previous up index search
Previous: 4.6.5 Bitcoin - новая платежная система    UP: 4.6 Электронная торговля в Интернет

4.6.6 Технология blockchain [1]

Семенов Ю.А. (ИТЭФ-МФТИ)
Yu. Semenov (ITEP-MIPT)

BlockChain представляет собой распределенную базу данных записей или общедоступную бухгалтерскую книгу, содержащую данные о всех транзакциях или событиях, которые относятся ко всем участникам процесса.

Каждая транзакция в это книге верифицируется консенсусом большинства участников в системе. Однажды введенная информация не может быть никогда стерта. Blockchain хранит исчерпывающие и верифицированные данные о любой когда-либо выполненной транзакции. Bitcoin, децентрализованная P2P цифровая валюта является хорошим примером использования технологии blockchain. Цифровая валюта bitcoin породила технологию blockchain, которая находит широкое применение не только в финансовой сфере.

BlockChain формирует систему распределенного консенсуса в цифровом мире реального времени. Эта система позволяет участникам достоверно знать, что цифровое событие имело место, путем создания соответствующей записи в цифровой бухгалтерской книге. Эта технология открывает дверь для общедоступной и масштабируемой цифровой экономики.

Введение

Bitcoin является наиболее популярным примером, связанным с технологией blockchain. Это пример, который вызывает наибольшие споры, так как здесь возможны анонимные мультимиллиардные долларовые транзакции без участия государственного контроля.

Современная цифровая экономика базируется на надежности определенного субъекта, достойного доверия. Все наши транзакции реального времени базируются на том, что кто-то говорит нам правду, это может быть сервис-провайдер, который уведомляет вас о том, что почтовое сообщение доставлено или это может быть сертификационный центр, который подтверждает достоверность сертификата, или это может быть социальная сеть, такая как Facebook, говорящая нам, что посты о ваших жизненных событиях будут доступны только нашим друзьям, или это может быть банк, сообщающий нам, что наши деньги доставлены нашим близким в какой-то другой стране. В современном Интернет мы живем, доверяя наши личные, конфиденциальные данные какой-то третей стороне. При этом мы отдаем отчет в том, что эта третья сторона может быть взломана хакерами и наши данные окажутся украдены. Так купцом первой гильдии в дореволюционной России мог быть не обязательно тот, кто очень богат, а тот, кому было можно безоговорочно доверять.

Blockchain революционизирует цифровой мир, предоставив возможность верифицировать в реальном времени любую транзакцию, когда это требуется сейчас или в будущем. Причем это делается без нарушения конфиденциальности данных для пользователей, участвующих в транзакции.

Технология Blockchain имеет ряд уникальных свойств. Одним из таких особенностей является возможность реализации “умных контрактов (smart contracts)”. Умные контракты представляют собой компьютерные программы, которые могут автоматически обеспечить выполнение условий контракта. Когда предварительно установленные условия умного контракта выполнены участвующими сторонами, могут быть прозрачным образом автоматически выполнены платежи, предусмотренные контрактом.

"Умная собственность" (Smart Property) является еще одной концепцией, которая регулирует права владения собственностью или фондами через посредство blockchain, используя Smart Contracts. Собственностью может быть физический объект, такой как автомобиль, дом, смартфон и т.д. или это может быть и нефизической объект, например акция компании. Здесь следует заметить, что даже Bitcoin не является реальной валютой -- Bitcoin является средством управления владениям денег.

Финансовые и банковские учреждения не рассматривают более технологию blockchain в качестве угрозы традиционным моделям бизнеса. Крупнейшие банки мира просматривают возможности в этой сфере и исследуют различные приложения blockchain. В интервью Rain Lohmus (Эстонский банк LHV) сказал, что blockchain является наиболее проверенной и безопасной технологией для банковских и финансовых приложений.

Число нефинансовых приложений blockchain также беспредельно. Эта техника применима для хранения электронных медицинских карт, страховых и нотариальных документов и т.д.. Здесь также привлекательна анонимность и безопасность.

Технология blockchain может стать двигателем развития цифровой экономики.

Секция I: Технология blockchain

1. Краткая история Bitcoin

В 2008 году от имени частного лица или группы лиц под псевдонимом Satoshi Nakamoto была опубликована заметка “Bitcoin: A Peer-To-Peer Electronic Cash System”. В этой статье был описана версия P2P электронных денег, которая позволяла осуществлять платежи между партнерами, минуя какую-либо финансовую организацию. Bitcoin стал первой реализацией этой идеи. Сейчас реализовано много других криптовалют. Автор исходного предложения пожелал остаться анонимным. Несколькими месяцами позднее была подготовлена программа с общедоступным кодом, которая реализовывала описанный ранее протокол. С этого времени любой человек мог инсталлировать данную программу и стать частью этой сети P2P. Популярность это идеи с этого времени начала стремительно расти. Вот основные этапы этого процесса.

2008

2009

Технология BlockChain, на которой базируется bitcoin находит все новые применения помимо финансов.

2. Технология blockchain: как она работает?

Традиционные платежи реального времени, если это не наличные деньги, обычно требуют участия третей стороны, которая контролирует входные данные, обеспечивает их сохранность и производит журнальную запись транзакции.

Попытаемся объяснить работу blockchain на примере. Однако, технология blockchain применима к любой транзакции реального времени.

Internet-коммерция связана исключительно с финансовыми организациями, выполняющими роль доверительной третей стороны, которая осуществляет электронную транзакцию. Функцией доверительной третей стороны является проверка корректности и безопасности операции, а также архивирование соответствующей записи об операции. Имеется определенный процент попыток мошенничества, которое невозможно полностью исключить и именно это требует наличия контролирующего посредника. Но это существенно удорожает транзакции реального времени.

Bitcoin использует криптографический контроль вместо верификации третей стороной для управления обменом между партнерами через Интернет. Каждая транзакция оказывается защищена цифровой подписью. Каждая транзакция посылает общедоступный криптоключ (public key) получателя, подписанный секретным ключом (private key) отправителя. Чтобы потратить деньги владелец криптовалюты должен проверить принадлежность секретного ключа. Партнер, получающий криптовалюту, верифицирует цифровую подпись и, тем самым, убеждается в принадлежности соответствующего секретного ключа транзакции, используя открытый ключ отправителя.

Каждая транзакция широковещательно рассылается всем узлам сети Bitcoin и затем записывается в общедоступном гроссбухе (реестре) после верификации. Каждая транзакция должна быть верифицирована перед записью в общедоступный гроссбух. Верифицирующий узел перед записью должен проверить две вещи:

  1. Отправитель имеет сигнатуру цифровой криптовалюты для верификации транзакции.
  2. Отправитель имеет достаточно криптовалюты на своем счете: для каждой транзакции проверяется наличие достаточных средств на счете отправителя (“public key”) в гроссбухе системы.

Рис. 1. Как работает blockchain

Однако, остается вопрос поддержания порядка записи транзакций, которые отправляются всем широковещательно каждому узлу сети Bitcoin P2P. Транзакции поступают не в том порядке, в котором они осуществляются и, следовательно, нужно позаботиться о том, чтобы крипто-сумма платежа не была списана со счета дважды. Учитывая то, что транзакции идут от узла к узлу по сети Bitcoin, нет никакой гарантии, что порядок, в котором они получены узлом, является тем же, в котором они были сформированы.

Рис. 2. Двойное списание платежа из-за задержек распространения в сети P2P

Это говорит о том, что нужно разработать механизм при котором вся сеть Bitcoin могла бы отслеживать порядок транзакций в распределенной системе.

Рис. 3. Генерация Blockchain из неупорядоченных транзакций

Bitcoin решил эту проблему с помощью механизма, который называется технология Blockchain. Система Bitcoin упорядочивает транзакции путем помещения их в группы, называемые блоками и затем связывает эти блоки, образуя Blockchain. Транзакции из одного блока считаются происшедшими в одно и тоже время. Эти блоки связаны друг с другом (в цепочку) в хронологическом порядке, так что каждый блок содержит в себе хэш предыдущего блока.

Остается еще одна проблема. Любой узел в сети может собирать неподтвержденные транзакции, формировать блоки и затем широковещательно рассылать их остальным участникам сети в качестве предложения сделать его следующим в blockchain. Как сеть решает, какой блок должен стать следующим в blockchain? Может быть несколько блоков, сформированными разными узлами в одно и то же время. Нельзя полагаться на порядок, так как блоки могут прибывать в разном порядке в разные точки сети.

Bitcoin решает эту проблему путем введения математического вопроса: каждый блок который вводится в blockchain содержит ответ на очень специфическую математическую задачу. Эта процедура называется “proof of work” узла. Генерирующий узел должен доказать, что он владеет достаточными вычислительными ресурсами для решения данной математической задачи. Например, узлу может быть предложено найти код, который при вычислении хэша транзакции и хэша предыдущего блока выдаст строку с оговоренным числом лидирующих нулей. Ресурсоемкость решения такой задачи растет экспоненциально с увеличением числа нулей. Но процесс верификации достаточно прост и может быть выполнен при вычислении хэша.

Найти х, такое, что f(блок + х) < t (криптографический хэш) Порядок транзакций-I (http://www.imponderablethings.com/2013/07/how-bitcoin-works-under-hood.html) защищенный гонкой.

Эта математическая задача не тривиальна и ее сложность может настраиваться, так что в среднем она потребует десять минут на узле сети Bitcoin для контроля и генерации блока. Очень мала вероятность того, что более одного блока будет сформировано системой в данное время. Первый узел, чтобы решить проблему, широковещательно посылает блок всем остальным участникам сети. Иногда, однако, может решаться задачи более чем для одного блока в одно и то же время, образуя несколько возможных ветвей. Однако, решение математической задачи является сложным и следовательно blockchain быстро стабилизирует, значение, которое имеет каждый узел в отношении порядка блоков в конце цепочки. Узлы, предоставляющие свои вычислительные ресурсы для решения таких задач и генерирующие блок, называются узлами-майнерами (“miner”), финансово поощряемыми за свои усилия.


Рис. 6. Математическая гонка для защиты транзакций I (http://www.imponderablethings.com/2013/07/how-bitcoin-works-under-hood.html)

Сеть воспринимает наиболее длинную blockchain как единственно корректную. Следовательно, это является еще одной преградой для атакера для реализации незаконной транзакции, так как он должен не только сформировать блок, решив математическую задачу, но в тоже время соревноваться с хорошими узлами в процессе формирования последующих блоков, чтобы они были признаны другими узлами в качестве хороших транзакций и блоков. Эта работа становится даже более трудной, так как блоки в blockchain связаны друг с другом криптографически.

Раздел II: Существующий рынок

Технология Blockchain находит применение, как в финансовой так и вне финансовой сферах, которые традиционно базируется на применении внешнего доверительного объекта, который позволяет проверить корректность операций с цифровыми счетами. Существует еще одно приложение для “Smart Contracts”, которое были придумано в 1994 году Ником Жабо (Nick Szabo). Автоматическое исполнение контрактов для партнеров является замечательной идеей. Однако, оно не находило применения до тех пор пока не реализовались криптовалюты и программируемые платежи. Теперь две программы blockchain и smart contract могут работать совместно, запуская платежи, когда предварительно согласованные условия выполнены. Умные контракты (Smart Contracts) являются фактически убийцами приложения мира криптовалюты.

Умные контракты представляют собой контракты, которые автоматически управляются компьютерными протоколами. Использование технологии blockchain упрощает регистрацию, верификацию и исполнение умных контрактов. Компании, работающие с открытыми кодами, типа Ethereum и Codius разрешают использование Smart Contracts на основе технологии blockchain. Многие компании, которые работают с технологиями bitcoin и blockchain, поддерживают и Smart Contracts. Во многих случаях, когда средства передаются только в случае выполнения определенных условий, которые требуют от юристов подготовки контрактов, а от банков предоставления средств, это может быть заменено применением смарт контрактом.

Ethereum вызывает много сомнений относительно возможностей его платформы программирования. Ethereum позволяет всем формировать свою собственную криптовалюту и использовать ее для платежей по смарт контрактам. Сам Ethereum имеет свою собственную криптовалюту, которая используется для платежей управления, автономных банков, бесключевого доступа, краудфандинга, торговли финансовыми диревативами и работы с умными контрактами.

Кроме того, существует много blockchains для поддержки широкого круга приложений помимо криптовалюты. Сейчас существует три подхода в промышленности для поддержки других приложений и преодоления известных ограничений Bitcoin blockchain:

Альтернативой Blockchains является система, использующая алгоритм blockchain для получения распределенного консенсуса для конкретного цифрового счета. Они могут иметь общих miners с исходными сетями, такими как Bitcoin, такой вариант называется совместным mining. Им было предложено реализовать приложения, такие как сертификационные средства DNS, SSL, запоминание файлов и голосование.

Colored Coins является протоколом с открытым кодом, который описывает класс методов для разработчиков, чтобы создавать цифровые счета поверх Bitcoin blockchain путем использования функциональных возможностей цифровой валюты.

Sidechains является альтернативой blockchains, которая поддерживается Bitcoins точно также как доллары и фунты используются вместо золота. Каждый может иметь тысячи sidechains (боковых цепочек), сопряженных с Bitcoin, все с разными характеристиками и предназначенные для разных целей -- все они используют преимущества, гарантированных Bitcoin blockchain. Bitcoin blockchain может в свою очередь повторять операции, чтобы поддерживать дополнительные возможности для экспериментальных sidechains -- раз они испытаны и тестированы.

Такие компании как IBM, Samsung, Overstock, Amazon, UBS, Citi, Ebay, Verizon Wireless используют различные приложения blockchain. Девять крупнейших банков мира, включая Barclays и Goldman Sachs, имеют на текущий момент 5 (сент. 15, 2015) объединенных структур, базирующихся на технологической компании R3 для формирования среды для технологии blockchain на финансовом рынке. Впервые банки начали совместно разрабатывать приложения для технологии blockchain. Ведущие банки, такие как JPMorgan, State Street, UBS, Royal Bank Of Scotland, Credit Suisse, BBVA и Commonwealth Bank of Australia объединили свои инициативы.

Далее, мы предлагаем краткое описание приложений и некоторых инновационных проектов.

Секция III: Приложения технологии в финансовой и нефинансовой сферах

1. Финансовые приложения

1.1. Частная безопасность

Компаниям очень дорого быть публичными. Объединения банков должны работать над заключением контрактов и привлечением инвесторов. Теоретически компании могут непосредственно выпустить акции через blockchain. Эти акции могут быть затем куплены и проданы на вторичном рынке, который включен в поверх blockchain. Вот некоторые примеры:

NASDAQ частные капиталовложения: NASDAQ запустил свою программу биржи частных капиталовложений в 2014 (https://www.nasdaqprivatemarket.com/). Это означает предоставление ключевых функций типа таблицы капитализации и управление взаимодействиями между инвесторами для компаний, готовящихся к эмиссии IPO, или частных компаний. Сегодняшний процесс торговли на биржах неэффективен и медленен из-за вовлеченности большого числа посредников. NASDAQ объединил усилия с стартапом chain.com из Сан-Франциско, чтобы создать среду для BlockChain. Chain.com является реализацией BlockChain, базирующейся на smart контрактах. Ожидается, что этот продукт будет быстрым, прозрачным и эффективным.

Medici разработан для задач обеспечения безопасности обменов, которые используют реализации контрагентов Bitcoin 2.0. Целью здесь является создание here is to create a cutting edge stock market. Counterparty является протоколом, который использует традиционные финансовые инструменты, такие как самоисполняемые умные контракты. Эти умные контракты помогают верифицировать или способствуют согласовать контракт и исключают необходимость создания физического документа. Это устраняет необходимость посредников, таких как брокеры, биржа или банк.

Blockstream является проектом с открытыми кодами, ориентированным на sidechains. Он совместим с blockchains, чтобы избежать фрагментации, безопасности и других свойств, сопряженным с альтернативными криптовалютами. Применения могут варьироваться от именных ценных бумаг, таких как государственные ценные бумаги, бонды и диревативы, до безопасных банковских балансов и закладных.

Coinsetter представляет собой Нью-Йоркскую биржу, работающую с bitcoin. Она работает в рамках проекта Highline, метод использования blockchain для реализации финансовой транзакции за T+ 10 минут вместо обычных T+3 или T+2 дня.

Augur является децентрализованным рынком предсказаний, который позволит пользователям продавать и покупать акции в ожидании случая с вероятностью, когда будет получен определенный результат. Это может быть также использоваться для финансового и экономического прогноза, базирующегося на “разуме толпы”.

Bitshares представляют собой цифровые объекты, которые постоянно присутствуют в blockchain и в специфических ценностях таких как валюты или товары. Владельцы могут иметь уникальные наборы ценностей, такие как золото, и нефть, а также доллары, евро и валютные инструменты.

1.2. Страхование

Активы, которые могут быть однозначно идентифицированы одним или более идентификаторами, которые трудно разрушить или воспроизвести, могут быть зарегистрированы в blockchain. Это может использоваться для верификации принадлежности счета и отслеживания истории транзакций. Любая собственность (физическая или цифровая, такая как недвижимость, автомобили, физические ценности, лэптопы, и пр.) могут быть зарегистрированы в blockchain, а принадлежность, история транзакций могут быть валидированы любым страховщиком.

Everledger является компанией, которая формирует постоянный реестр сертификации алмазов и историй транзакций с алмазами в blockchain. Характеристики, которые однозначно идентифицируют алмаз, например размеры, вес, цвет и т.д. хэшируются и регистрируются в реестре. Верификация алмазов может выполняться страховыми компаниями, юридическими агентствами, владельцами и заявителями. Реестр предоставляет простой web-сервис API для присмотра за алмазами, для создания/чтения/обновления заявок (страховыми компаниями) и для создания/чтения/обновления полицейских протоколов об алмазах.

2. Нефинансовые приложения

2.1. Нотариальные операции

Проверка аутентичности документа может быть выполнена с помощью blockchain и исключает необходимость централизованного сертификационного узла. Сервис сертификации документов помогает проконтролировать принадлежность (кто является его автором), проверить существование (a в определенное время) и проверить целостность (не поврежден) документа. Так как это является средством исключения фальсификации и может быть верифицировано независимой третьей стороной, эти сервисы являются легальными. Использование blockchain для нотаризации гарантирует безопасность и конфиденциальность документа и служит тем, кому требуется сертификация. Публикация подтверждения публикации посредством криптографического хэш файл в цепочке блоков приобретает новый уровень нотариального подтверждения. Исключается также необходимость дорогостоящих нотариальных взносов и неэффективной пересылки документов.

Stampery является компанией, которая может штемпелевать email или любые файлы, используя blockchain. Она упрощает сертификацию почтовых сообщения путем формирования их специально для каждого из клиентов. Юридические компании используют технологию Stampery для эффективной в ценовом отношении сертификации документов. Viacoin является одной из компаний, которая использует компанию, которая работает через протокол клиринговой палаты для нотариального сервиса. Block Notary является приложением iOS, которое помогает сформировать доказательство существования (фото, файлов, и медийных данных), используя сеть TestNet3 или Bitcoin. Crypto Public Notary, который использует Blockchain Bitcoin для нотаризации документов посредством тривиального числа bitcoins, чтобы записать контрольную сумму файла в общедоступной blockchain. Доказательство существования является другим сервисом, который используется blockchain дайджестом SHA256 документа в bitcoin blockchain. Ascribe является еще одной компанией, которая использует blockchain для сертификации авторства документов.

2.2. Применение Blockchain в музыкальной отрасли

Музыкальная индустрия за последние десять лет сильно изменилась из-за роста Интернет и доступности различных потоковых Интернет-сервисов. Это касается всех людей, вовлеченных в этот бизнес: артистов, издателей, авторов песен и провайдеров потоковых сервисов. Процесс определения уровня оплаты в этой сфере всегда был сложным, но появление Интернета осложнило все еще более, повысив требования к прозрачности в оплате для артистов и авторов песен.

В этой области blockchain может играть роль универсальной распределенной базы данных о владельцах прав в общедоступном реестра. В дополнение к информации о правах владения там содержатся данные о долях прибыли, как это определено в “умных контрактах”. “Умные контракты” должны определить отношения между владельцами (см. приложение).

2.3. Децентрализованное подтверждение существования документов

Проверка существования или владения подписанных документов является крайне важным для любого легального решения. Традиционные модели валидации документов базируются на централизованной системы сертификационных центров, где такие документы могут храниться, что сопряжено с некоторым риском. Эти модели становятся даже более трудно реализуемыми, по мере старения документов.

Подтверждение существования (Proof of Existence) является простым сервисом, который позволяет анонимно и безопасно хранить и получать информацию о о хранимых документах. Этот сервис просто запоминает криптографический дайджест файла, связанный со временем, когда пользователь представит свой документ. Здесь следует заметить, что криптографический дайджест не является реальным документом, записанным в blockchain, так что пользователь может не беспокоиться о проблемах конфиденциальности.

Это позволяет пользователю сертифицировать существование документа, который зарегистрирован в определенное время.

Главное преимущество этого сервиса является безопасность и приватность, которая позволяет пользователю дать децентрализованное доказательство того, что документ не будет модифицирован третьей стороной. Существование документов подтверждается посредством blockchain, которая не зависит от одного центрального узла. WEB-сервис доказательства существования доступен по адресу https://proofofexistence.com/.

2.4. Децентрализованная память

Популярность решений с облачным запоминанием файлов, такие как Dropbox, Google Drive или One Drive довольно быстро растет для записи фото, видео и музыкальных файлов. Несмотря на свою популярность облачное запоминание файлов сталкивается с рядом вызовов: безопасность, конфиденциальность и управление данными. Главная проблема заключается в необходимости доверия третей стороне в отношении конфиденциальных файлов.

Storj предоставляет распределенную систему облачной памяти на основе blockchain (см. приложение), которая позволяет пользователям передавать и совместно использовать данные, не полагаясь на стороннего провайдера. Это позволяет людям совместно использовать неиспользуемую интернет полосу и дисковое пространство их компьютеров совместно с теми, кто нуждается в этих ресурсах для микроплатежей на основе bitcoin.

Отсутствие централизованного контроля устраняет большинство традиционных проблем и в то же время увеличивает безопасность, конфиденциальность и контроль за информацией. Платформа Storj зависит от алгоритма задачи и предлагает пользователю возможность корректно работать в этой сети. Таким образом, платформа Storj может периодически криптографически проверять целостность и доступность файла.

Микроплатежи, базирующиеся на bitcoin, служат стимулом как для поощрения так и платежей, в то время как blockchain используется для запоминания информации для файлов медиаданных.

2.5. Децентрализованный IoT

Технология IOT приобретает все большую популярность как для пользователей, так и для бизнесменов. Большинство платформ IOT базируется на централизованной модели управления. Однако, этот подход становится не практичным для многих сценариев, в которых устройства должны автономно обмениваться данными. Это специфическое требование приводит к децентрализации платформ IoT.

Технология blockchain облегчает реализацию децентрализованных платформ IoT, таких как безопасные и надежные системы обмена данными и записи. В такой архитектуре blockchain работает как общий регистр, сохраняющий записи всех сообщений между умными устройствами в децентрализованной топологии IoT.

IBM в сотрудничестве с Samsung разработала платформу ADEPT (Autonomous Decentralized Peer To Peer Telemetry), которая использует элементы bitcoin для построения распределенной сети устройств децентрализованного интернета вещей (IOT). ADEPT использует три протокола BitTorrent ( file sharing), Ethereum (Smart Contracts) и TeleHash ( Peer-To-Peer Messaging).

Filament (подробности см. в приложении) является стартапом, который предоставляет децентрализованное программное обеспечение для IoT, которое использующее bitcoin blockchain, и позволяет устройствам иметь уникальные идентификаторы в публичном реестре.

2.6. BlockChain базирующаяся на антиконтрафактных решениях

Контрфакт является одним из вызовов современной коммерции. Это один из главных вызовов с которым сегодня сталкивается мир цифровой коммерции. Существующие решения базируются на надежности третей стороны.

Технология blockchain с ее децентрализованной реализацией и безопасностью предоставляет альтернативу существующим контрфактным механизмам. Можно себе представить сценарий, в котором бренды, продавцы и рынки являются частью сети blockchain с узлами, хранящими информацию для валидации аутентичности продуктов. Используя эту технологию пайщики в цепи не должны полагаться на централизованные объекты для подтверждения подлинности товаров.

BlockVerify (см. Приложение) предлагает blockchain, базирующийся на антикотрфактных решениях, которые вводят прозрачность при реализации цепи. Это находит приложения в фармацевтической, сфере роскоши, бриллиантах и электронной промышленности.

2.7. Приложения Интернет

Namecoin является альтернативой технологии blockchain (с небольшими вариациями), которая используется для реализации децентрализованной версии DNS (Domain Name Server). Сегодняшние DNS-серверы управляются правительствами и большими корпорациями, и могут злоупотреблять своей властью контроля, взламывать, или шпионить за вашей работой в Интернет Использование технологии Blockchain означает что, так как DNS или телефонная книга поддерживаются в децентрализованном стиле, каждый пользователь может иметь идентичные справочные данные на своем компьютере.

Технология Public Key Infrastructure (PKI) широко используется для централизованной рассылки и управления цифровыми сертификатами. Каждое устройство нуждается в корневом сертификате сертификационного центра CA (Certification Authority) для верификации цифровой подписи.

Характеристики BlockChain могут помочь преодолеть некоторые ограничения PKI путем использования KSI (Keyless Security Infrastructure). KSI использует функцию криптографического хэша, позволяя верификацию на основе безопасности хэш-функций и доступности blockchain.

Секция IV: Риски внедрения

BlockChain является многообещающей прорывной технологией. Как было описано выше, существует широкий набор приложений или проблем, которые могут быть решены с использованием технологии BlockChain. Диапазон приложений распространяется от финансовых (денежный перевод в банке) до нефинансовых приложений, типа нотариальных услуг. Большинство из них радикальные инновации. Как это бывает с радикальными инновациями существуют значительные риски в процессе их внедрения.

Изменение поведения: Изменения постоянны, но существует сопротивление изменениям. В мире неявных посредников, которых представляет BlockChain, клиенты должны привыкнуть к факту, что электронные транзакции безопасны и надежны. Современные посредники типа Visa или Mastercard (в случае кредитных карт) часто меняются ролями. Мы предполагаем, что они также инвестируют и сместят свои платформы в направлении BlockChain.

Масштабирование: Масштабирование современных возникающих сервисов на основе BlockChain представляет определенную проблему. Представьте, что вы исполняете транзакцию BlockChain впервые. Вы должны будете пройти через загрузку целого набора существующих BlockChains и валидировать все перед вашей первой транзакцией. Это может занять часы или более, так как число блоков увеличивается экспоненциально.

Bootstrapping: Движение существующих контрактов или бизнес-документов в направлении новой базирующейся на BlockChain методологии представляет собой набор миграционных задач, которые нужно решить. Например, в случае владения недвижимостью, существующие документы, хранящиеся в округе или в депонентной компании, должны мигрировать в форме, согласующейся с BlockChain. Это может требовать времени и ресурсов.

Правительственное регулирование: В новом мире транзакций на основе BlockChain,правительственные агентства типа FTC, SEC, и т.д. могут замедлять внедрение из-за появления новых законов мониторинга и регулирования в промышленности. В более контролируемых экономиках, подобных китайской, внедрение столкнется с серьезными трудностями.

Мошенническая активность: Природа транзакций BlockChain такова, что они обезличены, сопряжены с легко перемещаемыми ценностями, преступники могут злоупотребить этим для преступных целей. Но при достаточном регулировании и технологической поддержке правоприменительные агентства будут способны мониторировать и контролировать их.

Квантовый компьютинг (http://www.makeuseof.com/tag/quantum-computers-end-cryptography/): Базисом технологии BlockChain является тот факт, что математически невозможно для одиночного пользователя участвовать в игре из-за недостаточной вычислительной мощности. Но при появлении квантовых компьютеров (в будущем), криптографические ключи смогут быть относительно легко подобраны методом прямого перебора за вполне разумное время. Это может поставить систему на колени. Контраргументом будет использование более длинных ключей.

Секция V: Корпоративное фондирование и интерес

В 2015, валюта bitcoin достигла годового максимума как по объемам, так и по цене по отношению к сентябрю-октябрю. Независимая исследовательская компания Wedbush ожидает роста до $600 из-за расширения использования.

Этот энтузиазм связан с большим объемом капитала, инвестированного в цифровую инфраструктуру. Ажиотаж растет, по мере того как фирмы инвестируют в Bitcoin и blockchain миллиард US$ за год. American Express, Bain Capital, Deloitte, Goldman Sachs, MasterCard, the New York Life Insurance Company, ньюйорксеая фондовая биржа -- все вкладывают в последнее время миллионы долларов в компании, занятые Bitcoin.

Корпоративное фондирование в инфраструктуру Bitcoin & Blockchain растет, генерируя интерес в нескольких сегментах. Nasdaq концентрируется на технологии blockchain с целью создания безопасной и эффективной системы для бирж. DocuSign, компания, которая специализируется на электронных контрактах, демонстрируя совместную идею с Visa относительно использования blockchain для отслеживания аренды автомобилей и сокращения бумажной работы. Microsoft публикует детали о своей венчурном проекте "smart contracts" которые используют технологию blockchain. Тем временем, это новое увлечение технологией blockchain достигло уровня, когда компании даже экспериментируют с созданием небольших "private blockchains" внутри их собственных офисов. Они нанимают компании типа BlockCypher, стартап из Redwood City, California, чтобы разработать технологию blockchain внути их бизнеса.

Секция VI: Заключение

Blockchain является базовой технологией Bitcoin. Функциональность распределенного реестра, соединенная с безопасностью BlockChain, делает эту технологию привлекательной для решения текущих финансовых и нефинансовых бизнес-проблем.

Что касается технологии, техника, базирующаяся на криптовалюте, и текущие тенденции представлены на рис. 7 ниже.

Рис. 7. Gartner’s Hype Cycle

Существует огромный интерес к BlockChain, базирующемся на бизнес приложениях и следовательно многие стартапы работают в этом направлении. Освоение BlockChain сталкивается с определенным сопротивлением, как это было описано выше. Крупные финансовые организации типа Visa, Mastercard, Banks, NASDAQ, и т.д., инвестируют в приложения существующих бизнес-моделей BlockChain. В действительности, некоторые из них ищут новые бизнес-модели в мире BlockChain.

В заключении, мы ожидаем, что BlockChain будет внедряться медленно из-за сопряженных рисков. Большинство стартапов потерпят неудачу и лишь немногие преуспеют. Мы ожидаем заметной адаптации технологии в ближайшие 10-20 лет.

Приложение

A. BlockChain для решения проблемы контрфакта:

BlockVerify предлагает антиконтрафактные решения, базирующиеся на blockchain, которые обеспечивают прозрачность в цепочке поставок. Она находит применение в фармацевтической, алмазной и электронной промышленности, а также в производстве предметов роскоши.

Например, фармацевтическая промышленность может использовать антиконтрфактные решения BlockVerify для предотвращения появления на рынке фальшивых лекарств. Это относится к большой проблеме, которая касается экономики и людей, которые нуждаются в лекарствах.

Аналогично производители предметов роскоши могут использовать эту технологию для построения системы верификации аутентичности предметов роскоши обеспечивая взаимно приемлемую ситуацию, как для клиентов, так и для производителей этих товаров.

Алмазная промышленность может использовать эту технологию для формирования сертификатов и предотвращения подделок.

Электронная промышленность может использовать эту технологию для гарантии того, что клиенты получат подлинные товары.

Любая промышленность может использовать технологию BlockVerify, чтобы определить путь поставки продукта и гарантировать его аутентичность. BlockVerify работает следующим образом:

Каждый продукт имеет свою историю, записанную в blockchain, позволяя всем в цепочке аутентифицировать происхождение продукта.

ChainLink является еще одним антиконтрфактным приложением, которое использует цветные монеты, чтобы предотвратить фальсификация предметов роскоши, такие как дамские сумочки и часы. Сервис делает вторичные рынки типа eBay и Craigslist безопаснее путем добавления уровня доверия.

B. BlockChain в IoT

Filament является стартапом, который обеспечивает децентрализованный стек программ для IoT, который использует bitcoin blockchain чтобы позволить устройствам иметь уникальные идентификаторы в общедоступном реестре. Целью здесь является создание умного каталога устройств, который позволит устройствам Filament IoT безопасно обмениваться данными, реализовывать умные контракты и осуществлять микротранзакции.

Технология стека Filament использует пять уровней blockname, telehash, smart contracts, pennybank и BitTorrent. Каждое устройство снабжается возможностью взаимодействия со всеми пятью уровнями.

Используемые устройства blockname могут создавать уникальные идентификаторы, которые запоминаются во встроенном чипе устройства и записываются в blockchain.

Telehash, в свою очередь, обеспечивают криптозащищенный обмен точка-точка и совместное использование файлов BitTorrent.

Платежи при использовании устройств базируются на smart contracts, которые позволяют программно управлять условиями платежей и доступом к устройствам.

Filament использует протокол, базирующийся на bitcoin, который разработан Pennybank для микротранзакций на этой платформе, для некоторых уникальных потребностей устройств IoT. Устройства IoT не являются мощными и они не всегда способны работать в реальном масштабе времени, Pennybank создает службу депонирования между двумя устройствами IoT, позволяя им реализовать транзакцию, когда они соединятся.

BlockChain для распределенного хранения информации

Облачная память в том виде как она существует сегодня, работает через провайдеров данных, которые выполняют функцию доверительной третей стороны. На рис. 8 показана традиционная облачная архитектура памяти для передачи и хранения данных у доверительных сервис-провайдеров, таких как Googledrive, Dropbox и One drive. Они обеспечивают выполнение промышленного стандарта избыточности за счет записи нескольких копий данных (обычно три копии). Однако, не существует стандартного способа выполнение криптозащиты и, следовательно, традиционная облачная архитектура открыта для различных угроз безопасности, таких как вредоносные коды , человек-по-середине или взломов приложений, что может приводить к потере чувствительной частной или корпоративной информации.

Рис. 8. Стандартная схема памяти облачного типа

Рис. 9. Хранение данных с привлечением метадиска

Вызовы традиционной сети памяти могут быть решены посредством облачной памяти peer-to-peer с криптозащитой, где пользователи могут безопасно передавать и совместно использовать данные, не полагаясь на участие посредников для обеспечения безопасности и надежности. Более того, это существенно улучшает безопасность и конфиденциальность данных.

Storj представляет собой облачную сеть peer-to-peer, которая использует MetaDisk, базирующийся на block-chain децентрализованного приложения для хранения файлов. Она позволяет преодолеть многие недостатки, которые мы обнаружили в традиционных облачных системах хранения информации.

Рис. 10. Визуализация процесса разделения

Сеть Storj позволяет криптовать файл с клиентской стороны, где пользователь работает со своим секретным ключом для записи файла в сеть peer-to-peer Storj. MetaDisk обеспечивает интерфейс, через который узел может найти позицию доступного устройства памяти. Он затем передает файл как минимум в три доступные позиции памяти, чтобы достичь требуемой избыточности. Здесь следует заметить, что любой пользователь (частное лицо или организация) может арендовать определенное дисковое пространство и канальную полосу пропускания. Пользователь, арендующий дисковое пространство, называется фермером. Файл сначала разбивается на несколько маленьких файлов и затем криптуется перед пересылкой в сеть для последующей записи в устройствах памяти (см. рис. 10).

Далее вычисляется хэш криптованного файла (или фрагментов), который затем используется в качестве уникального идентификатора для детектирования любых модификаций файла. Сеть Storj проверяет целостность файла (или shard) не имея к нему непосредственного доступа.

Сеть Storj использует blockchain для получения консенсуса относительно положения файла и его целостности. Эта информация добавляется в качестве метаданных для стандартной транзакции. Дополнительные метаданные, записанные в blockchain, представляют собой хэш файла (или фрагмента), сетевые позиции фрагментов и Merkle root (Merkle root представляет собой хэш всех хэшей всех транзакций в блоке).

Рис. 11. Введение метаданных в blockchain

Одной интересной частью сети Storj является то, что стоимость места в памяти определяется рынком на основе спроса-предложения. Фермеры (кто арендовал ресурсы) могу устанавливать запросы и предложения цены (set ask and client bids). Цены могут также варьироваться в зависимости от полосы, положения и скорости. Например, коммерческий сервер может стоить больше чем стандартный лэптоп или смартфон. Одной из проблем в стандарте сетей peer-to-peer является недостаточное число партнеров. Storj решает эту проблему путем оплаты фермерам криптовалютой (SJCX = Storjcoin X) за аренду полосы и свободного дискового пространства. SJCX позволяет пользователям платить за ресурсы в сети Storj через порталы MetaDisk. Программное обеспечение Storj функционирует как автономный агент, устанавливая рыночную цену в приращениях SJCX арендованных ресурсов. Программа Storj периодически предлагает участвующим фермерам продлевать аренду их ресурсов.

Рис. 12. Вitcoin становится международной валютой

Библиография

За последние годы в разных издательствах вышли десятки книг о blockchain и криптовалютах, включая bitcoin. Многие из них можно заказать или просто скопировать через Интернет.

Previous: 4.6.5 Bitcoin - новая платежная система    UP: 4.6 Электронная торговля в Интернет