ブロックチェーンを構築するにはどうすればよいでしょうか?

人類の歴史全体は、鎖を取り除き、より強力な新しい鎖を作成する継続的なプロセスです。 （匿名の著者）

多数のブロックチェーン プロジェクト (Bitshares、Hyperledger、Exonum、Ethereum、Bitcoin など) を分析すると、技術的な観点から、それらはすべて同じ原理に基づいて構築されていることがわかりました。 ブロックチェーンは、さまざまなデザイン、装飾、目的にもかかわらず、基礎、壁、屋根、窓、ドアが特定の方法で互いに接続されている家を思い出させます。 そして、建築設計の基本原則を理解し、使用される材料の特性を知っていれば、特定の家の意図された目的を決定することができます。 現在、ブロックチェーンについては誰もが聞いたことがあるものの、そのアーキテクチャや動作原理を理解している人はほとんどいないという状況が生じています。 したがって、ブロックチェーン技術を使用することがなぜ、またどのように意味があるのか​​について誤解が生じています。

この記事では、すべてのブロックチェーンに共通する特性と原則を分析します。 次に、ブロックチェーンを使用して解決できる問題を見て、内容を補強するために、仮想サイト上に小さいながらも本物のブロックチェーンを構築してみましょう。

それでは、ブロックチェーンが最初にどのような問題を解決したかを思い出してみましょう。

多くの人が、分散型、非集中型、パブリックで不変のデータベースについて言うでしょう。 しかし、なぜこれだけのことが必要だったのでしょうか?

研究対象のトピックに関するすべての記事や書籍は規格に基づいているため、私は規格を読むことからテクノロジーの勉強を始めることを好みます。 しかし、現時点ではブロックチェーン標準は存在せず、ISO が作成しただけです。 委員会 彼らの発展のために。 現在、各パブリック ブロックチェーン プロジェクトには独自のホワイト ペーパー文書があり、これは本質的に技術仕様です。 最初に公に知られたブロックチェーン プロジェクトはビットコイン ネットワークです。 ネットワークの公式ウェブサイトにアクセスし、 見て すべてが始まった場所。

ブロックチェーンチャレンジ

したがって、ビットコインのパイオニアネットワークでブロックチェーンが解決した課題は、信頼できない環境で仲介者なしでデジタル資産（資産）の所有権の信頼できる移転を実行することです。 たとえば、ビットコイン ネットワークでは、デジタル資産はビットコイン デジタル コインです。 そして、ビットコインやその他のブロックチェーンのすべての技術的ソリューションは、結局のところ、この問題を解決することに帰着します。

ブロックチェーンが解決する問題

ある金融機関が、世界中にネットワークを構築し、そのネットワークを利用して誰にでも送金できると主張したとします。 彼女を信じますか？ この組織が Visa または MasterCard であれば、ほとんどの場合信じられるでしょうが、相対的に言えば、AnonymousWorldMoney であれば、おそらく信じないでしょう。 なぜ？ しかし、私たちは分散システムが民間企業によってどのように作られ、どのような目的で作られ、それが何をもたらす可能性があるかをよく知っているからです。 このようなシステムの問題と、ブロックチェーン技術を使用してそれらをどのように解決できるかを詳しく見てみましょう。

条件付きの AnonymousWorldMoney にデータベースを備えたサーバーがあり、それらのサーバーが複数の異なるデータ センターにあるとよいとします。 送信者が送金するとトランザクションが登録され、すべてのサーバーに複製され、送金が受信者に届きます。

理想的な世界では、このスキームはうまく機能しますが、私たちの世界では次の問題が発生します。

1. 一方では参加者を特定するという問題があり、他方では取引の匿名性の必要性があります。 それらの。 取引の参加者以外には誰もこの取引について知られないような方法で、特定の受取人に送金する必要があります。 銀行は特定の個人または法人に関連付けられた口座番号と銀行カードを持っており、取引情報は銀行秘密によって保護されています。 そして、条件付きの AnonymousWorldMoney が個人データや取引情報を独自の目的で使用しないことを誰が保証しますか?
2. 受取人が送金された金額を正確に受け取ったことを確認するにはどうすればよいでしょうか? 相対的に言えば、送信者は 100 ドルを送金し、受信者は 10 ドルを受け取りました。 送り主が領収書を持ってAnonymousWorldMoneyのオフィスに来ると、事務員が領収書を見せますが、そこには送り主が10ドルだけを送金したと書かれています。
3. 信頼できない環境の問題 (二重支払いと呼ばれる詐欺など)。 悪意のある参加者は、支払いがすべてのサーバーに複製されるまで、残高を何度も使い切る可能性があります。 CAP定理、もちろん、誰もキャンセルせず、最終的に合意は達成されますが、提供されたサービスや商品の対価として誰かがお金を受け取ることはありません。 したがって、決済機関や取引参加者に完全な信頼がない場合は、信頼ではなく暗号に基づいてネットワークを構築する必要があります。
4. 条件付き AnonymousWorldMoney には、意図せず、または悪意が原因で利用できなくなる可能性のあるサーバーの数が有限です。
5. AnonymousWorldMoney は独自の具体的な手数料を受け取ります。
6. コントロールの可能性。 ビットコインの運用において、人々はコインを相互に送金するだけでなく、取引のさまざまな条件を確認したり、作業シナリオをプログラムしたり、条件に応じてアクションを自動的に実行したりすることなどを望んでいることが判明しました。

ブロックチェーンがこれらの問題をどのように解決するか

1. 参加者の識別は、秘密鍵と公開鍵のペアを使用して実行され、デジタル署名アルゴリズムにより送信者と受信者を一意に識別し、その身元は匿名のままになります。
2. トランザクションはブロックに収集され、ブロックのハッシュが計算されて次のブロックに書き込まれます。 ハッシュをブロックに記録するこのシーケンスにより、ブロックチェーン技術にその名前が付けられ、ブロックやブロックからの個々のトランザクションを人目につかないように変更/削除することも不可能になります。 したがって、トランザクションがブロックチェーンに含まれている場合、そのデータは変更されないことが保証されます。
3. どのデータを有効とみなし、どのデータを破棄するかについてネットワークの合意に達することで、二重支出詐欺を防止します。 ビットコイン ネットワークでは、プルーフ オブ ワーク (PoW) によって合意が得られます。
4. ネットワークの信頼性は、ブロックチェーンがパブリックであるという事実によって実現され、各参加者は自分のノードを実行し、ブロックチェーンの完全なコピーを受け取り、さらに独立してトランザクションの正しさのチェックを開始できます。 最新のブロックチェーンでは、パブリック (オープン) ブロックチェーンだけでなく、プライベート (クローズド) ブロックチェーンの構築や、組み合わせたスキームの使用も可能であることに注意してください。
5. ブロックチェーンによって手数料が完全になくなるわけではありません。なぜなら... ネットワークをサポートする人々に料金を支払わなければなりませんが、ブロックチェーンでは手数料の必要性が説得力を持って証明されているため、その必要性については疑いの余地がありません。
6. 最新のブロックチェーンには、ブロックチェーン内でスマート コントラクトと呼ばれるビジネス ロジックを実装する機能があります。 スマート コントラクトのロジックは、さまざまな高級言語で実装されています。

次に、これらの解決策をさらに詳しく検討します。

ブロックチェーンアーキテクチャ

ブロックチェーンコンポーネント

各参加者は、ブロックチェーンの完全なコピー (フルノード) を使用して独自のノードを起動できます。 ブロックチェーン上にトランザクションを記録できるフルノードを呼びます。 コンセンサスノード （証人）または鉱夫（鉱夫）。 トランザクションの正しさをチェックするだけの完全なノードが呼び出されます。 監査ノード （監査）。 ライトクライアント (ライトクライアント) はブロックチェーンの完全なコピーを保存しませんが、完全なノードを使用してネットワークと対話します。
ほとんどのユーザーは、トランザクションを行うためにライトクライアントまたはウェブウォレットを使用します。 すべてのノードは相互に接続されています。 この一連の要素により、ネットワーク アーキテクチャはより安定します。

トランザクションのライフサイクル

トランザクションのライフサイクルを見て、部分的に分解してみましょう。

ブロックチェーン技術

技術的なソリューションとその相互の関係について詳しく見てみましょう。

識別

すべてのブロックチェーントランザクションはデジタル署名される必要があります。 したがって、トランザクションを完了するには、各参加者が秘密鍵と公開鍵のペアを持っている必要があります。 鍵のペアはウォレットと呼ばれることもあります。 キーは参加者の固有のデジタル アドレスと残高に一意に関連付けられます。 実際には、キーとアドレスは、異なる番号体系の単なる数字の文字列です。 キーとウォレットのアドレスの例:

Private key: 0a78194a8a893b8baac7c09b6a4a4b4b161b2f80a126cbb79bde231a4567420f
Public key: 0579b478952214d7cddac32ac9dc522c821a4489bc10aac3a81b9d1cd7a92e57ba
Address: 0x3814JnJpGnt5tB2GD1qfKP709W3KbRdfb27V

ブロックチェーンでデジタル署名を作成するには、楕円曲線に基づくアルゴリズム、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム (ECDSA) が使用されます。 これが機能するためには、通常、秘密キー (256 ビットの数値) がランダムに取得されます。 キーのオプションの数は 2 の 256 乗であるため、秘密キーの値を一致させることは事実上不可能であると言えます。

次に、公開鍵は、その値に楕円曲線上の点の座標を乗算することによって秘密鍵から取得され、その結果、同じ曲線上の新しい点の座標が得られます。 このアクションにより、トランザクションのデジタル署名に適したキー ペアを確実に取得できます。 最後に、ウォレット アドレスは公開キーから一意に導出されます。

ブロックチェーンで使用される暗号化について詳しく説明した記事はたくさんあります。たとえば、次のとおりです。 ビットコインの概要 – 暗号化

秘密キーは厳重に機密にし、安全に保管する必要があります。 公開鍵は誰もが知っています。 秘密キーが失われると、資産 (コイン) へのアクセスは復元できず、お金は永久に失われます。 したがって、秘密鍵を安全に保管するタスクは非常に重要です。 ここはパスポートを持っていつでも来て口座を復元できる銀行ではありません。 業界全体が、フラッシュ ドライブに似た、いわゆるコールド暗号ウォレットを製造しています。

または、トークンに秘密キーの値をスタンプするなど、より信頼性の高い方法を使用することもできます。

取引

トランザクション構造の詳細については、記事を参照してください。 ビットコインの概要 – トランザクション。 各トランザクションには少なくとも次のデータがあることを理解することが重要です。

From: 0x48C89c341C5960Ca2Bf3732D6D8a0F4f89Cc4368 - цифровой адрес отправителя
To: 0x367adb7894334678b90аfe7882a5b06f7fbc783a - цифровой адрес получателя
Value: 0.0001 - сумма транзакции
Transaction Hash: 0x617ede331e8a99f46a363b32b239542bb4006e4fa9a2727a6636ffe3eb095cef - хэш транзакции

次に、トランザクションは秘密鍵で署名され、送信されます (プロトコルの動作の詳細を参照) ビットコインの概要 - プロトコル) トランザクションの有効性をチェックするブロックチェーン内のすべてのノードに送信します。 トランザクション検証アルゴリズムは簡単ではなく、以下を含みます。 XNUMXダースステップ.

トランザクションブロック

トランザクションの有効性をチェックした後、ノードはトランザクションからブロックを形成します。 トランザクションに加えて、前のブロックのハッシュと数値 (Nonce カウンタ) がブロックに書き込まれ、現在のブロックのハッシュが SHA-256 アルゴリズムを使用して計算されます。 ハッシュには複雑さの条件が確立されている必要があります。 たとえば、ビットコインネットワークでは、ネットワークの能力に応じてハッシュの難易度が2週間ごとに自動的に変更され、約10分に1回ブロックが生成されます。 複雑さは、次の条件によって決定されます。見つかったハッシュは、所定の数未満である必要があります。 この条件が満たされない場合は、Nonce に XNUMX が追加され、ハッシュを計算する作業が繰り返されます。 ハッシュを選択するには、Nonce フィールドが使用されます。 ブロック内の変更できるデータはこれだけであり、残りは変更しないでください。 有効なハッシュには、実際のハッシュの XNUMX つなど、特定の数の先頭のゼロが必要です。

000000000000000000000bf03212e7dd1176f52f816fa395fc9b93c44bc11f91

ハッシュの検出に成功すると、ビットコインまたはイーサリアム ネットワークの作業完了の証明 (Proof-of-Work、PoW) になります。 ハッシュを見つけるプロセスは、金の採掘と同様にマイニングと呼ばれます。 この名前はプロセスの本質を非常に正確に定義しています。 オプションを簡単に検索するだけで、誰かが適切なハッシュを見つけられれば、それは本当に幸運です。 それは、大量の廃石の中から本物の金塊を見つけるようなものです。 ブロック報酬は現在 12.5 BTC で、これに現在のビットコイン レートの 3900 ドルを掛けると、XNUMX キログラム以上の純金が得られることになります。 戦うべきものがある！

ハッシュが正常に見つかると、ブロックと見つかったハッシュ自体が次のブロックとしてブロックチェーンに書き込まれます。 ブロックの構造の詳細については、記事を参照してください。 ビットコインの概要 - ブロックチェーン、以下は簡略化された図です。

ブロックチェーンは、前のブロックのハッシュをまだ持っていないブロックから始まります。 このようなブロックはブロックチェーン内に XNUMX つだけ存在し、独自の名前 Genesis ブロックを持ちます。 残りのブロックは同じ構造を持ち、トランザクションの数だけが異なります。 ビットコインまたはイーサリアムで現在作成されている実際のトランザクションとブロックは、次の場所で表示できます。 ブロックエクスプローラ.

ビットコインのブロックのサイズは 1MB に制限されており、トランザクション内の最小情報量が約 200 バイトの場合、ブロック内のトランザクションの最大数は約 6000 になります。 ちなみに、ここからは誰もが笑うビットコインのパフォーマンスに従います。ブロックは約 10 分 * 60 秒 = 600 秒に 10 回生成され、正式なパフォーマンスは約 15 TPS になります。 実際には、これは生産性ではなく、意図的に実装された作業アルゴリズムです。 イーサリアムでは、競争のために、ブロックの生成時間を単純に XNUMX 秒にしました。 そして生産性は正式に向上しました。 したがって、コンセンサスとして PoW を使用するブロックチェーンでは、パフォーマンスを比較することはまったく意味がありません。 これはキャッシュ計算の複雑さに直接依存し、任意の値を割り当てることができます。

フォーク

たとえば、複数のノードが複雑さの条件を満たすが、値が異なるハッシュを見つけて (言い換えれば、異なる合意に達した)、ブロックをブロックチェーンに書き込んだ場合はどうなるでしょうか? ブロックチェーンがこの状況からどのように保護されるかを見てみましょう。 この場合、いわゆるフォークが発生し、ブロックチェーンには XNUMX つのバージョンのチェーンが存在します。

次は何が起こる？ 次に、ネットワークの一部が 2 つのチェーンのブロック N+XNUMX で動作し始め、別のチェーンの一部が動作し始めます。

これらのブロックの XNUMX つがより早く検出され、ブロックチェーンに送信されます。その後、ルールに従って、ブロックチェーンはより長いチェーンに切り替えて、代替ブロックからのすべてのトランザクションをキャンセルする必要があります。

同時に、参加者のトランザクションがフォーク ブロックの 2 つにのみ存在し、それがキャンセルされたという状況が発生する可能性があります。 したがって、目的のトランザクションがブロックチェーンに記録されていることを確認するには、トランザクションを信頼する前に、次のいくつかのブロックがブロックチェーンに追加されるまで待つ必要があるという一般的な推奨事項があります。 ブロックチェーンごとに待機するブロック数の推奨事項は異なります。 たとえば、ビットコイン ネットワークの場合、最小は 6 ブロック、最大は XNUMX ブロックです。

ブロック フォークに関する同じ状況は、いわゆる 51% 攻撃でも観察されます。これは、マイナーのグループが、不正なトランザクションでチェーンをキャンセルしようとして、代替ブロック チェーンを成長させようとするときです。 ただし、現時点では、詐欺行為ではなく、正直なマイニングに力を費やした方が収益性が高くなります。

コンセンサス

ブロックチェーン上にブロックを記録するには、ネットワークがコンセンサスに達する必要があります。 コンピュータ通信ネットワークで合意を達成するというタスクを思い出してみましょう。 この問題はビザンチンの将軍 BFT の任務として定式化されます (ビザンチンのフォールトトレランス）。 ビザンチン軍の問題についての絵のように美しい説明を省略すると、問題は次のように定式化できます: 一部のネットワーク ノードが意図的にネットワーク ノードを歪めることができる場合、どのようにしてネットワーク ノードは共通の結果に至ることができるでしょうか。 BFT 問題を解決するための既存のアルゴリズムは、詐欺師が 1/3 未満であればネットワークが正しく機能できることを示しています。 なぜBFTコンセンサスがビットコインネットワークに適用されなかったのでしょうか? なぜ PoW を使用する必要があったのでしょうか? 理由はいくつかあります。

• BFT は小規模な固定ノード セットではうまく機能しますが、パブリック ブロックチェーンではノードの数は予測できず、さらにノードがランダムにオンまたはオフになる可能性があります。
• 人々にブロックチェーンノードを立ち上げる動機を与えることが必要です。 そのためには人々に報酬が与えられなければなりません。 BFT では形式的には報酬を受け取るものは何もありませんが、PoW では何に対して報酬があるかは直感的なレベルで誰にとっても明らかです。つまり、ブロック ハッシュを見つけるプロセスでプロセッサによって消費される電力です。

PoW に加えて、最新のブロックチェーンで使用されるコンセンサスが他にもいくつかあります。たとえば、次のとおりです。

• PoS (プルーフ・オブ・ステーク) - ブロックチェーン上 ハイパールガー
• DPoS (Delegated Proof-of-Stake) - ブロックチェーン上 BitShares
• BFT の修正: SBFT (簡易 BFT) および PBFT (実用 BFT)、たとえばブロックチェーン エクソナム

PoS のコンセンサスについて少し詳しく見てみましょう。 プライベートブロックチェーンで最も普及しているのは、PoS とその種類です。 なぜプライベートで？ 一方で、PoS の特性は PoW に比べて優れています。 コンセンサスを達成するには、必要なコンピューティング リソースが少なくなります。これは、ブロックチェーンへのデータの書き込み速度が向上することを意味します。 しかしその一方で、PoS では不正行為の機会が増えるため、これを無力化するにはブロックチェーンのすべての参加者を把握する必要があります。

PoS コンセンサスは、口座内の資金、またはむしろ口座内ではなく担保内の資金量に応じて、ブロックチェーンにトランザクションを含むブロックを書き込むことができるノードの選択に基づいています。 担保として持っている資金が多ければ多いほど、ネットワークがブロックを書き込むノードを選択する可能性が高くなります。 ブロックが無効な場合、デポジットは返還されません。 これにより、詐欺に対する保護が提供されます。 PoS には次のバリエーションがあります。

• Delegated PoS (DPoS) コンセンサスは、参加者を「投票者」と「検証者」に分割します。 コイン所有者（投票参加者）は、ブロックチェーン上のトランザクションを検証および記録する権限を他の参加者に委任します。 したがって、バリデーターはすべての計算作業を実行し、それに対する報酬を受け取ります。また、投票参加者の存在によってバリデーターの誠実さが保証されます。 これらはいつでも変更できます。
• LPoS (Leased Proof-of-Stake) コンセンサスを使用すると、ブロックを検証する可能性が高くなるように、他のノードに資金をリースすることができます。 それ。 実際の取引検証やブロックマイニングに参加しなくても、取引手数料を受け取ることができます。

まだ普及していないコンセンサスも多数あります。情報としてここにリストします。コンセンサス アルゴリズム自体の概要は、たとえば次の記事にあります。 ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズム.

• PoET (経過時間の証明)
• PoC (能力証明)
• PoB (書き込み証明)
• PoWeight (重量証明)
• PoA (活動証明) – PoW + PoS
• PoI (重要事項の証明)

ブロックチェーンの信頼性と導入モデル

パブリックブロックチェーン

安定性 公共 または別の名前 無許可のブロックチェーン これは、誰でも接続して情報を表示したり、自分のノードに接続したりできるようにすることで実現され、信頼は PoW のコンセンサスに基づいて構築されます。

プライベートブロックチェーン

プライベート または プライベート許可型ブロックチェーン。 これらのブロックチェーンでは、特定の参加者グループ (組織または人々) のみが情報にアクセスできます。 このようなブロックチェーンは、全体的な利益や効率を向上させることを目的として組織によって構築されています。 その信頼性は、参加者の共通の目標と、PoS および BFT コンセンサス アルゴリズムによって保証されます。

ブロックチェーンコンソーシアム

そこ コンソーシアム または パブリック許可型ブロックチェーン。 これらは誰でも接続して表示できるブロックチェーンですが、参加者は他の参加者の許可がある場合にのみ情報を追加したり、自分のノードに接続したりできます。 このようなブロックチェーンは、顧客や製品の消費者、または社会全体の信頼を高めるために組織によって構築されます。 ここで、信頼性は、参加者と同じ PoS および BFT コンセンサス アルゴリズム間の信頼の存在によっても実現されます。

スマート契約

ビットコインの後に実装されたブロックチェーンには、程度の差こそあれ、スマート コントラクトを実行する機能が追加されました。 基本的に、スマート コントラクトは、プログラム コードが実行のために配置されるトランザクションです。 イーサリアムネットワーク上のスマートコントラクトはEVM（イーサリアム仮想マシン）で実行されます。 スマート コントラクトの実行を開始するには、別のトランザクションによって明示的に開始されるか、実行の前提条件が満たされる必要があります。 スマートコントラクトの実行結果もブロックチェーンに記録されます。 ブロックチェーンの外部からデータを受信することは可能ですが、非常に制限されています。

スマート コントラクトを使用してどのようなビジネス ロジックを実装できますか? 実際には、ブロックチェーンのデータを使って条件を確認したり、その条件に応じてデジタル資産の所有者を変更したり、ブロックチェーン内の永続的なストレージにデータを記録したりすることはあまりありません。 ロジックは特別な高級言語 Solidity で実装されます。

スマート コントラクトを使用して実装される機能の典型的な例は、ICO のトークンの発行です。 たとえば、私はスマート コントラクトを実装して、控えめな 500 AlexToken を発行しました。 による イーサスキャンのリンク находится

Solidity言語によるスマートコントラクトのソースコード

pragma solidity ^0.4.23;
library SafeMath {
/**
* @dev Multiplies two numbers, throws on overflow.
**/
function mul(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256 c) {
if (a == 0) {
return 0;
}
c = a * b;
assert(c / a == b);
return c;
}
/**
* @dev Integer division of two numbers, truncating the quotient.
**/
function div(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256) {
// assert(b > 0); // Solidity automatically throws when dividing by 0
/**
* @title SafeMath
* @dev Math operations with safety checks that throw on error
*/
// uint256 c = a / b;
// assert(a == b * c + a % b); // There is no case in which this doesn't hold
return a / b;
}
/**
* @dev Subtracts two numbers, throws on overflow (i.e. if subtrahend is greater than minuend).
**/
function sub(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256) {
assert(b <= a);
return a - b;
}
/**
* @dev Adds two numbers, throws on overflow.
**/
function add(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256 c) {
c = a + b;
assert(c >= a);
return c;
}
}
/**
* @title Ownable
* @dev The Ownable contract has an owner address, and provides basic authorization control
* functions, this simplifies the implementation of "user permissions".
**/
contract Ownable {
address public owner;
event OwnershipTransferred(address indexed previousOwner, address indexed newOwner);
/**
* @dev The Ownable constructor sets the original `owner` of the contract to the sender account.
**/
constructor() public {
owner = msg.sender;
}
/**
* @dev Throws if called by any account other than the owner.
**/
modifier onlyOwner() {
require(msg.sender == owner);
_;
}
/**
* @dev Allows the current owner to transfer control of the contract to a newOwner.
* @param newOwner The address to transfer ownership to.
**/
function transferOwnership(address newOwner) public onlyOwner {
require(newOwner != address(0));
emit OwnershipTransferred(owner, newOwner);
owner = newOwner;
}
}
/**
* @title ERC20Basic interface
* @dev Basic ERC20 interface
**/
contract ERC20Basic {
function totalSupply() public view returns (uint256);
function balanceOf(address who) public view returns (uint256);
function transfer(address to, uint256 value) public returns (bool);
event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);
}
/**
* @title ERC20 interface
* @dev see https://github.com/ethereum/EIPs/issues/20
**/
contract ERC20 is ERC20Basic {
function allowance(address owner, address spender) public view returns (uint256);
function transferFrom(address from, address to, uint256 value) public returns (bool);
function approve(address spender, uint256 value) public returns (bool);
event Approval(address indexed owner, address indexed spender, uint256 value);
}
/**
* @title Basic token
* @dev Basic version of StandardToken, with no allowances.
**/
contract BasicToken is ERC20Basic {
using SafeMath for uint256;
mapping(address => uint256) balances;
uint256 totalSupply_;
/**
* @dev total number of tokens in existence
**/
function totalSupply() public view returns (uint256) {
return totalSupply_;
}
/**
* @dev transfer token for a specified address
* @param _to The address to transfer to.
* @param _value The amount to be transferred.
**/
function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
require(_to != address(0));
require(_value <= balances[msg.sender]);
balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(_value);
balances[_to] = balances[_to].add(_value);
emit Transfer(msg.sender, _to, _value);
return true;
}
/**
* @dev Gets the balance of the specified address.
* @param _owner The address to query the the balance of.
* @return An uint256 representing the amount owned by the passed address.
**/
function balanceOf(address _owner) public view returns (uint256) {
return balances[_owner];
}
}
contract StandardToken is ERC20, BasicToken {
mapping (address => mapping (address => uint256)) internal allowed;
/**
* @dev Transfer tokens from one address to another
* @param _from address The address which you want to send tokens from
* @param _to address The address which you want to transfer to
* @param _value uint256 the amount of tokens to be transferred
**/
function transferFrom(address _from, address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
require(_to != address(0));
require(_value <= balances[_from]);
require(_value <= allowed[_from][msg.sender]);
balances[_from] = balances[_from].sub(_value);
balances[_to] = balances[_to].add(_value);
allowed[_from][msg.sender] = allowed[_from][msg.sender].sub(_value);
emit Transfer(_from, _to, _value);
return true;
}
/**
* @dev Approve the passed address to spend the specified amount of tokens on behalf of msg.sender.
*
* Beware that changing an allowance with this method brings the risk that someone may use both the old
* and the new allowance by unfortunate transaction ordering. One possible solution to mitigate this
* race condition is to first reduce the spender's allowance to 0 and set the desired value afterwards:
* https://github.com/ethereum/EIPs/issues/20#issuecomment-263524729
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _value The amount of tokens to be spent.
**/
function approve(address _spender, uint256 _value) public returns (bool) {
allowed[msg.sender][_spender] = _value;
emit Approval(msg.sender, _spender, _value);
return true;
}
/**
* @dev Function to check the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
* @param _owner address The address which owns the funds.
* @param _spender address The address which will spend the funds.
* @return A uint256 specifying the amount of tokens still available for the spender.
**/
function allowance(address _owner, address _spender) public view returns (uint256) {
return allowed[_owner][_spender];
}
/**
* @dev Increase the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
*
* approve should be called when allowed[_spender] == 0. To increment
* allowed value is better to use this function to avoid 2 calls (and wait until
* the first transaction is mined)
* From MonolithDAO Token.sol
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _addedValue The amount of tokens to increase the allowance by.
**/
function increaseApproval(address _spender, uint _addedValue) public returns (bool) {
allowed[msg.sender][_spender] = allowed[msg.sender][_spender].add(_addedValue);
emit Approval(msg.sender, _spender, allowed[msg.sender][_spender]);
return true;
}
/**
* @dev Decrease the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
*
* approve should be called when allowed[_spender] == 0. To decrement
* allowed value is better to use this function to avoid 2 calls (and wait until
* the first transaction is mined)
* From MonolithDAO Token.sol
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _subtractedValue The amount of tokens to decrease the allowance by.
**/
function decreaseApproval(address _spender, uint _subtractedValue) public returns (bool) {
uint oldValue = allowed[msg.sender][_spender];
if (_subtractedValue > oldValue) {
allowed[msg.sender][_spender] = 0;
} else {
allowed[msg.sender][_spender] = oldValue.sub(_subtractedValue);
}
emit Approval(msg.sender, _spender, allowed[msg.sender][_spender]);
return true;
}
}
/**
* @title Configurable
* @dev Configurable varriables of the contract
**/
contract Configurable {
uint256 public constant cap = 1000000000*10**18;
uint256 public constant basePrice = 100*10**18; // tokens per 1 ether
uint256 public tokensSold = 0;
uint256 public constant tokenReserve = 500000000*10**18;
uint256 public remainingTokens = 0;
}
/**
* @title CrowdsaleToken 
* @dev Contract to preform crowd sale with token
**/
contract CrowdsaleToken is StandardToken, Configurable, Ownable {
/**
* @dev enum of current crowd sale state
**/
enum Stages {
none,
icoStart, 
icoEnd
}
Stages currentStage;
/**
* @dev constructor of CrowdsaleToken
**/
constructor() public {
currentStage = Stages.none;
balances[owner] = balances[owner].add(tokenReserve);
totalSupply_ = totalSupply_.add(tokenReserve);
remainingTokens = cap;
emit Transfer(address(this), owner, tokenReserve);
}
/**
* @dev fallback function to send ether to for Crowd sale
**/
function () public payable {
require(currentStage == Stages.icoStart);
require(msg.value > 0);
require(remainingTokens > 0);
uint256 weiAmount = msg.value; // Calculate tokens to sell
uint256 tokens = weiAmount.mul(basePrice).div(1 ether);
uint256 returnWei = 0;
if(tokensSold.add(tokens) > cap){
uint256 newTokens = cap.sub(tokensSold);
uint256 newWei = newTokens.div(basePrice).mul(1 ether);
returnWei = weiAmount.sub(newWei);
weiAmount = newWei;
tokens = newTokens;
}
tokensSold = tokensSold.add(tokens); // Increment raised amount
remainingTokens = cap.sub(tokensSold);
if(returnWei > 0){
msg.sender.transfer(returnWei);
emit Transfer(address(this), msg.sender, returnWei);
}
balances[msg.sender] = balances[msg.sender].add(tokens);
emit Transfer(address(this), msg.sender, tokens);
totalSupply_ = totalSupply_.add(tokens);
owner.transfer(weiAmount);// Send money to owner
}
/**
* @dev startIco starts the public ICO
**/
function startIco() public onlyOwner {
require(currentStage != Stages.icoEnd);
currentStage = Stages.icoStart;
}
/**
* @dev endIco closes down the ICO 
**/
function endIco() internal {
currentStage = Stages.icoEnd;
// Transfer any remaining tokens
if(remainingTokens > 0)
balances[owner] = balances[owner].add(remainingTokens);
// transfer any remaining ETH balance in the contract to the owner
owner.transfer(address(this).balance); 
}
/**
* @dev finalizeIco closes down the ICO and sets needed varriables
**/
function finalizeIco() public onlyOwner {
require(currentStage != Stages.icoEnd);
endIco();
}
}
/**
* @title LavevelToken 
* @dev Contract to create the Lavevel Token
**/
contract AlexToken is CrowdsaleToken {
string public constant name = "AlexToken";
string public constant symbol = "ALT";
uint32 public constant decimals = 18;
}

ネットワークが認識するバイナリ表現

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スマート コントラクトの詳細については、次の記事を参照してください。 イーサリアムのスマートコントラクトとは.

まとめ

最新のブロックチェーンが構築されているテクノロジーと、それらがどのように相互に接続されているかをリストしました。 次に、ブロックチェーンを使用してどの問題を解決できるか、そしてどの解決策がせいぜい効果がないかを定式化してみましょう。 したがって、次の場合にはブロックチェーンを使用する必要はありません。

• トランザクションは信頼できる環境で実行されます。
• 仲介委員会の存在は参加者の生活を悪化させるものではありません。
• 参加者はデジタル資産として表現できる財産を持っていません。
• デジタル資産には配布はありません。 値は XNUMX 人の参加者だけが所有または提供します。

ブロックチェーンの将来はどうなるでしょうか? 現在、ブロックチェーン技術の開発の可能な方法について推測することしかできません。

• ブロックチェーンは、特定の範囲の問題を解決するために、たとえば SQL や NoSQL と同じ一般的なデータベース テクノロジになるでしょう。
• ブロックチェーンは、インターネットにおける HTTP と同様に、広く普及するプロトコルになるでしょう。
• ブロックチェーンは、地球上の新しい金融および政治システムの基盤となるでしょう。

次のパートでは、現在どのようなブロックチェーンが存在し、なぜそれがさまざまな業界で使用されているのかを見ていきます。

これは始まりにすぎない！

出所： habr.com