Блокчейн для «чайников»

 

Блокчейн

Блокчейн — база данных, которая состоит из транзакций, объединенных в блоки, и хранится на узлах составляющей ее сети. Блокчейн может быть публичным, как блокчейн биткоина, или частным, за доступом к которому следит администратор. О том, как возник ажиотаж, окружающий технологию, и какие бонусы она может принести миру финансов рассуждает блокчейн-евангелист и сооснователь сyber•Fund Дмитрий Стародубцев.

Основные характеристики блокчейна — это:

  • доверие к алгоритму,
  • неизменность данных,
  • прозрачность операций,
  • полный контроль над цифровым активом.

Если речь идет о самом известном из публичных блокчейнов, блокчейне биткоина, то доверие всех пользователей к системе обеспечивает жажда наживы. Узлы сети, майнеры, получают вознаграждение в виде валюты, или токенов, за то, что подтверждают корректность транзакций и создают блоки, составляющие базу данных. А еще за то, что предоставляют производительные мощности своих компьютеров в качестве  обеспечения безопасности всей сети. Ветераны шутят, что в блокчейне никогда нельзя быть уверенным, не является ли другой пользователь холодильником.

Для того чтобы убедиться в достоверности транзакции, майнеры автоматически «прогоняют» ее содержание через криптографический алгоритм, тем самым верифицируя корректность цифровой подписи отправителя каждой транзакции, а также валидируя, подтверждая, транзакцию с точки зрения соответствия условиям, заложенным в алгоритме консенсуса каждого конкретного блокчейна.

Если речь идет о самом известном из публичных блокчейнов, блокчейне биткоина, то доверие всех пользователей к системе обеспечивает жажда наживы

Затем все накопившиеся транзакции упаковываются в блок. На основании всех данных транзакций в блоке вычисляется «хэш». Хэш представляет собой кажущуюся на первый взгляд случайной последовательность букв и цифр, но является гарантией того, что если в блоке данных изменится хотя бы один бит, каждый узел быстро сможет узнать о попытке фальсификации истории транзакций. Блокчейн биткоина использует алгоритм шифрования SHA-256. Каждый блок в блокчейне состоит из транзакции и должен обязательно содержать в себе информацию о предыдущем блоке в блокчейне, чтобы быть «принятым» системой.

Блокчейн

Сама транзакция на блокчейне биткоина, с точки зрения пользователя, содержит в себе три элемента: адрес отправителя, то, сколько средств перечисляется с одного кошелька на другой, и адрес получателя.

Блокчейн

Блокчейн

 

Когда пользователь сети хочет совершить перевод, он со своего электронного кошелька отправляет заявку, которую подписывает своим приватным ключом. Майнеры подтверждают транзакцию и добавляют ее в блок, и, как следствие, баланс электронного кошелька получателя увеличивается.

Блокчейн

Регулярно фиксировать состояние базы данных, всех ее блоков — важнейшая задача для любого блокчейна

Регулярно фиксировать состояние базы данных, всех ее блоков — важнейшая задача для любого блокчейна. И не только блокчейна. Средний интервал формирования блока в биткоине — 10 минут, другими словами, база данных на всех узлах, или компьютерах майнеров, обновляется именно с таким временным промежутком.

Блокчейн и новый взгляд на собственность

У всех существующих на сегодняшний день в рамках традиционной индустрии безналичных денег отсутствует одно простое свойство — возможность ими владеть. В блокчейне любыми ценностями владеет собственник, а не создатель софта. Вдумайтесь: те цифры, которые владелец счета в банке видит на экране,— это то, сколько банк ему должен, а не то, что ему принадлежит, и если что-то случится с банком, пользователь может и не получить своих денег. Также банки имеют право безакцептных списаний и блокировок. И это не совсем, согласитесь, похоже на собственность.

Блокчейн предлагает новую структуру базы данных, в которой во главу угла становится право собственности

Связка ключей, необходимых любому пользователю электронного кошелька на блокчейне, состоит из приватного и публичного. Публичный ключ (или производный от него адрес) можно по-другому назвать номером расчетного счета в системе. В терминологии публичного блокчейна собственник — это тот, кто владеет приватным ключом от публичного ключа к кошельку, в котором лежат те или иные средства. На блокчейне нельзя открыть счет: он вычисляется из приватного ключа. Любой вычисленный в соответствии с протоколом счет может быть зарегистрирован при первой транзакции на этот счет.

Блокчейн предлагает новую структуру базы данных, в которой во главу угла становится право собственности. Мы можем представить данные о собственности как некие уникальные кусочки информации, которые характеризуют объект, и он может быть передаваем и продаваем. Когда любой из институтов, имеющих дело с собственностью (финансовые институты как частность, в данном случае), говорит, что ему нужна база данных на блокчейне, главная причина состоит в том, что блокчейн позволяет фиксировать вот такие уникальные объекты собственности, хранить и передавать их.

Как это выглядит не на блокчейне: например, если мы говорим о базе данных депозитория, то в ней зафиксировано, что условному пользователю принадлежит 500 акций. Но он сам не имеет права вносить изменения в базу. Вместо этого он должен обратиться к финансовому институту и сказать, что хочет продать эти акции. И институт по поручению пользователя меняет запись в базе данных. Блокчейн же позволяет сделать так, чтобы институт не имел возможности изменить данные об этих акциях — или передать их — без согласия клиента: только сам клиент может это сделать, потому что только он владеет уникальным цифровым ключом и может передать акции кому угодно другому, и если он их передаст, то владеть ими он больше не будет. Своим ключом он подпишет транзакцию, сообщение, о том, что у определенного объекта сменился собственник. Это равносильно тому, как если бы он написал: «Я подтверждаю, что теперь этот объект принадлежит новому владельцу» и указал, например, номер его расчетного счета.

Когда компании говорят о том, что хотят блокчейн, они всегда уточняют, что хотят приватный блокчейн

Объект учета финансовых институтов — это всегда собственность. И, в теории, блокчейн позволит им учитывать объекты собственности проще, прозрачнее, с соблюдением приватности и меньшими рисками уязвимости для их внутренней системы. Когда компании говорят о том, что хотят блокчейн, они всегда уточняют, что хотят приватный блокчейн, потому что им важно быть администраторами системы.

Мировая блокчейн-экосистема

Мировую блокчейн-экосистему можно условно разделить на три класса:

  1. децентрализованные автономные организации и приложения, такие как Bitcoin, Ethereum, BitShares и др.,
  2. блокчейн-сервисы
  3. приватные блокчейн-системы.

Наднациональные объединения работают на публичных протоколах, получить доступ к которым может каждый желающий, они не зарегистрированы ни в одной юрисдикции, и их администратором является сообщество.

Их цель — снизить издержки на IT и ускорить процесс завершения расчетов по сделкам

Блокчейн-сервисы, такие как CoinBase или Circle, в которую кстати инвестировали Goldman Sachs, оказывают услуги на публичном блокчейне, но зарегистрированы в какой-то национальной юрисдикции и имеют счета в местной валюте.

И наконец, приватные блокчейны, которые представляют собой системы, создаваемые и поддерживаемые организацией или группой организаций. Если обобщить, то их цель — снизить издержки на IT и ускорить процесс завершения расчетов по сделкам.

Есть на рынке и гибридные решения, например Ripple. С одной стороны, это частный блокчейн в чистом виде, который администрируется компанией Ripple Labs. Но при этом у него есть собственный токен, который называется XRP. У XRP, правда, всего две функции. Первая — защищать систему от спама: за размещение записи авторизованный пользователь должен заплатить немного XRP. И вторая — токен  выступает в качестве единицы расчетов при обмене любых национальных валют внутри системы.

Преимущества частного блокчейна

Большей пропускной способностью априори обладает частный блокчейн. Блокчейн биткоина сейчас ограничен семью транзакциями в секунду, в то время как блокчейн BitShares, теоретически, может обрабатывать около 100 тыс. транзакций в секунду.

Частный блокчейн дешевле, надежней и функциональней традиционных баз данных в основном за счет архитектуры

На техническом уровне пропускную способность ограничивает размер блока, архитектура данных, на концептуальном — то, что сейчас на публичном блокчейне все узлы должны обрабатывать каждую транзакцию. Системе сложно распараллеливать вычисления (так как в публичных блокчейнах узлы могут быть анонимными), она не обладает линейной масштабируемостью. И даже если добавить в сеть дополнительный узел, пропускная способность не увеличится — она останется такой же. Приватные блокчейны практически решили эту проблему. Например, недавно была представлена BigChain DB, и эта платформа уже обладает линейной масштабируемостью.

Частный блокчейн дешевле, надежней и функциональней традиционных баз данных в основном за счет архитектуры. Он позволяет, например, объединиться консорциуму из 20 банков в рамках одной базы данных и сэкономить колоссальные средства. И это только один из возможных use case. Частный блокчейн обладает высокой прозрачностью, приватностью (используется криптография с публичным ключом) и многими другими свойствами.

На частном блокчейне любую транзакцию может отменить администратор, который контролирует более половины узлов сети. Администратор вносит изменение, и тем самым сообщает всем остальным участникам сети, что на данный момент база данных выглядит так и никак иначе. И точно так же, в теории, у участников есть два пути: согласиться, что теперь база — блокчейн — выглядит так, или не согласиться и покинуть ее, создав собственную, новую сеть. С этой точки зрения дороговизна публичных блокчейнов может быть оправдана, когда необходимо обеспечить неизменность истории и нецензурируемость транзакций.

На частном блокчейне любую транзакцию может отменить администратор, который контролирует более половины узлов сети

Такое «редактирование» базы становится возможным потому, что на частном блокчейне нет механизма доказательства, который существует, например, на блокчейне биткоина (proof-of-work). Если кто-то попытается изменить даже один бит в транзакции, которая произошла год назад, система разрешит это сделать. Но «опознавательный» хэш этого блока изменится полностью и не будет соответствовать доказательству — переборам хэша, которые подтвердили правомерность транзакции год назад. Таким образом, вся цепочка данных будет сломана. Для того чтобы восстановить цепочку, потребуется пересчитать все операции, которые прошли за это время через всю сеть. Но это невозможно, потому что один пользователь не может соревноваться с вычислительной мощностью всей системы, а еще потому, что вся сеть считает правдивой только самую полную «высокую», или полную, цепочку блоков.

Частный блокчейн «летает» быстрее

В любых сложных распределенных базах данных есть проблема согласованности операций (consistency) и их доступности (availability). Это классические проблемы, и они в принципе не могут быть решены. Публичные блокчейны предлагают сверять состояние системы на основании экономических стимулов. Блокчейн биткоина делает это раз в 10 минут, Ethereum — раз в 17 секунд, BitShares — раз в 3 секунды. Но как бы хорошо это ни звучало, на самом деле это все равно слишком долго. На этом фоне частные блокчейны сейчас выдают просто фантастические скорости. Во многом частные блокчейны превосходят публичные по скорости за счет того, что такая сеть может доверять каждому из своих узлов, и у системы нет необходимости запускать механизм proof-of-work для каждой транзакции.

Публичный и частный блокчейн: точки соприкосновения

Публичные и частные блокчейны могут быть связаны, и это не несет никаких рисков с точки зрения информационной безопасности для финансовых организаций. Сейчас на рынке формируются два объединения, которым под силу изменить практически все. Это HyperLedger Project, который создается на платформе Linux Foundation, и Open Blockchain, которым занимается IBM. Один софт делают в соответствии с моделью блокчейна биткоина (UTXO), а другой — по другой архитектуре, которая предусматривает хранение информации о балансе каждого счета, как на Ethereum.

По сути HyperLedger Project, который уже вовсю создает свою, приватизированную, базу данных — это вертикально-интегрированный холдинг из 20–30 организаций. Для них блокчейн — реальная возможность сделать процессы более упорядоченными и прозрачными, а заодно повысить эффективность IT-систем участников.

Существуют и развиваются платформы, которые решают задачи и публичных, и частных блокчейнов. В качестве примера приведу Ethereum. С момента своего создания он развивал технологию публичного блокчейна. Но при этом сейчас на Ethereum функционирует как минимум три решения, которые используют его для обеспечения работы умных контрактов в приватных блокчейнах. Кроме того, сейчас быть в тренде — значит делать частные системы совместимыми с точки зрения структуры данных с публичными блокчейнами.

 

29.04.2016

Источник bankir.ru   Записала Татьяна Ковлягина

 

Запись опубликована в рубрике Блог про деньги и людей с метками , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

2 комментария на «Блокчейн для «чайников»»

  1. Амир говорит:

    Полезная статья, Браво Татьяне, самое главное в бизнесе не делать поспешных шагов.

  2. Александр говорит:

    Честно говоря, «тяжёлым языком» написано. Далеко не всё смог понять 🙁 И по хорошему вначале статьи сразу дать определение, что такое «блокчейн» вообще.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *