Блоки, ноды, майнинг и транзакции - главные составные части блокчейна

В этом уроке мы начнем знакомиться с четырьмя важнейшими составляющими блокчейна:

• нодами (узлами сети)
• блоками и их устройством
• майнингом
• транзакциями

Блоки

Начнем с блоков. В блокчейне блок - это не кирпичик, а скорее лист записной книжки, в который заносятся транзакции. Каждый такой блок содержит:

1. Данные Транзакций: Это могут быть финансовые операции, пересылка данных и прочее. По сути в блок можно записать любые данные, которые требуется заверить и сделать общедоступными.
2. Хэш (Merkle Root): Это уникальный идентификатор блока, что-то вроде его цифрового отпечатка пальца.
3. Хэш Предыдущего Блока: Эта связь между блоками и создает всю цепочку, которую мы называем блокчейном.
4. Nonce - решение криптографической задачи, которая усложняет майнинг. Усложнение нужно для регулирования скорости добычи блоков и защиты от их подделки. Если вам нужно много часов работы дорогого оборудования, чтобы вычислить блок, заниматься попытками подделки становится нерентабельно.
5. Метаданные - дата и время добычи блока, его версия, а также сведения о сложности его добычи.

Узлы сети, или "ноды"

Теперь об узлах. Узел, также называемый "нода" (node - англ.) - это компьютер, который подключен к сети блокчейна, и который хранит в себе данные обо всех транзакциях. В различных блокчейнах по всему миру участвуют сотни миллионов устройств. Их задачи:

1. Поддержание Работы Блокчейна: У каждого узла есть своя копия всего блокчейна, что делает систему устойчивой к сбоям и атакам.
2. Проверка Транзакций: Узлы подтверждают подлинность транзакций и блоков.
3. Протокол Консенсуса: Узлы должны прийти к единому мнению относительно состояния блокчейна и его транзакций.

Майнинг

И, наконец, майнинг. Это процесс, когда узлы сети решают математические задачи, чтобы добавить новый блок в цепочку. В этом процессе:

1. Доказательство Работы: Майнеры выполняют сложные вычисления, чтобы создать новый блок. Как было сказано выше, это во-первых позволяет управлять скоростью добычи блоков, и во-вторых защищает систему, делая процесс добычи блока дорогостоящим занятием.
2. Создание Новых Блоков: Когда задача решена, блок добавляется в блокчейн и проверяется другими узлами.
3. Награды за Майнинг: За свою работу майнеры получают награду в виде криптовалюты.
4. Защита Сети: Майнинг - это не только про создание блоков, но и про безопасность всей системы.

   Транзакции

Транзация - это запись чего-либо в блокчейн. Это может быть перевод криптовалюты или иное действие, например вызов смарт-контракта, если блокчейн их поддерживает. Пока что мы будем рассматривать транзакцию как привычный нам перевод монет с кошелька А на кошелек B.

Что происходит когда вы тратите (переводите) биткоины? Вначале кошелек формирует сведения о транзакции: с какого адреса и на какой адрес перевести монеты, и какую комиссию вы готовы заплатить сети (майнерам) за обработку вашей транзакции. Затем транзакция подписывается криптографическим приватным ключом (private key), чтобы подтвердить, что вы имеете право тратить с данного кошелька. Часто на этом моменте кошелек может запросить пароль или биометрическую верификацию, если он установлен в смартфоне.

Далее происходит трансляция (broadcast) созданной транзакции - кошелек рассылает её в сеть, сообщая всем узлам о новой транзакции.

После этого транзакция попадает в "мемпул" (mempool), то есть встает в очередь на добавление в блок. Чем выше размер комиссии, которую вы согласны заплатить, тем раньше майнеры возьмут вашу транзакцию в работу и тем быстрее она получит подтверждение в виде записи её в блокчейн.

Если вы пользовались криптой, вы могли заметить, что многие платежные сервисы или биржи пишут, сколько подтверждений должно быть у транзакции, чтобы они её засчитали. Подтверждения - это добытые блоки. То есть если ваша транзакция находится в самом свежем, последнем добытом блоке - у неё одно подтверждение. Каждый последующий добытый добавляет еще одно подтверждение.