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:
- Потенциально могут разрушить существующие бизнес-модели путем отказа от посредничества.
- 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:
- снижает транзакционные издержки и избыточность данных,
- заменяет устаревшие системы, упрощает документооборот и сокращает ручной труд.
- 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:
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.
