Роль блокчейна для централизованных и децентрализованных систем в будущем
Блокчейн — это одна из разновидностей распределенного реестра. Распределенный реестр представляет собой базу данных, которая распределена между несколькими сетевыми узлами или вычислительными устройствами. Таким образом всякий блокчейн — распределенный реестр ,но не всякий распределенный реестр — блокчейн.
Блокчейн — это структура данных, похожая на связанный список. Если предыдущий блок изменен, то все последующие хэши будут другими, и легко определить, проводились ли с данными какие-либо попытки их подделать (например, изменить адреса транзакций).
Блокчейн может быть как централизованным, так и децентрализованным. Но при этом важно не смешивать понятия “децентрализованный” и “распределенный’. Блокчейн всегда является распределенным, но не всегда является децентрализованным. Считать ли блокчейн централизованным или децентрализованным зависит от прав участников в сети. Децентрализованным можно назвать блокчейн, где процесс принятия решений осуществляется распределенной сетью, а в централизованном блокчейне, несмотря на его распределенность, принятие решений проводится централизованным субъектом (отдельным лицом, организацией или группой). В зависимости от механизма принятия решений блокчейны называют публичными или частными. Прежде чем обрисовать их перспективы развития, необходимо сперва обозначить их достоинства и недостатки.
Публичные блокчейны — это открытые сети, которые позволяют любому присоединиться к сети и участвовать в процессе принятия решений. Публичный блокчейн по-настоящему децентрализован и не имеет единого контролирующего субъекта. Публичными блокчейнами являются Bitcoin и Ethereum. Публичные блокчейны быстро оказались востребованными в финтехе, для создания независимой монетарной системы. Обычно для функционирования публичных блокчейнов необходим нативный токен. Можно выделить следующие достоинства и недостатки публичных блокчейнов:
Публичный блокчейн позволяет вам просматривать реестр в любое время. Эта система устойчива к коррупции, так как каждый должен вести реестр и участвовать в консенсусе.
Благодаря децентрализации и активному участию публичный блокчейн безопаснее. Из-за большего количества нод в сети злоумышленникам почти невозможно атаковать систему и получить контроль над консенсусной сетью.
Публичный блокчейн потребляет больше энергии, чем частный блокчейн, поскольку для его функционирования и достижения консенсуса в сети требуется значительное количество электроэнергии. Из-за большого количества нод, скорость транзакций в децентрализованной сети достаточно низкая.
В случае с частным блокчейном есть есть один или несколько субъектов, которые контролируют сеть, и это приводит к зависимости от третьих лиц в транзакциях. В этом типе блокчейна только субъекты, участвующие в транзакции и посредник, знают о выполненной транзакции, тогда как другие не смогут получить к ней доступ, т. е. информация о транзакциях: процесс принятия решений доступны узкому кругу лиц. Типичным частным блокчейном можно назвать Corda. Частные блокчейны популярны среди иерархических структур, вроде корпораций, банков и государственных органов.
Блокчейн: принцип работы, сферы применения и перспективы
Криптовалюты и смарт-контракты, Web 3.0 и NFT – все эти символы XXI века основаны на технологии блокчейн. Ее называют главным изобретением человечества и будущим цифрового мира. А кое-кто даже видит в основе идеального государственного устройства. Но многие ли смогут объяснить, как работает эта инновация?
Поможем врагу с билетами на Кобзона. Собираем на Mavic для наших защитников
Редакция MC.today выяснила, что такое блокчейн и блокчейн кошелек, какой принцип работы технологии, ее виды, и перспективы.
Что такое блокчейн
Термин блокчейн переводится с английского, как «цепь блоков». Это способ шифрования, передачи и хранения данных в распределенной сети. Название наглядно отражает суть концепции, ведь информацию в блокчейне действительно хранят в виде цепочки цифровых блоков. При этом каждый последующий блок неразрывно связан с предыдущим, а все блоки сохраняются в узлах компьютерной сети, которые называют нодами .
Что такое блокчейн
Другими словами, блокчейн – это распределенный цифровой реестр, который содержит записи о всех транзакциях участников системы. У этой базы данных нет единого центра и управляющих органов. Каждую операцию в ней документируют и подтверждают все участники сети, поэтому подделать или удалить записи практически невозможно. Это позволяет обойтись без посредников, таких как банки, и открывает новые горизонты в электронной коммерции, кибербезопасности, государственном управлении и других сферах.
История возникновения блокчейна
В представлении большинства людей история блокчейна началась 21 октября 2008 года, когда разработчик (или группа разработчиков) под псевдонимом Сатоши Накамото упомянул технологию в «Белой книге» – базовом документе биткоина.
Не пропустите ни одной важной новости от MC.today
Изобретатели блокчейна Скотт Сторнетта и Стюарт Хабер
Однако еще в 1991 году математики Скотт Сторнетта и Стюарт Хабер описали криптографически защищенную цепочку блоков. А спустя год они же добавили в нее систему хешей – уникальных идентификаторов, позволяющих эффективно проверять подлинность транзакций.
В 1995 году Скотт и Стюарт запустили первый в истории блокчейн под названием Surety. Интересно, что его направленность никак не была связана с криптовалютами. Задачей своего детища пионеры блокчейна видели подтверждение достоверности цифровых документов. А делать это они собирались путем внесения в них временных отметок.
«Решение Сатоши сосредоточиться на денежной системе было потрясающей идеей. – говорит Сторнетта. – Но я рассматривал это как один из многих возможных вариантов использования технологии, хоть и весьма интересный. Однако для нас главным было просто обеспечение целостности записей».
Хабер соглашается с коллегой: «Я вижу, как наше изобретение… уже сейчас обеспечивает целостность записей, гарантируя невозможность их изменения, и это можно использовать для самых разных целей. Это поможет сохранить достоверность записей для истории. Вспомните хотя бы Александрийскую библиотеку… Мы многое потеряли, когда она сгорела». Заметим, что ту же цель преследовали создатели цифрового архива Всемирной паутины, о котором мы уже писали ранее.
Сегодня изобретатели блокчейна находятся в весьма необычном положении. С одной стороны, их детище опередило время, сыграло важнейшую роль в появлении рынка цифровых активов и обрело всемирную популярность. С другой стороны, для широких масс история блокчейна неразрывно связана с биткоином Сатоши, а Сторнетта и Хабер остаются в тени создателя первой криптовалюты.
Как работает блокчейн
Децентрализация
Банк Англии определяет блокчейн, как «технологию, позволяющую людям, которые не знают друг друга, доверенно и совместно использовать запись событий» . Совместно – значит, без единого управляющего центра. Чтобы это стало возможным, понадобилось создать несколько новых технологий.
Одна из таких составляющих блокчейна – «распределенная сеть». Разберемся что это такое. До изобретения блокчейна существовало две системы передачи данных: централизованная и децентрализованная. Централизованную сеть можно представить в виде звезды со множеством лучей. Так, например, выглядит рабочий сервер с подключенными к нему компьютерами.
Самым известным примером децентрализованной сети является Интернет. Каждый компьютер в нём подключен к определенному узлу – серверу или провайдеру. А этот узел, в свою очередь, подключается к другим узлам. В результате любые два устройства могут взаимодействовать через несколько промежуточных узлов.
Но и в первом и во втором случае информация хранится на каком-то сервере. Например, эта статья хранится на сервере, где арендует место сайт MC.today . А значит администратор этого сервера теоретически мог бы ее удалить или изменить. Как же хранить данные, чтобы можно было их совместно использовать, но нельзя было изменить?
Для этого нужна распределенная сеть . Каждый компьютер в ней подключается не к нескольким, а ко всем узлам сети. Более того, любой из этих компьютеров хранит всю информацию, которая опубликована в сети. Система функционирует без центральных узлов, так как все устройства в ней сами являются такими узлами. В результате изменить данные, которые попали в сеть и хранятся в тысячах компьютеров, практически невозможно. Можно сказать, что доверие становится частью самой системы.
Хеш-функция
Следующая технология, без которой невозможно понять работу блокчейна, – это криптографическая хеш-функция , или просто хеш. Его можно представить как черный ящик, на вход которого мы подаем любую информацию, а на выходе получаем уникальную строку из 64 символов. При этом неважно введешь ли ты слово «блокчейн» или полный текст Библии – результат всё равно будет состоять из 64 знаков. Убедиться в этом можно тут .
Что-то подобное происходит, когда мы вставляем длинный URL-адрес страницы в сервис коротких ссылок вроде Bitly . Только в отличие от сокращателей ссылок, хеш-функция в блокчейне действует только в одну сторону. Поэтому восстановить по хешу исходные данные невозможно. У хешей есть три интересных особенности:
-
Одинаковые данные всегда дают одинаковый результат. Это открывает целый ряд возможностей. Можно реализовать проверку целостности файлов, подлинности документов
Важнейшими качествами распределенного цифрового реестра являются неизменность и анонимность данных. Получается, что данные нужно регулярно проверять, и в то же время их никто не должен видеть. Это как проверить подлинность золотых украшений, не вынимая их из запертого сейфа. На первый взгляд кажется, что задача не имеет решения. Но криптографические хеш-функции творят чудеса.
Они преобразуют данные в код, чем обеспечивают их анонимность. С другой стороны, позволяют четко идентифицировать любую информацию по хешу. Хеш в этом примере можно сравнить с отпечатками пальцев, которые не раскрывают всей информации о человеке, но позволяют его идентифицировать. Так и хеш-функция вычисляет цифровой отпечаток текста, картинок, музыки, видео и любых других данных.
Пример работы блокчейна
Рассмотрим работу блокчейна на примере. Представим Сашу, который решил перевести кому-то определенную сумму в криптовалюте.
-
Транзакция. Саша переводит Маше 1 биткоин.
Преимущества блокчейна
Прозрачность
Все данные блокчейна находятся в открытом доступе, значит любой пользователь может отследить цепь транзакций с самого начала существования сети.
Надежность
Данные записаны на компьютерах множества пользователей. Это снижает риски хакерских атак и компьютерных сбоев. Даже если из строя выйдут десятки компьютеров одновременно, информация не пострадает.
Безопасность
Система добавляет блоки в хронологическом порядке и связывает общим хешем. Поэтому они образуют неразрывную цепочку, звенья которой невозможно удалить или изменить.
Минимальные комиссии
Вместо централизованных посредников, например банков, транзакции регистрируют майнеры. Обычно майнеров много и конкуренция между ними очень высокая. Это позволяет сохранять комиссии на низком уровне.
Независимость
В блокчейне транзакции проходят без посредников. То есть в процесс не могут вмешаться компании, банки и государства.
Недостатки блокчейна
Низкая энергоэффективность
Напомним, что данные хранятся на компьютерах всех участников. Поэтому для регистрации операций приходится обрабатывать огромные массивы информации. Это требует высокой мощности компьютера и ведет к значительным энергозатратам в системе.
Так в 2021 году затраты на майнинг биткоина составили 0.5% мирового потребления электричества – больше, чем тратит в год Аргентина с населением в 45 млн. человек.
Чтобы сократить расход энергии, Еврокомиссия рассматривает меры по запрету майнинга. А Илон Маск заявляет, что главная криптовалюта «дорого обходится окружающей среде» и прекращает продавать свои машины за биткоины.
Атака 51%
В гипотетической ситуации, когда злоумышленник сосредоточит в своих руках 51% и более вычислительной мощности блокчейна, он сможет нарушить работу сети. Успешная атака не способна заполучить ваш приватный ключ или подделать подпись, но позволяет, например, дважды продать одни и те же монеты.
Виды блокчейна
В рамках технологии блокчейна можно реализовать разные уровни доступа к информации. По этому признаку создатель криптовалюты Ethereum Виталий Батерин предложил свою классификацию блокчейн-платформ.
- Публичный, полностью децентрализованный, или общедоступный блокчейн содержит цепочку блоков, которые может просматривать каждый, кто установит необходимую программу. Любой желающий может свободно присоединиться к сети и принимать участие в ее работе. Транзакции никем не контролируются. Самыми известными примерами публичного блокчейна являются биткоин и Ethereum.
- Блокчейн консорциума, или частично децентрализованный блокчейн состоит из ряда организаций, которые могут контролировать процесс согласования транзакций. Право на просмотр блоков может быть общедоступным или ограниченным кругом участников. Чтобы блок был действительным, его должно подписать определенное количество членов консорциума. Например, блокчейн Corda R3 объединяет более 40 крупных банков для совместных биржевых операций с облигациями.
- Полностью приватный блокчейн устанавливает правила, по которым право на создание блоков принадлежит одной организации. Публика может читать информацию, но проводить аудит и управлять системой могут только узлы, которые определили владельцы. По сравнению с общедоступными приватные блокчейны имеют ряд преимуществ: меньшую стоимость транзакций, больший показатель транзакций в секунду, простоту обновления программной части.
Роль майнеров в блокчейне
Майнеры, или владельцы узлов сети выполняют в блокчейне несколько функций. В зависимости от своей роли они могут подтверждать или отклонять транзакции, шифровать и сохранять информацию в блоке, связываться с другими блоками.
Роль майнеров в блокчейне
Чем больше майнеров в сети, тем сложнее ее «обмануть» и тем выше ее устойчивость. В публичной сети блокчейна майнерами могут стать все желающие. За поддержание работы сети они получают награду: комиссии от участников транзакций и вознаграждение от самой сети. Для примера сумма вознаграждения майнеров биткоина по всему миру может достигать $0,5–1 млн в день.
Блокчейн кошелек
Чтобы совершать транзакции, пользователи блокчейн сети используют особое программное обеспечение, которое называют кошельком. В кошельке хранится запись о текущем состоянии счета участника и всех его транзакциях. Кошельки бывают онлайн, десктопными, мобильными и аппаратными.
Онлайн кошелек можно открыть за несколько минут. Для этого нужна только регистрация на специализированном финансовом портале. Из наиболее популярных онлайн кошельков можно выделить Cryptopay, Xapo, Blockchain, Coinkite, Bitcoin Core, Matbea, Coinbase и другие.
Десктопные и мобильные кошельки требуют установки приложений на соответствующие платформы. Их делят на «толстые» и «тонкие». Первые обеспечивают полный набор функция, в том числе возможность майнинга. При этом занимают на диске более 200 Гб и требуют большего времени на проведение транзакций. «Тонкие» кошельки имеют ограниченный набор функций, но могут предложить более быструю обработку операций.
Аппаратные блокчейн кошельки – это специальные флешки для хранения данных. Они считаются самыми надежными, так как ключи в них генерируются локально и не передаются в интернет. Популярность заслужили решения от производителей Trezor, Digital Box, Cool Wallet, Ledger . Стоимость таких устройств лежит в пределах $50–200.
Применение блокчейн технологии
«Цепочки блоков» востребованы в самых разных сферах человеческой деятельности – от финансов и коммерции до образования, медицины, информационных технологий, государственного управления и развлечений.
Криптовалюта
Технология блокчейна лежит в основе всех криптовалют – от биткоина до малоизвестных альткоинов. Пока криптовалюту чаще покупают, чтобы заработать на росте ее стоимости. Некоторые люди используют криптовалюту, чтобы отправлять деньги родственникам за границу. Но не за горами использование технологии, например, в розничной торговле.
Цифровая валюта
Ряд государств экспериментирует с созданием цифровых валют, которые будут работать на основе блокчейна. Впереди всей планеты в этой сфере Китай, где миллионы людей используют цифровой юань. Эксперты считают, что со временем цифровой юань может составить конкуренцию доллару. Его преимущество в оперативности сделок и меньших комиссиях.
Смарт-контракты
Благодаря смарт-контрактам блокчейн сможет сохранить и сделать доступной потребителям всю цепочку поставок – от сырья до готового продукта на прилавке. Этой технологией заинтересовалась популярная в США сеть супермаркетов Walmart.
В блоках распределенного цифрового регистра планируют прозрачно хранить данные о сертификатах качества, сроках поставок, условиях хранения и транспортировки, производителе и даже о том, какое влияние производство оказало на окружающую среду. Это позволит исключить возможность подделок, проверить качество товара и точно определить, например, состав пищевых продуктов.
Невзамозаменяемые токены, или NFT – это сертификаты, которые подтверждают ваши права на объекты цифрового искусства: фото, картины, музыку, компьютерную графику. Объем торговли NFT быстро растет и по отдельным прогнозам через три года может составить до 20% всего оборота криптоиндустрии.
Игровая индустрия
Ярким примером использования блокчейна в игровой индустрии является компьютерная игра Axie Infinity от вьетнамской студии Sky Mavis. Игру уже окрестили «покемоном на блокчейне». Игроки должны выращивать персонажей и использовать их в сражениях с другими персонажами. За это они получают виртуальные земли в виде NFT и цифровые деньги SLP, которые можно обменять на криптовалютной бирже.
Источник: Sky Mavis
Появился даже новый термин – GameFi, – это блокчейн проекты, которые позволяют монетизировать игровой опыт. Персонажи, земельные участки и оружие в таких играх становятся игровыми активами. А право собственности на них позволяет закрепить технология NFT. По разным оценкам аудитория GameFi сегодня насчитывает более одного миллиарда человек. Дальнейший ее рост часто связывают с мирами метавселенной от Facebook.
Перспективы технологии
Технология блокчейна еще очень молода, но уже добилась ощутимых успехов. Инвесторы вкладывают в связанные с блокчейном стартапы миллиарды долларов, потому что уверены, что однажды «цепочки блоков» найдут применение повсюду. Государство, например, сможет напрямую без посредничества банков перечислять гражданам пенсии и другие выплаты. Да и останется ли в будущем само государство в привычном нам виде?
Вот как на это смотрит миллиардер и сооснователь Ethereum Виталий Бутерин: «В будущем, когда блокчейн будет использоваться повсеместно, роль государства поменяется – так же, как и других посредников. Они, скорее всего, будут формировать правила игры, но будет программный код, который будет следить за выполнением правил. И вмешательство человека, например, чиновника, будет минимизировано».
Первые шаги в этом направлении уже сделала Эстония. Там работает блокчейн система электронного гражданства е-Estonia, в которой проходят выборы и можно оплатить налоги. Применение такой технологии позволяет ежегодно экономить до 2% ВВП.
Конечно, пример страны с населением меньше двух миллионов человек не может служить гарантией, что подобная модель приживется в других странах. Но у нас на глазах распределенные цифровые реестры становятся всё популярнее. И возможно уже близок тот день, когда блокчейн кардинальным образом изменит окружающий мир.
Публичные, приватные и блокчейны с разрешением: преимущества и бизнес-решения
Возможности блокчейна в контексте промышленного внедрения впечатляют: это и цифровизация активов, и обеспечение безопасности транзакций, и более эффективный обмен данными. Пример IBM и Maersk, запустивших блокчейн-платформу TradeLens для создания глобальной логистической экосистемы, продемонстрировал, что технология способна трансформировать бизнес-процессы компаний на глобальном уровне. Решения на блокчейне внедряют и в России: S7 Airlines, «Газпромнефть-Аэро» и «Альфа-Банк» используют систему взаиморасчетов за авиационное топливо.
В этой статье мы разберем:
— существующие типы блокчейна,
— их гибридные варианты,
— какие типы блокчейн-сетей больше всего подходят для решения задач бизнеса и оптимизации процессов.
Блокчейн-сети можно разделить на три типа: публичные, приватные и блокчейны с разрешением (или пермиссионные). У каждого из них есть свои плюсы и минусы.
Публичный (открытый) блокчейн
Публичные сети полностью открыты и прозрачны, и доступ к ним может получить любой пользователь в мире. Примеры таких сетей — Bitcoin, Ethereum, Waves, Ripple и подобные.
Ключевые характеристики открытых сетей:
- Принцип децентрализации: сеть управляется ее участниками, каждый из которых обладает равными правами. Информация хранится на компьютере каждого из участников сети.
- Прозрачность: все участники сети имеют открытый доступ к информации о совершенных транзакциях, соглашениях, денежных переводах.
- Равноправие: принцип работы публичного блокчейна похож на работу интернета: все пользователи открытой сети имеют доступ к размещенной в ней информации, а также участвуют в процессе консенсуса — иными словами, определяют, какие блоки будут добавлены в цепочку. Сеть контролируется сообществом участников, обладающих одинаковым статусом и возможностями. Работу сети поддерживают все: майнеры, разработчики, рядовые пользователи, поставщики различных услуг.
Технология блокчейн часто ассоциируется с безопасностью, и публичные блокчейны в полной мере отвечают этим ожиданиям. Информация в них хранится на независимых серверах у разных пользователей по всему миру. Сеть защищает криптографическое шифрование. Подтверждением проделанной в системе работы служат Proof-of-Work или Proof-of-Stake — два наиболее известных алгоритма консенсуса. Все эти факторы и обеспечивают безопасность публичных блокчейн-сетей.
Пользователи публичных сетей могут заключать смарт-контракты — совершать транзакции активов, не прибегая к услугам посредников (например, банков). Такие сделки абсолютно прозрачны, их легко отследить и проверить: доступ к информации имеют все участники открытой сети. Они записываются в виде кода и содержат в себе все условия договора между сторонами, информацию об обязательствах и санкциях за нарушение соглашения. Смарт-контракты автоматически обеспечивают выполнение всех условий договора.
Среди плюсов публичных блокчейн-сетей можно выделить:
— высокий уровень децентрализации и распределенности данных,
— полная открытость и прозрачность,
— сохранность и неизменность внесенной в сеть информации,
— одноранговые отношения между участниками сети.
Но есть и минусы. Так, открытый блокчейн редко подходит для решения бизнес-задач. Для обмена большими объемами данных требуется высокая скорость обработки транзакций, которую публичный блокчейн не всегда может обеспечить. Кроме того, компании предпочитают сохранять коммерческую тайну и делиться информацией только с проверенными партнерами и контрагентами. На законодательном уровне организации также сталкиваются с рядом ограничений: вспомним европейский закон о GDPR, а также российский ФЗ «О персональных данных» № 152-ФЗ.
Открытые блокчейны подвержены риску атаки 51 %. Этот тип атаки происходит, когда у атакующей стороны находится «контрольный пакет» вычислительных мощностей (хешрейта). Злоумышленники получают контроль над сетью и происходящими в ней транзакциями, а также могут создавать блоки по своему усмотрению.
Приватный блокчейн
Внутри приватной блокчейн-сети действуют определенные договоренности между участниками: об уровнях доступа к информации, правилах внесения записей и проверки данных. Подробнее об устройстве и ограничениях в приватных блокчейнах читайте в нашей статье.
Важные преимущества приватных блокчейнов следующие:
— возможность создать сеть для оптимизации конкретного бизнес-процесса с учетом потребностей компании, ее партнеров и контрагентов;
— высокая скорость выполнения смарт-контрактов.
В приватных блокчейн-сетях также можно заключать смарт-контракты. Здесь они обеспечивают прозрачность транзакций, повышают их скорость, а кроме того, сокращают объемы бумажного документооборота. Область их применения — все отрасли экономики.
К примеру, для группы компаний «Миррико», работающей в нефтехимической отрасли, мы создали платформу Sensef. Блокчейн-решение помогает заключать договоры, взаиморасчеты по которым зависят от показателей эффективности выполняемых работ и поставляемой продукции. Платформа позволяет не только контролировать исполнение договора, но и создавать акты приемки работ для контрагентов.
Еще одно блокчейн-решение, спроектированное для нефтегазового мейджора, работает на основе смарт-контрактов, использует проверку данных с помощью IoT (Internet of Things) и разработано для оптимизации процесса поставок нефтегазовых продуктов.
Но у приватных блокчейнов есть и свои минусы:
— закрытость информации — данные остаются внутри системы и доступны только участникам сети (однако для сохранения коммерческой тайны это будет несомненным плюсом);
— ограниченный набор участников, которым требуется KYC. Существует риск возникновения «группировок» внутри сети, которые будут действовать в собственных интересах.
Пермиссионный блокчейн
Пермиссионный блокчейн (или блокчейн на основе разрешений) — это публичная сеть, подключение к которой возможно с учетом ограничений и правил. Вносить изменения в реестр может только ограниченный круг лиц, установленный заранее. Этот же круг лиц обладает полномочиями настраивать права и распределять уровни доступа, а также согласовывать присоединение к системе новых участников.
Яркий пример пермиссионного блокчейна — российская блокчейн-сеть «Мастерчейн» на кодовой базе Ethereum. «Мастерчейн» был создан для обмена и хранения финансовой информации. Сеть позволяет проводить онлайн-платежи, оперативно верифицировать данные, создавать новые финансовые сервисы. В числе создателей платформы крупнейшие банки (ЦБ, Сбербанк, «Альфа-Банк», ФК «Открытие», «Тинькофф Банк») и группа компаний QIWI. По сути, «Мастерчейн» — это общее пространство, в рамках которого могут сосуществовать различные кейсы финансовых операций.
Как и приватный блокчейн, пермиссионный блокчейн решает конкретные задачи участников сети. Данные сети открыты и могут быть публичны — в ряде случаев это может быть плюсом. Однако все транзакции осуществляются через определенные ноды, которые участвуют в консенсусе.
В числе минусов пермиссионного блокчейна можно также назвать риск централизации и возможное формирование «группировок» внутри сети.
Промежуточные решения
В попытке минимизировать риски и взять самое лучшее от каждого типа блокчейна разработчики создают промежуточные решения, используя свойства публичных и приватных сетей.
Например, существует возможный вариант применения публичных сетей в бизнесе — анкоринг, или запись хеша всей системы в публичный блокчейн, позволяющая проверить сохранность данных и выявить подмену информации. Принцип работы анкоринга такой: слепок данных системы загружается в открытую сеть. При необходимости через некоторое время можно сравнить хеш, который был загружен в публичный блокчейн, с информацией, хранящейся в базе данных компании, и удостовериться, что данные не были изменены.
Подобный пример — блокчейн-проект по управлению земельным имуществом на базе платформы Exonum. Чтобы защитить данные от фальсификации, хеш состояния системы периодически записывается в блокчейн-сеть Bitcoin.
Еще одно решение, созданное на основе свойств публичных, приватных и пермиссионных сетей, — это так называемые гибридные сети, или гибридный блокчейн.
Пример гибридного блокчейна — Polkadot, сеть, соединяющая блокчейны. Polkadot создает единую мультицепь блокчейнов. Проект возник в рамках инициативы Web 3.0, запущенной швейцарским фондом Web3 Foundation. Глобальная задача Web3 — создать интернет блокчейнов (мы еще вернемся к Polkadot в одной из будущих статей, не пропустите!).
Перспективы развития технологии блокчейн
Каждый из типов блокчейна в той или иной мере подходит для промышленного внедрения: главное — понять, какие именно задачи будет решать сеть.
По результатам исследования блокчейн-индустрии, опубликованного консалтинговой компанией McKinsey в начале 2019 года, технология остается на начальном этапе развития, однако вызывает интерес у инновационных компаний.
В 2017–2018 годах рынок блокчейн-решений был в фокусе внимания многих инвесторов. По подсчетам портала CoinSchedule, в 2018 году технология привлекла $21,4 млрд со стороны крупных корпораций, венчурных фирм и частных инвесторов.
В 2019 году блокчейн-решения используются в сфере ритейла, в финансовой отрасли, в сфере здравоохранения, недвижимости, энергетики, транспорта и многих других областях экономики, стратегически ориентированных на модернизацию.
Блокчейн становится инструментом для развития цифровых технологий, упрощения бизнес-процессов и выстраивания партнерских отношений, основанных на доверии.
Технологии еще предстоит пройти путь от точечного внедрения до масштабного использования. В следующих статьях мы продолжим рассматривать кейсы практического применения блокчейн-решений в различных индустриях и убедимся, что технология способна оптимизировать по-настоящему сложные, многоуровневые бизнес-процессы.
Различия, достоинства, недостатки: публичные и приватные блокчейны
В 2014 году базы данных на основе блокчейнов начали набирать популярность в финансовой сфере. Банки занялись разработкой концептов и прототипов на основе этой технологии. Например, фондовая биржа NASDAQ планировала использовать протокол Open Assets Protocol, основанный на окрашенных монетах (colored coins), для обеспечения полного цикла контроля за ценными бумагами клиентов.
Крупнейший французский банк BNP Paribas исследует возможность внедрения биткойна в валютную систему. Австралийские банки — Commonwealth Bank of Australia (CBA), Westpac Banking Corporation и Australia and New Zealand Banking Group также экспериментируют с платежами на основе протокола Ripple.
Помимо работы над внедрением общедоступных протоколов, организации изучают возможности построения собственных приватных блокчейнов. Например, компания Citigroup построила три блокчейна и внутреннюю валюту на их основе с целью минимизации рисков при взаимодействии с другими банками. Получается, что как публичные, так и приватные блокчейны способны найти применение в финансовом секторе. Сегодня мы посмотрим, в чем разница между ними и какими достоинствами и недостатками они обладают.
/ BTC Keychain / CC / Flickr /
Среди основных преимуществ блокчейна можно выделить децентрализацию и минимизацию предположений о доверии, а также прозрачность проводимых транзакций. Децентрализация доверия позволяет обмениваться активами без участия каких-либо авторитетов, хранящих ключи доступа. Например, как говорит предприниматель и автор Андреас Антонопулос (Andreas Antonopoulos), в биткойне реализована модель «доверия, основанного на вычислениях».
«Доверие не зависит от наличия или отсутствия нечестных участников, потому что они не могут «подделать» доверие, — сказал Андреас. — Они не могут выдать себя за доверенных участников, потому что таких просто нет в системе. Они не могут украсть центральные ключи, потому что их тоже нет».
Что касается прозрачности проводимых транзакций, то аналогией может служить большая общая папка FTP. Вы видите все её содержимое, а также знаете кто, когда и в какие каталоги загружал файлы. Но при этом каждый пользователь имеет разные права доступа. Кто-то может лишь просматривать список, а кто-то (тот, кому предназначается файл) — скачивать данные к себе.
Приватные блокчейны
Приватные блокчейны — это блокчейны, в которых создание блоков централизовано и все права на проведение таких операций принадлежат одной организации. «Широкая публика» может лишь читать информацию — проводить аудит, управлять базами и другими приложениями способны только доверенные узлы.
При этом приватные блокчейны имеют определенные преимущества. Во-первых, это низкая стоимость транзакций, поскольку проверка их валидности проводится доверенными и высокопроизводительными узлами вместо десятков тысяч пользовательских устройств, как в случае с общедоступными сетями. Во-вторых, блокчейн можно настроить таким образом, что показатель TPS (TPS — transactions per second) будет значительно большим, чем у общедоступных сетей (по крайней мере, в ближайшем будущем). Единственным ограничением в этом случае остается пропускная способность самого слабого узла в сети.
Еще один преимуществом приватных блокчейнов может является больший контроль над системой со стороны компании. Суть в том, что приватный блокчейн позволяет, например, быстро обновлять функциональность. Поэтому он привлекателен для учреждений, работающих с реестрами и системами учета, поскольку формирует контролируемую и прогнозируемую среду, по сравнению с общедоступными блокчейнами (о которых речь пойдет ниже).
Более того, создание блоков в приватном блокчейне зачастую не требует «доказательства работы» (proof-of-work). В качестве примера можно привести протокол создания блоков, используемый в BitShares. Имеется установленное число обработчиков транзакций N, каждый из которых обладает парой ключей — секретным и открытым. Создатели блоков известны и определяются по цифровой подписи в заголовке.
Операторы формируют блоки по очереди через заданные временные интервалы. Порядок создания блоков или фиксирован, или перемешивается после полного цикла (N блоков). Если оператор не сумел сформировать блок в отведенное ему время, то он пропускает раунд. Если такое поведение стало результатом злоумышленников, то ситуация расследуется. Таким образом, если обработчики транзакций являются единственными потребителями данных блокчейна, можно построить надежный протокол создания блоков (например, немного усложнив приведенный выше алгоритм), который не будет использовать доказательство работы.
И хотя приватные блокчейны могут и не использовать доказательство работы, этот протокол все-таки может быть подключен для повышения уровня защищенности, упрощения аудита и, как результат, повышения контроля над системой для конечных пользователей. По сути, доказательство работы переводит доверие к блокчейну из субъективного (доверие к системе эквивалентно доверию к контролирующей его организации) к объективному (доверие к системе вытекает из математических законов и гарантированно высокой экономической стоимости атаки на систему, которая не зависит от личности атакующего).
«Приватные блокчейны предоставляют интересные возможности для бизнесов, позволяя применить прозрачную технологию для внутреннего использования, — говорит Дэн Василюк (Dan Wasyluk), руководитель Syscoin. — Если проработать контракты, то технология способна заменить множество централизованных бизнесов, существующих сейчас». То есть приватные блокчейны могут стать базой для блокчейн-инноваций в сервисах, использующих реестры или финансовые системы учета.
Публичные блокчейны
Публичные или общедоступные блокчейны могут быть прочитаны любым пользователем, каждый из которых имеет право формировать транзакции. При этом операции защищаются механизмами криптографической верификации, такими как доказательство выполнения работы или подтверждение доли (proof-of-stake).
«Контролирует» публичный блокчейн сразу все сообщество участников сети — разработчики, пользователи, поставщики услуг, майнеры — которые обеспечивают целостность сети и удобство работы в ней. Эффективность работы сети достигается с помощью обновлений протокола, предотвращающих вредные изменения. Именно поэтому система позволяет создавать децентрализованные приложения с минимумом затрат на техническое обслуживание.
Также они предоставляют способ защиты пользователей приложения от разработчиков, ограничивая возможности последних. В приложениях на публичном блокчейне разработчик не может сам по себе изменять код или данные. Как говорил Томас Шеллинг (Thomas Schelling): «Слабость иногда может обратиться преимуществом».
Помимо этого, публичные блокчейны обладают сетевыми эффектами. Первыми пользователями приложений, построенных на публичном блокчейне, зачастую являются пользователи других приложений на том же блокчейне, которые узнали о них благодаря эффекту взаимодействия программ. Например, мобильный кошелек, работающий на публичном блокчейне, может добавить функцию для взаимодействия этого приложения с другими распределенными приложениями на этом же блокчейне, значительно расширив свою пользовательскую базу.
Стоит отметить, что публичные блокчейны позволяют разрешить проблему передачи «товаров». Например, если пользователь А хочет продать домен пользователю В, то они сталкиваются с определенными трудностями. Если А передаст домен первым, то рискует не получить деньги, в ином случае — В рискует не получить «товар». Для решения этой проблемы применяются посредники, взимающие проценты за проведение транзакции.
Однако если блокчейн имеет систему доменных имен и валюту, то расходы сокращаются до нуля с использованием смарт-контракта. Первый отправляет программе домен, а второй — деньги. Проблем не возникает, поскольку программа является доверенной, так как действует в публичном блокчейне.
Решения на основе блокчейнов образуют безопасный и естественно децентрализованный каркас для обработки транзакций. Биткойн-блокчейн в настоящее время является наиболее безопасным публичным блокчейном с точки зрения стоимости атак на систему. В общедоступной среде стоимость атаки пропорциональна вознаграждению создателей блоков, что в случае биткойна составляет примерно 2,1 млн долларов ежедневно. В то же время стоимость поддержки безопасности сравнительно невелика и формируется за счет двух факторов: комиссии за транзакции и контролируемой инфляции денежной массы (около 7% в год в 2016 году).
Одно из главных преимуществ блокчейнов по сравнению с другими моделями распределенных баз данных — это интеграция обработки информации, слежения за корректностью и безопасности в единый протокол, минимизирующий влияние человеческого фактора. Из-за юридических и технических причин учреждения, в которых задействованы финансовые системы учета или реестры, в среднесрочной перспективе могут быть заинтересованы в использовании блокчейнов с ограниченным доступом к обработке транзакций.
Что касается публичных блокчейнов, то их преимущества (в частности, их прозрачность и открытость базовых технологий и протоколов) могут привести к тому, что технология заменит многие функции традиционных финансовых институтов, изменив принципы работы финансовой системы