Вследствие этого в данном типе блокчейна нет никакого центрального реестра или доверенного третьего лица. Это самый известный тип блокчейна, который лежит в основе данной технологии и соответствует современной экономике. Некоторые считают, что при упоминании этой технологии следует употреблять только единственное число – мы, таким образом, говорим о блокчейне. Его действие основано на «криптоэкономике»[100], то есть на сочетании экономических стимулов и механизмов верификации с использованием криптографии в качестве доказательства выполнения работы (Ро\Л/) или доказательства участия (РоБ). Публичный блокчейн по своей природе полностью децентрализован.
Блокчейн консорциума, или Гибридный блокчейн
Здесь процесс консенсуса контролируется совокупностью предварительно выбранных узлов (участников).
Можно представить себе, например, консорциум из 15 финансовых учреждений, каждое из которых управляет узлом, и из них по крайней мере 10 должны подписать каждый блок для того, чтобы этот блок считался легитимным. Доступ к этому блокчейну может быть публичным, а возможно, число участников будет ограниченным. Эти блокчейны могут рассматриваться как «частично децентрализованные».
В качестве примера можно взять гибридный блокчейн консорциума R3 CEV, членами которого являются около 50 банков.
Частный блокчейн
И, наконец, существуют полностью частные блокчейны, доступ к записи в которые выдается центральной организацией (это может быть, например, центральный банк), но разрешение на чтение может быть открытым или ограниченным (частным).
Характеристики и консенсус
Каждый из блокчейнов определяется его сообществом, типом допускаемых в нем транзакций, используемым в нем методом проверки честности консенсуса, а также его характером (частный он или общественный).
Публичный блокчейн (или unpermissioned blockchain, а также blockchain mining):
• характеристики: общественная сеть без посредников и без цензуры;
• консенсус (proof of work): дорогой, «медленный», с присущей ему компенсацией сети (майнеры).
ПУБЛИЧНЫЕ БЛОКЧЕЙНЫ И УБЫТКИ ОТ СДЕЛОК
Все протоколы распределенного консенсуса (блокчейны, за исключением биткойна, эфириума и их разновидностей) являются альтернативными решениями проблемы защиты данных в децентрализованном публичном реестре. Все они не только более быстрые и более эффективные, чем решение биткойна, но также разработаны с помощью формальных методов, которые обеспечивают правильность посредством математической точности.
Теперь, когда мы представили публичные блокчейны и консенсусы, мы считаем уместным напомнить, что биткойн не предлагает формального математического подтверждения правильности своего функционирования. Наоборот, доказано, что в его протоколе имеются определенные недостатки, с теоретической точки зрения. Действительно, в некоторых случаях он оказывается не в состоянии решить проблему византийских генералов.
Было отмечено, что на практике (и это общеизвестно, по крайней мере, среди специалистов) в случае fork (ветвления) его блоков биткойн может потерять данные. Когда fork – ветка – восстановится, развиваться будет только самая длинная ветка, и лишь она будет признана легитимной, что приводит к возможности того, что транзакции в меньшей ветке будут полностью потеряны.
Частный блокчейн (или permissioned blockchain, или консенсус блокчейна):
• особенности: частный или получастный (различные права доступа к платформе), участники известны или идентифицируемы, сектор регулируемый;
• консенсус: между известными участниками функционирование внешнее по отношению к платформе (ответственность берут на себя один или несколько уполномоченных представителей частного блокчейна).
Блокчейн биткойн:
• с валютой биткойн: биткойн (ВТС);
• с другой валютой: Factom (Factoids), Mastercoin (MSC), Counterparty (XCP), Namecoin (NMC).
Блокчейн, не являющийся блокчейном биткойн:
• с валютой биткойн: Blockstream, Truthcoin;
• с другой валютой: эфириум (ЕТН), BitShares (BTS), Truthcoin (Cashcoin), Litecoin (LTC), PayCoin (XPY).
Блокчейн не-блокчейн:
• с консенсусом без майнинга: Ripple (XRP), Stellar (STR), NXT[101] (NXT), Hyperledger, Tendermint, Pebble, Open Transactions, beAchain.
Нейтральный блокчейн:
• интеллектуальные услуги: Monax (бывший Eris Industries), PeerNova, Codius, SmartContract, SAE, Tezoz, Tillit.
Вот небольшой обзор, который позволяет нам классифицировать некоторые существующие решения, но этот список не является исчерпывающим, классификация крайне субъективная, и рейтинг блокчейнов постоянно меняется.
Консенсус
Определение
Консенсус – это соглашение, обычно положительное и единогласное, внутри группы людей, позволяющее решать или действовать сообща без предварительного голосования или обсуждения конкретного вопроса.
Как мы уже говорили ранее, «информационный консенсус в области распределенных систем – это способ, при помощи которого узлы (участники) могут договориться о легитимности сделки и обновлять бухгалтерские книги, представляющие собой стройную систему согласованных фактов»[102].
Таким образом, с точки зрения своей базы и истории (алгоритмы консенсуса появились около 1970 года), консенсус остается основополагающим элементом в области распределенных вычислений, то есть там, где мы имеем ряд узлов (участников), которые должны согласовать решение. Принцип заключается в том, чтобы добиться определенной надежности системы при решении распределенных задач в условиях наличия неисправности.
Таким образом, в теоретической информатике проблема консенсуса требует наличия протокола, который отвечает следующим критериям:[103]
• окончание: любой процесс должен получить некую величину;
• целостность: все процессы принимают значение, которое было предложено одним из процессов;
• согласие: все процессы принимают одно и то же значение.
Протокол, который может гарантировать эти свойства в присутствии не менее t отключений, называется t-robust.
Мы не намерены здесь объяснять функцию консенсуса (математический алгоритм), а всего лишь хотим показать, что в блокчейнах (так называемых публичных) и в распределенных протоколах консенсуса (так называемых частных блокчейнах) существуют различные консенсусы.
Когда мы знакомили вас с функционированием блокчейнабиткойн, мы вводили понятие proof of work, или доказательство выполнения работы (майнинг). Но теперь мы знаем, что существуют распределенные алгоритмы консенсуса, более эффективные (в зависимости от варианта применения) и менее энергоемкие, чем proof of work.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАИНТЕРЕСОВАННОСТИ ИЛИ УЧАСТИЯ
Мы знаем, что майнинг – это энергоемкий процесс и некоторые участники, в частности в эфириуме, предпочитают отбросить proof of work и перейти к proof of stake в связи со слишком большими энергозатратами на огромные вычислительные мощности.
При такой замене для проверки блоков не нужно использовать огромные вычислительные мощности и, следовательно, «сжигать» энергию, можно просто иметь определенное количество криптовалюты.
Обзор консенсуса
Чтобы обеспечивать защиту, упорядоченный и целостный вид реестра, существует ряд алгоритмов консенсуса (по дате появления).
1998 год | Подтверждение выполнения работы – proof of work (PoW)[104]: пользователи должны несколько раз выполнить алгоритм хеширования или просчитать математическую головоломку согласно определенному алгоритму для подтверждения электронных транзакций:
• биткойн (специфика: все узлы являются анонимными и потенциально вредоносными, поэтому необходим proof of work, «бесполезный» на первый взгляд, но необходимый для безопасности сети);
• эфириум (специфика: та же, что и для биткойна);
• Peercoin и Decred[105] используют гибридный метод PoW/PoS, чтобы воспользоваться преимуществами обеих систем и создать более устойчивый консенсус.
1998 год | Paxos
2013 год | Доказательство заинтересованности или участия – proof of stake (PoS)[106]: пользователь должен обладать некоторым количеством криптовалюты, если он хочет претендовать на подтверждение дополнительных блоковблокчейнейне, и получать за это вознаграждение, если таковое предусмотрено:
• проект Ethereum 2017 (Sharding[107]);
• Peercoin[108], подтверждение использования PoS;
• (i) подтверждение обладания – proof of hold (РоН): чем больше у вас денег, тем больше у вас прав на проведение проверки;
• (ii) подтверждение использования – proof of use (PoU):
