Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии блокчейн и криптовалют для менеджеров. Учебное пособие
.pdf
121
– полностью закрытый блокчейн (учет транзакций, координируемый центральным органом).
В то же время Марк Уолпорт, главный научный советник правительства Великобритании, предлагает другой набор блокчейнов:
– неопубликованные (открытые) публичные гроссбухи;
– разрешенные (закрытые) публичные гроссбухи;
– разрешенные (закрытые) частные гроссбухи.
В большинстве случаев часто идентифицируют только два основных типа блокчейнов: открытый (публичный) и закрытый (приватный).
Самое основное условие публичного блокчейн – это отсутствие
контролирующего органа. Здесь за протекающими в системе процессами надзирает все сообщество – от майнеров и разработчиков до поставщиков услуг и простых пользователей. Уникальное свойство такой
сети заключается в возможности создавать децентрализованные приложения, которым на техобслуживание требуется минимум затрат. Доступ к публичному блокчейну имеет каждый желающий. Публичный
блокчейн может просмотреть кто-угодно из любого уголка мира. Также
каждый имеет возможность создать в нем транзакцию. Более того, такая система позволяет любому пользователю принимать участие в процессе консенсуса и определять, какие блоки будут добавлены в сеть,
а какие отклонены. Защищенность таких систем обеспечивается криптографическими вычислениями. Наиболее распространенные алгоритмы криптографических вычислений: proof of work или proof of stake.
Другие преимущества публичных, или открытых блокчейнов:
– Защита от вмешательства разработчиков. В отдельных моментах
создатели системы никак не могут повлиять на нее и что-либо поменять
в коде или данных на свое усмотрение. А это устраняет возможность цензуры. Однако недаром Томас Шеллинг как-то сказал: «Слабость иногда
может обернуться преимуществом». Ведь в результате уровень доверия
простых пользователей к системе повышается на порядок.
– Мощный сетевой эффект. В подобной среде разработчику легко
собрать вокруг своего приложения обширную пользовательскую базу,
поскольку пользователи одних приложений системы быстро узнают
о других, только что созданных. Для этого достаточно разрешить своей
программе, например мобильному кошельку, взаимодействовать с уже
работающим софтом.
– Безопасность, для поддержания которой необходимо небольшое количество средств. А вот чтобы атаковать такую систему, потребуются слишком мощные вычислительные ресурсы, что делает атаку
122
попросту невыгодной для злоумышленников. На сегодня самой безопасной из подобных систем считается Bitcoin.
Кроме того, как утверждает основатель Bitcoin Foundation Йон
Матонис, существование публичных блокчейн способствует более
быстрому развитию инновационных технологий. Значительным прорывом стало использование смарт-контрактов, что дает возможность
устранить посредников при проведении сделки.
Возьмем, к примеру, две компании. Компания А для компании В разрабатывает дорогостоящий софт. Если А перешлет компании В свою разработку первой, есть вероятность, что денег так и не
увидит за выполненную работу. Если В отправит первой оплату, рискует остаться и без денег, и без софта. Раньше в такой ситуации требовались посредники, которые забирали свой процент от сделки. Сегодня
можно полностью обойтись без посреднических услуг, доверившись
смарт-контрактам. Они автоматически произведут обмен, предварительно проверив выполнение всех условий.
Публичные блокчейны – это наиболее распространенный и известный тип блокчейнов, к которым можно отнести две самые популярные криптовалюты – биткоин и эфириум.
Каждый в мире имеет доступ к публичным блокчейн для чтения,
может предлагать внести изменения в свои протоколы и может участвовать в их механизмах консенсуса. Это делает публичные блокчейн полезными с точки зрения обеспечения децентрализации и сопротивления цензуре. Сетевые эффекты, связанные с использованием этих публичных
платформ блокчейн, приводят к увеличению разработки приложений.
Например, есть тысячи DApps, построенных на Эфириум (Ethereum). Однако поскольку публичные цепочки блоков открыты и доступны каждому по определению, они ограничивают тип информации, которая может храниться непосредственно в цепочке блоков. Конфиденциальные
и личные данные (например, медицинские записи, номер социального
страхования SSN, закрытые ключи) не следует помещать в блокчейн
в виде обычного текста. Кроме того, публичные блокчейн по своей сути
функционируют в ненадежной среде. Доверяют больше не людям и организациям, а математике и коду системы в целом.
Если отвлечься от полностью ненадежных публичных блокчейн,
у нас есть так называемые закрытые реестры, или закрытые блокчейн.
В категории закрытых блокчейн есть как полностью частные блокчейн,
где доступ разрешается только одному объекту, так и консорциумные
(или федеративные) блокчейн, где доступ контролируются определенной
123
группой объектов. В закрытых блокчейн доступ на запись ограничен одним центральным объектом или консорциумом объектов, однако доступ
к чтению может быть как ограничен, так и не ограничен.
Закрытые блокчейн позволяют организациям изменять правила
блокчейн по своему усмотрению, разрешать более дешевые транзакции, обеспечивать большую конфиденциальность и снижать риск традиционных атак на основе консенсуса. В отличие от традиционных публичных блокчейн закрытые блокчейн не являются открытыми и не считаются ненадежными. В корпоративной среде закрытые блокчейн могут использоваться для решения проблемы координации между слабо
связанными элементами, составляющими корпорацию.
Несмотря на движение предприятий к блокчейн, все еще существуют разные точки зрения и настроения по поводу технологии блокчейн в целом – и все это, конечно, зависит от взглядов определенной
аудитории на технологию блокчейн.
Есть аудитории, которые можно отнести к блокчейн-максималистам, которые, считая «святыми» базовые принципы блокчейн, презирают корпоративные блокчейн за то, что они пытаются связать политическую, управленческую централизацию с первоначальной основой
блокчейн, связанной с децентрализацией. Эти люди считают, что корпоративный блокчейн не имеет перспектив, и им не нравится использование блокчейн компаниями. Между тем, возможно, те, у кого больше
опыта в традиционных отраслях, также могут утверждать, что корпоративный блокчейн не имеет перспектив, но по той причине, что они
больше воспринимают и предпочитают более традиционные централизованные решения.
С другой стороны, есть аудитории, которые могут даже быть
слишком оптимистичны по поводу того, что блокчейн может быть использован и полезен в каждом корпоративном бизнес-сценарии.
И, наконец, третья аудитория, которая осознает сильные и слабые
стороны применимости технологии блокчейн. Блокчейн может быть
очень полезным, но только в очень определенных отношениях. Заблуждением является то, что корпоративные блокчейн всегда полезны.
Создание и использование корпоративных систем блокчейн
имеет фундаментальные недостатки, обычно связанные с несоответствием основных сильных сторон и преимуществ технологий блокчейн
и технологий распределенного реестра. Часто решение корпоративных
проблем не требует использования технологии блокчейн, и, возможно,
124
они могут быть достаточно легко и просто решены с помощью централизованных или распределенных баз данных.
Также ошибочно считать, что блокчейн более эффективны, чем
некоторые централизованные решения. Многое определяется тем, с какой точки зрения мы рассматриваем и определяем эффективность. Если
имеем в виду эффективность вычислений, то уже знаем, что цепочки
блоков очень избыточны и, следовательно, неэффективны с точки зрения вычислений. В конце концов, зачем писать потенциально десяткам
тысяч узлов по всему миру, если можно написать просто паре, если не
одному. Как правило, поддерживать и развивать блокчейн очень дорого, поскольку это в основном усилия сообщества.
И, наконец, еще одно заблуждение может заключаться в том, что,
если предприятие уже решило использовать блокчейн, оно может подумать, что ему следует просто создать свой собственный блокчейн, а не
использовать существующую инфраструктуру. Однако построить собственный блокчейн не так просто, как можно было бы ожидать.
Естественно, лучшее решение для сообщества – разработать инструменты, которые сделают эти общие потребности в технологии
блокчейн легкодоступными и безопасными для всех остальных. Как
и в случае любой новой технологической области, важность инфраструктуры и доступности для разработчиков и компаний, стремящихся
конкретизировать варианты использования, так же важна, как и сама
технология. Как правило, снижение барьеров доступа и неопределенности в отношении растущей технологии имеет решающее значение для
широкого распространения.
Далее обсудим различные корпоративные блокчейн-платформы
и варианты использования, на которые они ориентированы, в первую
очередь в зависимости от типа доступа и механизмов консенсуса.
На заре разработки технологии блокчейн наиболее распространенные проекты разветвляли исходную кодовую базу биткоин для изменения
небольших, но значительных частей кодовой базы. Litecoin и Dogecoin,
использующие Scrypt, хеш-функцию с жесткой памятью, являются примером этого. Этот процесс потребовал непосредственного изменения исходного кода биткоин, а также создания нового сообщества и нового
набора майнеров – по сути, начиная с нуля на всех уровнях.
С популяризацией Ethereum смарт-контракты позволили пользователям, от разработчиков до компаний и активистов блокчейн, кодировать бизнес-логику непосредственно в существующей платформе,
а не создавать свою собственную с нуля. Однако это также означает,
125
что каждое приложение конкурирует за ресурсы со всеми другими приложениями в той же сети. И это продемонстрировала игра CryptoKitties,
ограничивающая сеть Ethereum, в которой пользователи могут разводить криптокотят и торговать ими за Ethereum. Это эквивалентно тому,
что один веб-сайт засоряет весь интернет.
Хотя оба этих подхода были хорошими отправными точками, они
всегда приносили с собой высокую нагрузку и низкую оптимизацию.
Что если мы хотим создать блокчейн или сеть распределенного реестра
с более низкими требованиями к надежности, чтобы уменьшить накладные расходы? С повышением допущений о доверии в закрытых реестрах отпала необходимость в высоких вычислительных затратах,
чтобы снизить вероятность атаки.
Платформы корпоративных блокчейн существуют именно для
того, чтобы предприятия могли реализовывать свои собственные идеи
сценариев использования блокчейн, не начиная с нуля. Однако по мере
развития корпоративных блокчейн-платформ проблема масштабируемости также растет. Трудность масштабируемости заключается в том,
что с точки зрения безопасности, децентрализации и масштабируемости все блокчейн могут иметь только два из этих трех свойств.
Первоначально большинство технологий блокчейн, таких как
биткоин и эфириум, были ориентированы на безопасность и децентрализацию. Однако по мере роста числа пользователей и транзакций возникла необходимость увеличения скорости работы сети, и проблемы
с производительностью становились очевидными. Из-за этого многие
новые блокчейн так же, как и предыдущие, вынуждены учитывать масштабируемость в своих проектах, пытаются смягчить эти проблемы путем включения новых идей в существующие системы. Например,
Ethereum рассматривал возможность использования шардинга в поисках потенциальных решений проблемы масштабирования. Шардинг –
это прием, который позволяет распределять данные между разными физическими серверами. Процесс шардинга предполагает разнесение данных между отдельными шардами на основе некоего ключа шардинга.
Связанные одинаковым значением ключа шардинга сущности группируются в набор данных по заданному ключу, а этот набор хранится
в пределах одного физического шарда. Это существенно облегчает обработку данных. Например, в системах типа социальных сетей ключом
для шардинга может быть идентификационный номер пользователя ID.
Таким образом, все данные пользователя будут храниться и обрабатываться на одном сервере, а не собираться по частям с нескольких.
126
Вместо того чтобы пытаться решить проблему масштабируемости, сохраняя при этом безопасность и децентрализацию, некоторые
блокчейн жертвуют децентрализацией, чтобы обеспечить масштабируемость. В таких блокчейн, как корпоративные, децентрализация не требуется, поскольку варианты их использования обычно ограничиваются
очень конкретными пользователями. Таким образом, эти цепочки блоков позволяют решить проблему масштабируемости и обменивают децентрализацию на масштабируемость и безопасность.
Хотя корпоративный блокчейн все еще находится в зачаточном
состоянии, многие технологические компании уже начинают проявлять
к нему интерес. Например, Microsoft недавно выпустила Blockchain
Workbench, который представляет собой набор инструментов на платформе Azure для разработчиков, работающих с технологией распределенного реестра. Workbench направлен на оптимизацию процесса, с помощью которого компании могут создавать приложения на основе
блокчейн на базе Azure, настраивая инфраструктуру, чтобы разработчики могли сосредоточиться на логике приложения.
Ethereum Enterprise Alliance – это организация внутри сообщества
Эфириум (Ethereum), которая надеется расширить влияние Ethereum на
предприятия. Это консорциум, состоящий из более чем 150 компаний
и стартапов из списка Fortune 500, а также учреждений и правительств,
который обеспечивает стандартную основу для компаний, пытающихся
построить корпоративный блокчейн, используя Ethereum в качестве базового уровня.
На данный момент Ethereum – это стандартная блокчейн-платформа для публичных проектов. Она является децентрализованной
платформой, которая запускает смарт-контракты, т. е. приложения, которые работают, несмотря ни на что, как запрограммировано. Именно
эти смарт-контракты сделали Ethereum настолько популярным. В то
время как биткоин остается наиболее очевидным применением технологии блокчейн, Ethereum обобщил преимущества блокчейн.
Смарт-контракты Ethereum написаны на Solidity, который является полным по Тьюрингу языком. Полнота по Тьюрингу – характеристика исполнителя (множества вычисляющих элементов) в теории вычислимости, означающая возможность реализовать на нем любую вычислимую функцию. По сути, это означает, что вы теоретически можете
написать любую программу, используя ее, и, следовательно, теоретически можете запустить любую программу в сети Ethereum.
127
Это ключевое нововведение подготовило почву для многих других блокчейн-платформ. Например Enterprise Ethereum Alliance был создан именно для удовлетворения потребностей корпоративных проектов таких крупных компаний, как Intel, JP Morgan и Microsoft, а также
организаций, занимающихся блокчейном, таких как Tendermint, Chronicled и IC3. Их цель – разработать стандарты блокчейн для всех видов
бизнеса.
ConsenSys – это стартап, основанный одним из соучредителей
Ethereum Джо Любином, целью которого является развитие и стимули-
рование роста экосистемы Ethereum в помощь таким популярным инициативам, как MetaMask (приложение для хранения криптоактивов).
Hyperledger – это блокчейн-консорциум, возглавляемый IBM
и Linux Foundation, который объединяет усилия по развитию компаний
из разных отраслей и секторов для совместной работы. Цель проекта –
разработать платформу корпоративного блокчейн, которая является
высокомодульной и настраиваемой для корпоративного клиента, нацеленного на реализацию собственного решения блокчейн. Платформа
позволит любому бизнесу или консорциуму разработать свой собственный блокчейн с нуля с минимальными трудностями.
Hyperledger, проект Linux Foundation, был одним из первых отве-
тов на потребность в легкодоступных закрытых или частных платформах блокчейн. Hyperledger фокусируется на широком спектре отраслей,
включая финансы, здравоохранение и цепочку поставок, которые являются одними из самых популярных вариантов использования технологии блокчейн. Более 250 участников консорциума Enterprise Ethereum
Alliance заявили о своей поддержке Hyperledger. Такие компании, как
Walmart и Nestle, использовали Hyperledger для отслеживания доставки
еды в своих цепочках поставок.
Hyperledger состоит из нескольких разных проектов:
– Hyperledger Fabric – самая популярная на сегодняшний день
блокчейн-платформа, инициированная IBM, написанная на языке программирования Go, который позволяет писать смарт-контракты поверх
платформы, а также проводить конфиденциальные транзакции между
выбранными участниками;
– Hyperledger Sawtooth – еще одна версия Hyperledger, первоначально разработанная Intel, использующая Proof of Elapsed Time в качестве механизма консенсуса.
Использование механизма стиля Nakamoto Consensus должно
было позволить предприятиям разрабатывать сети блокчейн без
128
разрешения, тогда как Fabric может обрабатывать только закрытые сети
блокчейн. Однако это приводит к нарушению конфиденциальности.
Платформа с открытым исходным кодом Corda фокусируется на
предоставлении банкам возможности регистрировать, управлять, синхронизировать и поддерживать финансовые транзакции и соглашения с помощью технологии распределенного реестра. Первоначально этот проект
возглавил R3 – банковский консорциум, который попытался объединить
основные банковские учреждения по всему миру. Эта система, как
и Hyperledger Fabric, не имеет собственной валюты. Кроме того, эта система требует для достижения консенсуса участия нотариусов, выступающих в качестве официальных служб, подписывающих ранее замеченные транзакции, чтобы обеспечить консенсус уникальности.
Corda также имеет консенсусные гарантии действительности.
После того как вас попросят нотариально заверить транзакцию, нотариус либо: подпишет транзакцию, если он еще не подписал другие
транзакции, использующие любое из предложенных состояний ввода
транзакции, либо отклонит транзакцию и пометит, что произошла попытка двойной траты.
Chain – еще одна блокчейн-платформа, также ориентированная
на финансовые услуги. Она использует механизм консорциумного (федеративного) консенсуса с M-of-N подписями (мультиподписной аккаунт), необходимыми в каждом кворуме, чтобы блок считался действительным для отдельных узлов в кворуме. Chain признает, что в настоящее время пока не является «византийской» отказоустойчивой системой, но надеется решить эту проблему в будущем.
Компания Chain также создала облачную службу бухгалтерского
учета, известную как Sequence, для предоставления бизнесу продуктов
Ledger-as-a-Service (гросбух как услуга), управляющих инфраструктурой от имени предприятий. Закрытые ключи хранятся в руках субъектов, использующих сеть, в то время как Sequence размещает блокчейн
от имени пользователей, что означает, что Sequence не может производить транзакции от имени других пользователей.
Ripple – еще одна корпоративная блокчейн-платформа, ориентированная на создание глобальной сети финансовых услуг. Чтобы обеспечить такие платежи, Ripple использует внутреннюю криптовалюту
под названием XRP. Внутри сети есть различные типы участников, которые Ripple классифицирует как пользователей сети и участников
сети. В состав сети входят банки и платежные системы, которые предоставляют основные услуги сети Ripple, такие как обработка платежей
129
и предоставление ликвидности. Сеть Ripple позволяет им иметь более
широкий охват – расширить диапазон выплат и увеличить объемы платежей. С другой стороны, пользователи сети (корпорации, малые
и средние предприятия, небольшие банки и поставщики платежных
услуг) пользуются услугами, предоставляемыми сетью Ripple. Например, компании, занимающиеся платформами, могут стремиться отправлять денежные выплаты большого объема и низкой стоимости перевода
поставщикам, продавцам и сотрудникам. Банки и платежные системы
могут стремиться отправлять платежи, а не обрабатывать их и таким
образом преодолевают традиционную неэффективность корреспондентских банковских операций. Сеть Ripple поддерживает обработку
платежей в реальном времени (xCurrent), получение ликвидности по запросу (xRapid) и отправку глобальных платежей (xVia).
Rootstock – это сайдчейн биткоин, нацелен на интеграцию смартконтрактов с блокчейн биткоин. Сайдчейн (англ. side-chain – боковая
цепь) – это способ управления какими-либо параметрами одного канала
или устройства с помощью другого устройства или сигнала. По сути, это
метод двусторонней привязки, с помощью которого данные могут передаваться между основной цепью и боковой цепью. Rootstock разработан
на основе QixCoin, первого блокчейн криптовалюты с полным языком
Тьюринга, предназначенного для поддержки одноранговых игр. Сотрудники QixCoin рассматривали биткоин как способ повысить безопасность
своей платформы за счет слитного майнинга, который повторно использует мощность майнинга основной цепи на боковой цепи. Rootstock
нацелен не только на то, чтобы позволить пользователям писать смартконтракты, взаимодействующие с сетью биткоин, но и на повышение
масштабируемости, используя методы сегментирования блокчейн и создавая блоки каждые десять секунд вместо каждых десяти минут.
Quorum – это софтфорк Ethereum, созданный для предприятий,
с особым упором на управление, конфиденциальность и безопасность
для оптимизации глобальных платежей. Софтфорк – это обратимое изменение кода, которое не нарушает консенсуса относительно самого
протокола. С помощью Quorum узлы и активность в сети могут быть
привязаны к реальной личности. Это также обеспечивает конфиденциальность, позволяя сохранять конфиденциальность деталей транзакций. Quorum также можно настроить на минимальное доверие между
участниками. Quorum управляет большей частью безопасной передачи
сообщений через систему Constellation. Это позволяет Quorum поддерживать как публичные, так и частные транзакции. Публичные
транзакции проводятся так же, как и в сети Ethereum, тогда как частные
транзакции могут быть просмотрены только участниками, которые
были указаны в качестве получателей. Quorum позволяет настраивать
механизмы консенсуса. QuorumChain – это протокол простого большинства, в котором определенному набору узлов делегируются права
голоса. И все узлы с правом голоса сами могут также предоставлять
права голоса другим. Quorum также поддерживает подключаемые механизмы консенсуса на основе Istanbul BFT и Raft.
Cosmos – это инициатива по объединению блокчейн. Его внимание уделяется взаимодействию блокчейн. Например, если я сейчас хочу
обменять биткоины на эфир, мне нужно будет пройти через посредника, например через обмен. Cosmos, однако, позволит нам подключить
несколько блокчейн к одному «хабу» с помощью механизма консенсуса
под названием Tendermint.
Tendermint также предоставляет пользователям возможность создавать свои собственные блокчейн-приложения на любом языке, который им нравится, с помощью так называемого интерфейса блокчейнприложений. Кроме того, блокчейны взаимодействуют друг с другом
по протоколу Inter Blockchain Communication.
Cosmos и Tendermint также можно использовать в корпоративном контексте. Cosmos может предоставить способ подключения частных блокчейн, даже если они используют разные типы протоколов, такие как блокчейн Hyperledger Fabric и блокчейн Corda. Tendermint, являясь эффективным механизмом консенсуса, который начинается с полудоверенного набора валидаторов, также является основным механизмом консенсуса для корпоративных сетей блокчейнов.
В качестве краткого обзора всех корпоративных блокчейн-платформ вернемся к более фундаментальному пониманию блокчейн и корпоративных сценариев его использования в целом. Мы хотим сосредоточиться на базовой технологии, поддерживающей эти корпоративные
блокчейн-платформы, поэтому всегда полезно посмотреть на архитектуру. В частности, хорошо ли работает архитектура платформы с вариантами использования, которые разработчики хотят включить. Например, существует очевидная разница между фокусом работы некоторых
корпоративных блокчейнов и публичных, которую можно рассмотреть,
вернувшись к трем ключевым свойствам, которые мы упоминали ранее:
масштабируемость, децентрализация и безопасность.
Корпоративные блокчейн часто имеют естественное повышение
способности масштабироваться, поскольку они работают
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]