Глава 1 Блокчейн. Курс молодого бойца

Введение в блокчейн

Книга
Блокчейн. Исчерпывающее руководство

Mastering Blockchain

Фундаментальное техническое руководство, которое признано одним из самых авторитетных и полных учебников по технологии распределенного реестра в мире.

Главная мысль

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.

A B C D + одна цепочка — четыре копии новый блок — по согласию большинства
Часть 1Откуда

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 ↗

2008 · статья chain of blocks блок 1 блок 2 блок 3 позже blockchain
Часть 1Сатоши Накамото

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

31 октября 2008Публикует статью в рассылке криптографов
3 января 2009Запускает сеть. В первый блок вшит заголовок The Times о спасении банков
12 января 2009Первый перевод: 10 BTC криптографу Хэлу Финни
Декабрь 2010Последний пост на форуме. Проект ведёт Гэвин Андресен
Апрель 2011«Я переключился на другое». И тишина
Март 2024Суд в Лондоне: Крейг Райт, называвший себя Сатоши, — не он
Часть 1Определение

Два определения: для людей и для инженеров

Простыми словами

Общая система учёта, у каждого своя копия

Постоянно растёт и защищена. Записи обновляются, только если большинство участников с этим согласно.

Технически

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.

Часть 2Азбука

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 деньги
адресПолучается из ключаего можно показывать всем, как номер карты
подписьКлючом «подписываешь» переводлюбой проверит, что перевод от тебя, а подделать без ключа нельзя
Часть 2Азбука

Кто 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

Часть 2Азбука

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.

Алиса → Боб: 1 BTC↓ хешaf8dd98b90de8d6e…4dcb
Алиса → Боб: 9 BTC↓ хешd6a3cff931f976b8…cb35

Одна цифра другая — отпечаток совсем другой. Это настоящие хеши, так их считает Bitcoin.

Часть 2Азбука

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.

Блок генезиса · первый
предыдущего нет
переводы
Блок 1
хеш блока генезиса
переводы
Блок 2
хеш блока 1
переводы
Часть 2Азбука

Что ещё лежит в блоке

ссылкаХеш предыдущего блокасвязь с прошлым блоком — из таких ссылок и получается цепочка
времяКогда блок созданчтобы блоки шли строго по порядку
nonceЧисло-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 транзакции
МерклОдин отпечаток всех переводовкнига называет его «корень дерева Меркла»: изменишь любой перевод — изменится и он
телоСами переводыпо книге блок биткойна — до 1 МБ, из них 80 байт занимает заголовок. Это несколько тысяч переводов
Часть 3Определение по словам

Пять ключевых слов технического определения

1ОдноранговыйНет центрального сервера. Узлы общаются напрямую, без банка посередине.
2Распределённый реестрПолная копия реестра есть у каждого узла сети.
3Криптографическая защитаПодпись: перевод от твоего имени не подделать, и отказаться от него нельзя. Хеши: любую подмену данных видно.
4Только добавлениеЗапись не исправить и не удалить — только дописать новую. Переписать старый блок значит заново сделать работу за него и все следующие быстрее всей сети.
5Обновление через консенсусНовый блок принимают, только когда участники договорились. Но если почти все узлы у одной компании, это уже не децентрализация.

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.

Часть 4Как устроен

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 адресов
actionТранзакция«Алиса → Боб, 1 BTC»
reducerПравила протоколаодинаковые на каждом узле
историяЦепочка блоковвсе транзакции по порядку
Часть 4Как устроен

Bitcoin умеет только переводы, Ethereum — любые программы

+ − × ÷
Bitcoin · язык Script

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.

{ … }
Ethereum · машина EVM

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.

0x…
Смарт-контракт

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.

Часть 4Как устроен

«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…».

Bitcoin Script · не полный

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.

Solidity в Ethereum · полный

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.

Часть 4Как устроен

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.

ПриложенияТо, чем пользуются люди: кошелёк, обменник, игра. Их «бэкенд» — смарт-контракт внутри блокчейнаdApp = сайт + смарт-контракт
ВыполнениеИсполняет переводы и код контрактов, складывает их в блокивиртуальная машина, в Ethereum — EVM
КонсенсусРешает, чей блок станет следующим, чтобы история у всех была однанапример, майнинг в биткойне
КриптографияДоказывает, кто отправил и что данные не подменилиподписи и хеши
P2PРазносит транзакции и блоки по узлам: каждый пересказывает соседямкак слух: от соседа к соседу
СетьОбычный интернет, по которому всё это ходитTCP/IP
Часть 4Как устроен

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 имени
выполнениеВиртуальные машины, блоки, транзакциивиртуальная машина исполняет программы: EVM в Ethereum, ещё ewasm и Zinc VM
консенсусРепликация 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 трети
криптографияОткрытые ключи, цифровые подписи, хеш-функциито, что мы уже разобрали. Книга отмечает: этот уровень часто не рисуют, но без него блокчейна нет
P2PGossip, Flooding, маршрутизацияGossip — пересказать нескольким соседям, как слух. Flooding — разослать всем подряд. Маршрутизация — найти путь до нужного узла
сетьИнтернет, TCP/IPобычный интернет, поверх которого всё работает
Часть 4Зачем бизнесу

Для бизнеса блокчейн убирает посредника

A банк B

Было: доверенная третья сторона

Банк при переводе, расчётная палата на бирже — посредник, который сверяет сделки. Каждый берёт комиссию и время.

A B

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.

Часть 5Как работает

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.

ИнициацияТы нажимаешь «отправить», кошелёк подписывает перевод твоим ключом.
Проверка и рассылкаТранзакция расходится от узла к узлу, и каждый её проверяет.
Поиск блокаМайнеры кладут перевод в блок и соревнуются, кто первым подберёт число-подбор.
Блок найденКто-то подобрал число. Перевод подтверждён, майнер получает награду.
В цепочкуОстальные узлы проверяют блок и добавляют себе. Следующий блок сошлётся на него.

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.

Часть 5Как работает

Как узлы договариваются: четыре семейства консенсуса

Алгоритмов десятки, но почти все — вариации четырёх идей. Разница в том, чем узел доказывает право добавить блок.

PoW · доказательство работыПлатишь электричествомМайнеры перебирают числа, пока не найдут нужный хеш. Кто нашёл первым, тот и добавляет блок.Bitcoin, с 2009 года
PoS · доказательство долиПлатишь залогомВалидатор блокирует свои монеты. Право на блок выпадает по жребию, за обман залог сгорает.Ethereum с 2022: ~865 тыс. валидаторов, ~44 млн ETH в залоге
BFT · голосованиеРешают две трети голосовИзвестный набор валидаторов голосует раундами. Блок окончателен сразу, как только «за» больше двух третей.Многие новые сети. Это византийские генералы из доклада Антона
Закрытые сетиРешают «свои»Блоки подписывают заранее известные организации. Ни майнинга, ни залога — только доверие друг к другу.Сети компаний

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.

Часть 6Плюсы

Что даёт блокчейн: десять преимуществ

ДецентрализацияКлючевое: вместо посредника работает консенсус.
Прозрачность и довериеСодержимое видно каждому участнику.
НеизменяемостьЗаписанное почти невозможно отменить.
Высокая доступностьТысячи узлов. Если часть выпадет, сеть продолжит работать.
БезопасностьВсё подписано, в блок попадают только проверенные транзакции.
ЭкономияНе нужно платить посредникам за проведение сделки.
Быстрые сделкиБез долгих сверок между банками после сделки.
Простые процессыОдин общий реестр вместо десятков разрозненных баз.
Права на активыЦифровую вещь нельзя скопировать, как mp3, или потратить дважды.
Смарт-контрактыБизнес-логика выполняется сама, когда выполнены условия.

Нюанс из книги: открытость мешает тайне переводов. Её решают доказательствами с нулевым разглашением — можно доказать «денег хватает», не показывая сумму. Пример — монета Zcash.

Часть 6Минусы

Где блокчейн буксует: техника

Масштабируемость

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)

Конфиденциальность

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

Совместимость

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)

Часть 6Минусы

Где блокчейн буксует: люди и законы

Регуляция

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

Незрелость

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

Адаптируемость

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

Итог

Выводы

1

Блокчейн — одноранговый распределённый реестр: только добавление, защищён криптографией.

2

Это слой поверх интернета: сеть, P2P, криптография, консенсус, выполнение, приложения.

3

Блоки сцеплены хешами. Изменишь один, и сломаются все следующие.

4

Транзакция проходит путь: подпись → рассылка → майнинг → блок → цепочка.

5

Главный плюс — нет посредника: дешевле, быстрее, прозрачно.

6

Главные минусы — масштаб, приватность, регуляция и совместимость.

Что далее

Антон Помазков
Антон Помазков
Антон Помазков
Артём Никифоров
Артём Никифоров