Блокчейн: принципы и основы

Александр Цихилов

БЛОКЧЕЙН
ПРИНЦИПЫ 
И ОСНОВЫ

МОСКВА

2019

ISBN 978-5-6042880-1-6

Все права защищены. Никакая часть этой книги 
не может быть воспроизведена в какой бы 
то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети интернет 
и в корпоративных сетях, а также запись в память 
ЭВМ для частного или пуб личного использования, без 
письменного разрешения владельца авторских прав. 
По вопросу организации доступа к электронной библиотеке издательства обращайтесь по адресу 
mylib@alpina.ru

© Александр Цихилов, 2019
© Оформление ООО «Интеллектуальная 
литература», 2019

УДК 336.74:004
ББК 65.050.253
 
Ц73

Редактор Екатерина Закомурная 

Цихилов А. 

Ц73  
Блокчейн : Принципы и основы / Александр Цихилов. — М. : Интеллектуальная Литература, 2019. — 188 с. 

ISBN 978-5-6042880-1-6

Большая часть информации, представленная на сегодняшний день по блокчейн, 
страдает отрывочностью, однобокостью или сложностью терминологии. Перед 
вами — первое систематизированное изложение темы блокчейн на русском языке, 
в котором автор технологически сложные концепции объясняет понятным языком. 
Помимо истории возникновения и описания технологии, в книге рассмотрены 
наиболее популярные проекты, реализованные на блокчейн, уже существующее 
и потенциальное применение в различных отраслях, а также проблематика взаимоотношений блокчейн-проектов и государств. Наконец, автор подробно разбирает самые востребованные и популярные темы — инвестиции в криптоактивы, 
связанные с ними риски и перспективы развития блокчейн. Книга адресована 
широкому кругу читателей и будет интересна как техническим специалистам, 
так и аудитории, далекой от финансовых и IT-технологий.

УДК 336.74:004
ББК 65.050.253

Содержание

ЧАСТЬ I. КАК УСТРОЕН БЛОКЧЕЙН  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Изобретения, изменившие мир . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Введение в структуру блокчейн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Децентрализация управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Хеширование информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
История криптографии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Асимметричная криптография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Цифровая электронная подпись . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Квантовые вычисления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Теория игр и блокчейн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Блоки и их структура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Транзакции и балансы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

ЧАСТЬ II. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Предыстория проекта Биткоин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Кто придумал Биткоин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Как устроен Биткоин  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Майнинг в сети Биткоин  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Биткоин как криптовалюта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Биткоин как ценность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Биткоин как инвестиция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Биткоин как средство платежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Введение в Ethereum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Смарт-контракты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Токенизация  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Доказательство владения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Альткоины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
Форки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Анонимность в блокчейн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

ЧАСТЬ III. БЛОКЧЕЙН-ИНДУСТРИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Применение блокчейн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Блокчейн и государство . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Блокчейн и общество . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
Инвестиции в ICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Криптовалютные биржи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Анализ криптовалютного рынка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Хранение криптоактивов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Актуальные проблемы блокчейн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Новая картина мира (заключение) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

 Часть I
КАК УСТРОЕН 
БЛОКЧЕЙН

Предисловие

«Сначала они не замечают тебя, потом они смеются над тобой, затем 
они начинают войну, желая сжечь тебя, и, наконец, они воздвигают тебе 
памятники…»
Это цитата из речи американского профсоюзного адвоката Николаса 
Кляйна, которую, в несколько измененном виде, часто ошибочно приписывают Махатме Ганди. Кляйн произнес эту речь сто лет назад совсем по другому поводу, однако эти слова, как никакие другие, наилучшим образом 
подходят к ситуации, которая сложилась вокруг некого явления. Оно ворвалось в нашу жизнь недавно, но столь стремительно, что создало вокруг себя 
вихри полярных суждений: от категорического неприятия у противников 
до бурных восторгов у апологетов. Сам факт подобного дискурса означает, 
что явление, вокруг которого ломается столько копий, само по себе неординарно и заслуживает вдумчивого изучения. Это явление — технология 
блокчейн и построенные на ее основе проекты.
Действительно, блокчейн и, в частности, его практические реализации 
в виде криптовалют — предмет оживленных дискуссий как в мире компьютерных технологий, так и в финансовой индустрии. Относительная техническая сложность создает некоторые препятствия для быстрого понимания 
всех преимуществ и недостатков этой нетривиальной технологии. Те же, 
кто сумел постичь основные аспекты принципов работы блокчейн-сетей, 
довольно быстро приходят к мысли, что появление и дальнейшее развитие 
этой технологии может привести к существенному изменению картины 
современного мироустройства. Одних эта мысль приводит в восторг, других — повергает в уныние. Для кого-то появление такой технологии — шанс 
самореализации в новой отрасли, а кто-то всерьез опасается утратить текущие позиции в отраслях, для дальнейшего существования которых блокчейн может представлять угрозу.
Появившийся в 2008 году документ за авторством некоего Сатоши Накамото и последовавшая за ним первая практическая реализация на базе 
технологии блокчейн — проект Биткоин — прошли в то время совершенно 
незамеченными для мирового сообщества. Если на этот проект кто-то 
и обратил тогда внимание, то только специалисты-криптографы, которых 
в основном интересовали лишь профессиональные аспекты. Позднее, когда 
информация начала потихоньку распространяться, над проектом начали 
откровенно посмеиваться — сама идея о том, что есть некая электронная 
валюта, обеспеченная потребленным на ее эмиссию электричеством, казалась многим забавной. Однако когда стоимость одной монеты биткоин 
стала исчисляться тысячами долларов, многим стало не до смеха.

ЧАСТЬ I / КАК УСТРОЕН БЛОКЧЕЙН
8

По-настоящему массовый интерес к блокчейн-проектам начал проявляться в первой половине 2016 года. И вот тогда, если следовать цитате 
Кляйна, блокчейн-индустрия перешла на следующий этап своей эволюции — ей начали оказывать противодействие. Проекты на блокчейне стали 
создавать серьезные угрозы и конфликты интересов для национальных 
правительств, финансовых регуляторов, традиционных финансовых институтов и крупных посреднических сервисов. Справедливости ради следует 
отметить, что многие из этих угроз небеспочвенны, и несколько глав этой 
книги будут посвящены описанию и анализу данной проблематики.
Что касается критики или негативного отношения к технологии в целом, очевидно, что трудно было бы ожидать позитива и поддержки для 
явления, принципы работы которого сами по себе достаточно непросты 
для понимания. Задача книги — объяснить технологически сложные концепции понятным, насколько это возможно в данном контексте, языком. 
Таким, чтобы читатели, даже достаточно далекие от компьютерных или 
финансовых технологий, смогли бы составить для себя ясное представление о принципах работы технологии блокчейн и построенных на ее базе 
проектах. Книга не будет содержать сложных математических аппаратов 
с замысловатыми формулами или чрезмерно подробных описаний алгоритмов. Многие относительно сложные концепции переработаны с целью 
упрощения их понимания и обрисованы в книге «крупными штрихами». 
С самого начала хотелось бы отметить, что автор книги — не математик, 
не физик, не историк, не экономист и уже пару десятков лет как не программист. Автор — предприниматель, криптоэнтузиаст и в какой-то степени даже 
блокчейн-евангелист, исходя из чего и следует рассматривать изложенные 
в книге мировоззренческие позиции относительно столь масштабного и захватывающего явления, как блокчейн.
Теперь о структуре книги. После краткого исторического экскурса 
в историю изобретений, которые в свое время серьезно изменили мир, последует раздел, посвященный подробному описанию технологии блокчейн. 
Затем будут рассмотрены наиболее популярные проекты, реализованные 
на блокчейн — в основном речь пойдет о криптовалютах. Следующий раздел 
посвящен потенциальному применению технологии в различных отраслях: 
будут описаны как уже существующие проекты, так и еще только планируемые к реализации. О разделе, посвященном описанию проблематики 
взаимоотношений блокчейн-проектов и государств, уже говорилось выше. 
Наконец, последует один из наиболее востребованных читателями разделов, связанный с инвестициями в криптоактивы. Многие мечтают извлечь 
значительный доход от криптоинвестиций, однако не все потенциальные 
инвесторы достаточно хорошо осведомлены обо всех рисках, связанных 
с этим процессом, и о том, каким образом необходимо этими рисками 

ИЗОБРЕТЕНИЯ, ИЗМЕНИВШИЕ МИР
9

управлять. Заключительный раздел книги касается перспектив развития 
технологии блокчейн.
И, наконец, хотелось бы сказать несколько слов об актуальности информации в книге. Блокчейн-индустрия и события внутри нее развиваются 
весьма динамично. В связи с этим не исключена ситуация, что на момент 
прочтения книги определенные факты, в ней изложенные, могут уже стать 
несколько устаревшими, а недорассказанные истории успеют получить 
продолжение. Одновременно с этим в книге представлена информация 
фундаментального характера, которая едва ли существенно изменится 
со временем. Причем описания подобного рода будут превалировать в представлениях автором различных концептов, составляющих технологию блокчейн. Учитывая вышеизложенное, есть надежда, что даже спустя некоторое 
время с момента выхода книги ее содержание останется интересным для 
читателей, желающих познакомиться со столь занимательным предметом, 
как блокчейн.
Автор выражает искреннюю благодарность друзьям и коллегам за помощь и поддержку, без которой появление этой книги было бы невозможным.

Изобретения, изменившие мир

История человеческой цивилизации насчитывает тысячи лет. За это время 
человечество прошло длинный путь от примитивных приемов и практик, 
используемых в древности, до сложнейших современных технологий. 
За всей эволюцией человеческой цивилизации стоит цепочка важнейших 
изобретений, каждое из которых в свое время оказало серьезное влияние 
на жизнь людей и способствовало переходу на следующую ступень развития. Обычное колесо, появившееся более 6000 лет назад, существенно 
облегчило задачу перемещения людей и грузов. А произошло это лишь 
на основании понимаемого на интуитивном уровне факта, что сила трения 
качения на относительно ровной поверхности существенно меньше, чем 
сила трения скольжения. В итоге выяснилось, что катить груз на колесах 
значительно легче, тем тащить его по земле волоком. Примерно тогда же 
стали появляться первые попытки зафиксировать речевую информацию 
в форме рисунков и знаков с целью ее дальнейшего сохранения. Так появились ранние зачатки письменности, а вместе с ними — возможность накапливать и распространять начальные элементы человеческого знания. Через 
какое-то время, по мере появления ранних государственных образований, 

ЧАСТЬ I / КАК УСТРОЕН БЛОКЧЕЙН
10

человечеству потребовалось научиться учитывать и распределять подконтрольные ресурсы — так появились цифры и элементарные арифметические 
действия над ними.
Начало первого тысячелетия нашей эры было отмечено военным, политическим и культурным доминированием Римской Империи на территории Европы, Северной Африки и Ближнего Востока. Как следствие, римская 
система счисления получила на этих территориях широкое применение 
и продолжала использоваться и после падения империи в конце V века. 
Однако непозиционная система записи чисел была крайне неудобной, особенно в части совершения более сложных арифметических операций, таких, 
например, как умножение и деление. Развитие точных наук, усложнение 
их математических аппаратов, да и более затейливые формы учета ресурсов и их движения создали общественный запрос на более прогрессивную 
систему счисления — позиционную. На рубеже X и XI веков французский 
ученый (и будущий Папа Римский) Герберт Аврилакский стал одним из первых популяризаторов такой системы, которую он позаимствовал во время 
своего обучения в Испании, большей частью находившейся в то время 
под арабским владычеством. Новая система прижилась в Европе не сразу, 
и только к середине XIII века, благодаря усилиям итальянского ученого 
Фибоначчи, «арабские цифры» начали получать относительно широкое 
распространение. Это дало существенный толчок к созданию и развитию 
индустрии финансовых услуг в Европе и в первую очередь в самой Италии, 
которая стала финансово-технологическим флагманом позднего Средневековья.
Именно в Италии того периода была наконец в значительной степени 
решена задача эффективного учета движения товарно-денежных ценностей, а именно — была изобретена двойная бухгалтерская запись. Суть метода двойной записи состоит в балансировании активов и пассивов. Иными 
словами, изменяя их величины, необходимо поддерживать их в постоянном совокупном равенстве. Возникли первые учетные книги, содержащие 
бухгалтерские проводки (прообразы транзакций) на базе двойной записи, 
появились первые балансы и отчеты о прибылях и убытках. Все это позволило заложить основу для более сложных моделей ведения предпринимательской деятельности, а также образовать первые кредитные институты. 
Считается, что именно в средневековой Италии появились первые банки, 
в частности — Банк Святого Георгия в 1407 году, в Генуе. Принцип двойной 
записи, позволяющий сопоставлять источники средств и направления их 
расходования, способствовал развитию системы банковского кредитования. 
Банки активно ссужали деньги торговцам, нобилитету и даже европейским 
суверенам. Взамен банкиры получали не только значительный доход от процентов по кредитам, но и могли добиться существенного политического