Блокчейн и его конкуренты

0_qHwkZ0xb-fAjhAHn_

Сейчас, когда возможности блокчейна привлекают все больший интерес публики как в сфере криптовалют, так и в других областях бизнеса, стали появляться технологии, призванные компенсировать недостатки блокчейнов. Однако сравнение этих технологий порой только вызывает еще большую путаницу. В этой статье я постараюсь объяснить, что к какой области относится, а затем, когда станет понятна общая картина, я покажу, как провести сравнение этих технологий, чтобы не смешивать «теплое с мягким».

Начало: Биткойн и блокчейн

Биткойн появился почти десять лет назад, и в целом он считается первой успешной реализацией блокчейна. Биткойн — это реализация открытого реестра, распределенного между большим количеством узлов, а блокчейн – это технология, которая лежит в основе распределенного реестра. Более общий термин для технологий такого типа – «распределенный реестр» (Distributed ledger technology, DLT).

0_fCYZ5TFurF-r7K4t_

Все началось с Биткойна, публичного общедоступного блокчейна

Здесь я вкратце перечислю основные характеристики блокчейна Биткойна, чтобы в дальнейшем ссылаться на них при описании других реализаций блокчейна.

Он распределенный. Сеть Биткойна состоит из большого количества компьютеров (узлов, или нод). В каждом узле хранится копия блокчейна Биткойна.

Он общедоступен. Это означает, что любой узел может в любой момент присоединиться к сети или покинуть ее. Добавление узла делает сеть более устойчивой к возникновению ошибок, а удаление узла не наносит сети значимого ущерба.

Он децентрализован. Биткойн не принадлежит ни одной организации, и его невозможно полностью отключить. Согласно статистике Bitnodes, узлы рассредоточены по достаточно большой площади. Благодаря этому блокчейн хорошо защищен от DoS-атак.

В марте 2018 г. сеть Биткойна насчитывала 11 тысяч узлов по всему миру (см. рисунок).

0_muUrX7wNC4B_1ZXj_.png

Источник: bitnodes.earn.com, скриншот сделан 31 марта 2018 г.

Потом в семействе блокчейнов произошло пополнение

Появилось несколько новых блокчейн-проектов. Два крупнейших из них — Ethereum и Hyperledger. У них разные сценарии использования и модели развертывания.

Hyperledger – это комплексный проект под эгидой Linux Foundation. Он включает в себя несколько блокчейн-проектов. В этих проектах применяются разные подходы. Здесь я рассмотрю Hyperledger Fabric – проект, наибольший вклад в который внесла IBM благодаря масштабному освещению в СМИ и деловой активности в этой сфере.

0_XqNwXHWV1Dk1d5EI_

Здесь уже есть деление на общедоступные (публичные) и частные блокчейны.

Это сложнее систематизировать. В этой таблице я перечислю важные особенности этих блокчейнов, а в дальнейшем она поможет нам разобраться, как другие технологии конкурируют с блокчейном.

1_6RkykRdA4rbeaUi0Z-LTPg

Теперь давайте проведем краткое сравнение.

И Ethereum, и Hyperledger Fabric поддерживают смарт-контракты. Однако бессмысленно спрашивать, какой из этих блокчейнов лучше. В зависимости от сценария использования, может подойти как общедоступный, так и частный блокчейн.

Hyperledger не имеет собственной валюты, но это не умаляет его ценности. В сети, развернутой в компании или консорциуме, нет нужды выплачивать вознаграждение за транзакции собственной валютой, потому что у владельца есть и другие возможности для выплаты вознаграждений. Если потребуется, можно реализовать выплаты в фиатных деньгах.

В целом, благодаря особенностям децентрализации общедоступных блокчейнов, достижение консенсуса в Hyperledger происходит гораздо быстрее, чем в Bitcoin и Ethereum. В частном блокчейне каждый узел контролируется одной или несколькими известными сторонами, и это упрощает процедуру достижения консенсуса.

Блокчейн Ethereum допускает развертывание в частном варианте, но из-за необходимости майнинга и отсутствия средств контроля доступа его нельзя назвать реализацией частного блокчейна с разными уровнями доступа. Некоторые форки Ethereum – например, Quorum – включают доработки для использования этого блокчейна внутри компаний в закрытом режиме.

У блокчейна появляются конкуренты

Текущие реализации блокчейна имеют множество ограничений, и потому очень нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Можно улучшать их с помощью доработок, не внося серьезных изменений в существующие компоненты. Например, можно добавлять побочные цепочки (сайдчейны) и новые консенсус-протоколы. Другой вариант – решения, основанные на совершенно новом подходе. В последнее время набирает популярность использование направленных ациклических графов (Directed Acyclic Graph, DAG). Существуют две реализации направленных ациклических графов: для общедоступного и частного блокчейнов.

В этой статье я расскажу о них в самых общих чертах. При желании несложно найти их подробные описания.

Направленный ациклический граф (DAG)

DAG – это другой способ представления структуры данных, который имеет преимущества по сравнению с блокчейном.

0_gUQ8nmI66XkUqDze_.png

Направленный ациклический граф. Источник: Wikipedia

Такой граф состоит из узлов и связей между ними. Здесь узлами являются не компьютеры, а фрагменты данных. Узлы связаны криптографически. Граф называется «направленным», потому что у каждого узла есть направление (стрелки на рисунке). Он называется «ациклическим», потому что в нем нет замкнутых циклов. Таковы основные характеристики DAG.

Не существует единой модели реализации направленного ациклического графа. Эти две его реализации существенно отличаются друг от друга. Блокчейн — один из видов направленного ациклического графа, имеющий форму цепочки. Ethereum – тоже реализация такого графа, хотя чаще его называют блокчейном.

IOTA Tangle: общедоступный реестр

IOTA компенсирует следующие недостатки известных реализаций блокчейна (особенно в сценариях, связанных с машинной экономикой и микроплатежами):

  • плохая масштабируемость при необходимости обработки больших объемов транзакций;
  • высокие комиссии сети за обработку транзакций;
  • деление на пользователей (совершающих транзакции) и майнеров (подтверждающих транзакции).

В основе IOTA лежит так называемый Tangle (англ., клубок, путаница), частный случай направленного ациклического графа, в котором хранятся транзакции пользователей. В действительности они называются «связками транзакций», но мы для простоты будем называть их «транзакциями» (представлены квадратами на рисунке). Чтобы транзакция была добавлена в Tangle, она должна подтвердить две неподтвержденные транзакции, называемые tip (англ., верхушка, кончик) (серые квадраты на рисунке). После этого транзакция становится новым tip, который будет подтвержден следующими транзакциями.

0_Z7_Skty_arTbWogD_.png

IOTA Tangle. Источник: «белая книга» IOTA Tangle

В Tangle нет узлов, специально предназначенных для майнинга, потому что каждая транзакция выполняет роль майнера, подтверждая две другие транзакции. Поэтому не требуется выплачивать вознаграждение майнерам, и транзакции остаются бесплатными. Такие бесплатные транзакции составляют основу машинной экономики и микроплатежей. Те две транзакции, которые будут подтверждены новой транзакцией, выбираются с помощью метода Монте-Карло случайного блуждания (алгоритм Random Walk Monte Carlo). В IOTA есть собственная валюта «йота», а реестр хранится в Tangle.

Swirlds Hashgraph: консенсус-протокол для частного реестра

Swirlds Hashgraph позиционируют как «быстрый, защищенный и честный» консенсус-протокол для обработки больших объемов транзакций.

Сейчас Hashgraph – это реализация частного блокчейна для использования в компаниях и консорциумах. Говоря простым языком, в сети Hashgraph группа участников делится друг с другом информацией об известных им транзакциях. Единица информации называется «событием», она содержит записи о транзакциях, известных одному участнику и предположительно неизвестных другим участникам (круги на рисунке ниже). Благодаря правильно организованным криптографическим связям, каждый участник получает полное графическое представление событий, и поэтому может достичь консенсуса по транзакциям, имеющим временные отметки, без привлечения сторонних участников.

Вот как выглядит Hashgraph. Пятеро участников делятся друг с другом событиями и приходят к консенсусу. Алгоритм Hashgraph гарантирует достижение консенсуса.

0_w2_7YV58L5Esxpd3_

На мероприятии, посвященном запуску Hashgraph, в марте этого года компания Swirlds анонсировала открытый реестр «платформа Hedera Hashgraph». Это общедоступная платформа, где любой желающий может участвовать в установлении консенсуса в Hashgraph-сети, но она находится под управлением закрытого «совета управляющих». Как можно ожидать от общедоступного реестра, внутри платформы будет действовать собственная криптовалюта, а также она обладает поддержкой смарт-контрактов. Мы не можем провести более детальное сравнение, потому что о Hedera пока известно немного.

Сравнение с новыми технологиями

Многие считают IOTA и Hashgraph конкурентами сегодняшним блокчейн-техологиям. Добавим их в нашу таблицу, чтобы было понятно, как их сравнивать.

Распределенные реестры в более широком смысле, включая реализации блокчейна и направленного ациклического графа:

0_qHwkZ0xb-fAjhAHn_

IOTA Tangle – серьезный конкурент Bitcoin и Ethereum, потому что является общедоступным блокчейном и имеет собственную криптовалюту. В частности, IOTA решает проблему масштабирования и высоких комиссий за обработку транзакций, которые закрывают путь к машинной экономике. Первая реализация IOTA имеет много недостатков. Тем не менее, чисто с технологической точки зрения, она позволяет наблюдать за конкуренцией публичных версий блокчейна и направленного ациклического графа. Один из недостатков IOTA – отсутствие поддержки смарт-контрактов, хотя сторонние компании разрабатывают некий стандарт токенов для IOTA.

В презентациях Hashgraph, когда говорят о скорости его работы (сотни тысяч операций в секунду), его всегда сравнивают с Bitcoin (3–7 операций в секунду) и Ethereum (10–20 операций в секунду). Я считаю, что Bitcoin и Ethereum потребуются дополнительные усилия для сохранения своих блокчейнов общедоступными, и это их ключевое отличие от частной реализации Hashgraph. Сейчас имеет смысл сравнивать Hashgraph с текущими частными реализациями блокчейна (как в Hyperledger). Когда появится реализация Hashgraph как общедоступной сети, ее можно будет сравнить с текущими реализациями Bitcoin и Ethereum. Отмечу, что это должен быть не просто открытый реестр, а полностью общедоступная реализация, как сегодняшние Bitcoin и Ethereum.

Кроме того, разработчики позиционируют Hashgraph как протокол уровня консенсуса и работают над другими инструментами, основанными на этом протоколе. Так как проекты, входящие в состав Hyperledger, поддерживают подключаемые услуги по достижению консенсуса, то есть надежда, что вместо конкуренции друг с другом они организуют совместную разработку. Однако сейчас Swirlds придерживается бизнес-модели, более подходящей для корпоративного программного обеспечения, и поэтому может принять решение о самостоятельной разработке собственной платформы.

До сих пор никто не проводил серьезного сравнения между Tangle и Hashgraph, и это логично: они решают разные задачи, и направленный ациклический граф в них используется по-разному. Так как обе эти технологии и их экосистемы активно развиваются, в будущем области их применения могут наложиться одна на другую – например, Tangle будут использовать в компаниях, или Hashgraph получит общедоступную реализацию.

Заключение

Как я уже говорил в начале, новые технологии, основанные на направленных ациклических графах, становятся конкурентами текущих реализаций блокчейна – как общедоступных, так и частных. Понимание того, к какому сектору нашей таблицы принадлежат эти технологии, помогает увидеть общую картину.

Они и дальше будут конкурировать между собой. Даже если не брать в расчет инвестиционный потенциал этих проектов, работа по развитию связанных с ними технологий вдохновляет. Мы будем наблюдать за их развитием и за тем, как их будет принимать рынок – сообщество и компании.

Источник



Рубрики:DApps, Теория, Ethereum, смарт-контракты, эфир

Метки: , , , , , , ,

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s