькие сети так ломали, а для биткойна это миллиарды долларов. В закрытых сетях записи утверждает один хозяин — о них в следующем докладе. И есть закон: в Европе по GDPR человек вправе потребовать удалить свои данные (право на забвение), а из блокчейна удалить их очень трудно.
Блокчейн — это Redux, только один на всех
В книге это называется «конечный автомат»: есть состояние, и каждая транзакция переводит его в новое.
Любой узел может прогнать все транзакции с первого блока и получит то же самое состояние. Поэтому копии у всех совпадают.
stateСостояниебалансы всех адресовactionТранзакция«Алиса → Боб, 1 BTC»reducerПравила протоколаодинаковые на каждом узлеисторияЦепочка блоковвсе транзакции по порядкуBitcoin умеет только переводы, Ethereum — любые программы
Как калькулятор
Умеет только простые правила: «потратить может владелец ключа». Циклов нет специально: каждый узел выполняет каждый скрипт, и бесконечный цикл повесил бы всю сеть.
Как компьютер
В блокчейн можно положить свою программу, и каждый узел выполнит её одинаково. Циклы можно, но за каждый шаг платишь комиссию: кончились деньги — программа остановлена.
Программа со своим адресом
Пример — обменник: прислал 1 ETH, программа сама по курсу вернула другие монеты. Ни банка, ни менеджера.
Где применяют, по книге: учёт личности, финансы и торговля, страхование, документооборот, госуслуги
Виртуальная машина есть не в каждом блокчейне. Примеры из книги: EVM в Ethereum и CVM в Chain Core — блокчейне для крупных компаний. А некоторые сети нарочно обходятся без программ: так быстрее и проще.
«Полный по Тьюрингу» — значит, можно написать любую программу
Так книга называет разницу между Bitcoin и Ethereum. Язык полный по Тьюрингу, если на нём можно написать всё, что пишут на JavaScript. Для этого нужны условия «если… то…» и циклы «повторяй, пока…».
Только заготовленные правила
Можно: «потратить может владелец ключа», «нужны 2 подписи из 3», «не раньше 1 января». Нельзя: обменник, игру, займ — для них нужны циклы.
Любая программа
Обменники, займы, игры, голосования — всё это программы в Ethereum. Плата за свободу: каждый шаг программы стоит комиссию.
Название — в честь математика Алана Тьюринга. В 1936 году он описал воображаемую машину, которая может выполнить любой алгоритм. Язык, на котором можно выразить то же самое, называют полным по Тьюрингу.
Блокчейн — слой поверх интернета
Как HTTP поверх TCP/IP. Внутри шесть уровней, и у каждого одна задача.
Человек видит только верх: сайт и кошелёк. Всё, что ниже, работает незаметно, как TCP, когда вы пишете fetch.
Уровни подробно: термины из книги
приложенияСмарт-контракты, dApps, DAO, автономные агентыdApp — сайт + смарт-контракт. DAO — организация, где правила записаны в программе, а решения принимают голосованием. Автономный агент — программа, которая сама действует от своего именивыполнениеВиртуальные машины, блоки, транзакциивиртуальная машина исполняет программы: EVM в Ethereum, ещё ewasm и Zinc VMконсенсусРепликация автомата, доказательства, протоколы BFTрепликация — все узлы прогоняют одни и те же транзакции, как один Redux на всех. Доказательства — майнинг или залог. BFT — голосование, которое выдерживает лжецов, пока их меньше третикриптографияОткрытые ключи, цифровые подписи, хеш-функциито, что мы уже разобрали. Книга отмечает: этот уровень часто не рисуют, но без него блокчейна нетP2PGossip, Flooding, маршрутизацияGossip — пересказать нескольким соседям, как слух. Flooding — разослать всем подряд. Маршрутизация — найти путь до нужного узласетьИнтернет, TCP/IPобычный интернет, поверх которого всё работаетДля бизнеса блокчейн убирает посредника
Было: доверенная третья сторона
Банк при переводе, расчётная палата на бирже — посредник, который сверяет сделки. Каждый берёт комиссию и время.
Стало: консенсус сети
Участники обмениваются активами напрямую. Правильность проверяют узлы, а не арбитр.
Без банков и расчётных палат: дешевле, быстрее и доверие без центрального органа. Особенно в переводах между странами.
Путь транзакции: пять шагов до блокчейна
Главный вопрос любой сети — какой узел добавит следующий блок. Его решает консенсус — способ, которым узлы договариваются, хотя друг другу не доверяют. Если договориться удаётся, даже когда часть узлов сломалась, консенсус называют отказоустойчивым.
Шаги 3–4 — это майнинг, как в биткойне. В Ethereum с 2022 года гонки нет: блок предлагает участник, внёсший залог, а остальные за него голосуют. Об этом — на следующем слайде.
Как узлы договариваются: четыре семейства консенсуса
Алгоритмов десятки, но почти все — вариации четырёх идей. Разница в том, чем узел доказывает право добавить блок.
В 2026 году на майнинге из крупных сетей остался по сути только биткойн, но это больше половины стоимости всего крипторынка. Почти все новые сети работают на залоге, а блоки утверждают голосованием двух третей.
Что даёт блокчейн: десять преимуществ
Нюанс из книги: открытость мешает тайне переводов. Её решают доказательствами с нулевым разглашением — можно доказать «денег хватает», не показывая сумму. Пример — монета Zcash.
Где блокчейн буксует: техника
Базовые сети медленные
Каждый узел проверяет каждую транзакцию, поэтому вся сеть работает со скоростью одного узла. Bitcoin — около 7 транзакций в секунду, Ethereum — десятки, Visa — тысячи.
Что делают: второй уровень и быстрые сети вроде Solana (1–4 тыс. в секунду)
Все видят всё
Реестр открыт: любой может посмотреть баланс и все переводы любого адреса. Для зарплат, медицины и бизнеса это неприемлемо.
Что делают: доказательства с нулевым разглашением — доказать «денег хватает», не показывая сумму. Пример — Zcash
Сети не видят друг друга
Bitcoin не знает, что происходит в Ethereum, и наоборот. Чтобы перенести монеты из сети в сеть, нужен мост — посредник между ними. Ещё варианты из книги — блокчейн-хабы и многоцепочечные сети.
Риск: мосты — любимая цель хакеров. У моста одной игровой сети украли $625 млн (2022)
Где блокчейн буксует: люди и законы
Регулируют посредников, не сеть
Протокол никому не принадлежит, с него не спросишь. Поэтому правила пишут для бирж и для тех, кто выпускает стейблкоины.
По книге: биржи в США обязаны бороться с отмыванием денег, а центробанки выпускают свои цифровые валюты (CBDC). С 2025–2026: лицензии в ЕС, закон о стейблкоинах в США
Пользоваться всё ещё сложно
Технологии всего около 15 лет. Даже у развитых платформ — Solana, Polkadot, Avalanche — книга требует доводить удобство для людей и разработчиков, безопасность и совместимость.
Пример: ключ — 12 слов, потерял — деньги не вернуть. С 2025 года приложение может платить комиссию за пользователя
Деньги пришли, доверие — нет
Монет, привязанных к доллару, уже на ~$300 млрд, биткойн можно купить у обычного брокера. Но многие держат крипту на биржах, а биржи взламывают.
Bybit в 2025 году потерял ~$1,5 млрд — крупнейшая кража в истории крипты
Выводы
Блокчейн — одноранговый распределённый реестр: только добавление, защищён криптографией.
Это слой поверх интернета: сеть, P2P, криптография, консенсус, выполнение, приложения.
Блоки сцеплены хешами. Изменишь один, и сломаются все следующие.
Транзакция проходит путь: подпись → рассылка → майнинг → блок → цепочка.
Главный плюс — нет посредника: дешевле, быстрее, прозрачно.
Главные минусы — масштаб, приватность, регуляция и совместимость.
Что далее
Антон Помазков
Антон Помазков
Антон Помазков
Артём Никифоров
Артём Никифоров