Архитектура блокчейн – Архитектура блокчейн: краткий технический обзор

Архитектура блокчейн: краткий технический обзор

Первые криптовалютные биржи появились относительно недавно, всего 8 лет назад. С тех пор индустрия цифровых валют претерпела большое количество изменений. Сегодня успешно функционирует большое количество бирж, как крупных (суточные объемы торгов которых исчисляются сотнями миллионов и даже миллиардами долларов), так и более мелких, региональных платформ. Все они плюс-минус похожи, но в этой статье мы под разными ракурсами рассмотрим уникальную криптовалютную биржу Local Bitcoins, на которой торговать можно даже наличными деньгами. А в конце материала сделаем вывод, стоит ли Вам обращать на нее свое внимание или лучше пройти ее стороной.

1. Общая информация о бирже Local Bitcoins

Площадка Local Bitcoins имеет достаточно солидный возраст (как для криптовалютной индустрии), она начала свою работу еще в далеком 2012 году. Страна, в которой зарегистрирована компания, – Финляндия.

Основной целью разработчиков проекта является предоставление возможности приобретения криптовалют в тех странах, в которых это невозможно сделать посредством традиционных банковских систем. У пользователей биржи есть гарантии того, что их финансовые активы находятся за пределами государственного контроля. Интерфейс платформы переведен на следующие языки:

• английский;
• русский;
• итальянский;
• китайский;
• португальский;
• испанский.

Биржа Local Bitcoins довольно часто становилась предметом обсуждения в СМИ. Люди, которые проживают более чем в 100 различных странах мира, имеют физическую возможность взаимодействовать с Local Bitcoins. Площадка поддерживает огромное количество фиатных национальных валют.

2. Основные принципы работы платформы

Механизм взаимодействия юзеров между собой предельно прост. Одни пользователи выставляют ордера (на продажу или покупку), самостоятельно указывают желаемый курс обмена, метод оплаты, а также максимальное и минимальное значение суммы сделки. Другие пользователи имеют возможность выбрать наиболее выгодную заявку и буквально в один клик подтвердить сделку.

3. Подробнее о регистрации на Local Bitcoins

Процедура регистрации на сайте довольно проста, с ней сможет справится абсолютно любой человек, который хоть раз регистрировался на каком-нибудь несложном портале. Для того, чтобы завести аккаунт на бирже Local Bitcoins, необходимо иметь рабочий электронный адрес, а также придется придумать более или менее сложный пароль. После заполнения заявки на почту придет письмо с подтверждением. А после подтверждения аккаунта пользователь сразу получает собственный биткоин-кошелек, но без приватного ключа.

Для повышения безопасности разработчики рекомендуют установить двухфакторную аутентификацию.

4. Как покупать и продавать биткоины на Local Bitcoins?

Давайте подробно разберем процедуру покупки и продажи монет на данной платформе. Для более удобного восприятия, давайте разделим эти процессы на 4 этапа.

Как купить BTC?

1. Следует войти в свой аккаунт и перейти на главную страницу. В специальном окне нужно ввести желаемое количество BTC, страну проживания, способ оплаты и платежный сервис. После этого платформа, учитывая указанные фильтры, выдаст список подходящих вариантов.
2. Из списка следует выбрать более подходящий вариант. Очень важно выбирать, руководствуясь не только самым выгодным предложением с финансовой точки зрения, но также необходимо обращать внимание на репутацию, отзывы и число проведенных сделок продавца.
3. Прежде, чем подтверждать ту или иную сделку, нужно тщательно изучить подробности. Если все условия прозрачны и понятны, а репутация у продавца хорошая, то самое время ввести желаемую сумму монет и подтвердить запрос. После этого биржа заморозит то количество монет, которое необходимо для проведения сделки, и даст время на оплату.
4. После оплаты следует кликнуть на “Я заплатил”. Это даст сигнал трейдеру проверить платеж, если все в порядке, то через какое-то время на кошельке покупателя появится соответствующее количество BTC. На этом сделку можно считать завершенной.

Как продать BTC?

Процесс продажи практически идентичен, по этой причине подробно расписывать его пошагово бессмысленно. Очень важно ни в коем случае не перечислять BTC покупателю до тех пор, пока он не оплатит сделку фиатом. Все дело в том, что после зачисления монет покупатель может вдруг отказаться от сделки, а так как транзакции в блокчейне являются необратимыми, то продавец рискует остаться и без монет, и без фиата.

5. Комиссии биржи

Стоит отметить, что биржа не обрабатывает транзакции, которые происходят в фиате. Процесс перечисления национальных валют происходит без участия биржи, то есть напрямую между пользователями. По этой причине никаких дополнительных комиссий Local Bitcoins за подобные транзакции не взимает. Local Bitcoin берет комиссию только с продавцов, она составляет всего 1% с каждой сделки.

6. Безопасность и поддержка

Безопасность работы достигается путем успешно внедренной системы присвоения рейтингов. То есть новенькие юзеры не могут выставлять ордера на крупные суммы. Для того, чтобы повысить свой лимит на Local Bitcoin, сначала следует зарекомендовать себя путем проведения нескольких успешных сделок. После каждой сделки стороны могут обменяться оценками и оставить взаимные отзывы друг о друге. Эти оценки в дальнейшем будут служить индикатором честности того или иного пользователя.

Создатели биржи рекомендуют выбирать трейдеров, которые имеют специальные зеленые индикаторы, которые говорят о следующем:

• наличие достаточного количества положительных отзывов;
• долгосрочное сотрудничество с сервисом;
• возможность проведения оплаты с помощью разнообразных платежных сервисов;
• наличие достаточного постоянного объема торгов.

Для того, чтобы повысить уровень безопасности, разработчики внедрили двухфакторную аутентификацию и капчи подтверждения.

Что касательно суппорта, то он работает не идеально. На некоторые вопросы порой приходится ждать ответа около 3 дней. Но справедливости ради стоит отметить, что служба поддержки реагирует абсолютно на все обращения.  

7. Основные преимущества и недостатки

Преимущества:

• Возможность покупки и продажи криптовалюты за наличные. Эта особенность выгодно выделяет Local Bitcoins на фоне других бирж. Конечно, торги за кэш в большей степени развиты в городах-миллионниках, но в последнее время подобные предложения можно найти и в более мелких населенных пунктах.
• Возможность оплаты множеством платежных сервисов. Для тех пользователей, которые предпочитают осуществлять торговлю в онлайне, существует огромный выбор различных сервисов.
• Внушительные объемы торгов.
• Щедрая реферальная программа, согласно которой можно зарабатывать 20% доходов с каждого приведенного пользователя.
• Возможность взаимодействия с сервисом посредством зеркала. Это может пригодится для жителей тех стран, в которых Local Bitcoins официально заблокирован, как, например, в РФ.

Недостатки

• Отсутствие мобильных приложений. Работа через браузер смартфона – это не самый удобный вариант взаимодействия с сервисом.
• Отсутствие поддержки альткоинов, поэтому осуществление обмена криптовалют на бирже пока не реализовано.

8. Заключение

Local Bitcoins является уникальным сервисом, который позволяет людям из разных стран приобретать BTC, минуя государственное регулирование. Биржа успешно работает уже шестой год и за это время вышла на внушительный объем торгов. Интерфейс Local Bitcoins довольно прост и понятен. Сервис однозначно можно брать на вооружение не только новичкам, но также и опытным трейдерам.

Подписывайтесь на новости The Coin Shark в Facebook: https://www.facebook.com/thecoinshark.ru

thecoinshark.net

Архитектура блокчейн-системы Copernicus Gold

Дискуссии

Заседание круглого стола в Центральном экономико-математическом институте российской Академии наук. Чопорное академическое сообщество обсуждает с присущей ему тщательностью новинку последних лет — блокчейн.

Среди приглашённых оказался молодой человек, который, исходя из посыла, что в блокчейне нельзя затереть никакую информацию, предлагает всё новые и новые сферы его приложения. Список велик — от нотариата до управления государством.

Уточняющий вопрос академика, директора института: «И все перечисленные Вами задачи могут быть реализованы на одном блокчейне?» Уверенный кивок головой и веское: «Да, конечно!». В ответ: «Позвольте усомниться. Например, в экономике нет универсальной математической модели, которая бы годилась для всех возникающих в ней задач. Думаю, что также нет и одного конкретно взятого блокчейна, который тоже был бы применим для всех перечисленных Вами приложений. Полагаю, что для каждой конкретной задачи потребуется своя модификация блокчейна».

Конечно же, академик был абсолютно прав. На базе блокчейн-технологии может быть разработано много хороших и разных блокчейнов, каждый из которых будет заточен под свой круг относительно узких задач.

Сингапур. Встречаемся с инноватором, который весьма успешно использует технологию блокчейн для прикладных задач. Спрашивает: «Какой блокчейн вы используете?» Отвечаем, что биткойна. Теряет интерес. Спрашиваем его, что это связано с тем, что у биткойна 5-7 транзакций в секунду и транзакция длится от 10 до 30 минут, а иногда и существенно дольше? Утвердительно кивает головой.

Говорим, что модернизировали блокчейн биткойна, и у нас сейчас всё работает в физическом онлайне со скоростью многие сотни транзакций в секунду. После этого неподдельный интерес к нашей системе и двухчасовое её обсуждение. В конце крепкое рукопожатие и планы о совместной работе.

Выбор

Тема блокчейна очень часто подаётся с некоторым эмоциональным перебором. Фактически же это лишь распределённая база данных, коих сейчас немало. Её принципиальное отличие в том, что эффективно решена проблема синхронизации данных, когда поступающие в блокчейн транзакции могут направляться сразу во все узлы системы. Конечно, сделать это удалось в том числе и ценой сужения функциональности этой базы данных до одного частного случая – хранения информации о том, кому и сколько принадлежит ценностей.

Но технические преимущества на этом не заканчиваются. В блокчейне автоматически проверяется его целостность за счет специальной организации цепочки блоков, где хранятся транзакции. При таком способе хранения информации достаточно легко установить, пытался ли кто-то внести изменения в данные или нет. Поэтому и говорят, что блокчейн – это целостный, неизменяемый реестр данных.

Блокчейн активно использует криптографию – приватные и публичные ключи. За счёт этого он автоматически становится своеобразным удостоверяющим центром – любые сохранённые в нем подписанные данные легко проверить без обмена ключами.

Наиболее подходящим для реальных приложений в сфере платёжных сервисов, по нашему мнению, является блокчейн биткойна. Он проработал на рынке более восьми лет, с ним случалось много всяких неприятностей, но команда сопровождающих его разработчиков преодолела все эти трудности и сейчас он находится в достаточно хорошо оттестированном состоянии. А главное этот блокчейн заточен именно на платёжный функционал. Что касается медленной работы, то причиной тому являются конкретные настройки самого биткойна, а не какие-то огрехи непосредственно присущие самому блокчейну.

Нам удалось ускорить работу блокчейна более, чем в сто раз. И думаем, что это ещё не предел. Хотя настройка на более высокую производительность – дело многотрудное, но это резко расширяет возможности по ареалу обитания системы и размеру её клиентской базы.

Приватность

В конце 2013 – начале 2014 года мы занялись изучением возможности создания финансовых сервисов на базе блокчейн–технологии. На тот момент блокчейны были только публичными, т.е. хранящиеся в них данные были доступны всем, кто скачал специальную программу с сайта.

Для публичного блокчейна, если данные доступны для всех, то любой может всегда их проверить и убедиться в их подлинности. Это было особенно злободневно в конце 2008 – начале 2009 годов, когда мировая финансовая система находилась в кризисе и доверие к ней было подорвано.

Однако мы, выходцы из банковского бизнеса, считали, что вопрос банковской тайны является чрезвычайно значимым. Обычному клиенту будет невозможно объяснить, что данные о его транзакциях и о количестве денег на счетах будут общедоступны. Даже не важно, что они при этом могут быть формально обезличены, тем не менее массовый клиент чаще всего не хотел бы такой публичности. Как обычно говорят, деньги любят тишину.

Проблему доверия мы решили тем же способом, что и банки. Построили свой бизнес под контролем всех регуляторов и надзорных органов. К тому же выбрали наиболее строгую юрисдикцию – такую, как Сингапур.

Ещё один аргумент в пользу приватного блокчейна это скорость обработки транзакций. Именно в случае приватного блокчейна можно существенно нарастить производительность системы.

Позже убедились, что и банковские консорциумы также следовали этому правилу, ориентируясь именно на приватные, а не публичные блокчейны.

Архитектура

Блокчейн в платёжной системе – это некий аналог главной бухгалтерской книги в автоматизированной банковской системе. То есть это программное обеспечение, которое спрятано глубоко в недрах банка от взоров любопытствующих клиентов. К тому же блокчейн достаточно сложен и не каждый компьютерный гик может в нём разобраться, а уж человек с улицы тем более.

Блокчейн – мощный инструмент для обработки транзакций, но он должен быть «обернут» сервисными программами, например, простым API (Application Programming Interface). Что касается конечных пользователей системы, то для них надо создать удобные и красивые приложения, использующие этот API.

В итоге мы построили распределённую по нескольким дата–центрам систему, транзакционное ядро которой надёжно скрыто и защищено. С технической точки зрения это даёт нам стабильную работу расчётной системы и защищённость от внешнего воздействия на неё.

Следующий уровень, который необходимо было обустроить, это уровень внешнего API. Сам блокчейн работает с очень примитивными сущностями – криптографические ключи, адреса, выходы транзакций, подписи и пр. Программисты называют их низкоуровневыми объектами и работать с ними достаточно сложно. Задача API – сделать так, чтобы любая интеграция взаимодействовала с более привычными реалиями нашего мира: клиентами, счетами, платёжками. Эти идеи заложили в систему, исходя из нашего многолетнего банковского опыта, и строили систему как прототип некоего расчётного «банка» для проведения платежей и конвертаций валют.

Позже перешли на более высокий уровень – сервисы для конечного потребителя: веб и мобильные приложения, telegram-бот, USSD-сервисы. Важно то, что все эти приложения были созданы с использованием нашего API.

Полностью была реализована идея открытого API для сторонних разработчиков. Они могут создавать на базе Copernicus Gold собственные приложения и зарабатывать на них. Тема открытого API сейчас очень популярна. Например, европейский регулятор даже выпустил по этому поводу специальную директиву.

Сейчас в мире наблюдается беспрецедентный рост в сфере предоставления банковских услуг как сервиса (Bank-as-a-Service). Впервые такую концепцию мы реализовали в далёком 2011 году в одном из своих банковских проектов. Сейчас же, накопив достаточный опыт в такого рода технологиях, смогли воплотить эту идею на ещё более высоком уровне в проекте Copernicus Gold.

Стремление к совершенству.

За свою многолетнюю карьеру мы сделали несколько высокотехнологичных банковских продуктов. Интернет-банки, которые получали наивысшие рейтинги. Скоринг–систему для оценки надёжности заёмщиков, позволившую на нелёгком российском рынке иметь просрочку по кредитам менее одного процента.

Поэтому и к реализации этого проекта подошли более чем основательно. Больше года длилось внешнее тестирование. В нём участвовало около 250 человек и нами было принято более тысячи предложений по улучшению системы.

В своей профессиональной деятельности наша команда руководствуется принципом: «Первое впечатление нельзя произвести дважды». Поэтому вывели на рынок не наспех слепленный на коленке стартап, а систему с мощным функционалом и доведённую долговременным тестированием до зрелого состояния.

Научный руководитель проекта Copernicus Gold профессор Владимир Фролов

Технический директор проекта Copernicus Gold Алексей Романчук.

www.copernicusgold.com

Как устроен блокчейн — архитектура и сферы использования

Здравствуйте, дорогие друзья. Сегодня мы поговорим о криптовалютах, в частности — про блокчейн. Мнения о блокчейне очень различны. Кто-то считает это просто новомодным понятием, а кто-то видит в этом технологический прорыв, сравнимый разве что с появлением самого интернета. На самом деле устройство этой схемы простое, что сразу становится ясно после понимания его архитектуры и принципа работы.

Ключевые особенности блокчейн

Разберемся с определением и с вопросом, как работает блокчейн схема. Блокчейн (дословно с английского переводится как «цепочка блоков») представляет собой распределенную базу данных. Устройства, на которых хранятся данные, не привязаны к общему сервису. Многие наверняка слышали такой термин «децентрализованность». Он имеет непосредственное отношение к блокчейну именно из-за отсутствия единого центра.

Главное отличие блокчейн от всех предыдущих систем, например webmoney, состоит в том, что система раскопирована на множество компьютеров по всему миру. Следовательно, нет центрального сервера.

Постараемся разобраться с тем, что представляет собой децентрализованная цепочка блоков на простом примере. Сравним ее с книгой. Если книга имеет множество страниц, которые можно перелистывать, то блокчейн представляет собой набор блоков. Причем у каждого пользователя есть доступ ко всем страницам (блокам), каждый  является непосредственным  владельцем этих страниц.

Список записей (блоков) непрерывно растет и обновляется. Более того, каждый блок связан с предыдущим (как и страница — она является продолжением одной, но предшествует другой).

Предположим, кто-то решит взломать и обмануть систему — вырвать один из блоков (как страницу в книге) или заменить его на другой, фальсифицируя данные.

Поскольку у каждого пользователя есть свой прототип всего блокчейна, то заменить и взломать блок можно только для конкретных машин.

Система непрерывно сравнивает все блоки между собой: сразу обнаружив «вырванный блок» в блокчейне одной из систем, она обнаружит взлом и «выровняет» конструкцию обратно, исключив бракованный блок.

Именно по этой причине блокчейн — интересная система с отличным уровнем безопасности; он идеально применим в финансовых сферах. Если сравнивать платформу с книгой, то:

• страницы такой «книги» доступны всем читателям;
• каждый из читателей является сам себе как главным сервером, так и пользователем, а иногда — редактором или создателем.

Таким образом, мы имеем «страницы» событий, которые можем заполнять чем угодно, начиная от криптовалют и оканчивая результатами голосования на президентских выборах. К слову, примеры использования блокчейн безграничны, его можно задействовать почти во всех сферах деятельности.

Как работает: некоторые технические детали

«Хорошо, — спросит любопытный пользователь, — если данная платформа является совокупностью «страниц с событиями» без главного сервера, то где находится блокчейн?»

Ответ на этот вопрос и представляет собой уникальность этого изобретения, отображает основные перспективы развития блокчейн.  Данные Blockchain располагаются на тысячах и сотнях тысяч компьютеров, расположенных в разных точках нашей планеты. Более того, все пользователи платформы имеют одинаковые права и обязанности. Запреты и ограничения на доступ к блоку здесь не срабатывают, иначе система сразу станет централизованной, а значит небезопасной.

Интернет ценностей или все дороги ведут к биткоину?

Мы не стремимся к сенсационности и не собираемся красноречиво писать, что «Блокчейн — это будущее!». Однако следует отметить, что, чем выше уровень квалификации у человека, занимающегося децентрализованными технологиями и чем глубже он знаком с тем, что такое блокчейн архитектура, тем чаще он восхищается, что технология Blockchain в некотором смысле выходит за рамки привычного интернета.

Есть такой новый термин — «интернет ценностей», иногда при помощи такой громкой метафоры описывают цели блокчейна. Следует признать, что такая характеристика очень правдива, ведь каждый пользователь может разместить в сети информацию, которая будет доступна любому другому пользователю из произвольной точки мира.

Блоки связаны друг с другом, цепь позволяет через каждый блок получать содержимое другого блока. Стоп, получается, что в сети Blockchain нет персонализации?

В том то и дело, что криптографический алгоритм позволяет создавать специальный ключ. Он является закрытым и принадлежит исключительно вам, делая тот или иной блок — вашей собственностью.

По сути, при помощи закрытого ключа вы создаете эту «страницу», наполняете ее данными. Персональность, индивидуальность этого криптографического ключа «закрывают» этот блок от всех, кроме вас. Если вы передаете этот ключ кому-то другому, то человек получает блокчейн события прописанные в блоке.

Именно это и приводит нас с вами к тем же размышлениям, к которым однажды пришли создатели биткоин. Событиями могут быть деньги. А деньгами могут быть токены.

Токенами, в свою очередь, могут быть купоны, этакие «бонусы», которые проект или фирма создают, привлекая инвестиции (краудфандинг, если быть более точным). Передаете зашифрованный ключ — значит, передаете деньги.

Эта цепочка умозаключений между первичным монетным предложением (ICO) и Blockchain-технологиями и рождает криптовалютный рынок, с которым мы имеем дело в наши дни.

В каких сферах жизни применяют блокчейн?

Криптовалюта — лишь один из примеров применения блокчейн. На наш взгляд, самыми глубокими будут такие понимания системы блочных цепочек, которые рассматриваются на примерах не связанных с финансовыми системами. Ведь разработка блокчейн приложений ведётся в разных направлениях и привязка блокчейна к токенизации — условная и навязанная, эти слова не являются синонимами и означают совершенно разные вещи.

Токенизация — финансовый инструмент, а блокчейн, в свою очередь — инструмент, в частности помогающий процессу токенизации. Запросто может быть блокчейн без майнинга. Более того, далеко не все криптовалюты являются децентрализованными. Например, система Ripple, не использует блокчейн вообще, при этом по уровню капитализации занимает уже третье место в мире, догоняя лайткоины и биткоины.

1. Во-первых, учитывая непробиваемость системы безопасности децентрализованных баз данных, их применяют как инструмент авторского права. Компания Ascribe организовала блокчейн так, что данными блока являются авторские права на картину или литературное произведение. При этом криптографический ключ отображает собственника авторских прав. Передача ключа означает передачу авторских прав.
2. Во-вторых, покупка и продажа товаров. Система безопасности платформы настолько совершенна, что компания The Real Asset Company организовала через блокчейн-платформу продажу золотых и серебряных слитков. При этом учетная запись на сайте отображает владельца и численность его драгоценных металлов. Передача денег приравнивается к передаче криптографического ключа, а значит — права на владение.
3. На сегодняшний день блокчейн применяют в сферах азартных игр, организаций частных и государственных систем управления, социальных  онлайн-систем для голосования, продажи бриллиантов и даже в сфере  энергетики.

Заключение

Подводя итоги, добавим, что особенности данной системы предоставляют очень весомые преимущества, в сравнении с которыми достоинства многих традиционных площадок (таких как банки, например) кажутся устаревшими.

Все участники транзакций системы блокчейн не могут обмануть друг друга в принципе, так как каждая транзакция отображается на всех независимых машинах. Попытки взлома и фальсификации — исключаются. Для проведения транзакций денежных средств не требуются банковские посредники, поскольку отсутствие центральных серверных узлов искореняет систему гарантий. Прозрачность операций достигается их зависимостью и открытостью относительно друг друга. Именно это делает блокчейн не только «интернетом ценностей», но и неизбежной частью будущего.

Советуем прочитать

Суть заработка на криптовалюте: откуда берётся доход?
Что такое ICO простыми словами
Генетический код криптовалюты: что такое хеш?
Что такое облачный майнинг?
Принцип майнинга: стоит ли делать ферму?

xn--80aadnketsoasvg.xn--p1ai

Технология блокчейн простыми словами — Бизнес идеи 2019

Люди, совершающие операции с информацией, документами или деньгами, обычно не доверяют своим партнерам, а потому привлекают к оформлению сделок различных посредников, которые, строго говоря, также не заслуживают никакого доверия. Между тем, существует реальный инструмент, позволяющий исключить участие третьей стороны без каких-либо последствий для обязательности и корректности исполнения контрактов, регистрации прав или совершения транзакций. Этот инструмент называется блокчейн.

Что же такое технология блокчейн простыми словами? Данная идея основана на совершенно новых принципах хранения и распределения информации, сочетающих в себе открытость с абсолютной защищенностью. Многие эксперты считают, что блокчейн вскоре станет настоящим прорывом в индустрии IT, а потому сравнивают его создание с изобретением интернета. Однако, как и любой другой революционный продукт, блокчейн встретил активное сопротивление консерваторов и рядовых обывателей, считающих его угрозой не только для финансовых институтов, но и для государств в целом.

Мнения отечественных политиков и бизнесменов также разделились: в то время как одни при активной поддержке Российской ассоциации криптовалют и блокчейна занимаются продвижением технологии и инвестируют в нее миллионы долларов, другие видят в новинке потенциальный способ уклонения граждан от налогообложения и предлагают запретить ее на законодательном уровне.

Особенности блокчейна

По сути, технология блокчейна — это механизм хранения в распределенной между пользователями базе данных какой угодно информации: например, сведений о денежных переводах, оформленных кредитных договорах, владельцах собственности, штрафах за нарушение ПДД. Различие между архивом в толстой папке и блокчейном только одно — в такой сети практически невозможно подделать или уничтожить записи.

В переводе с английского термин «блокчейн» означает «цепочка блоков»: данное словосочетание позволяет наглядно представить себе принцип действия системы. Иначе говоря, данные в ней хранятся не в формате таблиц, многостраничных документов или массивов, а в виде цепи, состоящей из неограниченного количества связанных между собой зашифрованных контейнеров с информацией.

Более того, в сети отсутствуют какие-либо управляющие узлы и серверы данных: все блоки находятся на жестких дисках пользовательских компьютеров, подключенных к блокчейну. Каждый из миллионов клиентов хранит у себя либо небольшую часть базы, либо полную ее копию. По этой причине информацию нельзя стереть либо испортить: эксперты утверждают, что инициировать сбой в системе может только одновременное отключение более 70% поддерживающих ее работу пользователей.

Преимущества и недостатки технологии

Принимая во внимание сущность технологии криптовалют и блокчейна, перспективы и выгоды ее применения в различных отраслях сегодня признают не только крупнейшие корпорации, но и правительства целого ряда стран: такая тенденция позволяет предположить, что через несколько лет распределенные базы данных будут использоваться повсеместно.

Чем обусловлен подобный оптимистичный прогноз:

• Вся информация о движении средств находится в открытом доступе. Перемещение любой монеты в сети можно отследить до самого момента ее генерации, тогда как личности владельцев денег скрыты за анонимными идентификаторами их кошельков;
• В сети нет главного компьютера. Применение технологии блокчейна позволяет хранить данные одновременно на миллионах компьютеров пользователей, что полностью исключает угрозу отключения системы и утрату информации;
• Любой попытавшийся изменить какие-либо записи о транзакциях в свою пользу, столкнется с необходимостью пересчета всего массива данных, что потребует огромного количества времени и ресурсов. Более того, система сразу же заметит подмену, поскольку полученная от злоумышленника информация не будет соответствовать сведениям, хранящимся у других членов сети;
• Системе не нужны посредники и доверенные узлы, так как блокчейн и криптовалюты работают по принципу непосредственного обмена данными между пользователями. Благодаря этому можно установить минимальную комиссию за переводы и значительно ускорить транзакции;
• Информацию нельзя не только изменить, но и уничтожить. Чтобы нарушить работу блокчейна, придется стирать копии базы данных со всех компьютеров, подключенных к сети в разных странах.

Как и любая другая революционная идея, технология блокчейна и криптовалют характеризуется не только достоинствами, но и определенными недостатками:

• Вследствие сложности масштабирования в сети возникают задержки и даже отмены транзакций. Если та же VISA может обработать более 45000 переводов в секунду, то сеть биткоина — не более семи;
• Для развития технологии блокчейна необходим постоянный приток новых вычислительных мощностей, в то время как ресурсы пользователей сети ограничены;
• Если некая группа сосредоточит в своих руках более половины существующих ресурсов, общая безопасность системы окажется под угрозой.

Как работает блокчейн?

Блокчейн является полностью распределенной децентрализованной структурой, вследствие чего в сети отсутствуют какие-либо регулирующие органы или узлы с высоким приоритетом. Поэтому работоспособность системы поддерживают сами пользователи, предоставляющие ресурсы своих компьютеров для обработки новых данных и хранения архива транзакций — так называемые майнеры. Учитывая эти особенности, можно рассмотреть, как работает блокчейн на примере криптовалюты:

1. Совершая транзакцию, владелец кошелька отправляет в сеть зашифрованные сведения об отправителе, получателе, времени и сумме перевода;
2. Остальные пользователи сети верифицируют транзакцию, подтверждая, что на счете отправителя присутствует достаточная сумма, а адрес получателя существует;
3. Информация обо всех переводах, совершенных в сети за определенный промежуток времени, записывается майнерами в новый блок данных;
4. Размеры блоков и скорость их наполнения регламентируются правилами системы — например, в биткоине блок в 2 мегабайта появляется каждые 10 минут;
5. После заполнения блока майнеры рассчитывают для него криптографический ключ (хеш), гарантирующий неприкосновенность и корректность информации;
6. В готовый блок также помещается ссылка на предыдущий блок данных, благодаря чему вся база данных становится взаимосвязанной;
7. Система проверяет правильность расчета блока и соответствие его ключа заданному шаблону, определяющему общую сложность вычислительных операций;
8. Правильный блок записывается в общую базу данных и занимает свое место в конце цепочки из ранее созданных блоков, также содержащих ссылки друг на друга;
9. Новая информация дублируется на всех компьютерах сети, содержащих полную копию базы блокчейна.

Хеширование

Основу технологии блокчейна составляет криптографическое шифрование, гарантирующее целостность и достоверность информации. Этот процесс подразумевает применение к данным в блоке специальной математической хеш-функции, позволяющей путем сложных преобразований свести исходные записи к короткой символьной строке, называемой ключом или хешем. Особенность хеширования заключается в том, что ключ обладает несколькими крайне важными для безопасности свойствами:

• Используя только ключ, восстановить исходную информацию невозможно;
• Отыскать два различных набора данных с одинаковыми хешами нельзя;
• Ключ характеризуется лавинным эффектом — при изменении всего одного символа в исходных данных вид хеша изменяется радикально;
• При одинаковых входных данных результат хеширования всегда будет совпадать.

Иначе говоря, злоумышленник, получивший в свое распоряжение ключ, никоим образом не сможет узнать, что хранится в исходном блоке. В то же время достаточно увидеть данные, чтобы путем хеширования убедиться в их достоверности. Более того, подделать информацию и вычислить для нее равнозначный хеш также невозможно.

Теперь предположим, что каждый блок данных содержит не только полезные записи (например, сведения о транзакциях), но и хеш блока, созданного ранее. Таким образом, при вычислении текущего ключа учитывается значение предыдущего, который, в свою очередь, учитывает ключ еще более старого блока. Связанные между собой блоки выстраиваются в цепочку: именно такой механизм наполнения базы данных реализует технология блокчейна и криптовалют 2018 года.

Структура блока

Информация в блокчейне защищается двойным шифрованием: вначале для всех новых транзакций, не включенных в ранее созданные блоки, вычисляются собственные хеш-суммы, затем к ним добавляется хеш предыдущего блока, после чего на основании всех этих данных вычисляется текущий хеш. Соответственно, защищенными оказываются как сами записи об операциях, так и сведения о взаимосвязи блоков.

Данные структурируются: в заголовок нового блока записывают его собственный ключ, ключ предыдущего блока, ключи всех транзакций, время создания блока и некоторую служебную информацию. Такой формат позволяет предотвратить внесение новой информации в любой из блоков цепочки: подобная операция повлечет за собой изменение ключей всех последующих блоков. Если учесть при этом, что в основе блокчейна и криптовалют находится распределенная база данных, то становится очевидным немедленное обнаружение подделки остальными членами сети.

Майнинг

Использование такого механизма записи и защиты данных предполагает наличие участников сети, занимающихся заполнением блоков сведениями о транзакциях, вычислением хешей, хранением и проверкой всей цепочки данных. В данном случае речь идет о майнерах, предоставляющих системе ресурсы своих ферм. Говоря, что такое майнинг ферма простыми словами, следует представить себе мощный компьютер специальной конфигурации, способный вычислять хеши с огромной скоростью.

Рассчитывая ключ, майнер сталкивается с другой особенностью сети блокчейна — необходимостью соответствия хеша определенному шаблону: это искусственное усложнение нужно для того, чтобы новые блоки не появлялись слишком быстро. Например, в биткоине ключ принимается и подтверждается другими пользователями только при наличии как минимум 15 нулей в начале буквенно-цифровой строки хеша.

Поскольку хеш-функция является ассиметричной, а подобрать данные для получения ключа заданного формата путем обратного вычисления невозможно, для майнера не остается иного выхода, кроме последовательного перебора с изменением той самой служебной информации в заголовке блока. Проще говоря, он начинает с нуля и каждый раз добавляет по единице, снова и снова рассчитывая ключ. Учитывая непредсказуемость результата хеширования, иной раз приходится выполнять триллионы перерасчетов.

После вычисления подходящего ключа в правильном формате майнер рассылает блок на проверку остальным участникам сети. Они повторяют расчет с указанными исходными данными, и при отсутствии ошибок одобряют включение нового блока в блокчейн. Затем пользователь, который нашел хеш первым, получает от системы свое вознаграждение в виде некоторого количества монет, тогда как другие майнеры не зарабатывают ничего. Начинается наполнение нового блока информацией с повторением всего цикла.

Майнинг неизменно вызывает интерес у пользователей, изучающих, всю правду как заработать криптовалюту без вложений. Она заключается в том, что данный способ требует покупки чрезвычайно мощного компьютера с несколькими видеокартами или специального устройства на интегральных микросхемах. В противном случае шансы найти правильный хеш раньше остальных майнеров практически отсутствуют.

Архитектура цепи

Чтобы представить себе, что такое блокчейн биткоина и криптовалют, созданных на его основе, необходимо более подробно рассмотреть архитектуру сети. Как было сказано ранее, система представляет собой цепочку блоков, последовательно ссылающихся друг на друга вплоть до самого первого блока, называемого «genesis block».

В попытке продолжить эту цепь новый блок одновременно пытаются подписать миллионы майнеров, поэтому часто возникают ситуации, в которых один предыдущий блок становится родительским одновременно для нескольких новых: в каждом из них могут содержаться как одинаковые, так и совершенно разные транзакции. Эти блоки некоторое время существуют независимо друг от друга — к ним добавляются более поздние блоки, а сама цепь блокчейна разветвляется.

Все ветви считаются равноправными, пока одна из них не становится длиннее остальных: именно ее система считает легитимной. При одинаковой длине приоритет отдается цепочке, в которой последний блок появился раньше. Соответственно, все транзакции, попавшие в короткую ветвь, утрачивают статус подтвержденных.

Однако это не означает, что пользователь должен повторять перевод: подобные транзакции заново собираются майнерами и включаются в какой-либо из новых блоков, ожидающих подтверждения. С другой стороны, вознаграждение за создание отсеченных впоследствии блоков не выплачивается, а «лишние» монеты исчезают.

В истории блокчейна длина «ложных» ветвей никогда не превышала пяти блоков. Учитывая, что каждый новый блок становится дополнительным доказательством правильности информации из предыдущего, большинство пользователей сети считают достаточным условием для принятия платежа наличие шести подтверждений — то есть шести новых блоков, связанных с тем, в котором записана транзакция. Требование к выплате вознаграждения за майнинг гораздо строже: здесь пользователь может получить заработанные монеты только через 120 подтверждений.

Защита данных

Благодаря криптографическому шифрованию подделать цепь блокчейна или включить ложную запись о транзакции в какой-либо из блоков невозможно: система немедленно обнаружит несовпадение ключей. Что же произойдет в этом случае?

Предположим, злоумышленник создал фальшивый блок с нужными ему данными и решил вставить его в цепочку между двумя уже существующими блоками. Разумеется, свой блок он рассчитал в полном соответствии с правилами системы: вычислил хеши транзакций, использовал хеш предыдущего блока, добился соответствия ключа шаблону. Тем не менее, рассылая скорректированные сведения остальным участникам, он столкнется с несовпадением хеша своего блока и хеша, указанного в качестве ссылки в заголовке последующего блока в цепочке: подлог немедленно будет выявлен.

Единственный способ обмануть систему — это повторный майнинг абсолютно всех последующих блоков. Учитывая, как работает технология блокчейна, эту процедуру можно считать невыполнимой: во-первых, для расчета хешей с той же скоростью нужна вычислительная мощность, равная всем задействованным ресурсам сети, а во-вторых, скорость генерации блоков в системе является постоянной. Проще говоря, мошенник не сможет создавать блоки быстрее добропорядочных членов сети и никогда не догонит их.

Участники системы

Продолжая обучение технологиям блокчейна, следует обратить внимание на структуру системы с точки зрения распределения прав и обязанностей пользователей, а также учесть влияние последних на работу сети в целом. В классификацию, построенную согласно полномочиям участников, входят:

• Майнеры. Занимаются сбором новых транзакций в системе, упаковкой их в блоки, поиском правильного хеша и пополнением цепочки блокчейна. Фактически именно от майнеров полностью зависят устойчивость и безопасность сети. Эта работа оплачивается внутренними активами системы — например, участник, отыскавший нужный ключ блока биткоина, получает в качестве вознаграждения 12,5 монет;
• Аудиторы. Решают несколько иные задачи, необходимые для обеспечения безопасности. Аудиторы хранят у себя полную копию базы данных, верифицируют транзакции, проверяют подписанные майнерами блоки и распределяют нагрузку внутри сети, поддерживая ее стабильность;
• «Тонкие» клиенты. Также относятся к числу участников сети, но на безопасность системы непосредственным образом не влияют. Такие клиенты совершают личные транзакции, покупают перспективные криптовалюты для инвестирования, оплачивают товары биткоинами, однако хранят на компьютерах исключительно историю собственных операций и отвечают только за свои действия.

Виды блокчейна

Разумеется, технологии блокчейна применимы в основном для построения независимых сетей, лишенных какого-либо административного влияния. Однако интерес к распределенным базам данных со стороны финансовых учреждений и крупного бизнеса инициировал появление централизованных закрытых систем с ограниченным доступом, используемых для хранения корпоративной информации. Классифицируя существующие сети согласно их масштабу, можно выделить:

• Публичный блокчейн. Характеризуется доступностью и равными правами абсолютно для всех клиентов во всем мире. Любой человек имеет право подключаться к сети, совершать транзакции, принимать участие в генерации блоков и хранить данные об операциях на своем компьютере. Подобные полностью децентрализованные системы наглядно демонстрируют работу технологии блокчейна на примере криптовалют, которые могут использовать все желающие без ограничений;
• Блокчейн консорциума. В этом случае администрированием сети занимаются несколько заранее выбранных узлов, имеющих право формировать блоки и подтверждать транзакции: решение о верификации принимается либо большинством голосов, либо в соответствии с неким уровнем авторитета каждого узла. Возможность ограничения доступа к изменению содержимого базы данных упрощает внедрение технологии блокчейна для организации работы государственных учреждений, оперирующих публичной информацией;
• Частный блокчейн. Такая сеть управляется исключительно ее владельцем, имеющим единоличное право на добавление информации в базу данных — частной компанией или банком, использующими технологии блокчейна для бизнеса. При этом возможность чтения записей может быть предоставлена как всем желающим, так и узкому кругу лиц — например, исключительно сотрудникам указанной организации.

Криптовалюты

Некоторые новички, изучающие, что такое криптовалюта простыми словами для чайников, ассоциируют блокчейн с самими электронными деньгами — в частности, с биткоинами. Несмотря на то, что эти термины появились на свет одновременно как результат работы одного и того же человека, нельзя сказать, что они идентичны.

Биткоин и другие виртуальные монеты — по сути, новое платежное средство, схожее по алгоритму своего применения с обычными деньгами, которые печатаются банками и используются для покупки товаров и услуг. Некоторые варианты их получения описаны в статьях о том, как заработать биткоины с помощью компьютера.

Блокчейн — это технология хранения и защиты информации в распределенных базах данных. Сама информация при это может носить какой угодно характер, необязательно связанный с регулированием оборота денежных средств. Образно говоря, блокчейн представляет собой неуничтожимую цифровую учетную книгу, содержащую в себе подробную историю каких-либо операций.

Безусловно, понятия блокчейна и криптовалюты тесно взаимосвязаны, поскольку технология изначально была разработана в качестве основы для новой платежной системы. Однако практика показывает, что возможности распределенного реестра не ограничиваются финансовыми сферами: сегодня разработчики пытаются привести к этому формату любые базы данных, содержащие в себе важную для функционирования бизнеса и даже целых государственных систем информацию.

Видео по теме

Другие области применения блокчейна

Изначально вопросами о том, что такое блокчейн и криптовалюта простыми словами, интересовались только немногие энтузиасты. Позднее огромный потенциал новой технологии увидели и финансовые структуры — банки, биржи, торговые площадки. Сегодня попытки построить распределенные базы данных наблюдаются в отраслях, с финансами никоим образом не связанными — например, в медицине или образовании. Представляя себе сущность технологии криптовалют и блокчейна, будущее и перспективы этого изобретения можно увидеть в следующих отраслях:

1. Авторское право. Система позволяет хранить работы авторов в электронном виде, регистрировать права на произведения искусства и получать для них цифровые сертификаты подлинности. В блокчейне также можно фиксировать переход прав собственности от владельца к владельцу, верифицируя юридические операции;
2. Драгоценные камни. Алмазы часто используются в сомнительных операциях — их ввозят в страну контрабандой, приобретают на черном рынке, задействуют в отмывании денег. В блокчейне можно хранить реестр данных, содержащий сведения обо всех операциях с камнями с момента их добычи — очевидно, что это станет серьезным препятствием для продажи незаконно полученного бриллианта;
3. Удостоверение личности. Для внесения информации в базу данных блокчейна пользователь должен оформить цифровой паспорт с указанием персональных данных. В дальнейшем ключ может быть использован для подписания различных документов или отслеживания действий, произведенных от лица владельца;
4. Хранение коммерческой информации. Промышленный шпионаж и хакерство делают рискованным хранение любой документации в электронном виде. Чтобы обезопасить информацию, достаточно записать ее в базу данных блокчейна: если злоумышленник похитит часть сведений, он не сможет восстановить исходную схему или чертеж;
5. Хранение пользовательских данных. Сегодня многие хранят документы, фотографии и прочие сведения о себе в облачных сервисах, также недостаточно защищенных от взлома. В сети блокчейна данные разделяются на несколько блоков, находящихся на разных узлах: это полностью исключает не только взлом, но и утрату информации;
6. Аудит. В аудиторской программе, созданной на основе блокчейна, нельзя исправить, подделать или заменить данные. Все записи, внесенные уполномоченными лицами, характеризуются временными метками и защищенными от фальсификации ключами. Кроме того, стоимость разработки и поддержки такого ПО относительно невелика;
7. Электронное голосование. Общественности известны различные сомнительные методы, применяемые для фальсификации результатов выборов. Блокчейн позволяет исключить какие-либо махинации, поскольку данные в нем являются полностью прозрачными и доступными для публичного ознакомления;
8. Администрирование. Корпоративная сеть, построенная на технологии блокчейна, полностью защищена от взлома и утраты данных. Все действия пользователей можно отслеживать, предотвращая любые попытки несанкционированного проникновения и нелегитимного использования учетной записи администратора;
9. Регистрация данных. Хранение информации различными учреждениями — одна из очевидных перспектив технологии блокчейна. Абсолютная надежность и защита от случайного либо намеренного изменения документов может быть востребована медицинскими учреждениями, бюро технической инвентаризации, кадастровыми бюро, нотариусами, налоговой службой, ГИБДД или ЗАГСами.

Отечественные предприниматели, занимающиеся внедрением новой технологии для автоматизации процессов на предприятиях или в государственных учреждениях, всегда могут воспользоваться помощью и консультациями членов ассоциации блокчейна и криптовалют: российские специалисты сегодня занимают одно из достойных мест в мировом рейтинге разработчиков.

Заключение

Система хранения данных в распределенных реестрах обладает вполне реальным потенциалом для радикального изменения не только финансовой, но и многих других отраслей. Разумеется, для подробного исследования возможностей этого изобретения понадобится не один год, однако уже сегодня специалисты, прошедшие обучение технологиям блокчейна в Москве, реализуют различные инновационные проекты, позволяющие наглядно оценить перспективы применения нового инструмента.

Впрочем, скептики и противники системы тоже не сдаются. Теоретически, им достаточно убедить в опасности децентрализации правительства нескольких крупных государств, чтобы предотвратить дальнейшее развитие блокчейна и заставить его присоединиться к тысячам таких же незаслуженно забытых идей. К счастью, с каждым годом вероятность подобного исхода снижается: уже сегодня крупнейшие корпорации занимаются разработкой продуктов на основе распределенных баз данных, а многие страны с развитой экономикой признают биткоин легитимной альтернативной валютой.

inask.ru

Стек приложений Blockchain / Издательский дом «Питер» corporate blog / Habr

Здравствуйте, Хабр!

Надеемся не слишком вас шокировать, признавшись в неподдельном интересе к децентрализованным приложениям.

Вместе с автором мы убеждены, что «не биткойном единым» полезны описанные технологии, и в качестве доказательства предлагаем перевод интересной статьи, в которой внятно и убедительно описаны перспективы стека Blockchain

Как-то раз мне выпал случай провести воркшоп на нью-йоркском хакатоне по биткойну, где я рассмотрел биткойн как протокол, рассказал об альтернативных способах использования блокчейна, а также упомянул о вызовах и возможностях, связанных с этой технологией.

Одно из основных достоинств работы в сфере венчурных капиталов — это возможность взглянуть на рынки под совершенно новым углом. Ежедневно ты можешь узнать от предпринимателей и представителей корпораций, как готовится наше будущее — ведь они же его и создают. Это завораживает, особенно если ты – настоящий технарь.

Мы внимательно отслеживаем все, что происходит с Bitcoin и Blockchain. В некоторых случаях речь идет об идеях, в других – о реальных продуктах, уже имеющихся на рынке. Некоторые из них лопнули, а другие снискали финансирование в миллионы долларов. Имея под рукой всю эту информацию, можно выявить определенные закономерности и тренды и составить впечатление о том, что нас ждет.

Думаю, именно так архитектура интернет-приложений будет выглядеть через 10 лет. Это упрощенная иллюстрация, на ней не видно многих важных находок и проблем. Ниже я постараюсь максимально доходчиво объяснить ее смысл. Чтобы не отвлекаться, мы обсудим каждый элемент стека снизу вверх, а затем я размещу в своем блоге подробную статью по каждому из них.

Идея такова, что все компоненты в серых прямоугольниках — децентрализованные, с открытым исходным кодом. Пока назовем их «Разделяемые данные» (Shared Data) и «Уровни протоколов» (Protocol layers). Этими частями системы никто не управляет, поэтому они доступны для любого разработчика или компании. Так, в случае Bitcoin уровнем разделяемых данных будет Blockchain, а протоколом — Decentralized Protocol.

Вы заметите, что чем выше вы поднимаетесь по схеме, тем тоньше становятся отдельные уровни. Кроме того, на уровень разделяемых данных и уровень протоколов приходится около 80% всего стека. Современные приложения для Интернета создаются на базе открытых децентрализованных технологий, таких как TCP/IP и HTTP, но если начертить примерно такую схему стека интернет-приложений, как показана выше, то эти открытые децентрализованные протоколы займут, вероятно, всего 15%, а выше них будут только приватные и централизованные технологии.

1. Майнеры и Blockchain

Если вы хотя бы приблизительно представляете, как работает Bitcoin, то знаете, кто такие майнеры. В сущности, майнеры – это узлы в составе компьютерной сети, вместе верифицирующие все транзакции Bitcoin. Алгоритм оплачивает их работу биткойнами. Поскольку биткойны обладают реальной котировкой, операторам этих машин выгодно, чтобы они работали. Если вам интересно, как устроен майнинг, тема отлично раскрыта в этой статье.

Blockchain – общедоступный журнал, в котором содержится перманентная запись обо всех транзакциях Bitcoin, ведут этот журнал сами майнеры. Он не контролируется никакой организацией и доступен для всех. Подробнее о Blockchain можно почитать здесь.

2. Наложенные сети

Здесь начинается самое интересное. Разработчики начинают сооружать сети, работающие параллельно блокчейну для решения таких задач, с которыми биткойновая сеть справиться не может. Правда, при таких задачах блокчейн также используется – например, чтобы ставить метки времени или валидации работы.

Один из примеров такого решения — Counterparty. Другой, возможно, Side Chains. Какую бы форму ни имели эти наложенные сети, всех они связаны с блокчейном Bitcoin, а также выгодно используют его сетевые эффекты для достижения гибкости; при этом в них нет необходимости создавать собственную криптовалюту и/или цепочки блоков, как того требуют альтернативные решения вроде Ethereum.

3. Децентрализованные протоколы

Благодаря Blockchain, впервые появилась возможность разрабатывать свободные децентрализованные протоколы со встроенной валидацией данных (благодаря наложенным сетям и блокчейну), а также совершать транзакции, которые не контролируются централизованно. Именно здесь начинает распадаться традиционная архитектура IT-бизнеса.

Наилучший пример децентрализованного протокола, работающего поверх уровня разделяемых данных – это Bitcoin; мы уже представляем, как он повлиял на деньги и финансы.

Такие компании как Ebay, Facebook и Uber очень дорого стоят, так как делают огромную прибыль на сетевых эффектах, связанных с хранением всей пользовательской информации в приватных ячейках и получением процента от всех транзакций. Децентрализованные протоколы, расположенные поверх блокчейна, потенциально позволяют отключать любую отдельную часть стека, поэтому такие сервисы очень ценны для потребителей и инвесторов. Для этого можно, к примеру, создавать общие децентрализованные множества данных, к которым кто угодно может подключаться и начинать одноранговые транзакции по принципу Bitcoin.

На самом деле, многие многообещающие команды уже приступили к разработке протоколов, способных разрушить бизнес-модели вышеупомянутых компаний. Пример — Lazooz, протокол для поиска попутчиков в реальном времени; другой пример — OpenBazaar, протокол для свободных децентрализованных одноранговых рынков.

4. Свободные и коммерческие API

Среднестатистическому разработчику сложно надстраивать код прямо над протоколом, поэтому можно запросто к ним подключаться. Хорошо ли это в долгосрочной перспективе – сложный вопрос, но я считаю, что это очень важная часть стека. Величайшее достижение этих децентрализованных протоколов связано с тем, что разработчик, обладающий любым набором навыков и квалификацией, может быстро выстраивать на них приложения и экспериментировать с ними.

Речь идет либо о коммерческих сервисах, либо о свободных проектах. Хорошие примеры – API Chain.com и Coinbase Toshi для Bitcoin. Они оба предназначены для одних и тех же целей, но Chain – арендуемый коммерческий сервис, а Toshi – свободный.

5. Приложения

Это часть стека, обращенная к пользователю. В большинстве случаев приложения, выстроенные на такой архитектуре, функционально будут очень напоминать существующие сегодня – точно как Coinbase и PayPal. Но большая разница для пользователей заключается в том, что протоколы в данном случае децентрализованные. Программы смогут обмениваться информацией точно как различные почтовые приложения или биткойновые кошельки.

Важная черта этого стека – он растет снизу вверх. Сначала появились майнеры, блокчейн и Bitcoin, а затем – все остальное. Насколько мне известно, важнейшие технологические революции развивались именно таким образом.

Таким образом, возникают очень интересные вызовы для разработчиков, предпринимателей и инвесторов: ведь этот стек адаптирует для широкого потребления очень перспективные вещи. Но, в конечном итоге, выигрывает пользователь, поскольку в таких приложениях действуют сниженные или нулевые входные взносы, издержки переключения невелики, все данные находятся в индивидуальном распоряжении, а рыночная мощность превосходит все ожидания.

habr.com

Архитектура Azure Blockchain Workbench | Microsoft Docs

• 01/14/2019
• Время чтения: 13 мин
• Соавторы

В этой статье

Azure Blockchain Workbench упрощает разработку блокчейн-приложений, предоставляя решение с использованием нескольких компонентов Azure.Azure Blockchain Workbench simplifies blockchain application development by providing a solution using several Azure components. Blockchain Workbench можно развернуть с помощью шаблона решения в Azure Marketplace.Blockchain Workbench can be deployed using a solution template in the Azure Marketplace. Шаблон позволяет выбрать модули и компоненты для развертывания, включая блокчейн-стек, тип клиентского приложения и поддержку интеграции Интернета вещей.The template allows you to pick modules and components to deploy including blockchain stack, type of client application, and support for IoT integration. После развертывания Blockchain Workbench предоставляет доступ к веб-приложению, iOS-приложению и Android-приложению.Once deployed, Blockchain Workbench provides access to a web app, iOS app, and Android app.

Идентификация и аутентификацияIdentity and authentication

Используя Blockchain Workbench, консорциум может объединять свои корпоративные идентификаторы с помощью Azure Active Directory (Azure AD).Using Blockchain Workbench, a consortium can federate their enterprise identities using Azure Active Directory (Azure AD). Workbench создает новые учетные записи пользователей для идентификации по цепочке с корпоративными удостоверениями, хранящимися в Azure AD.Workbench generates new user accounts for on-chain identities with the enterprise identities stored in Azure AD. Сопоставление удостоверений упрощает проверку подлинности входа в клиентские API и приложения. При этом используются политики аутентификации организаций.The identity mapping facilitates authenticated login to client APIs and applications and uses the authentication policies of organizations. Workbench также предоставляет возможность связывать корпоративные удостоверения с определенными ролями в рамках данного смарт-контракта.Workbench also provides the ability to associate enterprise identities to specific roles within a given smart contract. Кроме того Workbench также предоставляет механизм для определения действий, которые могут выполнять эти роли, и времени, когда они могут выполняться.In addition, Workbench also provides a mechanism to identify the actions those roles can take and at what time.

После развертывания Blockchain Workbench пользователи взаимодействуют с ним либо с помощью клиентских приложений, либо с клиентским API на основе REST, либо с помощью API обмена сообщениями.After Blockchain Workbench is deployed, users interact with Blockchain Workbench either via the client applications, REST-based client API, or Messaging API. В любом случае взаимодействия должны быть аутентифицированы либо с помощью Azure Active Directory (Azure AD), либо с учетными данными конкретного устройства.In all cases, interactions must be authenticated, either via Azure Active Directory (Azure AD) or device-specific credentials.

Пользователи объединяют свои идентификаторы в консорциум Azure AD, отправляя приглашение по электронной почте участникам по их адресу электронной почты.Users federate their identities to a consortium Azure AD by sending an email invitation to participants at their email address. При входе в систему эти пользователи проходят проверку подлинности с использованием имени, пароля и политик.When logging in, these users are authenticated using the name, password, and policies. Например, двухфакторная проверка подлинности их организации.For example, two-factor authentication of their organization.

Azure AD используется для управления всеми пользователями, имеющими доступ к Blockchain Workbench.Azure AD is used to manage all users who have access to Blockchain Workbench. Каждое устройство, подключаемое к смарт-контракту, также связано с Azure AD.Each device connecting to a smart contract is also associated with Azure AD.

Azure AD также используется для назначения пользователей к специальной группе администраторов.Azure AD is also used to assign users to a special administrator group. Пользователи, связанные с группой администраторов, получают в Blockchain Workbench права и действия администратора, такие как развертывание контрактов и предоставление пользователям разрешений на доступ к контрактам.Users associated with the administrator group are granted access to rights and actions within Blockchain Workbench including deploying contracts and giving permissions to a user to access a contract. Пользователи вне этой группы не имеют доступа к действиям администратора.Users outside this group do not have access to administrator actions.

Клиентские приложенияClient applications

Workbench предоставляет автоматически создаваемые клиентские приложения для веб и мобильных устройств (iOS, Android), которые могут использоваться для проверки, тестирования и просмотра блокчейн-приложений.Workbench provides automatically generated client applications for web and mobile (iOS, Android), which can be used to validate, test, and view blockchain applications. Интерфейс приложения формируется динамически на основе метаданных смарт-контракта и может вместить любой вариант использования.The application interface is dynamically generated based on smart contract metadata and can accommodate any use case. Клиентские приложения предоставляют интерфейсную часть пользовательского интерфейса для завершения блокчейн-приложений, созданных Blockchain Workbench.The client applications deliver a user-facing front end to the complete blockchain applications generated by Blockchain Workbench. Клиентские приложения аутентифицируют пользователей с помощью Azure Active Directory (Azure AD), а затем представляют пользовательский интерфейс, адаптированный к бизнес-контексту смарт-контракта.Client applications authenticate users via Azure Active Directory (Azure AD) and then present a user experience tailored to the business context of the smart contract. Пользовательский интерфейс позволяет создавать новые экземпляры смарт-контрактов уполномоченными лицами, а затем предоставляет возможность выполнять определенные виды транзакций в соответствующих точках бизнес-процесса, которые представляет смарт-контракт.The user experience enables the creation of new smart contract instances by authorized individuals and then presents the ability to execute certain types of transactions at appropriate points in the business process the smart contract represents.

В веб-приложении авторизованные пользователи могут получить доступ к консоли администратора.In the web application, authorized users can access the Administrator Console. Консоль доступна для пользователей группы администраторов в Azure AD и предоставляет доступ к следующим функциям:The console is available to users in the Administrator group in Azure AD and provides access to the following functionality:

• Развертывание Майкрософт предоставило смарт-контракты для популярных сценариев.Deploy Microsoft provided smart contracts for popular scenarios. Например, сценарий переноса ресурса.For example, an asset transfer scenario.
• Отправка и развертывание собственных смарт-контрактов.Upload and deploy their own smart contracts.
• Назначение доступа пользователю к смарт-контракту в контексте определенной роли.Assign a user access to the smart contract in the context of a specific role.

Дополнительные сведения см. в разделе примеров клиентских приложений Azure Blockchain Workbench на сайте GitHub.For more information, see the Azure Blockchain Workbench sample client applications on GitHub.

API-интерфейс службы шлюзаGateway service API

Blockchain Workbench включает API-интерфейс службы шлюза на основе REST.Blockchain Workbench includes a REST-based gateway service API. При записи блокчейна API генерирует и доставляет сообщения брокеру событий.When writing to a blockchain, the API generates and delivers messages to an event broker. При запросе данных API-интерфейсом, запросы отправляются в базу данных SQL вне сети.When data is requested by the API, queries are sent to the off-chain SQL database. База данных SQL содержит реплику данных по цепочке и метаданных, которые предоставляют информацию о контексте и конфигурации для поддерживаемых смарт-контрактов.The SQL database contains a replica of on-chain data and metadata that provides context and configuration information for supported smart contracts. Запросы возвращают требуемые данные из реплики вне сети в формате, указанном метаданными для контракта.Queries return the required data from the off-chain replica in a format informed by the metadata for the contract.

Разработчики могут получить доступ к API службы шлюза, чтобы создавать или интегрировать блокчейн-решения, не полагаясь на клиентские приложения Blockchain Workbench.Developers can access the gateway service API to build or integrate blockchain solutions without relying on Blockchain Workbench client apps.

Примечание

Чтобы включить аутентифицированный доступ к API, два клиентских приложения должны быть зарегистрированы в Azure Active Directory.To enable authenticated access to the API, two client applications are registered in Azure Active Directory. Azure Active Directory требует отдельных регистраций приложений для каждого типа приложения (собственного и веб-сайта).Azure Active Directory requires distinct application registrations each application type (native and web).

Message Broker для входящих сообщенийMessage broker for incoming messages

Разработчики, которые хотят отправлять сообщения непосредственно в Blockchain Workbench, могут отправлять сообщения непосредственно на служебную шину.Developers who want to send messages directly to Blockchain Workbench can send messages directly to Service Bus. Например, API сообщений может использоваться для интеграции между системами или устройствами IoT.For example, messages API could be used for system-to-system integration or IoT devices.

Message Broker для последующих объектов-получателейMessage broker for downstream consumers

В течение жизненного цикла приложения происходят события.During the lifecycle of the application, events occur. События могут запускаться API-интерфейсом шлюза или в реестре.Events can be triggered by the Gateway API or on the ledger. Уведомления о событиях могут инициировать последующий код, основанный на событии.Event notifications can initiate downstream code based on the event.

Blockchain Workbench автоматически развертывает два типа пользователей событий.Blockchain Workbench automatically deploys two types of event consumers. Один из них инициируется блокчейн-событиями для заполнения хранилища SQL вне сети.One consumer is triggered by blockchain events to populate the off-chain SQL store. Другой — для захвата метаданных для событий, генерируемых API, связанными с загрузкой и хранением документов.The other consumer is to capture metadata for events generated by the API related to the upload and storage of documents.

Объекты-получатели сообщенийMessage consumers

Объекты-получатели сообщений принимают сообщения через служебную шину.Message consumers take messages from Service Bus. Базовая модель событий для объектов-получателей сообщений позволяет расширять дополнительные службы и системы.The underlying eventing model for message consumers allows for extensions of additional services and systems. Например можно добавить поддержку для заполнения CosmosDB или оценки сообщений с помощью Azure Streaming Analytics.For example, you could add support to populate CosmosDB or evaluate messages using Azure Streaming Analytics. В следующих разделах описываются объекты-получатели сообщений, включенные в Blockchain Workbench.The following sections describe the message consumers included in Blockchain Workbench.

Объект-получатель распределенного реестраDistributed ledger consumer

В сообщениях с технологией распределенного реестра (DLT) содержатся метаданные для транзакций, которые должны быть записаны в блокчейн.Distributed ledger technology (DLT) messages contain the metadata for transactions to be written to the blockchain. Объект-получатель извлекает сообщения и отправляет данные к конструктору транзакций, подписанту и маршрутизатору.The consumer retrieves the messages and pushes the data to a transaction builder, signer, and router.

Объект-получатель базы данныхDatabase consumer

Объект-получатель базы данных принимает сообщения из служебной шины и отправляет данные в подключенную базу данных, такую как база данных SQL.The database consumer takes messages from Service Bus and pushes the data to an attached database, such as SQL database.

Объект-получатель хранилищаStorage consumer

Объект-получатель хранилища принимает сообщения через служебную шину и отправляет данные в подключенное хранилище.The storage consumer takes messages from Service Bus and pushes data to an attached storage. Например, хранение хэшированных документов в Azure Storage.For example, storing hashed documents in Azure Storage.

Конструктор транзакции и подписантTransaction builder and signer

Если сообщение в брокере входящих сообщений необходимо записать в блокчейн, оно будет обработано объект-получателем DLT.If a message on the inbound message broker needs to be written to the blockchain, it will be processed by the DLT consumer. Объект-получатель DLT — это служба, которая извлекает сообщение, содержащее метаданные для выполнения требуемой транзакции, и затем отправляет информацию в конструктор транзакций и подписант.The DLT consumer is a service, which retrieves the message containing metadata for a desired transaction to execute and then sends the information to the transaction builder and signer. Конструктор транзакций и подписант собирают блокчейн-транзакцию на основе данных и желаемого адреса назначения блокчейна.The transaction builder and signer assembles a blockchain transaction based on the data and the desired blockchain destination. После сборки транзакция подписывается.Once assembled, the transaction is signed. Закрытые ключи хранятся в хранилище ключей Azure.Private keys are stored in Azure Key Vault.

Blockchain Workbench извлекает соответствующий закрытый ключ из Key Vault и подписывает транзакцию за пределами Key Vault.Blockchain Workbench retrieves the appropriate private key from Key Vault and signs the transaction outside of Key Vault. После подписания транзакция отправляется к маршрутизаторам транзакций и реестрам.Once signed, the transaction is sent to transaction routers and ledgers.

Маршрутизаторы транзакций и реестрыTransaction routers and ledgers

Маршрутизаторы транзакций и реестры берут подписанные транзакции и направляют их в соответствующий блокчейн.Transaction routers and ledgers take signed transactions and route them to the appropriate blockchain. В настоящее время Blockchain Workbench поддерживает Ethereum в качестве конечной базы данных блокчейн.Currently, Blockchain Workbench supports Ethereum as its target blockchain.

Наблюдатель DLTDLT watcher

Наблюдатель за технологией распределенного реестра (DLT) отслеживает события, происходящие в цепочках блока, подключенного к Blockchain Workbench.A distributed ledger technology (DLT) watcher monitors events occurring on block chains attached to Blockchain Workbench. События отражают информацию, относящуюся к отдельным лицам и системам.Events reflect information relevant to individuals and systems. Например, создание новых экземпляров контракта, выполнение транзакций и изменение состояния.For example, the creation of new contract instances, execution of transactions, and changes of state. События фиксируются и отправляются брокеру исходящих сообщений, поэтому они могут быть использованы последующими объектами-получателями.The events are captured and sent to the outbound message broker, so they can be consumed by downstream consumers.

Например, объект-получатель SQL отслеживает события, потребляет их и заполняет базу данных SQL включенными значениями.For example, the SQL consumer monitors events, consumes them, and populates the SQL database with the included values. Копирование позволяет воссоздать реплику данных по цепочке в хранилище вне сети.The copy enables recreation of a replica of on-chain data in an off-chain store.

База данных SQL AzureAzure SQL database

База данных Azure SQL, подключенная к Blockchain Workbench, хранит определения контрактов, метаданные конфигурации и SQL-доступная реплика данных, хранящаяся в блокчейне.The Azure SQL database attached to Blockchain Workbench stores contract definitions, configuration metadata, and a SQL-accessible replica of data stored in the blockchain. Эти данные могут быть легко запрошены, визуализированы или проанализированы путем прямого доступа к базе данных.This data can easily be queried, visualized, or analyzed by directly accessing the database. Разработчики и другие пользователи могут использовать базу данных для отчетности, аналитики или других интеграций, ориентированных на данные.Developers and other users can use the database for reporting, analytics, or other data-centric integrations. Например, пользователи могут визуализировать данные транзакций с помощью Power BI.For example, users can visualize transaction data using Power BI.

Это хранилище вне сети обеспечивает возможность корпоративным организациям запрашивать данные в SQL, а не в блокчейн-реестре.This off-chain storage provides the ability for enterprise organizations to query data in SQL rather than in a blockchain ledger. Кроме того, стандартизировав стандартную схему, которая не зависит от стеков технологии блокчейн, хранилище вне сети позволяет повторно использовать отчеты и другие артефакты по нескольким проектам, сценариям и организациям.Also, by standardizing on a standard schema that’s agnostic of blockchain technology stacks, the off-chain storage enables the reuse of reports and other artifacts across projects, scenarios, and organizations.

Хранилище AzureAzure Storage

Azure Storage используется для хранения контрактов и метаданных, связанных с контрактами.Azure Storage is used to store contracts and metadata associated with contracts.

От заказов на покупку и накладных до изображений, используемых в новостях, и медицинских снимках, до видеороликов получаемых из непрерывного потока с рабочих видеокамер полицейских и основных изображений движения — документы играют определенную роль во многих сценариях, связанных с блокчейном.From purchase orders and bills of lading, to images used in the news and medical imagery, to video originating from a continuum including police body cameras and major motion pictures, documents play a role in many blockchain-centric scenarios. Документы не подходят для непосредственного размещения в блокчейне.Documents are not appropriate to place directly on the blockchain.

Blockchain Workbench поддерживает возможность добавления документов или другого содержимого мультимедиа с бизнес-логикой блокчейна.Blockchain Workbench supports the ability to add documents or other media content with blockchain business logic. Хэш документа или содержимого мультимедиа хранится в блокчейне, а фактический документ или содержимое мультимедиа хранится в Azure Storage.A hash of the document or media content is stored in the blockchain and the actual document or media content is stored in Azure Storage. Связанная информация о транзакции доставляется брокеру входящих сообщений, упаковывается, подписывается и маршрутизируется в блокчейн.The associated transaction information is delivered to the inbound message broker, packaged up, signed, and routed to the blockchain. Этот процесс запускает события, которые совместно используются брокером исходящих сообщений.This process triggers events, which are shared via the outbound message broker. База данных SQL использует эту информацию и отправляет ее в базу данных для последующего запроса.The SQL DB consumes this information and sends it to the DB for later querying. Подчиненные системы также могут использовать эти события для принятия соответствующих мер.Downstream systems could also consume these events to act as appropriate.

МониторингMonitoring

Workbench обеспечивает ведение журналов приложений с помощью Application Insights и Azure Monitor.Workbench provides application logging using Application Insights and Azure Monitor. Application Insights используется для хранения всей зарегистрированной информации из Blockchain Workbench и содержит ошибки, предупреждения и успешные операции.Application Insights is used to store all logged information from Blockchain Workbench and includes errors, warnings, and successful operations. Application Insights может быть использован разработчиками для отладки проблем с Blockchain Workbench.Application Insights can be used by developers to debug issues with Blockchain Workbench.

Azure Monitor предоставляет информацию о работоспособности сети блокчейн.Azure Monitor provides information on the health of the blockchain network.

Дополнительная информацияNext steps

docs.microsoft.com

Блокчейн и технологии распределённого реестра — Часть 1 |

В настоящей статье мы оценим базовый бизнес-функционал основных платформ, ориентированных на предпринимательство, включая Ethereum, Hyperledger Fabric и R3 Corda, в плане того, на чём основано влияние программного обеспечения и как система в целом оптимизирована, будь то посредством традиционных распределённых систем или на современной блокчейн-основе.

Блокчейн Ethereum обладает как сходствами, так и отличиями в сравнении с такими технологиями распределённого реестра, как Hyperledger Fabric или R3 Corda. Для обоснованной оценки блокчейнов и платформ распределённого реестра и их ценности для предприятий полезно классифицировать платформы на основании их базового функционала и характеристик. Поскольку блокчейны построены на принципах криптографии и конфигурации данных, некоторые их функции могут быть воспроизведены в координированных системах баз данных, тогда как другие осуществимы только в настоящей среде блокчейна.

Разграничение базовых технологий

Hyperledger Fabric	R3 Corda	Ethereum
Технология распределённого реестра	Технология распределённого реестра	Блокчейн

В частности, мы сосредоточимся на трёх ключевых областях функционала:

• Координирование данных – как информация и доверие распределяются между участниками системы
• Внутренние криптоэкономические уровни мотивации – как участники системы экономически мотивированы обеспечивать функционирование системы в контексте теории игр и дизайна механизмов
• Интеграция в цифровую товаризацию активов – как системы способны интегрироваться в экономику цифровых товаров. Иногда, в качестве номинальной характеристики, это называют экономикой токенов.

Основные цели блокчейна: чего бизнес хочет достичь с помощью этой технологии?

Цели блокчейнов, таких как Ethereum, схожи с целями распределённых реестров. Определить, чего бизнес надеется достичь с помощью технологии блокчейна, может быть непросто, потому что, как было в случае интернета в 1990-х, бизнесы пока не знают, как концептуализировать применение этого мощного инструмента. Сегодня известно, что технология блокчейна способна реализовать различные функции, но то, как внедрить эти функции в бизнес-решения, требует более глубокого понимания и оценки базовых возможностей.

Три основных исследуемых оси – обработка и координирование данных, доверенные и неизменяемые записи и дигитализация активов – достаточно широки, чтобы охватить основные области применения блокчейна и в то же время экстраполировать эти функции на бизнес-сценарии. Обсуждение этих трёх аспектов позволяет ответить на вопрос, зачем бизнесу использовать эту технологию.

Эффективная обработка и координирование информации

Если улучшенная структура распределённой системы или координирование базы данных – единственная цель протокола или платформы, то не обязательно нужен блокчейн. Блокчейн-платформы традиционно продвигали концепции улучшенного координирования данных и распределённых механизмов консенсуса, где данные передаются и поддерживаются технологической платформой. Несмотря на их полезность, значительная часть этих желаемых функциональных качеств может быть получена посредством улучшенного координирования централизованной базы данных или улучшенной структуры распределённых систем. В данном исследовании необходимо определить, в какой степени платформы и протоколы пытаются оптимизировать существующий функционал координирования данных в противопоставлении с внедрением нового функционала блокчейна. Блокчейны предназначены для большего, чем простое продвинутое координирование данных.

Неизменяемая/доверенная запись продуктов и транзакций

Изначальный тезис о том, зачем нам нужны блокчейны, строился на концепции дигитализации доверия. Эндрю Кис из ConsenSys продвигал следующий мотив: «Точно так же как интернет привёл к дигитализации информации, блокчейны ведут к дигитализации доверия и соглашений». Такой содержательный тезис олицетворяет идеал того, чего надеются достичь блокчейны, в то же время подготавливая почву для дальнейшего пути. Дополнительной переменной можно считать дигитализацию стоимости. Когда стоимость привязана к доверию, внедрённому в систему, определённые структуры выравнивания и механизмы мотивации будут стимулировать надлежащее поведение в системе, что приведёт к жизнеспособной платформе.

Часто неизменяемость при проектировании системы используют синонимично с доверием, т. е. если система неизменяемая, то можно доверять, что плохое поведение не останется безнаказанным. Но в нашем анализе платформенных протоколов важно также оценить механизмы реализации доверенной системы, обеспечивающие бизнес-модель, которая может быть выгодной для пользователей платформы (дальнейшее исследование посредством криптоэкономики).

Дигитализация активов

Дигитализация товаров и активов считается главной целью большинства блокчейнов и платформ распределённого реестра. Если бизнесы ищут дигитализации активов, распределённый реестр или координированные базы данных способны предложить некоторые возможности, однако необходимо уделить много внимания вопросу доступности таких цифровых товаров. Поскольку координированные базы данных фактически находятся на центральном управлении или распределены между группой или подгруппами контрагентов посредством старой программной парадигмы, уровень дигитализации может быть ограниченным в зависимости от свободы, предлагаемой платформой дигитализации. Хотя концепция дигитализации товаров может казаться простым процессом, различные динамики мотивации и экономические соображения насчёт того, как дигитализировать такие продукты, как недвижимость, человеческое внимание и даже электричество, требуют серьёзного рассмотрения того, какой тип платформы мог бы отвечать за дигитализацию, так как некоторые торговые платформы в разных случаях демонстрируют ту или иную степень «привязки к поставщику» и зависимости от центрально управляемой платформы.

Записи и регистры, такие как системы прав собственности и цепочки поставок, также реализуемы с помощью систем распределённого реестра, хотя их уровень взаимодействия со слоем экономической мотивации достаточно ограничен в случае зависимости от закрытой частной системы, и проникновение таких активов в цифровую экосистему или на рынок при построении на закрытых системах будет сильно замедлено. Для способствования истинным цифровым товарам в постоянно развивающейся цифровой экосистеме необходима свободно-рыночная система, в полной мере использующая различные аспекты, которые способен предоставить открытый рынок.

Оценка характеристик координирования баз данных

Координирование баз данных: характеристики

Хотя проводился глубокий анализ функционала этих платформ в контексте таких характеристик, как неизменяемость, безопасность, масштабируемость, управляемость и производительность, намного больше позволяет установить понимание основ, на которых построены данные архитектуры.

Для надлежащего координирования данных в распределённых системах изобретено и реализовано множество инструментов. Примером может служить сильный акцент на таких инструментах, как Hadoop и различные ансамбли в данной экосистеме, включая Spark, Hive и ZooKeeper. Использование этих продуктов свидетельствует об активной интеграции распределённых системных инструментов и протоколов. Дальнейшие параллели можно увидеть в таких протоколах, как Tendermint, консенсусная машина, решающая задачу византийских генералов, имеющая схожий функционал с такими инструментами, как Apache ZooKeeper. Проводились также исследования в направлении баз данных – источников событий (event sourcing), способных воспроизводить некоторые желаемые функции координированных систем обмена данными.

Посредством оценки таких инструментов, как Apache Kafka, и того, каким образом сервисы потоковой передачи данных способны достичь существенных уровней пропускной способности в корпоративной среде, можно установить функциональные различия блокчейна и распределённого реестра на основе разных уровней зависимости от этих инструментов координирования и оптимизации баз данных в плане фундаментальных концепций. Реализации Ethereum, включая Plasma, используют такие инструменты, как MapReduce, для улучшения определённого map-функционала поверх UTXO и учётной модели, в то же время сворачивая компоненты в доказательства Меркла, хотя важно понимать, что базовый уровень протокола по-прежнему полагается на Ethereum как на корневой блокчейн. Разобрав эти детали, можно получить понимание того, как лучше оценить технологические характеристики этих программных платформ.

Координирование данных: сравнение платформ

IBM Fabric

Глубокое погружение в архитектуру Fabric позволяет определить, что платформа создала изощрённую среду разработки, фокусирующуюся на предоставлении улучшенной пропускной способности на основе детальной конфигурации программной архитектуры для оптимальной производительности в среде распределённых систем. Движение чейнкода (chaincode) между клиентом и сетью распределённых подтверждающих узлов, наряду с транзакционными механизмами и передачей свидетельств, удовлетворяющих политике подтверждения, реализовано в закрытой системе, тогда как gossip-протокол, распространяющий транзакции по приватным каналам, обеспечивает координирование крупных массивов данных. Хотя такая инфраструктура устойчива и действенна, необходимо уделить дополнительное внимание тому, как архитектура делает возможными многосторонние координационные структуры, где в конечном итоге в сети может оказаться множество каналов, которыми может быть сложно управлять.

Архитектура Hyperledger Fabric

На данном рисунке показана часть архитектурной конфигурации Fabric и то, как компоненты организованы в систему, предназначенную для продвинутой обработки информации и максимальной транзакционной пропускной способности.

Основная идея в том, что каналы предоставляют возможность для перемещения транзакций внутри платформы. Если взглянуть на архитектуру, упорядочивающие сервисные узлы служат для записи транзакций в упорядочивающем сервисе Apache Kafka. В экосистеме потоковой передачи данных Kafka представляет собой мощный инструмент с возможностью добавления транзакций разных видов в отдельные кластеры и затем разделы Kafka.

В такой схеме данные могут распределяться по кластерам для образования распределённой платформы хранения, способной записывать структуры данных, иногда называемые «блоками» или «состояниями» в контексте их конфигурации хранения ключ/значение. В данном программном фреймворке заслуживает признания та концепция, что все участники и структуры данных в экосистеме являются встроенными в том смысле, что они функционируют, главным образом, наряду с другими пользователями данной программной экосистемы.

Apache Kafka
Fabric действительно использует подструктуру реестрового типа, реализующую определённое хранение данных с хешированными связями, однако следует признать, что конфигурация хешей не наследует оригинальному архитектурному дизайну, связанному с блокчейновыми системами, производными от Bitcoin или Ethereum. Хотя блоки данных объединяются в пакеты и подвергаются событиям типа deliver для дальнейшего создания хешированной связи транзакций, необходимо понимать, что данный процесс не обязательно переводит данные в модификацию состояния системы. Скорее блоки конфигурированы так, что информация хранится в структуре типа базы данных с разными примерами хешей.

В экосистеме Fabric deliver-события называются блоками, тогда как чейнкод проходит через deploy-события, чтобы в дальнейшем обезопасить данные в chain-разделах упорядочивающей сервисной структуры. Конфигурация структур данных и модулей этой системы делает возможной транзакционную пропускную способность, которой стоит ожидать от архитектуры распределённой базы данных, однако следует признать, что задача координирования активов и кода в экосистеме Fabric всё ещё полностью не решена, так как активы и значения не обязательно имеют цифровое представление, которое можно координировать в реестре.

R3 Corda

R3 Corda построена в среде, не претендующей на то, чтобы называться блокчейном, но скорее представляющей собой децентрализованную базу данных, использующую разные формы структурной реконфигурации для построения системы, которая, главным образом, использовалась бы банками и другими институтами для их процессов. Платформа многое заимствует у модели UTXO, используемой в транзакциях Биткойна, где состояние определяется серией входов и выходов и различные реконфигурации входов могут диктовать состояние выхода.

Архитектурный фреймворк R3 Corda использует узловую структуру, полагающуюся на подмодули, называемые заверителями, которые помогают поддерживать достоверность сети, подобно валидаторным структурам других платформ, абстрагирующим функцию консенсуса. Узлы дополняются реляционными базами данных, позволяющими делать запросы с помощью SQL. Транзакционная коммуникация ограничивается подпротоколами, называемыми потоками.

Эти потоки сравнимы с архитектурой каналов IBM Fabric, где доступ к информации имеют только стороны, причастные к транзакциям. Классы подвергаются трансформациям, результатами которых являются машины состояний, называемые волокнами или сопрограммами. Архитектура полагается на коммуникацию потоков с подпотоками и их взаимодействие с библиотеками потоков, имеющими предопределённые функции в пределах платформы. Кроме того, в Corda имеется автономный слой идентичности, делающий возможной различную степень контроля доступа в рамках общей сети.

Хотя R3 Corda открыто заявляет, что не претендует на то, чтоб именоваться блокчейном, стоит принять к сведению, что реконфигурация концепции распределённой базы данных в децентрализованную достаточно существенно полагается на традиционные системы баз данных. Хотя система спроектирована на базе новаторских структур данных и отличных построений организации распределённой системы, платформа действительно имеет в виду распределение данных и ищет способы оптимизации функций системы распределения данных. Необходимо иметь в виду, что поскольку система ограничена определёнными аспектами координирования данных в рамках специфичной архитектуры, интеграция в блокчейн-системы как таковые не предусмотрена, так как в оригинальном дизайне не была реализована модулярность и интероперабельность.

Схема работы R3 Corda

Детали рисунка: Схема транзакций Corda, перемещения состояний входа и выхода в системе и добавления документов в процессе

Ethereum

Экосистема Ethereum построена на комбинации экосистем частных и публичных блокчейнов. Публичный блокчей не имеет такой пропускной способности и таких возможностей обработки данных, какие описаны в контексте координирования данных, а поэтому не должен оцениваться на основе этих возможностей. При оценке этого аспекта Ethereum наиболее логично синтезировать различные нюансы сетевой топологии частных реализаций Ethereum.

Yellow Paper Ethereum чётко декларирует набор характеристик, составляющих Ethereum, а также техническую детализацию кодовой базы. Из-за такой строгой приверженности проекту данного протокола форки Ethereum и корпоративные реализации действительно напоминают оригинальный фундамент, на котором построена технология. По сути, одни и те же характеристики сохраняются в реализациях с доказательством выполнения работы, доказательством полномочий или доказательством доли владения, потому что протоколы считаются производными одних и тех же спецификаций Ethereum Virtual Machine (EVM).

Модифицированные архитектуры всё равно предусматривают согласованность с оригинальной EVM. В числе изменений в таких платформах, как Quorum, – изменение консенсусного механизма, модификация корней глобальных состояний для приспособления к частным и публичным состояниям, изменение префиксного дерева «Patricia» и дополнительные модули для управления приватными транзакциями. Архитектура позволяет этому ПО сохранить преемственность и структуры данных оригинальной конфигурации Ethereum, в то же время предлагая улучшенную транзакционную пропускную способность, возможную благодаря модификациям. В дополнение к предлагаемой Quorum оптимизации транзакций, возможность координирования и интеграции с публичной средой Ethereum посредством таких инструментов, как Plasma, TrueBit и Cosmos, даёт протоколу дополнительную широту

Из технической оценки таких инструментов, как Plasma и форматы достижения консенсуса в Casper, очевидно, что в Ethereum будут использоваться такие инструменты управления базами данных, как MapReduce и абстрактные системы переписывания. В Plasma MapReduce является неотъемлемой частью координирования учётной системы и структуры битовой карты UTXO в мультичейновой схеме.

Парадигма организованной обработки транзакций с использованием взаимодействия рутчейнов, Plasma-чейнов и чайлдчейнов посредством комбинации дизайнов механизмов с доказательством обмана и мотивационных структур на основе гарантийных обязательств помогает обеспечить динамику между поверхностями удержания блоков и массового выхода. Это также позволяет реализовать дополнительные криптоэкономические структуры, используя механизмы таких систем, как Casper или TrueBit, для отображения концепций удаляющего кодирования (erasure coding) в плане распространённой в данном пространстве проблемы доступности данных. Что касается мультичейновой архитектуры, то Ethereum должен быть способен комбинировать координирование баз данных и возможности пропускной способности распределённой системы баз данных с возможностями собственно блокчейна, совместимыми с публичной реализацией.

Координирование баз данных: заключение

Убедительное заключение о спектре возможностей по координированию баз данных сводится к тому, что у IBM лучшие инструменты управления базами данных благодаря использованию традиционных баз данных и программной архитектуры распределённых систем на основе общего монолитного дизайна и существенно ресурсоёмкого процесса, ушедшего на разработку Fabric. R3 Corda ещё больше конкретизирует свои возможности, предлагая ряд услуг по координированию банкам и финансовым институтам в частной реконфигурации нюансов протокола Биткойна. Ethereum, будучи предназначенным для совместимости с публичными блкочейнами, не имеет первичных возможностей по обработке баз данных IBM Fabric, но включает некоторые схемы координирования в контексте масштабируемости для применения на предприятиях, которых нет у Fabric.

Частные реализации Ethereum и дополнительные клиенты могут выступать архитектурными кирпичиками, на которых могут строиться более крупные системы на основе модульного дизайна, условно придерживающегося философии Unix. Связанные с Ethereum кодовые базы предназначены для того, чтобы составить конкуренцию возможностям по транзакционной пропускной способности таких платформ баз данных, как Fabric, в то же время делая возможным функционал, которого нет ни в Corda, ни в Fabric, хотя можно также исследовать комплементарные отношения между платформами. Главные отличительные качества может дополнительно прояснить анализ факторов, о котором мы поговорим в следующей части исследования.

На этом хотелось бы завершить первую часть статьи. Чтобы не пропустить продолжение, подписывайтесь на Bitnovosti в telegram! Продолжение следует.

 

Источник

Поделиться ссылкой:

Related

bitnovosti.com