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 — 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 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
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
