Знакомство с типами сетей блокчейн

Блокчейн считается следующим большим технологическим достижением после изобретения интернета. Именно поэтому многие компании занимаются разработкой новых приложений на основе блокчейн, и было основано множество стартапов.

Но блокчейны не все одинаковы. На Coinmarketrate.com, вы можете увидеть массу проектов с различными типами блокчейна, с разными характеристиками и функциями. Это также означает, что каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, а значит, и специфические области применения, и потенциал.

Помимо Индустрии 4.0, подходящими отраслями и секторами являются финансовый сектор, страховая отрасль, интеллектуальные инфраструктуры и индустрия мобильности.

Блокчейн позволяет компаниям всех размеров и отраслей значительно улучшить технологические процессы. В настоящее время существуют как простые, так и сложные блокчейны, которые либо основаны на открытом исходном коде, либо могут использоваться на основе лицензий.

Нет абсолютной необходимости внедрять полную инфраструктуру на основе блокчейна. Во многих случаях достаточно начать с приложения, чтобы ознакомиться с возможностями блокчейна. Здесь многие компании также полагаются на облачные решения, поскольку это облегчает подключение дальнейших партнеров.

Такие компании, как Amazon, Microsoft, Google, IBM и Oracle, предлагают различные функции для создания блокчейна на своих облачных платформах. Существует также несколько протоколов блокчейн, которые позволяют разрабатывать собственные децентрализованные приложения, так называемые dApps. К ним относится, например, Ethereum.

Различия между Bitcoin, blockchain и DLT

Bitcoin — старейшая и самая успешная криптовалюта, разработанная на основе блокчейна. Поэтому Bitcoin часто также является синонимом blockchain. Однако блокчейн Биткойна на сегодняшний день, является лишь одним примером из многочисленных вариантов его использования.

Сатоши Накамото использовал эту технологию для создания цифровой валюты. Блокчейн Bitcoin — это техническая основа для создания монет посредством майнинга. Тем временем блокчейн ВТС был разделен различными форками. Блокчейн Bitcoin Core считается оригинальным блокчейном Биткойна.

Блокчейн относится к DLT. DLT расшифровывается как Distributed Ledger Technology, что означает «распределенные бухгалтерские книги». Термины blockchain и DLT часто используются без четкого разграничения между ними. Однако технически правильно, что блокчейн относится к технологиям распределенных книг и является их подвидом.

Особенностью DLT является то, что бухгалтерские книги в классическом понимании не хранятся централизованно у одного экземпляра, а располагаются децентрализованно на всех узлах. Каждый узел всегда имеет актуальную и полную копию бухгалтерской книги. Поскольку блокчейн — это своего рода база данных, существуют и централизованные варианты.

Однако обычные базы данных достигают своих пределов из-за появления Больших Данных, и все более ориентированных на данные бизнес-моделей. Более того, они не могут быть обогащены искусственным интеллектом или машинным обучением, и управляются и контролируются центральным органом.

DLT предлагает в качестве основы децентрализованную функцию, а блокчейн — прозрачность и неизменность хранимых данных. В сочетании эти характеристики приводят к отличным возможностям для использования некоторых типов блокчейна в корпоративных сетях.

Типы блокчейна с первого взгляда

Блокчейн можно разделить на три соответствующие группы:

1. Публичные блокчейны
2. Частные блокчейны
3. Консорциум или объединенные блокчейны
4. Публичные блокчейны

Публичные блокчейны находятся в свободном доступе для общественности, поэтому любой пользователь может присоединиться к сети. Однако в публичных блокчейнах могут действовать правила управления, которые ограничивают или расширяют полномочия отдельных участников.

Они имеют высокий уровень общей сетевой безопасности, поскольку в них имеется большое количество сетевых узлов. Обслуживание публичных блокчейн децентрализовано, технологии шифрования и защиты данных гарантируют высокие стандарты.

Публичный блокчейн может, но не обязательно должен быть с открытым исходным кодом. Если провайдер решает сделать блокчейн общедоступным, он может использовать для программирования открытый исходный код или свой собственный, а также комбинацию того и другого.

Для использования и участия в публичном блокчейне необходимо загрузить соответствующее программное обеспечение. Затем участник управляет собственным узлом/узлами и проверяет информацию, подтверждает транзакции, а также при необходимости может добавлять новые блоки в блокчейн.

Все узлы в блокчейне образуют сеть блокчейна и имеют полную копию базы данных. Когда приложение запускается, локально хранящаяся копия базы данных блокчейна обновляется и постоянно обновляется во время работы.

Консенсус в публичных блокчейнах

Ни один человек или группа лиц не несет ответственности за контроль над публичным блокчейном. Поэтому принятие решений и проверка транзакций осуществляется с помощью различных механизмов консенсуса, таких как proof-of-work или proof-of-stake.

Консенсус играет важную роль в блокчейн. Этот механизм гарантирует в рамках блокчейна, что все транзакции действительны и что все участники блокчейна имеют доступ ко всем данным. В блокчейн сохраняются только действительные транзакции. Валидность определяется консенсусом.

Алгоритм доказательства выполнения работы (PoW) используется, например, в блокчейне Bitcoin. Такие блокчейны, как Ethereum, также опирались на PoW, но теперь используют и другие технологии. PoW работает путем решения вычислительной задачи при создании консенсуса, то есть подтверждения транзакции в блокчейне. Этот подход требует высокой вычислительной и ресурсной производительности узлов, что увеличивает затраты на электроэнергию и аппаратное обеспечение.

Консенсус Proof-of-Stake (PoS) используется, в частности, в Ethereum 2.0. В отличие от PoW, PoS должен вызывать значительно меньшие затраты энергии и ресурсов, поскольку узлам не требуется высокая мощность.

При использовании PoS не производительность узла определяет, кто вычисляет консенсус, а случайный выбор в сочетании с весовым коэффициентом решает, кому разрешено решить головоломку вычислений. Чтобы определенные узлы блокчейна могли подтвердить транзакцию, они должны иметь определенное количество токенов или монет.

Другим механизмом консенсуса является «делегированное доказательство доли» DPoS. Здесь узлы избирают делегата для выполнения задач консенсуса. Этот делегат не обязательно должен иметь наибольшее количество монет/токенов, он выбирается узлами случайным образом, как это происходит на Decimal Chain (DEL). На рынке также можно найти инновационные механизмы консенсуса, включая Yet Another Consensus (YAC) и Delegated Byzantine Fault Tolerance (dBFT).

Частные блокчейны

Частные блокчейны доступны только определенной группе лиц. В отличие от публичных блокчейнов, за поддержание блокчейна отвечает один или несколько человек. Они определяют, например, кому разрешено выполнять те или иные действия, и кто получает доступ к определенным данным в блокчейне.

В этом процессе консенсус достигается путем голосования центральных ответственных лиц, т.е. авторизованных узлов, которые предоставляют или отзывают права на майнинг для пользователей в сети. Это делает частный блокчейн более централизованным, но при этом криптографически безопасным.

Аспект централизации делает в целом спорным вопрос о том, можно ли назвать этот вариант блокчейном, поскольку он противоречит основной идее Биткойна — распределенной бухгалтерской книге без центральной инстанции. Известные частные блокчейны включают R3, Hyperledger и Ripple.

Частные блокчейны хорошо подходят для внедрения в компаниях и для корпоративного контекста. В тех случаях, когда данные не должны быть свободно доступны для всех, например, при использовании в цепочках поставок, компании в значительной степени полагаются на частные блокчейны.

Если к сети информации и данных имеют доступ различные инстанции с разными полномочиями, частные блокчейны предлагают подходящие методы, такие как аутентификация через системы управления идентификацией, которые контролируют вход в частную среду.

Частные блокчейны также часто называют разрешенными блокчейнами, поскольку доступ к ним возможен не для всех, а только при условии авторизации.

Преимущества частных блокчейнов

При использовании частного блокчейна компании и организации получают выгоду от эффективности транзакций и сохраняют контроль над информацией о внутренней деятельности компании. Публичный блокчейн не подходит для компании, поскольку конкуренты теоретически могут получить информацию и о частных транзакциях.

Кроме того, руководство компании может лучше выбирать, кто из сотрудников сети уполномочен выполнять конкретную задачу.

Как оператор частного блокчейна, он должен четко понимать, что это не децентрализованный подход. Это связано с тем, что, по крайней мере, на начальном этапе участники сети должны согласиться с тем, что один из них контролирует ситуацию. Если сеть достаточно велика, можно договориться о том, что правила игры, так называемое управление, будут децентрализованы.

Консорциум или объединенные блокчейны

Этот тип блокчейна является расширением частных блокчейнов. Он пытается устранить исключительную автономию частного блокчейна. Таким образом, здесь за сеть отвечает более одного человека или компании.

Существует группа компаний или представительных лиц, которые работают вместе и принимают решения для наилучшей выгоды всей сети. Такие группы также называются консорциумами или федерациями, откуда и происходит их название.

Функционирование федеративного блокчейна можно пояснить на следующем примере: консорциум состоит из 20 финансовых учреждений. Они определили в кодексе, что транзакция, блок или решение в сети могут быть приняты как истинные только в том случае, если их подтверждают более 15 участвующих учреждений. Таким образом, в рамках консорциума достигается консенсус.

Этот тип блокчейна позволяет быстро обрабатывать транзакции, не полагаясь на решение отдельного человека, как в случае с приватным блокчейном. Голосование в рамках консорциума также предотвращает принятие неверных решений или мошеннические действия со стороны отдельных участников, поскольку решение должно быть принято определенным большинством голосов. 

Заключение

Благодаря инновационным разработкам, теперь для каждой проблемы и каждого применения существует подходящий тип блокчейна. Цифровая трансформация привела к повышению значимости DLT, таких как блокчейн, и породила множество новых возможностей применения.

Каждая компания вольна решать, будет ли индивидуально необходимое решение открытым или закрытым, разрешенным или неразрешенным, или же это будет консорциальный блокчейн.

На рынке появляются многочисленные новые типы блокчейна с различными процедурами консенсуса и новые dApps, которые повышают общее признание соответствующих типов блокчейна.

Уже существуют готовые структуры и инфраструктуры, но также есть возможность создать свой собственный блокчейн, используя открытый исходный код или собственные знания.