Вопросы терминологии: биткоин, блокчейн или распределенный реестр?

Что такое распределенный реестр

Distributed Ledger Technology — технология хранения данных, которая распределяет информацию между множеством узлов связи или вычислительными устройствами. Она имеет несколько ключевых особенностей:

отсутствие центрального администратора;
совместное использование с синхронизацией по заданному алгоритму;
децентрализованное географическое распределение копий базы данных между всеми узлами связи.

По своей сути это первая база данных, которая лишает необходимости задействовать центральный сервис, распределяет базу по всем узлам связи, возлагая на них ответственность за поддержку системы и проверку информации.

Каждый узел вносит изменения в реестр независимо от других узлов, затем все они голосуют за внесение изменений и при достижении консенсуса реестр дополняется новыми данными. Каждый участник сети при этом обладает собственной идентичной копией реестра, а сами изменения добавляются в течение нескольких минут.

Распределительный реестр стал известен широкому кругу людей в основном благодаря его применению в блокчейне криптовалют, но вноситься в него могут любые данные: финансовые, юридические, статистические, электронные и другие.

В отличие от традиционных баз данных, распределительные реестры намного лучше защищены от атак и несанкционированного изменения данных, поскольку копии географически отдалены друг от друга и для хакерского изменения потребуется произвести атаку сразу на все узлы связи. Кроме того, ноды обнаружат несанкционированные изменения и не поддержат внесение данных.

Публичные и приватные системы распределенного реестра

Системы распределенного реестра бывают нескольких видов. Публичная система распределенного реестра – это открытые сети, допуск к участию в которых не ограничен для широкого круга пользователей, статус оператора не закреплен за определенными участниками, а также отсутствуют централизованные инстанции, управляющие правилами сети, ее конфигурацией и выпуском криптографических ключей.

Уровень готовности технологий систем публичного реестра в России находится на отметке 7, в мире – 8. Отечественными решениями в данной области являются Waves, IZZZIO и Acryl. Иностранные решения – Ethereum, NEO Foundation и VeChain.

Уровень готовности интеграции (УГИ) находится на отметке 2 из девяти возможных. Публичные платформы не готовы к промышленному использованию из-за ограничений масштабируемости, безопасности, децентрализованности и конфиденциальности транзакций. Наиболее популярные децентрализованные приложения используются не более чем 50 тыс. уникальными пользователями в месяц. К 2022 г. УГИ поднимется до отметки 7.

Другой вид систем распределенного реестра – приватный. Это закрытые сети, в которых устанавливаются критерии членства, в соответствии с которыми участники допускаются к управлению узлами и получают доступ к сервисам сети. В России и в мире уровень готовности соответствующих технологий находится на максимальной отметке – 9, уровень готовности интеграции – на отметке 3.

Отечественными решениями в данной области являются Vostok, Exonum (продукт от Bitfury) и IZZZIO. Иностранными решения являются Hyperledger от Linux, Corda от R3, а также Xcurrent, Xrapid и Xvia от Ripple. В отличие от публичных систем, в области приватных систем отечественные решения не отстают от иностранных.

Для финансовой и страховой деятельности и транспортировки и хранения уровень готовности интеграции достигнет отметки 7 к 2022 г. Для госуправления и для обрабатывающих производств УГИ достигнет аналогичной отметки к 2023 г., для остальных отраслей — после 2024 г.

Виды распределенных реестров

Распределенный реестр цифровых транзакций в Биткоине — лишь одна из разновидностей баз данных, основанных на реестрах. Условно их всех можно разделить на:

Публичные. Применяются в большинстве криптовалют и представляют собой базу данных с открытым исходным кодом. Они работают на алгоритмах Proof of Work. В такой системе каждый участник может загрузить себе на локальное устройство базу данных и участвовать в согласованном процессе внесения изменений. Также любой желающий может просмотреть всю добавленную информацию.
Федеративные. Федеративные базы данных работают под управлением группы людей. В отличие от открытых реестров они не поддерживают внесение новых данных всеми желающими. Процесс изменения реестра контролируется исключительно заранее выбранными узлами связи. Применяются они преимущественно в банковском секторе и обеспечивают большую конфиденциальность.
Частные. Право на внесение изменений в такой реестр имеет только определенная централизованная организация. Информация может быть открыта для публичного чтения или быть ограниченной в произвольной степени. Частные распределительные реестры, как правило, используются компаниями для хранения внутренней информации и проведения аудита. Такие системы более уязвимы, нежели публичный блокчейн, но позволяет модернизировать устаревшие системы хранения информации в компаниях.

Технология DLT достаточно разнообразна и позволяет хранить информацию любого рода, что делает ее легко применимой во всех отраслях, где требуется безопасное хранение данных.

Иные виды систем распределенного реестра

Существуют также гибридные системы распределенного реестра – они сочетают в себе свойства как открытых, так и закрытых сетей. Консорциумные системы распределенного реестра рассматриваются как подвид приватных, так как применяются только в рамках приватных систем распределенного реестра, однако управление данными системам осуществляется консорциумом, состоящим из множества организаций.

Авторы дорожной карты выделяют еще несколько типов систем распределенного реестра. В системе с реестром с ограничениями на добавление информации только некоторые пользователи могут быть пользователями-регистраторами. Такие системы возможно реализовать в приватных системах распределенного реестра, а также в публичных, работающих на базе консенсус алгоритма PoA.

Система с реестром конфиденциальная обеспечивает конфиденциальность внесенной в реестр информации. Такие системы возможно реализовать как в публичных, так и в приватных системах. Система с реестром с ограничениями на просмотр использует реестр, в котором не все пользователи являются пользователями-наблюдателями. Данное решение возможно реализовать только в приватных системах.

Система с реестром совместная использует реестр, в котором все пользователи могут быть пользователями-регистраторами. Такие решения возможно реализовать только в рамках публичных систем распределенного реестра. Система с реестром анонимная (псевдоанонимная) использует реестр, в котором обеспечена анонимность (псевдоанонимность) пользователей, ее возможно реализовать только в публичных системах. Система с реестром иерархическая использует реестр, в котором обеспечена иерархия информационной системы. Реализация возможна только в рамках приватных систем распределенного реестра.

Где используются DLT

Основной областью использования распределительных реестров сейчас остаются криптовалюты, где по такой системе хранится информация о транзакциях и производится подсчет баланса кошельков пользователей.

Полностью понимая технологию правительство и частный сектор смогут существенно модернизировать процесс хранения и использования информации. Например, правительство многих стран постепенно внедряет технологию DLT в разные секторы своей работы.

В Эстонии несколько лет ведется разработка KSI на основе распределительного реестра, которая позволит гражданам проверять достоверность сведений в государственной базе данных. Правительство Англии создало комитет по исследованию технологии DLT и разработке государственных проектов на его основе.

Бизнес-сообщество также быстро оценило преимущества использования DLT и взяло его на вооружение в свои компании. Так, Everledge предоставляет распределительную базу данных, которая гарантирует подлинность бриллиантов, что очень актуально для рынка, полного подделок.

По мнению специалистов наиболее перспективными для внедрения распределительного реестра считается банковская отрасль и сфера страхования.

Чем отличается блокчейн от распределенного реестра

Многие ошибочно полагают, что блокчейн и распределительный реестр это и одно и то же. На самом деле, блокчейн — один из типов распределительного реестра. Информация в нем записывается строго в блоки, которые соединены между собой последовательно.

Каждый блокчейн — распределительный реестр, но не все реестры данных являются блокчейнами. Оба этих понятия объединяет децентрализованное хранение данных и необходимость достижения консенсуса между узлами связи для внесения изменений, а сама информация может записываться в любом виде.

На практике, рапределительные реестры не требуют создания блоков и не нуждаются в доказательстве работы. За счет этого у них теоретически меньшие проблемы с масштабируемостью.

Блокчейн и технологии распределенного реестра. Модуль 1

Добро пожаловать на курс «Блокчейн и технологии распределенного реестра».

Наверняка вы уже слышали про блокчейн. Про бум криптовалют, который пришелся на 2017–2018 годы, вы точно знаете: про биткоин говорили во всех новостях. А ведь он работает на технологии блокчейна. Но в курсе ли вы других, нефинансовых применений этой технологии?

Познакомьтесь с ментором курса — Алексеем Соловьевым. Алексей руководит образовательным направлением QIWI Blockchain Technologies — компания участвовала в создании первой единой национальной блокчейн-сети для хранения финансовой информации и обмена данными между Центробанком России, Сбербанком, Альфа-банком, ФК «Открытие», Тинькофф-банком и другими организациями. Алексей расскажет, кто и зачем придумал блокчейн, а также объяснит, почему эта технология изменит мир не меньше, чем появление интернета.

В этом модуле вы изучите основные принципы работы блокчейна и узнаете, где он может применяться. В частности:

кто и зачем придумал эту технологию;
что делает блокчейн безопасной технологией;
как блокчейн используют крупные компании и целые государства;
придумаете свою идею для блокчейн-платформы.

Рост цены биткоина и десятков других успешных криптовалют убедил всех в перспективности технологии. Но блокчейн — это не только криптовалюты. В последние годы блокчейн пробовали применить в сфере фотографии (компания Kodak) и стоматологии (проект DentaCoin). А программа гуманитарной помощи ООН (World Food Programme) использует блокчейн для более прозрачных и безопасных платежей. Организация тратит более миллиарда долларов, совершая прямые переводы нуждающимся в неблагополучные регионы. Часто у этих людей нет доступа к банкам, а если и есть, то открытие счета стоит денег. Теперь для получения помощи от Организации Объединенных Наций нужно только приложение для смартфона, которое позволяет получить доступ к своему счету в блокчейн-сети. Она избавилась от посредников в лице банков и к октябрю 2020 года помогла более чем 100 тысячам человек. Кроме того, благодаря отказу от банковских услуг удалось снизить комиссию за переводы с 3,5 процентов до одного, а это значит, что нуждающимся досталось больше денег.

Чем защищен блокчейн и где его используют

Блокчейн часто упоминается как безопасная технология. Но что делает информацию в блокчейне такой защищенной? Посмотрите видео, чтобы разобраться, как работает блокчейн и на каких уровнях защищена эта компьютерная сеть.

Изначально блокчейн был придуман и описан для создания цифровой валюты — биткоина. Но всего за 10 лет блокчейн превратился в технологию, которая может использоваться в государственных и корпоративных сервисах.

Где используют блокчейн

Эстония: электронные медицинские карты для каждого жителя

В Эстонии разработали блокчейн-платформу для департамента здравоохранения. На ней хранится информация, касающаяся визитов к врачам, рецепты, анализы, история болезней и так далее. Данные хранятся всю жизнь пациента и будут доступны, даже если человек переедет, поменяет врачей, а медкарта будет потеряна. Кроме того, это может пригодиться, например, когда врачу скорой помощи нужно будет выяснить, есть ли у больного аллергия на лекарства, а терапевту — назначить индивидуальный план лечения. При этом пациент сам решает, кому открыть доступ к своей информации.

IBM и международная платформа для контроля качества еды

В конце 2020 года IBM запустила платформу Food Trust, чтобы помочь компаниям бороться с контрафактом и вовремя реализовывать товар, у которого заканчивается срок годности. Производители, поставщики и продавцы продуктов подключаются к платформе, чтобы контролировать происхождение и сроки поставок и проверять сертификаты на продукцию. К платформе уже подключились такие компании, как Nestle, Unilever, сети супермаркетов Walmart и Carrefour. Это обходится им в десятки тысяч долларов, но помогает сэкономить сотни тысяч.

Сбербанк и кредитование поставок

Факторинг — вид кредитной услуги, которую банки часто оказывают оптовикам. Например, поставщики сперва отгружают товар крупной торговой сети, но деньги за него получают только через пару месяцев. Чтобы поставщик не сидел этот период без денег, банк расплачивается с ним сразу, а с торговой сети в будущем берет деньги с процентом.

«Сбербанк Факторинг» и «М.Видео» создали общую платформу для обмена данными. Она сократила время сверки документов об отгрузке и получении товаров до нескольких минут. В результате банк экономит на оформлении бумаг, а поставщики быстрее получают деньги. К концу 2017 года платформу стал использовать каждый пятый поставщик «М.Видео», и ее открыли для других банков и факторинговых компаний.

Швеция: сделки с землей без лишних походов к нотариусу

С 2020 года местный телеком-оператор, ИТ-компания, банки и кадастровая палата тестируют оформление сделок по правам на землю через распределенную сеть на блокчейне. Раз загрузив документы, стороны могут дальше обмениваться их проверенными электронными копиями, не обращаясь к нотариусам и не тратя время на пересылку бумажных копий. Банки фиксируют и вносят в систему факт оплаты, если сделка финансовая. Это сокращает время и снижает затраты на всех этапах оформления сделки. В будущем страна планирует перевести все операции с недвижимостью на блокчейн — по прогнозам, это сэкономит до 100 миллионов евро в год.

Придумайте свой блокчейн-проект

Наверняка после вводного модуля у вас появились идеи, как и где еще можно использовать блокчейн. А если нет, то сейчас вы придумаете это. Блокчейн только кажется сложным. Заниматься его развитием могут не только программисты. На деле, чтобы найти новое применение технологии, часто достаточно ответить на четыре вопроса. Мы собрали их ниже — попробуйте!

Вопрос 1.

Многие предприниматели находят возможности в проблемах, которые их окружают. Есть ли кто-то, кому вы не доверяете, но с кем вынуждены время от времени решать важные вопросы? Это могут быть коллеги, бизнес-партнеры, государственные организации, продавцы и т. д. Выпишите как можно больше (не меньше семи) людей или организаций, которые приходят вам на ум.

Вопрос 2.

Отлично, давайте рассмотрим одну из ситуаций, что вы записали выше: напишите подробнее, в чем, кому и почему вы в ней не доверяете.

Вопрос 3.

Может ли кто-то подделать важную информацию задним числом в описанной вами ситуации? Если да, то какую и каким образом?

Вопрос 4.

А сколько человек могут подделать информацию? И сколько других людей могут пострадать от этого? Если потенциальных участников в системе больше двух, то здесь можно внедрить блокчейн.

У вас есть ответы на все четыре вопроса? Если у вас получилось описать ситуацию, в которой есть база данных с большим количеством участников, где нужно следить за порядком и для этого нет посредника, то у вас уже есть неплохая идея для блокчейн-проекта!

Если нет, то не переживайте: блокчейн не панацея, и не может помочь во всех ситуациях. В следующих модулях вы узнаете, как устроен блокчейн и как определить, где нужно внедрение, а где нет.

Итоги модуля

Итак, вы узнали, что такое блокчейн и где он применяется. Вы уже даже можете придумать идею собственного проекта на блокчейне! Впереди еще много сложного, но интересного, а пока давайте повторим, что вы узнали в этом модуле.

Блокчейн — молодая и растущая технология.

Ее придумал Сатоши Накамото, и никто до сих пор не знает, кто это;
Блокчейн начался с криптовалют, но теперь вышел далеко за их пределы;
Сейчас блокчейн применяют все — от банков и частных компаний до ООН и государств.

Блокчейн имеет три уровня защиты.

Блокчейн — это распределенная сеть, которая позволяет прозрачно хранить данные в неизменном виде;
Блокчейн хранит информацию в цепочке блоков, где каждый содержит информацию о предыдущем;
Информация в блокчейне защищается с помощью математических алгоритмов.

Узнайте, насколько хорошо вы усвоили материалы модуля:

ПРОВЕРИТЬ СЕБЯ

Перспективы DLT для финансовой индустрии

Сейчас финансовая сфера переживает волну модернизации всей инфраструктуры, приводящую к автоматизации платежей. Увеличение количества онлайн-переводов и транзакций требует улучшения системы безопасности, быстрой массовой обработки информации и снижения комиссионных издержек. Реализовать все это помогает внедрение в финансовый сектор технологии распределительного реестра.

В недалекой перспективе DLT способен кардинально трансформировать финансовую индустрию, увеличить безопасность за счет криптографической защиты данных и нивелировать участие посредников при транзакциях.

С использованием данной технологии банк будущего может существовать без отделений и быть лишь интернет-платформой на основе распределительного реестра, а все банковские услуги будут предоставляться посредством приложений.

На основе распределительного реестра работают смарт-контракты, позволяющие заключать защищенные удаленные сделки и реализовывать их автоматически при соблюдении прописанных условий. Это особенно важно с учетом увеличения количества инвестиций в нематериальные активы.