2
Оглавление
Введение ................................... Ошибка! Закладка не определена.
Глава 1. Общие сведения о технологии блокчейн. ........... Ошибка!
Закладка не определена.
1.1. Краткая историческая справкаОшибка! Закладка не
определена.
1.2 Понятие технологии блокчейнОшибка! Закладка не
определена.
1.3. Объекты блокчейн ................. Ошибка! Закладка не определена.
1.3.1. Транзакция в технологии блокчейнОшибка! Закладка не
определена.
1.3.2. Блок транзакций .......... Ошибка! Закладка не определена.
1.3.3. Цепочка блоков ........... Ошибка! Закладка не определена.
1.3.4. Подтверждение транзакцийОшибка! Закладка не
определена.
1.4. Применение блокчейн вне сферы криптовалют ............... Ошибка!
Закладка не определена.
Глава 2. Платформа децентрализованных приложений Ethereum
................................................... Ошибка! Закладка не определена.
2.1. История появления платформыОшибка! Закладка не
определена.
2.2. Описание платформы ............ Ошибка! Закладка не определена.
2.3. Архитектура платформы ....... Ошибка! Закладка не определена.
2.3.1. Аккаунты пользователейОшибка! Закладка не
определена.
2.3.2. Состояния в блокчейне EthereumОшибка! Закладка не
определена.
2.3.3. Сообщения и транзакцииОшибка! Закладка не
определена.
3
2.3.4. Блоки транзакций ........ Ошибка! Закладка не определена.
2.3.5. Платежные единицы ... Ошибка! Закладка не определена.
2.3.6. Виртуальная машина EthereumОшибка! Закладка не
определена.
2.4. Смарт-контракты .................... Ошибка! Закладка не определена.
Глава 3. Создание криптографического токена ................. Ошибка!
Закладка не определена.
3.1. Криптотокен – определение, видыОшибка! Закладка не
определена.
3.2. Стандарт криптотокенов ERC20Ошибка! Закладка не
определена.
3.3 Первичное предложение токенов (ICO)Ошибка! Закладка не
определена.
3.4. Инструменты разработки ...... Ошибка! Закладка не определена.
3.5. Практическая реализация ...... Ошибка! Закладка не определена.
3.5.1. Смарт-контракт создания токенаОшибка! Закладка не
определена.
3.5.2. Смарт-контракт первичного предложения токена Ошибка!
Закладка не определена.
3.5.3. Загрузка в блокчейн и проверка выполнения ........ Ошибка!
Закладка не определена.
Заключение .............................. Ошибка! Закладка не определена.
Список использованной литературыОшибка! Закладка не
определена.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .................... Ошибка! Закладка не определена.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 .................... Ошибка! Закладка не определена.
4
Введение
Выбор но темы исследования
Выбор но заявленной темы но исследования обусловлен как
но взрывообразным ростом но интереса общества к но технологии блокчейн и ее
но разнообразным применениям - от но платежных средств но (криптовалюты) до
но децентрализованных автономных но организаций. Так и но пониманием того
но факта, что в но ближайшем обозримом но будущем, блокчейн-технологии
но проникнут во все но сферы человеческой но деятельности и но кардинально
изменят их, но как, в но свое время, это но произошло с но появлением персонального
но компьютера и но сети Интернет.
Актуальность но темы исследования
Актуальность но темы исследования но заключается в но том, что на
но сегодняшний день но блокчейн-технологии являются но объектом пристального
но внимания значительного но числа крупнейших но компаний, финансовых
но институтов и но целых государств. но Применение блокчейн-технологий на
но уровне отдельных но организаций позволит но значительно повысить
но эффективность их но деятельности и но сократить расходы на но обслуживание
инфраструктуры. но Применение парадигмы но децентрализации на
но государственном уровне но значительно изменит но существующие
государственные и но социальные институты.
Объект но исследования
Объектом но исследования выпускной но квалификационной работы
но является платформа для но создания децентрализованных но онлайн-сервисов на
но базе блокчейна но Ethereum.
Предмет но исследования
Предметом но исследования выпускной но квалификационной работы
но являются протоколы, но технические решения, но криптографические методы,
но язык программирования, но используемые для но практической реализации
5
но блокчейн-технологий.
Цель
Целью но выпускной квалификационной но работы является но практическая
программная но реализация децентрализованного но онлайн-сервиса на но базе
блокчейна но Ethereum, выпускающего но криптографические токены,
но соответствующие стандарту но ERC20, и но выполняющего процедуру их
но первоначального размещения.
Задачи но выпускной квалификационной но работы:
1. Изучить теоретические основы и принципы функционирования
технологии блокчейн.
2. Изучить архитектуру и ключевые особенности платформы
децентрализованных приложений Ethereum.
3. Разработать программный код онлайн-сервиса, создающего
криптографические токены.
Научная но новизна
На но сегодняшний день но технология блокчейн но является сравнительно
но новой и, но следовательно, малоизученной. но Пока существует но немного
научных но исследований, посвященных но этой тематике. но Поэтому данная
но работа, исследующая но перспективные разработки но последних лет в но сфере
информационных но технологий, определенно но имеет научную но новизну.
Практическая но ценность
Данная но работа может но быть использована в но качестве методического и
но практического пособия для но создания децентрализованных но онлайн-сервисов
на но платформе блокчейн.
Структура но работы
Данная но выпускная квалификационная но работа структурно но состоит из
но введения, трех но глав, поэтапно но раскрывающих тему но исследования,
заключения, но списка литературы и но приложения, содержащего но программный
код.
6
Глава но 1. Общие но сведения о но технологии блокчейн.
1.1. но Краткая историческая но справка
Внимание но к блокчейну но привлекла возросшая но популярность
основанных на нем но криптовалют. Началом но истории блокчейна но принято
считать но 2008 год, но когда в но Интернете появился но документ с но описанием
криптовалюты но Биткоин, опубликованный под но именем Сатоси но Накамото
(Satoshi но Nakamoto)[1]. Неизвестно, кто но скрывался и но продолжает скрываться
под но этим псевдонимом, был ли это но один автор но или группа но разработчиков.
В но 2008 году но были опубликованы но пресс-релизы и но зарегистрирован домен,
на но котором разместился но официальный сайт но платежной системы но bitcoin.org.
В но январе 2009 но года биткоин-сеть но начала свою но работу с но выпуском первого
но биткоин-клиента и но созданием первого но блока.
Однако но понятие и но сферы применения но блокчейна гораздо но шире
криптовалют. но Особенности технологии но распределенного реестра
но позволяют использовать его в но большом числе но отраслей – от но систем
передачи но файлов в но торрент-трекерах и до но более надежной но защиты
авторских но прав, например, в но искусстве и но выборов.
Естественно, но технология блокчейна но привлекла внимание
но банковского сектора. но Если часть но центральных банков со но скепсисом
относится к но свободному хождению но криптовалют на но основе блокчейна, то
но сама технология но вызывает большой но интерес. Центральные но банки развитых
но (США, Великобритания, но Евросоюз) и но развивающихся (Китай, но Россия и но др.)
совместно с но коммерческими банками но создают рабочие но группы по
но изучению блокчейна. В то же но время крупнейшие но европейские банки во
но главе с HSBC но объявили о но создании консорциума по но разработке
платформы на но основе блокчейн для но внутренних операцией но между собой;
7
но Bank of но America совместно с но Microsoft занимается но созданием онлайн
но блокчейн-платформы; а в но России в но создании «маркетчейна» но принимают
участие но крупные коммерческие но банки – «Сбербанк», «Тинькофф»,
«Альфа» и др.
1.2 но Понятие технологии но блокчейн
Блокче
йн но (англ. blockchain но или block но chain) — выстроенная по
но определённым правилам но непрерывная последовательная но цепочка блоков
но (связный список), но содержащих информацию. но Копии цепочек но блоков
хранятся и но независимо друг от но друга обрабатываются на но множестве разных
но компьютеров[2].
Рисунок но 1 Блоки но транзакций
Впервые но термин появился как но название полностью но реплицированной
распределённой но базы данных, но реализованной в но системе «Биткойн», но из-за
чего но блокчейн часто но относят к но транзакциям в но различных криптовалютах,
но однако технология но цепочек блоков но может быть но распространена на но любые
взаимосвязанные но информационные блоки[3].
Винченцо но Морабито – но автор одной из но самых известных но книг о
но блокчейне «Business но innovation through blockchain»[4] – но определяет
8
технологию как но распределенную децентрализованную но защищенную
шифрованием но базу, публичный но депозитарий информации, в но котором
каждая но совершенная транзакция но записывается и но становится известна но всем
участникам но сети. Любая но транзакция в но реестре признается но действительной,
только но если ее но одобряет более чем но половина участников но сети. Это
но означает, что ни но один участник но системы или но агент извне не но могут провести
но валидную транзакцию без но согласия других но пользователей.
Любая но транзакция по но своей сути – но передача прав но собственности.
Природа но практически любой но такой операции но подразумевает отсутствии
но взаимного доверия но между участниками но транзакции, для но чего необходимо
но присутствие в но сделке третьей но стороны, которая бы но гарантировала ее
но исполнение. Концепция но блокчейна позволяет но участникам системы
но достигать договоренностей о но транзакции без но участия и но подтверждения со
но стороны посредника. но Таким образом, но необходимость в но посреднике
отпадает, что в но теории позволяет но изменить все но сферы человеческой но жизни,
где так или но иначе происходит но обмен между но лицами, не но обладающими
взаимным но доверием.
Блокчейн но – информационный но массив, имеющий но следующие
характеристики[4]:
Функционирующая но по принципу peer-to-peer
но децентрализованная распределенная но система
Определенные но участники могут но вносить изменения
Используется но цифровая подпись и но криптографические
алгоритмы для но аутентификации, верификации но пользователя и
но предоставлении права но вносить изменения и но отслеживать факты но транзакций
Структура но системы делает но практически невозможным но внесение
изменений в уже но состоявшиеся записи но (совершенные транзакции)
9
Структура но системы приводит к но тому, что но участники системы
но становятся быстро но осведомленными о но том, что но кто-то пытается но внести
изменения в но совершенные транзакции
Финансовые но транзакции – но часть технологии
Непосредственные но участники и но широкая аудитория но могут
отслеживать но транзакции
Блокчейн но – это но цепочка блоков но транзакций, реализованная на но основе
распределенной но базы данных. но Ключевым элементом но является журнал
но транзакций, при но этом проведение но транзакций – но единственный способ
но изменить состояние но реестра. Чтобы но транзакция считалась но состоявшейся и
но подтвержденной (необходимо но согласие больше но половины участников
но сети), ее но формат и но подписи должны но быть проверены, и в но случае валидации
она но (или группа но транзакций) записывается в но блок[1].
Блок но включает в но себя список но транзакций и но заголовок (header),
но который содержит но собственный хеш, хеш но предыдущего блока, хеш
но транзакций и но дополнительную информацию. но Связь между но блоками за но счет
наличия в но каждом (за но исключением первого) но хеша предыдущего но означает,
что но невозможно внести но изменения в но блок, не но изменив всю но цепочку с
но первого блока – но нельзя удалить но какую-то транзакцию или но вставить ее
но между уже но совершенных. Хеш-функции и но электронная подпись – два
но важнейших элемента но блокчейна, обеспечивающие но связность и
но авторизацию.
Децентрализация но блокчейна обеспечивает его но устойчивость – но даже
если но часть узлов но выйдет из но строя на но некоторое время, но система все но равно
продолжит но функционировать. Суть но децентрализации и но распределения
заключается в но том, что но каждый участник но сети имеет на но своем жестком
но диске полную но копию текущего но реестра, что но делает невозможным его
но компрометацию.
10
При но проведении транзакции на но вход подается но информация о но ней, а на
но выходе генерируется но хеш, который но записывается в но хеш-сумму. Таким
но образом, если в но блоке попытаются но изменить хотя бы но один бит, все
но участники системы но (узлы) будут но оповещены об но этом.
Несмотря но на то, что но блокчейн – но распределенная система, и но каждый
участник но может проводить но транзакцию, не все они но равноправны.
Участники но системы делятся на но операторов (майнер/валидатор),
но проводящих транзакцию; но регуляторов сети, но отвечающих за но регистрацию и
но рядовых участников.
Блокчейн но позволяет безопасно но распространять и/или но обрабатывать
данные но между несколькими но лицами через но недоверенную сеть. но Данными
может но быть что но угодно, но но наиболее интересным но вариантом данных
но является возможность но передачи информации, но которая требует но наличия
третьей но доверенной стороны. но Примерами такой но информации являются
но деньги (требуют но участия банка), но права на но собственность (требуют но участия
нотариуса), но договор на но заем и но т.д. В но сущности, блокчейн но устраняет
необходимость в но участии третьего но доверенного лица[5].
С но технической точки но зрения, блокчейн но является новшеством,
но которое опирается на три но понятия: P2P но сети, асимметричная но криптография
и но распределенный консенсус, но основанный на но решении математической
но задачи. Ни но одна из но этих идей не но является новой но сама по но себе.
Блокчейн но можно рассматривать как но синхронизированную базу
но данных, реплицируемую но столько же но раз, сколько но узлов в но сети, или как
но суперкомпьютер, образованный но комплексом всех но процессоров входящих в
но него узлов. но Этот суперкомпьютер но можно использовать для но безопасного
хранения и но обработки данных.
Принцип но работы блокчейн
Функционирование но блокчейна можно но описать следующей
но последовательностью шагов:[4]
11
Первый но шаг – но определение транзакции. но Отправитель создает
но транзакцию, в но которой содержится но информация об но адресе получателя,
но предмете транзакции но (сумма средств, но товар и но т.д.) и но криптографическая
цифровая но подпись, верифицирующая но валидность транзакции и ее
но правомочность.
Аутентификация но транзакции. Узлы но сети оповещаются о но транзакции
и но проверяют валидность но транзакции путем но дешифрования электронной
но подписи. Если но транзакция проходит но проверку, то она но встает в но режим
ожидания на но включение в но блок.
Создание но блока. Один из но узлов сети но один раз за но определенный
интервал но времени (10 но минут в но случае Биткоина) но собирает находящиеся в
но режиме ожидания но транзакции, формирует из них но блок и но отправляет на
но подтверждение другим но участникам сети на но предмет проверки и
но присоединения к но цепочке.
Валидация но блока. Узлы, но ответственные за но валидацию блоков,
но получают просьбу но свалидировать созданный но блок. Они но запускают
повторяющийся но процесс, который но требует одобрения от но других узлов-
операторов для но того, чтобы но признать блок но действительным.
Присоединения но блока к но цепочке. Когда все но транзакции в но блоке
одобряются, но новый блок но становится присоединенным к но общей цепочке.
1.3. но Объекты блокчейн
1.3.1. но Транзакция в но технологии блокчейн
Транзакция но в технологии но блокчейн — это но основа системы, но которая
представляется в но виде записи во но встроенное в но кошелек NoSQL но хранилище.
Технология но блокчейн использует но NoSQL хранилище но вместо обычной
но реляционной базы. но Наименование СУБД но «Berkeley db» но (названа в но честь