Основой работы Интернета и обеспечения взаимодействия различных устройств являются протоколы адресации – это «клей, который скрепляет всю сеть Интернет» [10] . В настоящее время стандартной технологией в этой сфере является стек [11] протоколов TCP/ IP. Этот протокол выполняет три основные функции – согласование использования адресов различных типов, т. е. отображение адресов различных типов друг на друга (например, доменного имени на IP-адрес или локального адреса на глобальный); обеспечение уникальности адресов в сети Интернет (обеспечивается однозначность адресации в пределах Интернета, сети, подсети и т. д.); и конфигурирование сетевых интерфейсов и сетевых приложений.

Следует отметить, что в рамках стека протоколов TCP/IP любая сеть, входящая в составную сеть, рассматривается как средство транспортировки пакетов данных между двумя соседними сетями. Каждый протокол оперирует определенной единицей передаваемых данных, названия которых, как правило, закрепляются в существующих стандартах (см. рис. 1).

Рис. 1. Протокольные единицы данных в TCP/IP

Стек протоколов TCP/IP состоит из 4 основных уровней – прикладного, транспортного, сетевого и уровня сетевых интерфейсов. Каждый из этих уровней соответствует уровням модели OSI (см. рис. 2).

Рис. 2. Соотношение уровней модели OSI и TCP/IP

Прикладной уровень TCP/IP соответствует трем верхним уровням модели OSI (прикладному, представления и сеансовому) и состоит, в частности, из протоколов передачи данных (File Transfer Protocol, FTP), передачи почты (Simple Mail Transferring Protocol, SMTP), передачи гипертекста (Hypertext Transfer Protocol, HTTP).

Транспортный уровень, соотносящийся с транспортным уровнем модели OSI, представлен двумя важнейшими для функционирования сети, в том числе блокчейн, протоколами – протоколом управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP) и протоколом пользовательских дейтаграмм (Usar Datagram Protocol, UDP). Для обеспечения надежной доставки данных от пользователя к пользователю протокол TCP предусматривает установление логического соединения, что позволяет ему нумеровать пакеты, подтверждать их прием, в случае потери организовывать повторные передачи, распознавать и уничтожать дубликаты, доставлять на прикладной уровень (например, при использовании FTP) пакеты в том порядке, в котором они были отправлены, что обеспечивает целостность и машиночитае-мость отправляемых данных.

Сетевой уровень, или уровень Интернета, является основным элементом архитектуры TCP/IP. Именно этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в пределах составной сети, образованной объединением нескольких подсетей. Основным протоколом сетевого уровня является межсетевой протокол (Internet Protocol, IP). В его задачу входит передвижение пакетов данных между сетями – от одного узла к другому до тех пор, пока данные не попадут в сеть назначения.

Задача уровня сетевых интерфейсов достаточно проста – он отвечает только за организацию взаимодействия с подсетями, входящими в составную сеть TCP/IP – это протоколы Ethernet, FDDI, ATM, 802.11 (отвечающий за работу Wi-Fi) и другие.

В рамках TCP/IP для идентификации сетевых интерфейсов используются три типа адресов – локальные (аппаратные) адреса, сетевые адреса (IP-адреса) и символьные (доменные) имена. В большинстве сетевых технологий LAN (таких как Ethernet, FDDI) для однозначной [12] адресации интерфейсов используются MAC-адреса. Локальный в данном случае означает – действующий не во всей составной сети, а лишь в пределах подсети. Для объединения сетей в глобальную сеть технология TCP/IP использует глобальную систему адресации, которая не зависит от способов адресации элементов отдельных сетей. Для ее реализации формируется пара из номера сети и номера узла, которая в совокупности составляет сетевой адрес – IP-адрес, который идентифицирует не отдельный узел сети (компьютер или маршрутизатор), а одно сетевое соединение (сетевой интерфейс). При этом каждый раз, когда пакет данных отправляется адресату через составную сеть (Интернет), в его заголовке указывается IP-адрес узла назначения. Перед тем как отправить пакет в следующую сеть, маршрутизатор должен определить на основании найденного IP-адреса следующего маршрутизатора его локальный адрес. Поскольку между IP-адресом и локальным адресом узла не существует функциональной взаимосвязи, для их соотношения используется протокол разрешения адресов ARP (см. рис. 3).

Рис. 3. Процедура преобразования адресов

При этом для упрощения адресации в сети используются символьные имена соответствующих узлов. Составляющие полного символьного (или доменного) имени разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: простое имя хоста, имя группы хостов, имя более крупной группы (домена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, ru, us).

Основы построения сетей в целом и сети Интернет в частности оказали существенное влияние на возникновение и развитие применения технологии блокчейн. Блокчейн-системы в своей работе используют TCP/IP протоколы и могут рассматриваться в качестве приложения прикладного уровня.

Блокчейн представляет собой базу данных, распределенную между всеми включенными в сеть блокчейн (Blockchain Network) устройствами, с использованием которой пользователи осуществляют передачу информации. Блокчейн-технология не является каким-либо единым явлением, именем собственным, – в настоящее время это собирательное название для всевозможных способов реализации идеи, лежащей в блокчейн-технологии. Для того чтобы полноправно относиться к блокчейн-технологии в том смысле, в котором она изначально была отражена в работе Сатоши Накамото, блокчейн-структура должна удовлетворять следующим критериям.

• Иметь децентрализованную технологическую основу, то есть информация должна быть распределенной между всеми узлами сети и должна поддерживаться в актуальном состоянии через процессы репликации и синхронизации.

• Поддерживать неразрывную связь между блоками данных путем формирования в каждом новом блоке ссылки на предыдущий по отношению к нему блок.

• Эффективно кодировать массивы данных в уникальные информационные блоки стандартного размера, т. е. хешировать данные.

• Применять в своей работе стойкие к взлому криптографические алгоритмы для защиты содержащейся в блоках информации.