Фото: Craig Whitehead
Фото: Craig Whitehead

Как и любой свободный рынок, отрасль блокчейна развивается методом проб и ошибок — путем многочисленных экспериментов, конкурирующих или сотрудничающих друг с другом проектов, из которых постепенно выделяются наиболее жизнеспособные. Одни работают на энтузиазме создателей, другие находят инвесторов, третьи собирают средства на развитие с помощью краудфандинга — разумеется, тоже основанного на блокчейне.

Направленность и масштабы блокчейн-проектов крайне разнообразны — от консорциумов, занимающихся разработкой корпоративных платформ, до проектов энтузиастов для сохранения в блокчейне авторских прав на рисунки или музыкальные композиции. Как мы уже выяснили в предыдущей главе, классификация блокчейнов может быть только многомерной, то есть производиться по совокупности независимых параметров. Блокчейн-проекты вырастают один из другого, постоянно видоизменяются и совершенствуются и даже пользуются разработками друг друга, так как большинство из них основаны на открытом исходном коде. Это значит, что каждый из блокчейнов практически невозможно отнести к какой-либо группе. Однако почти у любого блокчейна есть свои особенности и признаки, а также достаточно четко очерченные рамки возможного применения.

Публичные и частные

Вероятно, самое очевидное разделение блокчейнов — на публичные и частные или открытые и закрытые, что по сути одно и то же, но с некоторыми нюансами. Каковы основные отличия открытого и закрытого блокчейна и что они значат для пользователей?

Степень открытости блокчейна может зависеть от нескольких факторов. Первый — доступность исходного кода протокола блокчейна (обычно под этим подразумевается наиболее распространенный клиент данного блокчейна). Для Bitcoin таким клиентом является Bitcoin Core. А, например, в системе Ethereum нет одного общепринятого клиента, и пользователи могут выбирать из нескольких вариантов: Geth, Parity, MyEtherWallet и т. д., и все они разрабатываются с открытым исходным кодом.

Криптовалюты создавались как децентрализованные и общедоступные платежные системы, поэтому их исходный код, как правило, открыт с самого начала разработки, и его изменения ведутся на одном из наиболее популярных ресурсов, например на GitHub.

Блокчейны и платформы для корпоративного применения могут быть как с открытым, так и с частично или полностью закрытым исходным кодом. Проект Hyperledger, созданный под эгидой Linux Foundation как открытая блокчейн-платформа для бизнеса, изначально открыл свой исходный код, а разработчики Ripple открыли исходный код своего серверного приложения только через год после запуска. Такие ИТ-гиганты, как Microsoft или SAP, для собственных блокчейн-продуктов, очевидно, будут придерживаться обычной своей политики, и их исходный код останется закрытым.

Что же касается блокчейн-разработок для государственного сектора, то их количество еще слишком мало, используемых в реальных процессах продуктов практически не существует, но следует ожидать, что большинство из них также будут закрытыми.

Второй и наиболее важный показатель — возможность для любого пользователя свободного подключения к сети без получения каких-либо разрешений. Именно это является определяющим отличием публичного блокчейна от частного. Подавляющее большинство известных на сегодня блокчейнов публичны — для подключения к ним достаточно скачать совместимую с текущей версией протокола программу (клиент) и установить связь с другими равноправными узлами сети.

Чтобы полноценно участвовать в работе сети, в частности, проверять и ретранслировать транзакции других пользователей или участвовать в создании блоков, необходимо запустить клиент с функциональностью полного узла. В остальных случаях достаточно легкого клиента с ограниченными возможностями. Однако в публичных блокчейнах уровень участия пользователя всегда определяется им самим и зависит только от его личных (финансовых или аппаратных) ресурсов. Кроме того, никто не может отключить пользователя от распределенной сети, поскольку все участники публичного блокчейна равноправны. В отдельных случаях они могут, например, бойкотировать пользователя, рассылающего некорректные транзакции или пытающегося передать не соответствующую протоколу информацию, но такие инициативы носят исключительно саморегулируемый характер и не вводятся на уровне протокола.

В частных же блокчейнах за подключение к сети новых пользователей (а также за возможность их отключения) могут отвечать выделенные доверенные узлы или группы узлов, имеющие более высокий уровень полномочий по сравнению с остальными пользователями. Частные блокчейны представляют собой иерархические структуры, состоящие из двух или более уровней. Пары ключей, предоставляющие доступ к системе, выдаются и управляются специальными административными узлами и при необходимости могут быть отозваны. Таким образом, частные блокчейны не реализуют основные принципы технологии — децентрализацию и равноправие участников, так как для корпоративных систем их наличие оборачивается существенными рисками.

Уровни управления блокчейнами

Попытки найти баланс между децентрализацией, безопасностью, конфиденциальностью и разграничением доступа привели к многочисленным экспериментам с механизмами управления блокчейном. Существующие на данный момент блокчейн-системы по уровню управляемости можно разбить на четыре группы.

Публичные децентрализованные системы

Большинство существующих на сегодня криптовалют и проектов на их основе — это блокчейны с одноуровневой структурой. В них все участники теоретически равноправны и консенсус достигается путем опосредованного голосования узлов, выполняющих функции создания блока (майнеров или валидаторов). Механизмы работы классического блокчейна уже многократно описаны, и по сути в нем присутствуют две функции управления:

  1. Распространение и проверка транзакций (что косвенно влияет на принятие изменений программного кода протокола). Эту функцию выполняют все подключенные к сети полные узлы.
  2. Подтверждение транзакций и формирование единой цепочки блоков. Этим занимаются майнеры (валидаторы), которым для выполнения работы необходимо обладание определенными ресурсами (вычислительными мощностями, монетами в кошельке, свободным пространством на дисках и т. п.).

Децентрализованные системы не накладывают каких-либо ограничений на участие в управлении, и возможности участников определяются только долей имеющихся у них ресурсов от общего количества, например долей вычислительной мощности оборудования конкретного майнера от общей вычислительной мощности всех майнеров блокчейна.

Публичные системы с делегированным управлением

По итогам почти десятилетней эксплуатации блокчейна Bitcoin и несколько меньшей — других популярных криптовалют можно сделать вывод, что полная децентрализация в саморегулируемых, а точнее, стихийно регулируемых системах на практике почти невозможна — все публичные блокчейны рано или поздно сталкиваются с одной из форм централизации. Поэтому была сделана достаточно спорная попытка частично пожертвовать децентрализацией для улучшения функций управления и других показателей блокчейна.

В 2015 году возникли первые публичные блокчейны с двухуровневой структурой, где ведущую роль играли так называемые суперноды, или узлы с расширенными полномочиями. Первым из таких блокчейнов стала криптовалюта Dash, где суперузлы осуществляют функции предварительного подтверждения (для ускорения платежей) и перемешивания транзакций (для повышения анонимности), а также участвуют в голосовании для утверждения изменений кода. За выполнение этой работы суперузлы получают значительную часть эмиссионного вознаграждения (в Dash — 45%), однако для открытия и поддержки работы такого привилегированного узла необходимо держать в кошельке достаточно крупную сумму монет (в августе 2018 года — 1000 Dash, что составляло на тот момент более $200 000). То есть обладателем суперузла и участником частичного управления блокчейном может стать любой член сети, имеющий необходимое количество монет.

Похожую схему планируется реализовать в Ethereum после выхода версии 2.0 Serenity, когда второй по капитализации блокчейн окончательно перейдет на метод консенсуса Proof-of-Stake. После перехода место обычных майнеров займут валидаторы, и функция подтверждения транзакций перейдет к ним. Валидатором также сможет стать любой пользователь сети, имеющий в кошельке необходимое количество монет ETH. Однако в отличие от классического Proof-of-Stake в Ethereum 2.0 будет предусмотрено параллельное многопоточное подтверждение транзакций (шардинг), а также наказание в виде лишения депозита для недобросовестных валидаторов, уличенных в реализации мошеннических схем.

Еще дальше в осуществлении делегированного управления пошел китайский проект Ontology. В нем реализованы участие держателей токенов в утверждении обновлений кода, система идентификации пользователей и даже взаимодействие с регулирующими органами. Для проведения голосований и других функций управления используется внутренний токен ONT, выпущенный в марте 2018 года.

С Ontology тесно связан «китайский Ethereum» — проект NEO (ранее — Antshares), разработанный той же компанией OnChain. Кроме возможностей платформы децентрализованных приложений в NEO предусмотрена система цифровой идентификации пользователей. На сентябрь 2018 года она еще никак не применялась, однако слухи о сотрудничестве NEO с китайским правительством похожи на правду, и вскоре система управления этим блокчейном может сильно измениться в сторону повышения контроля.

Первым блокчейном с полностью делегированным управлением стал EOS.IO, запущенный в июне 2018 года и используемый в криптовалюте EOS. В отличие от описанных выше проектов, создателем блоков (валидатором) в EOS может стать не каждый участник сети, располагающий необходимой суммой в кошельке. Сначала ему необходимо завоевать авторитет в сообществе и… победить на выборах. Количество валидаторов ограничено — их всего 21, и они выбираются с помощью периодически проводящегося голосования держателей токенов EOS. Действия валидаторов контролируются так называемыми арбитрами — отдельной группой с более высокими полномочиями, которая может менять консенсус, созданный валидаторами. За ввод этой схемы в сообществе EOS поднялась волна критики в адрес разработчиков, и блокчейн практически переходит в разряд контролируемых. Однако эволюция системы управления в EOS еще не завершена, и вполне вероятно, что полномочия арбитров со временем будут урезаны.

Еще одна интересная реализация делегированного управления блокчейном существует в децентрализованной социальной сети Steemit, запущенной в 2016 году на основе технологии Graphene от Bitshares. Что интересно, Bitshares, Steemit и EOS созданы одной командой под руководством Дэна Ларимера. Позже в России стартапом cyber·Fund был запущен локализованный аналог Steemit под названием  «Голос», с технической стороны не имеющий существенных отличий.

В Steemit выпущены два типа токенов: кроме обычного Steem существует также голосующий токен Steem Power (SP), распределенный между так называемыми «китами» — основными инвесторами проекта. Именно поддержка крупных владельцев SP играет решающую роль при оценке публикаций пользователей в блокчейне Steemit и определении получаемого ими вознаграждения. Хотя «киты» и не имеют прямого влияния на создание блоков, они голосуют за принятие существенных изменений в работе сети. Что не менее важно, распределение токенов между авторами контента, а соответственно, и получаемый ими доход от публикаций в значительной степени зависят от держателей токенов SP. Эта модель много раз подвергалась критике, и разработчики Steemit пытались ее оптимизировать, однако не достигли успеха, и количество пользователей социальной сети остается небольшим.

Частные контролируемые блокчейны

Наиболее известным корпоративным решением на основе блокчейна является R3 Corda — проект, изначально разработанный банковской группой J. P. Morgan и в 2016 году переданный блокчейн-консорциуму R3 CEV, одним из ключевых инвесторов которого и стала J. P. Morgan. В октябре 2017 года была опубликована платформа Corda 1.0 с открытым исходным кодом. В июле 2018 года представлена платформа Corda Enterprise — решение от R3 для предприятий с закрытым кодом, частично совместимое с открытой Corda. Более подробно этот продукт будет описан в главе 5, здесь же остановимся на его схеме управления и сравнении ее с традиционными блокчейнами.

Собственно, Corda Enterprise и другие корпоративные системы нельзя считать настоящими блокчейнами, их часто называют распределенными реестрами. В таких системах каждый узел имеет предварительно назначенный ему уровень доступа, и, в отличие от публичного блокчейна, данные не всегда общедоступны даже для чтения. Это достигается с помощью так называемого Blockchain Application Firewall, который фильтрует доступ к данным транзакций в соответствии с назначенной администраторами блокчейна политикой. Кроме того, Corda Enterprise заявляет о совместимости с наиболее распространенными типами реляционных СУБД и высоком уровне интеграции блокчейна с корпоративными ИТ-системами.

Управление в корпоративных блокчейнах осуществляется с помощью специальных узлов, обладающих повышенными полномочиями, именно они отвечают за политику распространения данных и идентификацию пользователей и удостоверяют внесение данных в блокчейн. В R3 Corda существует три типа управляющих узлов:

  1. портье, управляющие сетевым трафиком и ограничивающие доступ к данным на основе полномочий пользователя;
  2. нотариальные узлы, подтверждающие транзакции и отвечающие за корректность обновления распределенного реестра;
  3. оракулы, работающие на основе смарт-контрактов и автоматически утверждающие транзакции, которые соответствуют определенным условиям.

Таким образом, при комбинировании этих методов управления возможно построение достаточно гибкой и надежной распределенной системы, которая использует ключевые преимущества блокчейна, при этом позволяя придерживаться корпоративной политики доступа к информации.

Разумеется, Corda не единственный представитель семейства корпоративных блокчейнов, но наиболее яркий из них. Среди его конкурентов необходимо назвать Hyperledger — проект с открытым исходным кодом, работающий под эгидой Linux Foundation. В рамках Hyperledger разрабатывается целый ряд блокчейн-платформ для бизнеса, включая Fabric от IBM, Sawtooth от Intel, Iroha, Indy и другие продукты. На их основе возможно создать настраиваемый блокчейн практически с любым набором параметров (от публичного до полностью контролируемого). Hyperledger предоставляет только фреймворк и набор совместимых инструментов для дальнейшей разработки, а не готовые «коробочные» решения. Банк J. P. Morgan, избавившись от Corda, приступил к работе над новым проектом под названием Quorum, который представляет собой закрытую коммерческую версию Ethereum.