Блокчейн — это распределенный, децентрализованный реестр транзакций. Этот реестр широко тиражируется и распространяется по сети компьютеров, входящих в упомянутый блокчейн.
Технически, блокчейн может служить децентрализованным способом хранения информации. Благодаря распределенной структуре, эта система практически не поддается обману, взлому или изменению.
Как известно, Bitcoin (BTC) был первой криптовалютой, основанной на блокчейне. Он быстро завоевал популярность в криптосообществе, поскольку позволял публично обмениваться данными между пользователями, а участникам сети — самостоятельно проверять и подтверждать транзакции.
Каждый блок в блокчейне состоит из транзакций. Каждый раз, когда происходит новая транзакция, запись о ней добавляется в реестр каждого участника. Поэтому такой тип децентрализованной базы данных называется технологией распределенных бухгалтерских книг или Distributed Ledger Technology (DLT). Блокчейн является разновидностью DLT, а запись транзакций осуществляется с помощью хэша (криптографической подписи).
Коротко можно сказать, что DLT включают в себя различные технологии и фреймворки, которые позволяют реализовать распределенную конструкцию.
Две основные парадигмы — эксклюзивный блокчейн (закрытый) и инклюзивный блокчейн (открытый) — будут более подробно рассмотрены в этой статье.
Что такое эксклюзивный блокчейн (permissioned)
Эксклюзивный блокчейн — тот, который является закрытым или имеет уровень контроля доступа. Этот дополнительный уровень безопасности позволяет участникам выполнять только те действия, на которые они уполномочены.
Permissioned в дословном переводе «разрешенный».
В блокчейне с ограниченным доступом пользователю необходимо получить разрешение от владельца сети, чтобы стать ее частью. Технически, пользователь может получить право читать и записывать информацию в блокчейн только в том случае, если ему предоставлен доступ к ней. Приватный блокчейн с правами доступа определяет, как каждый участник может вносить свой вклад в блокчейн и к чему он может получить доступ.
Эксклюзивный блокчейн может настраиваться. Для допуска участников в приватную сеть может проводиться проверка личности, но пользователи все равно смогут выполнять только определенные действия, основанные на установленных блокчейном разрешениях.
Иногда называемые «частными блокчейнами» или «приватными песочницами», эксклюзивные блокчейны считаются лишь частично децентрализованными. Это связано с тем, что, в отличие от Bitcoin, сеть распределена между известными участниками.
Хорошим примером блокчейна с правами доступа является XRP Ledger, ранее известный как Ripple — криптовалюта (технически это токен), поддерживающая ролевое распределение участников сети на основе прав доступа. Многие компании отдают предпочтение эксклюзивным блокчейн-сетям с настраиваемыми правами доступа, поскольку они позволяют администраторам сети устанавливать необходимые ограничения.
Как работает консенсус в блокчейне с разрешенным доступом
В эксклюзивных блокчейнах не используются такие же модели консенсуса, как в инклюзивных. Обычно организации, использующие подобные блокчейны, применяют такие модели, как Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), Federated и Round-Robin консенсусы.
- Консенсус PBFT. Это алгоритм консенсуса, основанный на голосовании. В этой модели безопасность сети гарантируется до тех пор, пока необходимый минимальный процент узлов ведет себя честно и работает правильно.
- Federated консенсус. При федеративном консенсусе существует набор подписантов, которым доверяет каждый узел блокчейна. Эти подписанты помогают узлам достичь консенсуса с помощью единого генератора блоков, который получает транзакции, хранит их и соответствующим образом фильтрует.
- Консенсус Round-Robin. При таком консенсусе узлы для создания блоков выбираются псевдослучайным образом, чаще по кругу. Каждый узел должен подождать несколько циклов, прежде чем его снова выберут для добавления нового блока.
Характеристики эксклюзивного блокчейна
Некоторые из определяющих характеристик блокчейн-системы тесно связаны с безопасностью. Поскольку существует уровень контроля доступа, permissioned-блокчейны рассматриваются как более безопасная альтернатива публичным блокчейн-системам, таким как Bitcoin.
Их предпочитают те, кому необходимо определять роли, проверять личности и обеспечивать безопасность доступа в сети. Эксклюзивные блокчейн-системы не анонимны и обычно разрабатываются частными структурами, такими как предприятия и организации.
Решения санкционируются закрытой группой
В отличие от permissionless-сетей, permissioned-сети не основаны на консенсусе. Вместо этого решения принимаются владельцами сети через центральный, заранее определенный уровень.
Децентрализация не является необходимостью
В отличие от Bitcoin, который является полностью децентрализованной блокчейн-сетью, эксклюзивные блокчейн-сети могут быть полностью централизованными или частично децентрализованными. Участники обычно сами определяют уровень децентрализации сети, а также алгоритмы консенсуса.
Прозрачность не требуется
В отличие от инклюзивных блокчейнов, эксклюзивные не обязаны быть прозрачными в целях безопасности. Уровень прозрачности обычно зависит от целей организации, управляющей блокчейн-сетью.
Преимущества и недостатки эксклюзивного блокчейна
Закрытость дает таким блокчейнам преимущества перед публичными, но есть и ряд недостатков.
Преимущества
На первом месте в списке преимуществ стоит высокий уровень безопасности и конфиденциальности. Не имея прав или разрешения, посторонний человек не может получить доступ к информации о транзакциях или изменить ее.
Еще одно преимущество — гибкость децентрализации. Она может быть как частично, так и полностью централизованной, что дает предприятиям большую свободу участия, не беспокоясь о рисках, связанных с высокоцентрализованной сетью.
Кроме того, такие сети обладают высокой степенью настраиваемости и позволяют создавать конфигурации и интеграции в соответствии с потребностями организации. Наконец, они масштабируемы и высокопроизводительны благодаря ограниченному числу узлов, необходимых для управления проверкой транзакций.
Недостатки
В основном они связаны с недостаточной прозрачностью сети и риском коррупции. Именно потому, что сеть ограничена кругом лиц и контролируется частной группой, существует высокий риск сговора и саботажа консенсуса. Операторы узлов могут легко изменить правила консенсуса.
Безопасность эксклюзивного блокчейна, хотя и считается надежной, зависит также от добросовестности его участников. Если человек или группа лиц, контролирующие сеть, решат изменить данные в своих интересах, они смогут это сделать. В этой связи отсутствие прозрачности сети становится ее основным недостатком.
Кроме того, они подвержены регулированию и цензуре, особенно для предприятий, которые должны работать в соответствии с определенными правилами и нормами.
Что такое инклюзивный блокчейн (permissionless)
В противовес эксклюзивным блокчейнам находится другая разновидность DLT — блокчейны, не требующие разрешений. Большинство основных криптовалют (Bitcoin, Litcoin, Dogecoin, Monero, Ethereum, Tron) являются инклюзивными блокчейнами.
Permissionless в дословном переводе «без разрешений».
В соответствии со своим названием, такие сети позволяют любому пользователю принимать участие в работе сети и получать доступ к информации. Одним словом, они децентрализованы и открыты для общественности. «Безразрешительность» заключается в том, что в них нет центральных серверов и цензоров. Любому, кто хочет получить доступ к блокчейну, не нужно проходить KYC или иным методом удостоверять свою личность.
Технически, если протокол позволяет, любой может использовать его для выполнения любых действий в сети. Считается, что инклюзивные блокчейны ближе к первоначальной концепции блокчейна Сатоши Накамото.
Поскольку блокчейн является общедоступным, типичным компромиссом для permissionless-блокчейнов является скорость. Они, как правило, работают медленнее, чем их приватные аналоги, в которых участвуют лишь несколько человек.
Как правило, информация о транзакциях, хранящаяся в инклюзивных блокчейнах, подтверждается сообществом. Поскольку в сети нет регулирующего сервера или контролера, для достижения консенсуса относительно действительности транзакций она полагается на своих участников.
Механизмы консенсуса, обычно используемые в таких сетях, — это Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS). Как правило, при использовании этих механизмов честность стимулируется, и система работает в соответствии с ожиданиями.
Характеристики инклюзивного блокчейна
В отличие от эксклюзивных блокчейнов, инклюзивные характеризуются прозрачностью транзакций и анонимностью пользователей. Кроме того, их исходные коды открыты, что благоприятствует постоянной разработке и развитию.
Децентрализация
Инклюзивные блокчейны, как правило, децентрализованы. Отдельный субъект не может редактировать распределенный, отключать сеть или изменять ее протоколы. Это в значительной степени закреплено в протоколе консенсуса, который опирается на мнение большинства и целостность данных. Для достижения консенсуса обычно требуется согласие более 50% участников сети.
Прозрачность
Пользователи децентрализованной сети могут получить доступ ко всем видам информации (кроме приватных ключей). Поскольку сама природа децентрализованной сети заключается в отказе от центрального органа управления, прозрачность транзакций в инклюзивной сети очень важна.
Анонимность
В отличие от сетей с разрешаемым доступом, permissionless-блокчейн не запрашивает у пользователей идентификационные или личные данные при создании адреса.
Токены
Инклюзивные блокчейны позволяют использовать токены или цифровые активы. Как правило, они служат стимулом для пользователей к участию в работе сети. Токены и активы могут как расти в цене, так и дешеветь с течением времени в зависимости от конъюнктуры рынка.
Преимущества и недостатки инклюзивного блокчейна
Такие блокчейны отличаются высокой степенью децентрализации и открытости. Естественно, они имеют ряд преимуществ и недостатков.
Преимущества
Одним из важнейших преимуществ permissionless-сети является высокий уровень прозрачности. Благодаря высокой децентрализации и широкому распространению прозрачность способствует достижению быстрого согласия между неизвестными сторонами.
Децентрализация, конечно, имеет свои плюсы. Одним из них является то, что информация не хранится в каком-либо одном центральном хранилище, что делает публичные записи безопасными, надежными и доступными для всех. По этой причине сеть считается практически не взламываемой.
Она также безопасна и устойчива к цензуре, поскольку к ней имеют доступ пользователи со всего мира. Злоумышленникам будет сложно изменить сеть. Не существует единого хранилища, на которое можно было бы нацелиться, и для того, чтобы захватить механизмы консенсуса, злоумышленникам придется атаковать 51% сети.
Недостатки
Большинство недостатков инклюзивного блокчейна связано с его производительностью. Одной из самых серьезных проблем является мощность, необходимая для его работы. Для достижения консенсуса требуется большое количество энергии и вычислительных мощностей.
Поскольку такая сеть обычно большая, она чаще работает медленнее, чем эксклюзивные сети, и ее сложнее масштабировать. Из-за своих размеров и вычислительных мощностей, необходимых для проверки транзакций, permissionless-блокчейны достаточно энергозатратные, что ограничивает их использование организациями в качестве корпоративного решения.
Кроме того, информация о транзакциях менее конфиденциальна из-за ее публичного характера. В определенной степени анонимность также можно отнести к недостаткам систем, не требующих прав доступа, поскольку участником сети может быть любой желающий, в том числе мошенник или взломщик.
Сходства между эксклюзивным и инклюзивным блокчейном
Если говорить об общих чертах, то можно выделить несколько характеристик, присущих обоим блокчейнам.
- Во-первых, оба они считаются распределенными реестрами, т. е. несколько версий одинаковых данных хранятся в разных местах сети.
- В обоих используются механизмы консенсуса, то есть участники могут прийти к соглашению относительно того, как проверять транзакции или как должен выглядеть реестр данных.
- Обе блокчейн-сети также являются неизменяемыми, хотя и не в полной мере для эксклюзивных сетей. Неизменяемость означает, что данные, хранящиеся в этих сетях, теоретически не могут быть изменены, если только механизмы консенсуса не будут отменены или система не будет взломана.
Какой блокчейн лучше
Эти две архитектуры блокчейна имеют разные сценарии использования. Например, инклюзивный блокчейн больше подходит для финансовых приложений. Он также хорошо применим для решений, требующих высокого уровня децентрализации, таких как:
- Пожертвования и краудфандинг.
- Торговля цифровыми активами.
- Блокчейн-хранилище.
В то же время эксклюзивный блокчейн подходит для решений, требующих высокого уровня безопасности и конфиденциальности, таких как:
- Проверка личности.
- Урегулирование претензий.
- Отслеживание цепочек поставок.
Исследователи представили аргументы в пользу того, что инклюзивный блокчейн лучше эксклюзивного:
- Возможность пересчета следующих блоков в закрытой сети. Блокчейн-система обеспечивает целостность данных, проверяя транзакции и защищая подтвержденные транзакции от подделки. В инклюзивной сети это достигается путем аннулирования последующих блоков при изменении одного предшествующего. В эксклюзивной сети, по утверждению исследователей, «можно пересчитать все следующие блоки (...) так, что все измененные блоки снова станут действительными».
- Простого соединения блоков друг с другом недостаточно. Связки блоков между собой на основе хэша предыдущего блока недостаточно. В своей работе исследователи показали, что этот метод «не может обеспечить целостность и безопасность данных и защитить транзакции от подделки». По мнению исследователей, в результате цепочка транзакций теряет смысл, и блокчейн такого типа превращается в «бесполезную структуру».
Исследователи признали недостатки инклюзивных блокчейнов, а также привлекательность эксклюзивных. Тем не менее, они подчеркнули, что, несмотря на проблемы с масштабируемостью и производительностью инклюзивных блокчейнов, эксклюзивные не являются хорошей альтернативой.
Блокчейн с правами доступа не допускает открытого участия
Исследователи утверждают, что закрытая сеть не может достичь целей блокчейна. Это объясняется тем, что эксклюзивный блокчейн «не позволяет открыто участвовать ни в отправке транзакций, ни в процессе проверки транзакций». Более того, «отправка транзакции требует какого-то разрешения, помимо простой оплаты транзакционных сборов, иначе сеть будет цензурировать транзакции».
Согласно исследованию, есть три характеристики, которыми блокчейн-система должна обладать постоянно:
- Открытость.
- Публичность.
- Отсутствие запретов.
Согласно этому, открытость становится «обязательным и необходимым свойством блокчейн-сети». Инклюзивные блокчейны используют PoW и PoS, например, для защиты от атак Сивиллы. Эти механизмы консенсуса служат для предотвращения создания валидаторами спам-блоков. Кроме того, по мнению исследователей, они заставляют валидаторов эффективно потреблять энергию, чтобы отбить атаку.
При всем этом организация должна сама решать, перевешивают ли риски и недостатки, связанные с каждой из сетей, те преимущества, которые они дают.
Могут ли сосуществовать эксклюзивные и инклюзивные блокчейны?
Углубляясь в тему, важно вспомнить о последствиях появления «Белой бумаги» Сатоши Накамото. Накамото — это псевдоним человека, известного как «отец Биткоина», который в качестве решения многих проблем современных финансов предложил новую платежную систему — полную противоположность централизованным институтам, таким как банки.
В 2008 году Накамото впервые опубликовал децентрализованный одноранговый протокол для отслеживания и проверки цифровых транзакций. Блокчейн, о котором писал Накамото, стал ответом на кризисы, выявившие недостатки централизованной финансовой системы.
Блокчейн Накамото — это инклюзивный блокчейн, не требующий доверия и безразличный к гражданству. Эта система могла генерировать четкие и доступные записи о транзакциях, которые все участники могли бы проверить в любое время, а также предотвратить двойное расходование средств.
Однако, как и в любой другой сфере, когда стало очевидно, что технология может использоваться для решения других задач, стали появляться ответвления от первоначальной идеи. Появились блокчейны с разрешением на использование, чтобы «преодолеть разрыв» между традиционной технологией блокчейн и ее вариантами с ограниченным доступом, которые предпочитали применять организации в целях безопасности.
Но, как описывалось выше, существуют веские аргументы против сетей с так называемым «фейс-контролем». Основной аргумент состоит в том, что механизмы консенсуса, такие как PoW и PoS, уже служат целям безопасности, которую требуют компании и организации.
Опять же, как и во всем, что связано с технологиями, власти предержащие обычно сопротивляются «общественным» технологиям. Но поскольку они гибкие, имеют больше преимуществ и более низкие барьеры входа, то, конечно, публичные версии этих технологий будут преобладать. То же самое можно сказать и об инклюзивных блокчейн-технологиях, которые сейчас используются более широко.
Однако, несмотря на то что публичные технологии могут доминировать, это не означает, что приватные технологии не имеют достоинств. Можно сказать, что по-прежнему существуют специфические сценарии использования и приложения, которые хорошо работают с эксклюзивными технологиями.
Преимущество эксклюзивного блокчейна заключается в его эффективности. Он может:
- Облегчить быструю и безопасную торговлю между членами закрытой группы.
- Создать единую базу данных для управления рисками, обеспечения соответствия и других важных задач в организации.
- Устранить ненужную бумажную работу.
Можно утверждать, что в определенных условиях и случаях использования эксклюзивные блокчейны могут быть более подходящими. Во-первых, блокчейн с правом доступа не требует таких сложных алгоритмов, как публичный блокчейн, поскольку доступ к нему имеет только закрытая группа. Это делает обработку данных и транзакций более энергоэффективной, а достижение консенсуса — более быстрым.
Тот же принцип применим к Интернету и интрасетям. Интернет доступен практически каждому и, несомненно, полезен для большей группы людей. Однако нельзя сбрасывать со счетов и то, что интрасети полезны в организациях. Многие организации используют их для корпоративного общения, удаленного сотрудничества и хранения конфиденциальных файлов.
Исходя из изложенного, можно сказать, что да, эксклюзивные и инклюзивные блокчейны могут сосуществовать. Просто у них разные цели.
