Определение

Как уже говорилось раньше, термин distributed ledger– распределенный регистр (или распределенная главная бухгалтерская книга) – начал распространяться во многих сообществах блокчейнов и в специализированных изданиях для того, чтобы отличать публичные, или исторические, блокчейны (биткойн, эфириум) от новых блокчейнов (частных или гибридных), а следовательно и более современных по своей конструкции и более гибких в использовании.

Но сам термин «блокчейн» – подходит ли он для публичного блокчейна?

Продвинемся немного дальше в своих рассуждениях и, если хотите, рассмотрим здесь один момент, который мне кажется ключевым для понимания пространства блокчейнов и формирующих его технологий.

Когда мы говорим о блоках и цепочках блоков, не подразумеваем ли мы одно и то же?

Мы знаем, что блокчейн – это структура данных в виде «цепочки блоков», но это связывание в цепь на самом деле лишь часть распределенного протокола реестра. Следовательно, в более широком смысле будет более логично назвать эти технологические платформы, эти блокчейны, «распределенными протоколами реестра» (с открытым или закрытым реестром).

Ключевой аспект открытого распределенного реестра – это характер распределения данных и эффективность алгоритма консенсуса, устанавливающего истинность транзакций, зарегистрированных в различных узлах сети. Именно на основании этого алгоритма была выведена большая часть свойств распределенного реестра.

Так, например, во вселенной биткойн безопасность и децентрализация цепочки блоков биткойн (распределенный реестр) – следствие свойства распределенного алгоритма консенсуса (анонимного доказательства выполнения работы, или proof of work), а не вида цепочки блоков.

Вот почему в широком смысле мы считаем, что было бы желательно назвать блокчейны «распространенными протоколами консенсуса».

Вот компоненты распределенного протокола консенсуса:

• жетоны (token) (например, криптографическая валюта, такая как биткойн);

• механизм консенсуса (например, proof of work, или подтверждение выполнения работы);

• структура (например, блокчейн);

• сеть участников (узлов);

• набор правил (например, протокол Ripple).

Теперь, когда мы познакомились с биткойном, эфириумом и публичными блокчейнами, давайте рассмотрим различные типы блокчейнов.

Типы блокчейнов

Вопрос, является ли блокчейн публичным или частным, не нов. Но он снова стал актуальным после того, как финансовые учреждения и банки, в том числе и центральные, заинтересовались технологией блокчейна с тем, чтобы поэкспериментировать с полностью частными приложениями.

Блокчейн публичный или блокчейн частный[1]

Публичный блокчейн, или Исторический блокчейн

Это реестр (ledger), открытый для всех. Этот блокчейн характеризуется полной открытостью: каждый может получить к нему доступ и выполнять разнообразные операции, и каждый может участвовать в процессе достижения консенсуса.

Вследствие этого в данном типе блокчейна нет никакого центрального реестра или доверенного третьего лица. Это самый известный тип блокчейна, который лежит в основе данной технологии и соответствует современной экономике. Некоторые считают, что при упоминании этой технологии следует употреблять только единственное число – мы, таким образом, говорим о блокчейне. Его действие основано на «криптоэкономике»[2], то есть на сочетании экономических стимулов и механизмов верификации с использованием криптографии в качестве доказательства выполнения работы (Ро\Л/) или доказательства участия (РоБ). Публичный блокчейн по своей природе полностью децентрализован.

Блокчейн консорциума, или Гибридный блокчейн

Здесь процесс консенсуса контролируется совокупностью предварительно выбранных узлов (участников).

Можно представить себе, например, консорциум из 15 финансовых учреждений, каждое из которых управляет узлом, и из них по крайней мере 10 должны подписать каждый блок для того, чтобы этот блок считался легитимным. Доступ к этому блокчейну может быть публичным, а возможно, число участников будет ограниченным. Эти блокчейны могут рассматриваться как «частично децентрализованные».

В качестве примера можно взять гибридный блокчейн консорциума R3 CEV, членами которого являются около 50 банков.

Частный блокчейн

И, наконец, существуют полностью частные блокчейны, доступ к записи в которые выдается центральной организацией (это может быть, например, центральный банк), но разрешение на чтение может быть открытым или ограниченным (частным).

Характеристики и консенсус

Каждый из блокчейнов определяется его сообществом, типом допускаемых в нем транзакций, используемым в нем методом проверки честности консенсуса, а также его характером (частный он или общественный).

Публичный блокчейн (или unpermissioned blockchain, а также blockchain mining ):

• характеристики: общественная сеть без посредников и без цензуры;

• консенсус (proof of work): дорогой, «медленный», с присущей ему компенсацией сети (майнеры).

ПУБЛИЧНЫЕ БЛОКЧЕЙНЫ И УБЫТКИ ОТ СДЕЛОК

Все протоколы распределенного консенсуса (блокчейны, за исключением биткойна, эфириума и их разновидностей) являются альтернативными решениями проблемы защиты данных в децентрализованном публичном реестре. Все они не только более быстрые и более эффективные, чем решение биткойна, но также разработаны с помощью формальных методов, которые обеспечивают правильность посредством математической точности.

Теперь, когда мы представили публичные блокчейны и консенсусы, мы считаем уместным напомнить, что биткойн не предлагает формального математического подтверждения правильности своего функционирования. Наоборот, доказано, что в его протоколе имеются определенные недостатки, с теоретической точки зрения. Действительно, в некоторых случаях он оказывается не в состоянии решить проблему византийских генералов.

Было отмечено, что на практике (и это общеизвестно, по крайней мере, среди специалистов) в случае fork (ветвления) его блоков биткойн может потерять данные. Когда fork – ветка – восстановится, развиваться будет только самая длинная ветка, и лишь она будет признана легитимной, что приводит к возможности того, что транзакции в меньшей ветке будут полностью потеряны.

Частный блокчейн (или permissioned blockchain, или консенсус блокчейна):

• особенности: частный или получастный (различные права доступа к платформе), участники известны или идентифицируемы, сектор регулируемый;

• консенсус: между известными участниками функционирование внешнее по отношению к платформе (ответственность берут на себя один или несколько уполномоченных представителей частного блокчейна).

Блокчейн биткойн:

• с валютой биткойн: биткойн (ВТС);

• с другой валютой: Factom (Factoids), Mastercoin (MSC), Counterparty (XCP), Namecoin (NMC).

Блокчейн, не являющийся блокчейном биткойн:

• с валютой биткойн: Blockstream, Truthcoin;

• с другой валютой: эфириум (ЕТН), BitShares (BTS), Truthcoin (Cashcoin), Litecoin (LTC), PayCoin (XPY).

Блокчейн не‑блокчейн:

• с консенсусом без майнинга: Ripple (XRP), Stellar (STR), NXT[3] (NXT), Hyperledger, Tendermint, Pebble, Open Transactions, beAchain.

Нейтральный блокчейн:

• интеллектуальные услуги: Monax (бывший Eris Industries), PeerNova, Codius, SmartContract, SAE, Tezoz, Tillit.

Вот небольшой обзор, который позволяет нам классифицировать некоторые существующие решения, но этот список не является исчерпывающим, классификация крайне субъективная, и рейтинг блокчейнов постоянно меняется.

Консенсус

Определение

Консенсус – это соглашение, обычно положительное и единогласное, внутри группы людей, позволяющее решать или действовать сообща без предварительного голосования или обсуждения конкретного вопроса.

Как мы уже говорили ранее, «информационный консенсус в области распределенных систем – это способ, при помощи которого узлы (участники) могут договориться о легитимности сделки и обновлять бухгалтерские книги, представляющие собой стройную систему согласованных фактов»[4].

Таким образом, с точки зрения своей базы и истории (алгоритмы консенсуса появились около 1970 года), консенсус остается основополагающим элементом в области распределенных вычислений, то есть там, где мы имеем ряд узлов (участников), которые должны согласовать решение. Принцип заключается в том, чтобы добиться определенной надежности системы при решении распределенных задач в условиях наличия неисправности.

Таким образом, в теоретической информатике проблема консенсуса требует наличия протокола, который отвечает следующим критериям:[5]

• окончание: любой процесс должен получить некую величину;

• целостность: все процессы принимают значение, которое было предложено одним из процессов;

• согласие: все процессы принимают одно и то же значение.

Протокол, который может гарантировать эти свойства в присутствии не менее t отключений, называется t‑robust.

Мы не намерены здесь объяснять функцию консенсуса (математический алгоритм), а всего лишь хотим показать, что в блокчейнах (так называемых публичных) и в распределенных протоколах консенсуса (так называемых частных блокчейнах) существуют различные консенсусы.

Когда мы знакомили вас с функционированием блокчейнабиткойн, мы вводили понятие proof of work, или доказательство выполнения работы (майнинг). Но теперь мы знаем, что существуют распределенные алгоритмы консенсуса, более эффективные (в зависимости от варианта применения) и менее энергоемкие, чем proof of work.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАИНТЕРЕСОВАННОСТИ ИЛИ УЧАСТИЯ

Мы знаем, что майнинг – это энергоемкий процесс и некоторые участники, в частности в эфириуме, предпочитают отбросить proof of work и перейти к proof of stake в связи со слишком большими энергозатратами на огромные вычислительные мощности.

При такой замене для проверки блоков не нужно использовать огромные вычислительные мощности и, следовательно, «сжигать» энергию, можно просто иметь определенное количество криптовалюты.

Обзор консенсуса

Чтобы обеспечивать защиту, упорядоченный и целостный вид реестра, существует ряд алгоритмов консенсуса (по дате появления).

1998 год | Подтверждение выполнения работы – proof of work (PoW)[6]: пользователи должны несколько раз выполнить алгоритм хеширования или просчитать математическую головоломку согласно определенному алгоритму для подтверждения электронных транзакций:

• биткойн (специфика: все узлы являются анонимными и потенциально вредоносными, поэтому необходим proof of work, «бесполезный» на первый взгляд, но необходимый для безопасности сети);

• эфириум (специфика: та же, что и для биткойна);

• Peercoin и Decred[7] используют гибридный метод PoW/PoS, чтобы воспользоваться преимуществами обеих систем и создать более устойчивый консенсус.

1998 год | Paxos

2013 год | Доказательство заинтересованности или участия – proof of stake (PoS)[8]: пользователь должен обладать некоторым количеством криптовалюты, если он хочет претендовать на подтверждение дополнительных блоковблокчейнейне, и получать за это вознаграждение, если таковое предусмотрено:

• проект Ethereum 2017 (Sharding[9]);

• Peercoin[10], подтверждение использования PoS;

• (i) подтверждение обладания – proof of hold (РоН): чем больше у вас денег, тем больше у вас прав на проведение проверки;

• (ii) подтверждение использования – proof of use (PoU): чем больше вы обмениваете валюту, тем больше у вас прав на проведение проверки;

• (iii) подтверждение ставки/время – proof of stake/time (PoST): математическая функция, которая учитывает время владения объектом, чтобы определить вероятность быть выбранным для проверки следующего блока в блокчейне (примеры: Peercoin, Vericoin);

• (iv) подтверждение минимальной ставки/время – proof of minimum aged stake (PoMAS): метод, объединенный со взвешиванием (s);

• (v) подтверждение значимости – proof of importance (Pol): пользователи, которые имеют наибольшее подтверждение ставки в криптовалюте, будут вознаграждены (пример: NEM).

PROOF OF WORK И PROOF OF STAKE

Proof of work (подтверждение работы) и proof of stake (подтверждение ставки или владения) – два наиболее известных способа проверки блоков. Они состоят из двух совершенно разных механизмов консенсуса.

Процесс, который заключается в решении вычислительных задач, подразумеваемый proof of work, называется майнингом: мы говорим о майнерах.

Процесс решения вычислительных задач, подразумеваемый proof of stake, называется минтинг: мы говорим о минтерах.

2013 год | Делегирование права на владение – delegated proof of stake (DPoS): здесь консенсус использует систему репутации, набираемой путем голосования, для подбора ограниченной группы людей, которым все доверяют. Только такие люди имеют право записывать блоки и делают это в случайном порядке. Все обладатели жетонов могут голосовать, голоса взвешиваются по количеству фишек, которыми владеет голосующий.

• Bitshares[11];

• Graphene [12];

• Steem[13].

2013 год I Raft[14] (производный от Paxos):

• подтверждение права: один или несколько узлов могут добавлять блоки;

• подтверждение активности (в соответствии с профилями узлов);

• подтверждение возможности (в зависимости от профилей узлов);

• подтверждение личности (например, beAchain);

• толерантность к ошибкам типа задачи византийских генералов (например, Hyperledger и beAchain).

2016 год | Juno[15] (производный от Raft) – творение JP Morgan.

2016 год | Tangaroa[16] (производный от Raft).

КОНСЕНСУС МЕЖДУ МАШИНАМИ, МЕЖДУ ОБЪЕКТАМИ, УСТАНАВЛИВАЕМЫЙ BEACHAIN

В то время как одна или несколько машин, участвующих в цепочке, заявляют транзакцию (заявка на установление подлинности/авторизацию, обмен ценностями, часть определенного договора и т. д.), некоторое количество взаимосвязанных в данный момент машин должны прийти к согласию относительно того, принимать ли данную транзакцию или нет. Количество компьютеров (см. теорию ацикличных графов) вариабельно: чем оно выше, тем больше время достижения консенсуса, но результат будет гарантирован.

Экосистемы

Вот краткий обзор последних нововведений (список не исчерпывающий) в этой области блокчейнов, которые некоторые называют blockchains 2.0, – даже если нам намного ближе протоколы реестров, которые распространяются как блокчейны.

Lisk – Dapps [17]

Lisk – это молодая компания, основанная Максом Кордеком. В начале 2016 года она собрала на новый проект 14 тысяч биткойнов. Проект Lisk во многом похож на Ethereum, в частности в том, что облегчает развитие и размещение Dapps (см. врезку ниже).

Lisk – это платформа нового поколения, которая обеспечивает развитие и распространение децентрализованных приложений, написанных на JavaScript. В Lisk разработчики могут создавать, публиковать, распространять и монетизировать свои приложения для работы с внутренней криптовалютой. Система построена таким образом, что она использует блокчейн, определенный пользователем, умные контракты, облачные хранилища данных и вычислительные узлы – все в одном решении.

Lisk – первое средство, децентрализованное приложением, написанным полностью в Node.js. Эта система работает в асинхронном режиме и позволяет обрабатывать без явных задержек такие задачи, как транзакции в сети. Для выполнения сложных запросов база данных использует SQLite. Работа фронтенда Lisk базируется на HTML5 и CSS3.

Использование стандартных и хорошо известных языков приводит к тому, что экосистема Lisk доступна тысячам разработчиков без дополнительных навыков. Любой веб‑разработчик, который уже знает JavaScript и Node.js, может сразу взять Lisk и с первого дня начать создавать децентрализованные приложения.

Основная цель Lisk – создание системы plug‑and‑play, которая позволит разработчикам создавать и выполнять все: дизайн, проектирование, разработку, публикацию, монетизацию – все это внутри одной платформы. Используя экосистему Lisk, разработчики могут быстро развернуть Dapps JavaScript к Lisk Hosting & Storage Nodes, видимый в Lisk App Store, и иметь непосредственный доступ к узлам Lisk для выполнения кода. Все это поддерживается функциями целостности и безопасности, которые возникают из функционала консенсуса боковых цепочек Lisk.

Все задачи экосистемы выполняются пользователями и делегатами Lisk, которые оплачиваются посредством автоматической внутренней платежной системы (или в самой сети – в случае делегатов). Вознаграждение узлов выполняется LSK – собственной криптовалютой Lisk или биткойнами.

ЧТО ТАКОЕ DAPP?

Dapp – это децентрализованное приложение, работающее внутри блокчейна с помощью ресурсов, предоставляемых майнерами. Более конкретно: Dapp позволяет участникам, чьи финансовые средства недостаточны для обеспечения затрат, развертывать приложения (энергия, хранение, центральный процессор, техническое обслуживание) в блокчейне. Кроме того, Dapp имеет преимущество – гибкость в отношении используемых ресурсов. Dapp приспосабливается к запрашиваемому процессору или к пространству, необходимому для хранения данных.

Stellar Consensus Protocol (SCP)[18]

Stellar.org предложил свой протокол консенсуса (SCP) – конструкцию для «византийского соглашения» (метод организации обмена сообщениями по двунаправленным линиям связи в мультипроцессорных системах – Federated Byzantine Agreement – FBA).

SCP был вдохновлен биткойном, и в него добавили возможность допускать участников, нецелесообразных в условиях низкой вычислительной мощности.

SCP является первой надежной конструкцией для FBA, и, в отличие от большинства существующих подходов для достижения консенсуса, у него имеются четыре ключевых свойства:

• децентрализованное управление: SCP в качестве протокола FBA гарантирует безопасность в условиях нерационального поведения, ему нужны достаточно скромные вычислительные ресурсы, за счет чего снижается планка входного барьера;

• гибкий предел достоверности: это означает, что пользователи обладают свободой доверять в любой комбинации сторон, которую они считают правильной;

• небольшое время задержки;

• асимптотическая безопасность: безопасность основывается на цифровых подписях и серии хешей, в которых параметры могут быть разумно отрегулированы таким образом, чтобы обеспечить защиту системы от противников с большой вычислительной мощностью. Чтобы зрительно представить себе это, вообразите пароль, длина которого может расти по мере увеличения вычислительной мощности злоумышленника.

Ripple [19]

Запущенная в 2012 году сеть Ripple позволяет осуществлять «финансовые операции, глобальные, безопасные, мгновенные и почти бесплатные, любого размера и без отзыва проводок». Она поддерживает любые бумажные деньги, любую криптовалюту, биржевые товары или любые другие ценные объекты, такие как бонусные мили, минуты мобильных устройств…

Ripple – это протокол [20] для обмена валютами, который можно определить как «http для денег». Как и в случае с http, его использование бесплатно и не требует лицензии; как и в случае с биткойном, он позволяет заключать сделки на деньги.

В 2016 году Ripple был третьей по величине криптовалютной системой по капитализации после биткойна и эфириума.

Протокол Ripple все больше и больше берут на вооружение банки и системы оплаты. Из пятидесяти крупнейших в мире банков десять уже работают с ней. Ripple – это частный блокчейн (permissioned ).

IOTA[21]

Поскольку Интернет вещей (lnternet‑of‑Things, loT) продолжает распространять идею необходимости взаимодействия и совместного использования ресурсов, IOTA позволяет компаниям изучить новые модели В2В, делая из каждого технологического ресурса потенциальный обменный сервис на открытом рынке в режиме реального времени и без затрат.

IOTA базируется на новой распределенной бухгалтерской книге, Tangle, в которой устранены все неэффективные элементы конструкции нынешних блокчейнов и введен новый способ достижения консенсуса в одноранговой децентрализованной системе. Впервые благодаря IOTA люди могут перевести деньги без затрат. Это означает, что при помощи IOTA могут осуществляться даже самые небольшие платежи.

IOTA предназначен для работы совместно с другими блокчейнами вроде биткойна или эфириума. Некоторые его особенности таковы.

Структура данных не принимает форму блокчейна, то есть цепочки блоков, содержащей транзакции. Вместо этого там находится DAG[22](Directed Acyclic Graph) с именем Tangle. IOTA – это криптовалюта на базе Tangle.

Транзакции, запущенные узлами P2P, будут образовывать Tangle – это означает, что транзакции образуют гроссбух в форме DAG.

Когда возникает новая транзакция, система должна утвердить две предыдущие сделки. Эти утверждения, представленные в виде ребер графа, вносят свой вклад в защиту сети.

Если нет направленного ребра между транзакцией А и транзакцией В, но есть путь длиной ≥ 2 от А до В, то говорят, что А косвенно одобряет В.

Hyperledger [23]

«Сделать блокчейн реальным для бизнеса».

Hyperledger – это проект с открытым исходным кодом, который родился в декабре 2015 года благодаря активности нескольких крупных игроков (Accenture, Airbus, Fujitsu, Digital Asset, IBM, Intel, JP Morgan, R3CEV…). Этот проект осуществляет фонд Linux Foundation, который намерен объединить усилия, направленные на создание технологии блокчейна, или, говоря более точно, технологии распределенных реестров, отвечающей специфическим потребностям фирм. Проект объединяет более 100 участников и развивается быстрее всех остальных проектов Linux Foundation[24]. Участниками являются как технологические консорциумы (IBM, Intel, Fujitsu, Digital Asset, R3, Red Hat…), так и различные производственные предприятия (Airbus, JP Morgan, BNP paribas, ABN Amro).

Основной проект, разрабатываемый под эгидой Hyperledger, называется Fabric. Значительная часть кода поступает из лаборатории IBM, которая поместила его в открытом доступе.

Он предусматривает создание permissioned ledger для промышленности. В permissioned ledger, в отличие от публичного блокчейна (как, например, у криптографических валют биткойн и эфириум), в установлении консенсуса могут принять участие только участники сети, становясь узлами системы. Действительно, в условиях производственного регламента идентификация и авторизация участников просто необходимы.

Hyperledger может повысить безопасность данных для блокчейнов в сфере бизнеса за счет многочисленности сообщества, разрабатывающего его элементы, и модульной платформы. У проекта нет цели создать работающий разделенный регистр. Вместо этого предполагается, что в распоряжении предприятий окажется набор основных элементов, позволяющих построить business‑ready блокчейн (готовый к работе в компании).

Каждый участник, или, вернее, каждый консорциум, сможет построить собственный блокчейн в соответствии со своими потребностями. При создании они обычно сами определяют все характеристики распределенного реестра: тип автоматически выполняемых записей или контрактов, критерии проверки, механизм консенсуса, стандарты конфиденциальности, методы доступа…

В дополнение к характеристикам классических блокчейнов (распределенный реестр, децентрализованный, неизменный, имеющий возможность включения умных контрактов) технология Hyperledger содержит дополнительные функции, очень полезные для бизнес‑приложений:

• защита анонимности (невозможность связать данные о личности автора сделки или сделок между собой): можно не раскрывать личность автора записи, опубликованной в едином реестре, если это необходимо в определенных нормативных рамках для обеспечения конкурентоспособности или защиты ноу‑хау;

• настраиваемый алгоритм консенсуса: режим консенсуса может быть изменен в зависимости от вариантов использования. Это позволяет достичь уровня производительности, близкого к уровню нераспределенных систем (в плане объема, пропускной способности и времени отклика);

• конфиденциальность: содержание операции может быть зашифровано для обеспечения конфиденциальности сделки. Благодаря этому свойству можно определить, к какой информации имеет доступ каждый участник сети;

• контролируемость: система обеспечивает контролируемость сделок;

• масштабируемость: Hyperledger предназначен для обработки больших объемов транзакций и сохранения устойчивости системы с течением времени.

ПРИМЕРЫ ПРИЛОЖЕНИЙ

Код Hyperledger уже использовался в различных проектах. Например, HSBC и Bank of America использовали его для обработки финансовых аккредитивов. Проект повторяет систему обмена бумажными аккредитивами между экспортной фирмой, предприятием‑импортером и их банками через автоматически исполняемые контракты.

Во Франции Crédit Mutuel Arkéa планирует применять для обеспечения обмена информацией со своими клиентами принцип КУС (Know Your Customer, знай своего клиента). Голландский банк ABN AMRO, в свою очередь, намерен использовать Hyperledger для того, чтобы стандартизировать информацию для реструктуризации и финансового оздоровления системы. Walmart планирует применять Hyperledger для отслеживания продаж свинины в Китае, Japan Exchange Group – для упорядочения оформления сделок, финская компания Kouvola собирается соединить Hyperledger с подключенными в систему объектами, чтобы улучшить логистические цепочки. UBS после двухлетнего испытания технологии блокчейна планирует использовать эту технологию для того, чтобы создать систему импортно‑экспортных сделок, охватывающую весь мир.

Interledger [25]

Этот протокол, разработанный компанией Ripple Labs для подключения блокчейнов к системе распределенных регистров, позволяет проводить платежи через различные сети и использует условные депозиты для обработки движения средств между двумя отдельными гроссбухами. Протокол Interledger формально создан с использованием TLA+[26], он также используется Amazon для исправления критичных ситуаций в системе.

В отличие от подхода биткойна, этот протокол не требует никакой глобальной системы координации блоков.

Tendermint [27]

Tendermint – это протокол[28], который безопасно и последовательно реплицирует приложение на большом числе машин. Tendermint способен работать, даже если до трети машин подверглись случайным сбоям (консенсус BFT).

Tendermint состоит из двух основных технических элементов: консенсусный движок блокчейна и универсальный интерфейс приложения. Движущий консенсус называется Tendermint Core. Он гарантирует, что одинаковые копии сделки сохраняются на каждой машине в том же порядке. Интерфейс приложения называется Tendermint Socket Protocol (TMSP). Он позволяет обрабатывать транзакции на любом языке программирования. В отличие от других вариантов блокчейна и консенсуса, разработчики могут использовать Tendermint для репликации машины состояний BFT независимо от языка программирования и среды разработки.

Monax[29] (ранее – Eris industries)

Monax – это концепция, которая позволяет создавать и использовать распределенные веб‑приложения без сервера. Каждое приложение использует для достижения общего консенсуса распределенный блокчейн, выступающий в роли сервера и созданный в сети Ethereum. Пользовательский интерфейс построен с использованием HTML, CSS и JavaScript. На платформе Eris может быть воспроизведен любой вид существующих веб‑приложений, например форум, веб‑платформа для коллективного финансирования, рынок и др.

Corda[30] от R3CEV

В начале декабря R3CEV выпустила исходный код своего распределенного регистра для банков и финансовых компаний – Corda. Тестовая версия содержит пять видов умных контрактов. Разработчики подчеркивают, что новая система не базируется на классическом блокчейне.

По данным «белой книги», «Corda – это платформа для ведения распределенного бухгалтерского учета и обработки финансовых соглашений. […] В отличие от биткойна и эфириума, Corda не упорядочивает транзакции при помощи цепочки блоков и, как следствие, не использует майнеров или доказательства выполнения работы (консенсус). Вместо этого каждое состояние указывает на “oracle" или “нотариуса", которые являются сервисами, гарантирующими, что сделка будет подписана только в том случае, если все точки входа будут приведены в соответствие.

Пользователи сети не получат доступ ко всему реестру операций, они будут видеть только подмножество данных, управляемых системой. Данные подтверждаются, если по крайней мере двое участников системы достигнут консенсуса по этому вопросу, в то время как любой комбинации участников разрешается участвовать в процессе достижения консенсуса относительно записи, внесенной в реестр.

Чтобы получить доступ к данным клиентов Corda, могут быть использованы составные ключи. Платформа позволяет им передавать дополнительные ключи и их комбинации третьей стороне, участвующей в операции».

Главной особенностью Corda в качестве системы является возможность выполнения умных контрактов. Текущая версия этой системы предлагает пользователям пять видов умных контрактов: работа с наличными, работа с товарами, работа с коммерческими бумагами, процентный своп и работа с обязательствами. По словам разработчиков, все контракты могут быть связаны во времени: «Контракты с ограниченным сроком действия с нотариусами (или oracles) должны быть синхронизированы с атомными часами военно‑морской обсерватории США».

Пользователи могут объединять и редактировать шаблоны, чтобы создать уникальные контракты, адаптированные к их потребностям. Команда Corda опубликовала целый учебник, посвященный тому, как в текущей версии кодировать простой договор с доступными элементами.

В настоящее время платформа Corda находится на стадии тестирования. Для того чтобы продолжить исследования и разработки, R3CEV получил поддержку ведущих мировых банков, включая Bank of America, JPMorgan, Credit Suisse, Barclays, Deutsche Bank, HSBC, Citi, Commerzbank и Société Generale (Santander и Goldman Sachs покинули консорциум в конце ноября).

beAchain[31] – объектно‑ориентированный блокчейн (ООБ)

beAchain – это блокчейн (находящийся на стадии разработки), который позволяет своим пользователям разрабатывать собственные безопасные одноранговые приложения, причем даже тем, кто не является специалистом в области компьютерных технологий.

Объектная ориентированность блокчейна означает, что он позволяет подключенным объектам – компьютерам, планшетам, смартфонам, а также всем устройствам, связанным с IoT (Интернетом вещей), – датчикам, транспортным средствам, домам, одежде, бытовой технике, беспилотным летательным аппаратам и пр. – взаимодействовать между собой, сравнивать свои данные, опрашивать друг друга и, в конечном счете, принимать решения в соответствии с индивидуальными алгоритмами о том, принимается транзакция или нет. В перспективе это позволяет реализовать несколько десятков тысяч операций в секунду. Для этого beAchain опирается на конкретные протоколы с ультракомпактными режимами шифрования и ультрабыстрыми процессами.

Перегруппировывая объекты в группы связанных объектов (GOA), beAchain позволяет создавать временные виртуальные организации (Quick Virtual Organization, QVO), альтернативные модели экономического развития промышленного предприятия. Без адреса, без помещения, без хранения, без обмена валюты, без затрат и заработной платы, QVO – организация с децентрализованным автономным производством, в котором связанные между собой машины могут вести собственный бизнес, управляемый контрактами, созданными пользователями. Обеспеченные инструментами искусственного интеллекта, эти интерфейсы позволяют создавать свои умные контракты на естественном языке (русский, французский, английский…), которые алгоритмы beAchain переводят в коды для запуска на компьютере. Любой такой контракт может быть проверен и переписан каждой из заинтересованных сторон, прежде чем он будет публично запущен на выполнение.

Любой объект beAchain одновременно способен владеть криптовалютой, привлекать коммерческие контракты с другими объектами (smart contracts), быть вызванным для выполнения конкретной задачи или участвовать в консенсусе транзакций. Так, например, можно ссылаться на приложения с любыми автомобилями и только с автомобилями. Или адресоваться только туда, где есть упоминание о датчиках температуры. Или исключить из конкретного протокола все смартфоны. Учетные данные компьютеров договаривающихся сторон защищены устойчивыми к поломкам подтверждениями личности (quantum‑resistant), зависящими от набора частных/открытых ключей, что гарантирует оптимальную защиту.

Блокчейны beAchain, одновременно частные, общедоступные и гибридные, в зависимости от используемых протоколов, могут применяться, например, для производства (автомобили, энергетика, управление запасами, отслеживание продуктов), организации онлайн‑сервисов (страхование, переводы, отслеживание учетных данных), организации мероприятий, в средствах массовой информации (pay‑per‑view ), на транспорте (VTC, упаковочные материалы, услуги по продаже билетов), для контрактации между объектами (раздел имущества / установление принадлежности и проверка подлинности файлов STL, управление 30‑принтерами) или в качестве платформы для обмена.

QVO, ВРЕМЕННЫЕ ВИРТУАЛЬНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ

Построенная по той же модели и той же технологии, что и QVE, QVO – это модель развития beAchain, гораздо менее ориентированная на бизнес. Она адаптирована под специфику создания культурных, политических, социальных, спортивных мероприятий.

С концептуальной точки зрения QVE и QVO приближаются к DAO эфириума с той лишь разницей, что они ориентируются не на срок, а на цель. Например, «QVO Paris – New York»[32], где целью является полностью открытая и децентрализованная организация трансатлантического перелета.

Подведем итоги

Итак, мы добрались до конца главы 2, посвященной реестрам, протоколам и консенсусам, которые являются технологическим продолжением блокчейна биткойн, поддерживающим одноранговые сделки по торговле криптовалютой – биткойнами.

Изобретенный в 2008 году Сатоси Накамото, биткойн представляет собой децентрализованную платформу, позволяющую при помощи ряда протоколов и технологий обеспечить доверие и безопасность обмена валютой, полностью убрав облеченную властью третью сторону (в данном случае банки).

Транзакции передаются в зашифрованном виде, анонимные, защищенные, а их история – это зашифрованная цепочка блоков, распределенная между всеми компьютерами таким образом, что не требуется ни одного сервера, на котором эта информация будет собираться, храниться, сосредотачиваться и перераспределяться. Эта технология идеально горизонтальна, транзакции в ней узакониваются не некоей внешней организацией, но прямым консенсусом между участниками системы.

Пользователи этой системы очень быстро пришли к очевидному выводу: потенциал блокчейна[33] огромен, а варианты его применения практически безграничны при условии возможности расширить поле деятельности, ограниченное, например в биткойне, исключительно финансовыми потоками.

В 2014 году молодой разработчик Виталик Бутерин создал эфириум – платформу блокчейна по образу биткойна, но разработанную таким образом, что она могла предоставить множество других вариантов ее использования. В результате появилось понятие «глобальный компьютер»: все компьютеры, подключенные к эфириуму, могут обмениваться данными, делиться ими, работать друг с другом и разделять задачи, чтобы произвести данные, которые будут распределены по горизонтали, организованные в блоки в зашифрованном виде.

Одновременно начали появляться и другие блокчейны: Lisk, Ripple, IOTA, Hyperledger, Interledger, Tendermlnt, Monax, Corda, beAchaln… новые горизонты открылись и для экспериментов.

Независимо от их специфики (публичные или частные, с майнингом или без него), от их протоколов (PoW, PoS) и от их алгоритмов все они имеют общие характеристики: данные децентрализованы, зашифрованы, организованы в виде блоков, равномерно распределенных по сети, и транзакции – финансовые потоки, исполнение кода, обсчитывание данных – утверждаются на основе консенсуса между участниками.

Посредством протокола платформы блокчейн обещает, что в ближайшем будущем будет создан не просто автономный электронный носитель, способный вести диалог с вашим смартфоном по вопросам платежей, но универсальная платформа, позволяющая всем пользователям самостоятельно создавать необходимые им приложения – не важно, для личных или коллективных нужд, реализуемые посредством умных контрактов, защищенных от изменения и фальсификации.

Блокчейн проникает и в такие области, где Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (ИИ) и одноранговые технологии (блоков) сходятся воедино, создавая децентрализованные формы обмена валюты без собственника, открытые, основанные на системах взаимного доверия и осуществляющие платежи по горизонтали в режиме реального времени, что гарантируется самим протоколом.

[1] Читайте об этом: Виталик Бутерин. On Public and Private Block‑chains // https://blog.ethereunn.org/2015/08/07/on‑public‑and‑private‑blockchains.

[2] Неологизм Виталика Бутерина (эфириум).

[3] NXT Whitepaper: https://nxtwiki.org/wiki/Whitepaper: Nxt#Proof_ of_Stake.

[4] Источник: КРМС, Джордж Самман.

[5] Механизмы консенсуса используются для того, чтобы убедиться, что все узлы сети обладают одной и той же информацией и что в распределенные регистры записываются только допустимые транзакции.

[6] Система, которая связывает производительность майнинга с вычислительной мощностью.

[7] https://decred.org

[8] Метод, при котором цепочка блоков криптовалюты направлена на достижение распределенного консенсуса.

[9] Проект БИагсЛпд: http://ethereum.stackexchange.com/questions/ 573/\л/Ь|аЫ5‑а‑5Ьагс1.

[10] https://peercoin.net

[11] https://bitshares.org

[12] https://bitshares.org/blog/2015/06/15/the‑history‑of‑graphene

[13] https://steem.io

[14] https://raft.github.io

[15] http://www.the‑blockchain.com/docs/JP‑Morgan‑Juno‑Distributed‑Cryptoledger.pdf

[16] http://www.scs.stanford.edu/14au‑cs244b/labs/projects/ copeland_zhong.pdf

[17] https://lisk.io

[18] SCP Stellar: https://www.stellar.org

[19] https://ripple.com

[20] Алгоритм протокола консенсуса Ripple: https://ripple.com/files/ ripple_consensus_whitepaper.pdf.

[21] https://www.iotatoken.com

[22] DAG (от Directed Acyclic Graph), в переводе – направленный, или ориентированный, ациклический граф, в котором нет направленных циклов. – Прим. ред.

[23] https://www.hyperledger.org

[24] https://www.hyperledger.org/announcements/2016/11/30/hyperledger‑хиты‑00‑member‑milestone

[25] https://interledger.org

[26] TLA+ – акроним наименования «Темпоральная логика действий». Это система формализованных процедур для параллельных и распределенных алгоритмов.

[27] https://tendermint.com

[28] «Tendermint: консенсус без майнинга», http://the‑blockchain.com/docs/TendermintConsensuswithoutMining.pdf.

[29] https://monax.io

[30] https://www.corda.net

[31] http://www.beachain.com

[32] http://beachain.com/BEACHAIN‑QVO‑Paris‑NewYork.pdf

[33] Для верных биткойнистов существует только один блокчейн блоков. По мнению некоторых эфириумцев, их всего два. Что же касается всех остальных, то, по их мнению, существует столько же блокчейнов, сколько существует распределенных регистров (01_Т) с горизонтальными согласованными операциями Р2Р, не важно, публичных, смешанных или частных.