Технология распределенного реестра DLT за рамками блокчейна

1083
Просмотры
Технология распределенного реестра DLT за рамками блокчейна

Понятие «распределенный реестр» все чаще употребляется вне технической области знаний, поскольку часто используется как синоним блокчейну. Этот термин мелькает в законопроектах, комментариях экспертов и статьях.

Распределенный реестр и блокчейн на самом деле находятся не в синонимичных, а родо-видовых отношениях. То есть, блокчейн является видом распределенного леджера, но не каждая DLT (distributed ledger technology) является блокчейном.

Distributed ledger technology — это технология хранения информации, ключевыми особенностями которой является совместное использование и синхронизация цифровых данных согласно алгоритму консенсуса, географическое распределение равнозначных копий в разных точках по всему миру, отсутствие центрального администратора.

Она же называется технология распределенных баз данных, распределенного реестра.

Без центрального администратора распределенный реестр поддерживается узлами, или нодами.

Нода в контексте криптовалют и DL в целом — это устройства с установленным на них ПО, которые объединены в общую сеть с целью совместно обеспечить работу распределенной базы данных. Вся система при этом характеризуется как «система без доверия», так что для подтверждения верной информации все ноды должны прийти к консенсусу.

Географическая удаленность и участие независимых сторон (часто не объединенных какими-то другими договорами, кроме правил системы) вынуждает усиливать следующие технические аспекты:

  • бесперебойное соединение,
  • технология удаленного доступа к данным,
  • параллельное выполнение (широкоформатный параллелизм),
  • функции восстановления с учетом выхода некоторых нод из сети без предупреждения.

Где используется DLT

Распределенный реестр наиболее известен из-за использования в криптовалютах. С технической точки зрения криптовалюта и базовый реестр представляют собой две разные вещи. Однако на практике DLT должна иметь криптовалюту (собственную или из другого реестра), чтобы дать стимулы для поддержания нод в рабочем состоянии.

Также используется как площадка для смарт-контрактов (впервые введенный Ethereum), хранилище файлов и Интернет-протокол.

Виды распределенных реестров

По доступности системы выделяют открытые, приватные и федеративные DLT.

Частные учреждения, типа банков, поняли, что они могут использовать основную идею блокчейна и создать цепь (частную или федеративную), где валидатор является членом консорциума или юридическим лицом той же организации. Термин «blockchain» в этом контексте является весьма спорным. Поэтому термин «распределенные реестры» стал более общим.

Открытые DLT  — это современные общедоступные протоколы, основанные на алгоритмах консенсуса, с открытым исходным кодом. Любой может присоединиться к системе, например, запустить полную ноду. Любой в мире может отправлять транзакции через сеть и ожидать их включения в блокчейн, если они действительны. Любой может прочитать транзакцию в обозревателе блоков. Транзакции прозрачные, но анонимные  или псевдосеменные.

Примеры: BTC, ETH, LTC, XMR, DOGE и т. д.

Влияние:

  1. Потенциально могут разрушить существующие бизнес-модели путем отказа от посредничества.
  2. Отсутствие затрат на инфраструктуру: нет необходимости поддерживать серверы или системных администраторов, что радикально уменьшает затраты на создание и запуск децентрализованных приложений (dApps).

Федеративные распределенные реестры, или блокчейн-консорциумы — это системы, которые работают под руководством группы. В отличие от публичных, они не позволяют любому, у кого есть доступ к Интернету, участвовать в процессе проверки транзакций. Такие реестры быстрее и конфеденциальнее. Они в основном используются в банковском секторе. Консенсус контролируется заранее выбранными нодами: например, можно представить консорциум из 15 финансовых учреждений, каждый из которых держит ноду, и 10 из них должны подписывать каждый блок.

Пример: R3, EWF, B3i, Corda

Влияние:

  1. снижает транзакционные издержки и избыточность данных,
  2. заменяет устаревшие системы, упрощает документооборот и сокращает ручной труд.
  3. дополняет экосистему, но не разрушает ее.

Частные блокчейны — не являются DLT, поскольку разрешения сохраняются централизовано для одной организации. Разрешения на чтение могут быть общедоступными или ограниченными.

Примеры: MONAX, Multichain

Неясно, как технология будет развиваться. Многие думают, что приватные или федеративные реестры могут схлопнуться, повторив судьбу Интернета в 1990-х годах. Тогда частные компании построили свои собственные локальные сети или WAN вместо использования общего Интернета, и затем устарели, особенно с появлением SAAS в Web2.

Но наиболее интересны конкретные реализации распределенных реестров.

  • Самый популярный на сегодняшний день — блокчейн. О нем отдельно в большой статье.  Хранят транзакции последовательно, одну за другой. Сеть поддерживается нодами-наблюдателями, они обычно являются и майнерами.Это очень надежный и безопасный, но по своей сути медленный способ обрабатывать транзакции. Это неотъемлемое ограничение часто называют «проблемой масштабирования».

Несколько проектов отходят от построения по типу блокчейна, создавая совершенно новые типы DLT.

  • Наиболее распространенной альтернативой является система направленного ациклического графа (DAG).

Говоря простыми словами, это похоже на сеть блоков вместо цепочки. Выйдя за ограничение в записи блоков (последовательно, по цепочке), появилась возможность для проведения большего количества транзакций и решения проблемы масштабирования. Эти системы в основном нацелены на мгновенные транзакции с нулевым вознаграждением.

Все наиболее известные системы DAG являются очень сложными и уникальными:

Byteball Bytes — система без блоков. DAG не использует объединение транзакций в блоки. Сами транзакции содержат данные друг о друге (хэш) и связываются последовательно. Формируется дерево транзакций. Все переводы подтверждаются моментально и являются необратимыми. Смотреть транзакции онлайн: https://explorer.byteball.org/

NANO — решетка блоков. Эта система по сути дает каждому отдельному счету свой собственный блокчейн. Подробнее в статье про NANO.

IOTA — решение The Tangle. Это гигантская сеть транзакций, где каждая транзакция проверяет две другие. Такой способ проверки подходит для Internet of Things. Архитектура является масштабируемой, легкой, без каких-либо комиссий и обеспечивает консенсус в децентрализованной одноранговой системе. Отдельно в статье про IOTA.

Визуально выглядит вот так:

Технология распределенного реестра DLT за рамками блокчейна

Hashgraph — еще одна система в стиле DAG. Она продвигается с обещаниями обеспечить большую безопасность и более высокую масштабируемость, чем другие.

Hashgraph использует протокол сплетен (gossip). Это работает так: каждая транзакция в сети говорит о себе двум случайно выбранным нодам, которые затем передают ее другим, пока достаточное количество узлов в сети не сможет точно знать, что происходит. Консенсус достигается, когда большинство нод проинформировано. Это асинхронная задача византийских генералов.

Не передаются полностью данные, а передаются сведения о них. Это позволяет работать чрезвычайно быстро, по обещаниям, обрабатывать более 250 000 транзакций в секунду.