МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ТЕХНОЛИГИИ БЛОКЧЕЙН

АННОТАЦИЯ

В настоящее время всемирная интернет сеть переполнена различного рода информацией. Ежедневно физические и юридические лица передают, получают и сохраняют огромные объемы данных, часть из которых являются критически важными и нуждаются в том, чтобы их целостность не могла быть нарушена. Решением данной проблемы стала технология блокчейн, которая позволяет бороться с несанкционированным изменением или удалением данных. Популярность, а также практическая значимость данной технологии, непосредственно указывает на то, что технология востребована и для её развития требуются квалифицированные специалисты. В данной статье рассмотрена методика обучения технологии блокчейн в рамках образовательной программы высших учебных заведений.

Ключевые слова: блокчейн; образование.

Введение. Тяжело оценить объем данных, который используется в современном мире. На данный момент, объем данных в сети интернет оценен примерно в 45–50 Збайт (50×10²¹ байт), при том, что на данный момент только 62,5% мирового населения использует интернет. Мир наполнен огромным количеством данных, которые, в большинстве случаев передаются в цифровом виде, а их количество и скорость передачи не перестает стремительно расти. Все это связано со стремительным развитием технологий и их активным распространением среди пользователей. Сегодня различные источники используют огромное количество информационно-цифровых потоков. Общение, обмен знаниями, платежная информация, развлекательный контент, покупки – все это уже давно ассоциируется с цифровой средой. По мере возрастания количества потоков данных, понижается безопасность этих потоков, а также учащается внедрение вредоносного программного обеспечения, которое способно нарушить целостность этих данных, что является очень важным фактором в различных сферах, например государственном управлении, промышлености, финансовых или банковских учреждениях и другие. Подобные отросли, остро нуждаются в достоверности, сохранности и защите различных данных. Решением данной проблемы может стать система распределенного реестра или же блокчейн.

Технология блокчейн. Блокчейн – это технология распределенного хранения и защиты целостности данных, чье название в переводе с английского языка означает «цепочка блоков». Одним из самых знаменитых продуктов на базе данной технологии является криптовалюта, в том числе биткоин [1].  В Российской Федерации существует проект под названием «Digital Ecosystem», над которым совместно работали Федеральная антимонопольная служба (ФАС), Сбербанк, Аэрофлот и др. Данный проект был разработан с целью создания системы организации документооборота на основе блокчейн технологий [2]. В связи с тем, что технология блокчейн является популярной и востребованной на рынке разработки программного обеспечения, становится актуальным вопрос подготовки молодых специалистов в данной области. При рассмотрении блокчейна, как образовательной единицы, стоит учесть, что данная технология является очень гибкой и может включать в себя десятки различных вариаций, каждая из которых решает задачи определенной проблемной области. В первую очередь необходимо предоставить в понятной и простой форме фундаментальные понятия о рассматриваемой технологии. Для облегчения понимания у обучаемых необходимо предоставить для рассмотрения упрощенную модель, которой будут отображены стандартные для блокчейн систем структуры и операции. В основе каждого блокчейна, исходя из названия, лежат блоки, которые связаны друг с другом в цепь при помощи цифровой криптографической подписи – хеша. Каждый блок несет в себе информацию, характер и количество которой зависит от задачи, поставленной перед системой, а также хеш предыдущего блока, что и позволяет создавать связанную цепь. Также, для всех систем актуально наличие значения Nonce, вычисление которого и называется майнингом. Общая схема цепи блоков и их связи изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Общая схема цепи блоков и их связи

Также стоит учесть, что операции майнинга очень требовательны к вычислительным ресурсам. В вычислительных машинах реальных блокчейн сетей, устанавливается множество видеокарт, которые необходимы для быстрых вычислений большого количества хеш функций. Такие машины являются очень дорогостоящими [3], но их использование не обязательно на ранних этапах обучения. Для пользователя, который впервые встречается с технологией, тяжело понять основы работы системы на живом примере, а для достижения нужного уровня наглядности, блокчейн система должна быть реализованная в виде программного обеспечения с пользовательским графическим интерфейсом. Такое решение позволит пользователю изменять данные внутри блоков и наблюдать за реакцией системы на такие изменения. Этот и другие факторы указывают на то, что необходимо выделить несколько функциональных особенностей, которые должны присутствовать в программном обеспечении, а именно:

• наличие справочных материалов;
• интерфейс на русском языке;
• широкий набор функций;
• возможность работы в оффлайн режиме.

На данный момент существует несколько программных решений, которые позиционируются как программы для обучения технологии блокчейн, но все они не отвечают нужным требованиям. Сравнение данных программных решений представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнительная таблица бесплатного программного обеспечения

Как видно из сравнительной таблицы, не один из представленных вариантов не обладает полным набором параметров, необходимых для обучения. В виду этого необходима разработка программного обеспечения, в которое будут заложены следующие функции:

• возможность поэтапного изучения, которое подразумевает переход от более мелких операций к более крупным узлам: хеш функции, блоки, цепи из блоков, цепи из блоков распределенные на узлах сети и тд;
• возможность работы с несколькими (минимум 3-я) узлами сети, для демонстрации защиты сети от несанкционированного изменения данных;
• широкий набор справочной информации, которая включает себя терминологию, историческую справку и математические основы технологии;
• возможность настройки вычисляемых хеш функций, для работы уменьшения нагрузки и ускорения работы вычислителя.

Схема информационного взаимодействия подобного программного обеспечения показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема информационного взаимодействия

Заключение. В данной работе была рассмотрена технология блокчейн, обоснована её актуальность, проанализирована целесообразность использования реальных вычислительных систем для обучения, а также проведен сравнительный анализ существующего обучающего программного обеспечения. Сделан вывод, что такие решения не способны обеспечить достаточный уровень наглядности для обучения, а также описаны требования и схема информационного взаимодействия для будущего программного решения.

Список литературы:

1. Ященко С. Д., Коханова В. С. Блокчейн-технология будущего //Интеллектуальные ресурсы-региональному развитию. – 2018. – №. 1. – С. 394-396.
2. Клечиков А. В., Пряников М. М., Чугунов А. В. Блокчейн-технологии и их использование в государственной сфере //International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Т. 5. – №. 12. – С. 123-129.
3. Унижаев Н. В. Методика расчета затрат необходимых для обучения технологии блокчейн //Наука, образование, общество: тенденции и перспективы. – 2018. – С. 109-112.