exam16 3 - stankin/design-part-1 GitHub Wiki

Распределенные реестры и технологии блокчейн

Реферат к лекции 16 Архитектурные ограничения на тестирование и испытания.

Блокчейн — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков, содержащих информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока Сам термин Blockchain частично характеризует его задачи и назначение. Часть «Block» – это блоки, «chain» – это «цепочка». Получается, что Blockchain – это цепочка блоков. Причем не просто цепочка. В ней выдерживается строгая последовательность.

Что это за блоки и что за цепочка? Блоки – это данные о транзакциях, сделках и контрактах внутри системы, представленные в криптографической форме. Изначально блокчейн был (и остается до сих пор) основой криптовалюты Bitcoin. Все блоки выстроены в цепочку, то есть связаны между собой. Для записи нового блока, необходимо последовательное считывание информации о старых блоках.

Перефразируя простыми словами: блокчейн это реестр в который записывается информация, но данные из этого реестра не могут быть изменены или удалены, каждая новая запись - каждый новый блок как новая страница в книге где нельзя менять прошлые страницы.

Распределенный реестр — DLT (distributed ledger technology) - это база данных, которая распределена между несколькими сетевыми узлами или вычислительными устройствами. Каждый узел получает данные из других узлов и хранит полную копию реестра. Обновления узлов происходят независимо друг от друга. Она же называется технология распределенных баз данных, распределенного реестра. Без центрального администратора распределенный реестр поддерживается узлами, или нодами.

Разница между DLT и Blockchain — Два этих термина нередко используются как взаимозаменяемые, поскольку оба они относятся к системе записи и хранения информации в прозрачной децентрализованной сети, не имеющей центрального управляющего узла.

Однако на самом деле блокчейн – это лишь один из видов распределенного реестра.

Его ключевой функциональной особенностью является группировка и организация всех данных в цепочку блоков с криптографической защитой. Важно, что в такие последовательные цепочки можно только добавлять новые блоки данных, но нельзя исправлять или удалять уже записанные данные. Кроме того, блокчейны, в отличие от других видов DLT, как правило, являются открытыми публичными сетями и не требуют специального разрешения для доступа. Также, в блокчейне данные организованы в блоки, и разрешено только добавлять новые данные.

Консенсус-протоколы DLT.

Основой технологии распределенного реестра является протокол консенсуса. Интересно, что уже на протяжении десятилетий математики и инженеры разрабатывают распределенные сети и протоколы консенсуса, но только с появлением проекта биткоина эта технология сделала значительный рывок вперед. В том узком смысле, который мы применяем для криптографии, консенсус является процедурой принятия решения. Его цель — обеспечить то, чтобы все участники сети согласовали свое текущее состояние после добавления новой информации, блока данных или пакета транзакций. Другими словами, консенсус-протокол гарантирует, что цепь верна, и дает стимулы для того, чтобы оставаться честными участниками. Это важная структура для предотвращения ситуации, когда кто-то один контролирует всю систему, и она гарантирует то, что все соблюдают правила сети. Стоит отметить, что далеко не все технологии DLT основаны на криптографии, но консенсус есть во всех

Протоколы помогают:

обеспечить жизнеспособность транзакций в сети;
устранить возможность двойной траты;
удостовериться, что участники не жульничают.

Виды и примеры DLT.

По доступности системы выделяют открытые, приватные и федеративные DLT.

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

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

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

Пример: R3, EWF, B3i, Corda

3)Приватные это по большому счёту уже не совсем DLT т.к. разрешения сохраняются централизовано для одной организации. Разрешения на чтение могут быть общедоступными или ограниченными. Определннные компании создают их под свои нужды.

Примеры: MONAX, Multichain

Наиболее распространенной DLT альтернативной блокчейну является система направленного ациклического графа (DAG). Это сложные и уникальные системы со своими особенносятми. Примеры очень интересны - Byteball Bytes,IOTA, NANО, Hashgraph.

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

Byteball Bytes — система без блоков. DAG не использует объединение транзакций в блоки. Сами транзакции содержат данные друг о друге (хэш) и связываются последовательно. Формируется дерево транзакций.

IOTA — решение The Tangle. Это гигантская сеть транзакций, где каждая транзакция проверяет две другие. Такой способ проверки подходит для Internet of Things

Hashgraph — использует протокол сплетен (gossip). Это работает так: каждая транзакция в сети говорит о себе двум случайно выбранным нодам, которые затем передают ее другим, пока достаточное количество узлов в сети не сможет точно знать, что происходит. Консенсус достигается, когда большинство нод проинформировано. Это асинхронная задача византийских генералов. Не передаются полностью данные, а передаются сведения о них. Это позволяет работать чрезвычайно быстро, по обещаниям, обрабатывать более 250 000 транзакций в секунду.

Сферы использования Blockchain

Blockchain на сегодняшний день самый популярный и используемый тип DLT. Используется сейчас, или будет использоваться в будущем во множестве сфер:

```
 В искусстве,
```

Для защиты интеллектуальной собственности и создания независимых площадок.

```
 В логистике,
```

Сертификация товаров, документооборот, маршруты, обьеденение в общую сеть

```
 В недвижимости,
```

В теории позволит убрать множество посредников при покупке или продаже недвижимости

 Для организации дешевого хранилища файлов,

Аренда пространства в децентрализованных безопасных хранилищах

 В выборах и независимом подсчете голосов,

Децентрализованный блокчейн больше защищен от подделок записей в нем.

 Для создания независимых контент-площадок.

Монетизация контент мейкеров без посредников (к примеру ютуб отдает только 5% от своей прибыли)

 Валюта - биткойн и так далее.

Распространенная сфера использования в современном мире, которая будет только расширятся.

 Информационная безопастность

Невозможность изменения прошлых блоков и децентрализация могут защищать от множества угроз

```
 Здравоохранение
```

Решение проблем здравоохранения: жесткие законы о неприкосновенности частной жизни пациентов, трудности в совместном использовании данных о пациентах между различными медицинскими учреждениями, сложные циклы финансирования

 Промышленное производство

Возможность создания цифровой копии изделия, реализация взаимодействия оборудования и датчиков. Блокчейн-сервисы позволяют создавать новые цепочки и даже ответвления в жизненном цикле продукта. Появляется возможность ограничивать права на просмотр информации, раскрывая другим участникам цепочки поставок только критически важные сведения. Данные от производственных систем, оборудования, датчиков IoT и сканеров штрих-кодов шифруются и отправляются через безопасные облачные шлюзы в блокчейн, устройства и датчики взаимодействуют друг с другом. Становится возможна простая сдача в аренду производственных мощностей.

Также блокчейн нужен в экономике совместного потребления, краудфандинге (все ICO, DAICO), на рынке предсказаний (Augur, Cindicator, Gnosis), интернета вещей, поставках продуктов и др.

Многие компании уже применяют DLT-технологии в своей деятельности и это количество только будет расти.

Ограничения

Число обрабатываемых транзакций в секунду и размер блоков ограничены, из-за чего могут расти комиссии за транзакции.
Если блокчейн используется как база данных, поступающая в неё информация должна быть высокого качества. Фраза «мусор на входе – мусор на выходе» относится к системе записей блокчейна точно так же, как к централизованной базе данных - человеческий фактор.
Если больше половины компьютеров, выступающих узлами (нодами) для обслуживания сети говорят ложь, то эта ложь становится правдой - изъян безопасности.

Вывод

Каждый блокчейн — это распределенный реестр, но не каждый распределенный реестр — блокчейн. Оба этих понятия подразумевают децентрализацию и достижение консенсуса между узлами. Технология распределенного реестра продолжает оставаться относительно новым и все еще развивающимся феноменом. Широкую мировую известность технология DLT получила благодаря блокчейну и биткоину. Однако, помимо сферы криптовалют и финансовых транзакций, она обладает широчайшим спектром потенциального применения в самых различных областях реальной экономики. Распределенные реестры в целом и блокчейн в частности представляют собой концептуальные прорывы в управлении данными, которые наверняка найдут применение в каждой отрасли экономики. Сегодня технология блокчейн применяется в основном для расчетов, но в скором времени данная технология станет повсеместной.