Все еще кушаем блокчейны...
Priv.eth, читатель!
Мы уже как-то рассказывали в общих чертах об устройстве такой технологии, как блокчейн. Обыватель сталкивается с ним только в сфере криптовалют и очень мало изучает саму технологию, делая упор на финансовую сторону. Но блокчейн - основа крипты, поэтому мы немного углубимся в это понятие...
Оглавление
Виды блокчейнов
В основном блокчейны делятся на приватные и публичные.
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.
Такие блокчейны используются в основном в банках и компаниях, работающих с реестрами и системами учета, за счет своей контролируемости и прогнозируемости.
У приватных блокчейнов есть ряд преимуществ перед публичными:
1) Низкая стоимость транзакций, поскольку проверка их валидности проводится доверенными и высокопроизводительными нодами вместо десятков тысяч пользовательских устройств, как в случае с общедоступными сетями.
2) Приватный блокчейн можно настроить таким образом, что количество транзакций в секунду будет сильно больше, чем у публичных сетей.
3) Упрощенный процесс обновления, за счет централизованного контроля над блокчейном.
Приватные блокчейны способны заменить множество централизованных бизнесов, существующих сейчас. Они могут стать базой для блокчейн-инноваций в сервисах, использующих реестры или финансовые системы учета.
Публичные блокчейны
Эти блокчейны знакомы всем, кто хоть когда-то пользовался криптовалютой. Именно они применяются в Bitcoin, Ethereum, Solana и остальных популярных сетях.
Публичные или общедоступные блокчейны могут быть прочитаны любым пользователем, каждый из которых имеет право формировать транзакции. При этом операции защищаются механизмами консенсуса, такими как Proof-of-Work (подробнее о них расскажем далее).
Помимо этого, публичные блокчейны обладают сетевыми эффектами. Это когда ценность проекта увеличивается при взаимодействии с другими проектами на блокчейне. Первыми пользователями приложений, построенных на публичном блокчейне, зачастую являются пользователи других приложений на том же блокчейне.
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.
Виды механизмов консенсуса
Механизм консенсуса – это процедура, посредством которой все узлы сети достигают общего соглашения о текущем состоянии блокчейна. Таким образом, согласованные алгоритмы обеспечивают надежность в сети и устанавливают доверительные отношения между неизвестными партнерами.
Более 90% рынка криптовалют основано на трех основных механизмах консенсуса.
Тем не менее, мы рассмотрим и некоторые другие механизмы.
Proof of Work (PoW)
Основная идея этого алгоритма состоит в том, чтобы решить сложную случайную математическую задачу, сгенерированную блокчейном и выдать решение. Особенностью данного алгоритма является сложность решения задачи, но при этом его можно легко перепроверить. Эта математическая головоломка требует больших вычислительных мощностей и, таким образом, узел, который решает головоломку, раньше остальных добирается до следующего блока.
PoW стремится, чтобы атака на сеть была чрезмерно дорогой и требует высоких энергозатрат.
Недостатками данного механизма принято считать ограниченную масштабируемость и невысокую пропускную способность.
Proof of Stake (PoS)
Пожалуй, это наиболее распространенная альтернатива PoW. Даже Ethereum планирует переход от PoW к PoS консенсусу в ближайшем будущем. В этом типе алгоритма консенсуса вместо того, чтобы вкладывать средства в дорогостоящее оборудование для решения сложной головоломки, валидаторы вкладывают средства в монеты сети, блокируя часть своих монет в качестве ставки (стейкинг).
После этого все валидаторы начинают проверять блоки, делая ставку на тот блок, который, по их мнению, может быть добавлен в цепочку. На основании блоков, добавленных в блокчейн, все валидаторы получают вознаграждение, пропорциональное их ставкам. В конце концов, для генерации нового блока валидатор выбирается на основе его экономической доли в сети.
Плюсами данного механизма считают повышенную масштабируемость на базовом уровне и потенциальную экономию энергии в сравнении с PoW. К недостаткам следует отнести риск централизации, что в свою очередь ведет к снижению безопасности.
Delegated Proof Of Stake (DPoS)
Механизм DPoS является развитием PoS, но, по сути, представляет собой алгоритм консенсуса другого типа, который основан на системах голосования. Вместо того, чтобы отдельные узлы выбирались случайным образом для выполнения проверки, держатели токенов используют свои средства для голосования за какой-то из доверенных узлов. Они несут ответственность за проверку транзакций, поддержание сети.
DPoS можно сравнить с представительной демократией — участники голосуют за доверенного представителя для защиты сети от своего имени. Избиратели могут заменить делегатов, если они действуют против интересов большинства заинтересованных сторон.
Достоинствами DPoS являются высокая масштабируемость и более равномерное распространение монет между валидаторами, а минусами недостаточная безопасность и устойчивая тенденция централизации в сети.
Proof of Elapsed Time (PoET)
PoET широко используется во многих частных и корпоративных блокчейнах, в частности Hyperledger. В этом алгоритме каждый валидатор в сети получает реальный шанс создать свой собственный блок. Все узлы делают это, ожидая случайное количество времени и добавляя подтверждение своего ожидания в блок.
Созданные блоки передаются в сеть для рассмотрения остальными участниками. Победителем является валидатор, который имеет наименьшее значение таймера. В алгоритме есть дополнительные проверки, чтобы не дать узлам всегда побеждать на выборах, генерируя самое низкое значение таймера.
Из плюсов можно выделить высокую эффективность и малую ресурсоёмкость, из минусов низкий уровень безопасности и зависимость от третьей стороны, разрабатывающей алгоритм.
Proof of Authority (PoA)
PoA – это основанный на репутации алгоритм консенсуса, который использует ценность идентичности и репутации валидаторов блоков. PoA похож на PoS, за исключением того, что валидаторы вместо монет ставят свою репутацию. Доверенные узлы / валидаторы выбираются лидерами сетей, что делает PoA полезным только для частных блокчейнов. Используется в VeChain Thor, Microsoft Azure и других.
Плюсы: высокая скорость транзакций, масштабируемость, невысокая стоимость обслуживания сети.
Минусы: отказ от децентрализации, возможное злонамеренное поведение участников сети, которое практически невозможно предотвратить.
Proof of Capacity (PoC)
В консенсусе Proof of Capacity, валидаторы должны инвестировать свое место на жестком диске вместо того, чтобы вкладывать деньги в дорогостоящее оборудование или сжигание монет. Чем больше средств проверки пространства на жестком диске, тем больше у них шансов попасть на майнинг следующего блока и получить награду за блок.
PoC намного более энергоэффективнее PoW. На PoC работают проекты Filecoin, Storj, Burstcoin. Очевидные плюсы такого подхода в энергетической эффективности, минусы в недостаточной безопасности из-за подверженности атакам.
Существуют также другие консенсусные алгоритмы, такие как:
- Proof of Activity
- Proof of Weight
- Proof of Importance
- Proof of Participation
- Proof of History
- Leased Proof of Stake
- Proof of Burn
- Practical Byzantine Fault Tolerance
Но их использование в данный момент можно отнести скорее к частным случаям и инновациям.
Форки
Форк — это изменение правил работы сети, по которым блок в блокчейне признается подлинным, своеобразное разделение, отсюда и название — от английского fork, что значит «вилка».
В мире цифровых монет различают два вида форков: софт и хард.
Софтфорком называется мягкая форма разделения, в этом случае пользователи старой версии могут взаимодействовать с пользователями новой версии. Софтфорк — это, скорее, глубокий апгрейд, чем революционные изменения. После его проведения вряд ли появится новая валюта.
Хардфорк подразумевает внедрение серьезных изменений в блокчейн, которые разделяют цепь на две самостоятельные цепочки, не способные взаимодействовать друг с другом.
Ярким примером хардфорка можно назвать форк Ethereum, когда криптовалюта разделилась на две монеты – это основной Ethereum и дополнительный Ethereum Classic.
Иногда хардфорк может проходить на фоне серьезных разногласий среди участников сообщества. Так, например, произошло с криптовалютой Bitcoin Cash, которая в ноябре 2018 года «раскололась» на две ветки
Также форком назвают заимствование открытого кода одного проекта, для создания нового. Например Binance Smart Chain - форк Ethereum. Причем все форки эфира, как и он работают на EVM и поддерживают один и тот же формат смарт-контрактов, благодаря чему одно Dapp можно запустить на нескольких EVM-сетях почти без изменений.
Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это программная платформа, которую разработчики могут использовать для создания децентрализованных приложений (DApps) на Ethereum и подобных ему сетях.
Сферы применения блокчейна
Помимо крипты, блокчейн используется во многих сферах:
Банковское дело
Блокчейн позволяет сделать все процессы в банковской индустрии безопаснее, надежнее и прозрачнее. Денежные переводы, расчеты при сделках с ценными бумагами, KYC, рутинная работа офисов банков — все эти операции теперь проходят с внедрением этой технологии.
Блокчейн может сократить затраты банков до 50%. Об этом заявляли еще в 2017 г. аналитики Morgan Stanley. По их мнению, блокчейн мог бы оптимизировать инфраструктуру, радикально сократить затраты и обеспечить необходимое повышение доходности банков. Многим банкам, несмотря на присущую им консервативность, опасно было бы недооценивать потенциал этой технологии.
Удостоверения личности
Такие ID представляют собой перевод персональных данных о человеке на блокчейн, создание его цифрового профиля. Есть большой перечень госуслуг, доступ к которым может быть осуществлен посредством блокчейна, и есть статистика передовых блокчейн-стран (Эстония, некоторые эмираты ОАЭ). Использование блокчейна активным гражданином может стать обычным явлением уже при жизни современного поколения.
И в России, и на Западе государства в последние десятилетия активно ищут пути оптимизации своей административной деятельности. Хорошим решением для этого было бы перевести в блокчейн все рутинные и архаичные процессы.