Александр Цихилов - Блокчейн. Принципы и основы

программном обеспечении. В случае если разработчики этих программ не

внесут необходимые исправления, увеличив размер переменной, хранящей

значения времени до 64 бит, то 19 января 2038 года по всему миру могут

произойти массовые программные сбои. Произойдет это потому, что значения

этого числа в силу специфики построения компьютерной архитектуры при

выполнении программ будут интерпретироваться как имеющие отрицательные

значения — со всеми вытекающими из этого алгоритмическими

последствиями.

И, наконец, переходим к части заголовка, посвященной содержащимся в блоке

транзакциям. Одним из значений в заголовке является число транзакций в

блоке, а вот второе значение имеет загадочное название «корень Меркла».

Это не что иное, как совокупный хеш всех транзакций, находящихся в данном

блоке, вычисленный определенным образом. В 1979 году американский

криптограф Ральф Меркл запатентовал алгоритм вычисления

результирующего хеша для набора данных, построенных в виде двоичного

дерева:

Согласно логике алгоритма Меркла, все транзакции в блоке делятся попарно, хешируются, и их хеши суммируются между собой. Если общее число

транзакций изначально было нечетным и последней транзакции не хватает

пары, то в этом случае ее собственный хеш просто удваивается. На

следующем уровне «дерева» количество хешей уже вдвое меньше и их число

уже гарантированно четное. Хеши опять разбиваются по парам, эти пары

суммируются, и так далее, пока из них не останется только одно конечное

число. В итоге на вершине дерева образуется результирующий, или корневой

хеш, который и называется «корнем Меркла» и является фактически единым

совокупным отпечатком всех транзакций блока. Понятно, что при изменении

любой из транзакций в блоке все хеши дерева Меркла сразу же пересчитаются

заново, и результирующий хеш также изменится, что будет являться маркером

события, соответствующего вмешательству в данные блока. Таким образом, значение корня Меркла является «представителем» транзакционной части

блока в его собственном заголовке. Будучи «подхешированным» к общим

данным заголовка и, таким образом, опосредованно включенным в заголовок

следующего блока, корень Меркла играет роль дополнительной гарантии

неизменности транзакций, ранее записанных в блокчейн.

Помимо вышеописанных параметров структуры блока, в нем могут

присутствовать элементы, связанные с непосредственным получением права

на создание блока и его защиты от возможных будущих изменений. Речь идет

о создании новых блоков в системах с доказательством работы. Но в данный

момент говорить об этом несколько преждевременно, поэтому сначала

ознакомимся со структурой транзакций и принципами ведения балансов в

блокчейн-системах.

Транзакции и балансы

Все мы привыкли иметь дело с классическими банками: открывать счета, осуществлять платежи с одного расчетного счета на другой, получать на свой

счет денежные средства. В последние пару десятилетий широкое

распространение получили системы «банк — клиент», позволяющие управлять

своими счетами через интернет. Несмотря на внешние различия, в первую

очередь в части дизайна интерфейса подобных систем, их функционал

является более-менее схожим для всех финансовых институтов, предлагающих такие услуги. Первым шагом к получению доступа к своим

средствам через интернет в большинстве случаев является прохождение

процедуры двухфакторной идентификации. Сначала пользователь вводит

обычный пароль многократного использования, а затем система просит ввести

специальный однократный код, который либо генерируется посредством

специального устройства, либо может быть получен по SMS или электронной

почте. Так исключается несанкционированный доступ к счету клиента, данные

о котором хранятся на серверах банка, то есть централизованно. Если сервера

банка по какой-то причине не работают, например, находятся на техническом

обслуживании, то доступ к счету будет невозможен до момента, пока система

не вернется к обычной работе.

Получив доступ к своему счету, клиент может проверить свой баланс, а затем

осуществлять перевод средств с данного счета, также пользуясь системой

генерации однократных кодов, поскольку этого требуют правила безопасности

доступа к данным. У каждого счета есть свой номер, сгенерированный по