CC BY
1459
ФИНАНСЫ, НАЛОГИ, УЧЕТ
УДК: 004
Технология Blockchain. Принципы работы и перспективы применения
В данной статье описываются основные экономические и технические стороны технологий Blockchain, возможности их применения, перспективы развития, принципы работы, а также легальные стороны вопроса.
Ключевые слова: технология, Blockchain, транзакции, децент-рализованность, наличие ликвидности, возможности применения Blockchain, обмен данными.
В последнее время в мире все более активно говорят о технологии Blockchain и ее крипловалютах. Сама технология имеет довольно широкий спектр возможного применения и очень большие перспективы развития как в транспортном секторе, так и в других отраслях.
Блокчейн (англ. blockchain — цепочка блоков) — это распределенная база данных, у которой устройства хранения данных не подключены к общему серверу, то есть такая база данных является децентрализованной. Она хранит постоянно растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Такая технология является основой работы пиринговой платежной системы Bitcoin. На момент написания статьи Bitcoin является самой распространенной и тщательно задокументированной системой на базе блокчейн-технологии, поэтому далее мы рассмотрим процесс ее работы на примере Bitcoin.
В создании новых блоков чаще всего используется технология майнинг (англ. mining — добыча полезных ископаемых), хотя является далеко не единственной на данный момент. Процесс майнинга заключается в подборе такого значения nonce (от англ. number used once — число используемое один раз, случайный одноразовый код с меткой времени), которое позволит получить хеш, числовое значение которого будет не более некоторого заданного числа — целевого уровня сложности. Для успешного взлома базы данных блокчейн злоумышленники должны обладать аппаратными средствами с большей вычислительной мощностью, чем у половины всех пользователей базы. Отсюда следует термин «атака 51%».
В качестве доказательства выполнения работы (англ. proof-of-work) используется многоуровневое хэширование,
© Юрген Шольц, Торстен Шелер, Ю.И. Соколов,
В.С. Коцоева, А.А. Элькина, 2017
Юрген Шольц
Торстен Шелер
Ю.И. Соколов
В.С. Коцоева
А.А. Элькина
таким образом, помимо ценной информации (в случае рассмотрения криптовалюты Вйсот такой информацией являютсязаииси совершенных транзакций) кшдый последующий йлмк снясржит мэш пдедыдищхсл интой с^тт^л^ЕИйт^г^ь^Иа попсе. Применение децнойфуикцию иссиючаин тозмяиляость измцкить иодержнмое без изменения хэшей всех последующих блоков (рисунок 1).
- Хэш предыдущего блока
- Nonce (одноразовый код)
- Транзакция 1
- Транзакция 2
"Л
- Тра
нзакция N
•Блок 1
- Хэш предыдущего блока
- Nonce (одноразовый код)
- Транзакция 1
- Транзакция 2
\ - Тра
нзакция N
•Блок 2
- Хэш предыдущего блока \
- Nonce (одноразовый код)
- Транзакция 1
- Транзакция 2
Блок 3
- Тра
нзакция N
Рисунок 1
СхемаработысистемыВисот напримерепроведениятранзакций
Так, независимо от области применения, блокчейн является доступной технологией,обладающейследующимифункциями:
— подтверждение изменения, запись и последующее хранение данных;
— защита от несанкционированных изменений данных;
— возможность совершать обмен данными «напрямую», без посредника и без дополнительныхрасходов;
— обеспечение прозрачности между участниками сети.
— несмотря на то, что Bitcoin является самой распространенной и самой изученной технологией блокчейн, она имеет достаточно большое количество недостатков:
— потеря пароля кошелька означает потерю всех ваших сбережений Bitcoin;
— пароль Bitcoin-кошелька не может быть восстановлен или изменен, и это можно решить только путем копирования ключа доступа на бумагу;
— низкая скорость транзакций. Валидация и создание блока могут занять до нескольких минут из-за постоянно растущих технических требований для совершения новых вычислений. Так, в скором времени транзакции могут занимать от 5 часов на финализирование;
— код Bitcoin является открытым (англ. open-source), и в случае обнаружения
критического недостатка в коде он будет эксплуатироваться, и система получит значительные повреждения;
— несмотря на небольшую вероятность, так называемая «атака 51%» нанесет серьезный удар по спросу Вйсот и, следовательно, его обменному курсу;
— не является анонимной вопреки заявлениям разработчиков. Конфиденциальность Вйсот поддерживается путем сохранения открытых ключей анонимными, но существует определенный риск того, что владелец ключа может быть обнаружен. Выявление ключа означало бы, что все транзакции, связанные с этим кошельком, могут стать общедоступными.
Данные пункты показывают, что, несмотря на свою популярность и доступность, технология не имеет потенциала для применения как в В2В секторе, так и в любом другом бизнес-секторе. При рассмотрении криптовалюты Вйсот в качестве замены международных денежных единиц, также выявляется некоторое количество минусов и отрицательных сторон. В частности, это:
1. нестабильный обменный курс (Вйсот по-прежнему является новой технологией и новым рынком. Кроме того, он имеет сильно колеблющийся спрос и ограниченное предложение);
2. угроза дефляции (система спроектирована таким образом, что вкладывать и покупать криптовалюту в долгосрочной перспективе невозможно, так как для майнинга существует всего 21 миллион биткойнов);
3. нестабильная легальная сторона (законодательные органы и банковские ассоциации все еще выясняют, что такое Вйсот и как его регулировать, его не запретили, но и пока официально не узаконили, поэтому он до сих пор находится в «подвешенном состоянии»);
4. отсутствие ликвидности (преобразование из Вйсот в общепринятую валюту может быть сделано только на определенных платформах обмена, нет общедоступного пункта для конвертирования валюты в другие более простые и распространенные платежные системы). Общая технология блокчейн на примере криптовалюты показана на рисунке 2.
Помимо всем известного биткоина, существует менее развитая и исследованная технология Sovrin, которая несмотря на свою ограниченность, является одной из наиболее перспективных технологий и может действовать как в В2В секторе, так и в В2С секторе.
Sovrin — это децентрализованная сеть идентификации с открытым исходным кодом, построенная на технологии распределенной базы данных. Данная сеть состоит из многочисленных распределенных узлов, расположенных по всему миру. Каждый узел имеет полную копию базы данных.
Создателем и владельцем технологии является Фонд Sovrin. Целью Фонда является создание всемирной надежной структуры, которая будет использоваться для подтверждения деталей вашей личной идентификации в сети Интернет.
В сети идентификации Sovrin можно выделить две ключевые роли: владелец идентификатора Sovrin и стюард. Фонд Sovrin определяет владельца идентификатора как пользователя сети, который доверяет свою личную информацию для
ее последующейвалидации стюардом, а также те хранешы в распределенной базе данных. Наедельца идентнфикадойа н Фпндоо свкнекнед контракт, в которое указаны условия использования услуги. Среди этих условий можно найти пункт, засодщемщнй сримененне системыв преен5йша1х еаюо к атдоазумевающий наступление в этом случае юридической ответственности пользователя.
Рисунок 2
Принцип работы технологии Blockchain на примере криптовалюты
Стюард (или валидатор) — это организация, приглашенная Фондом Sovrin с целью оперирования узлом. Стюардом может стать любая компания, занимающаяся проверкой персональных данных своих клиентов перед предоставлением им своих услуг, например, фирма, предоставляющая услуги по хранению и защите информации для бизнеса, банк и исследовательский центр. Задача такой организации заключается в проверке подлинности документов, подтверждающих личность потенциального владельца идентификатора Sovrin, формировании блока с подтвержденной информацией и отправке этого блока в распределенную базу данных. Блок может содержать в себе любую информацию о владельце идентификатора, если её можно подтвердить выпущенным государством документом, от возраста и адреса проживания по паспорту, до медицинских данных и рецептов врача.
Для обеспечения согласованности данных, записанных в базу, Sovrin использует смесь криптографии и продвинутый алгоритм решения задачи византийских генералов (англ. вyzantine fault tolerance) — в вычислительной технике мысленный эксперимент, который призван проиллюстрировать проблему синхронизации состояния систем в случае, когда коммуникации считаются надежными, а процессоры — нет.
Идентификатор пользователя является криптонимом, использующим алгоритм цифровой подписи Эдвардса (EdDSA) для создания ключа шифрования цифровой подписи. Для каждой взаимосвязи пользователь имеет отдельную пару «частный-открытый» ключ. Частным ключом является ключ подписи (англ. digital signature key), а открытым ключом — ключ проверки. Ключ проверки известен всей сети, но ключ подписи хранится в тайне у владельца идентификатора Sovrin.
Запросы — это заявления, сделанные компанией-участником сети с целью получения достоверной информации о пользователе Sovrin. Все запросы имеют цифровую подпись, поэтому каждый, кто их получает, знает, кто их прислал. В качестве примера можно представить, что государственный орган запрашивает паспортные данные владельца идентификатора Sovrin с целью изготовления устаревшего водительского удостоверения.
Владелец идентификатора Sovrin, которому пришел запрос, имеет право решать, какую информацию он хочет раскрыть определенной стороне. Когда пользователь делится личными данными, принимающая сторона может предоставить подтверждение, что они обрабатывают данные определенным образом. Публичные запросы хранятся в распределенной базе данных (англ. ledger) и видны каждому пользователю сети.
Большим плюсом Sovrin является доступность сервиса, идентификатор может получить как частное, так и юридическое лицо бесплатно. Также фонд Sovrin устанавливает правила для сетевых узлов и облагает юридической ответственностью за свои действия всех участников сети, от владельцев идентификаторов до «стюардов».
Технология блокчейн уже находит свои применения в самых разных сферах деятельности человека, однако технология, созданная фондом Sovrin, хоть и использует основополагающие принципы первой технологии, таковой не является. В отличие от свойства базы данных блокчейн — прозрачности, Sovrin позволяет владельцу идентификатора принимать решения об открытии своих личных данных самостоятельно.
Пользователь, имея свои данные в этой сети (например, паспорт, регистрация по месту жительства, водительские права и так далее), может совершать операции какого-либо типа (например, покупать товары в интернет-магазинах, оплачивать счета, брать в аренду автомобиль), потому что сведения о пользователе проверены, и сетью подтверждена их достоверность.
Помимо технологии Bitcoin и Sovrin, одной из наиболее известных и перспективных является IOTA. Она имеет более узкий спектр применения и не является такой распространенной.
Основным принципом работы этой системы является то, что IOTA ориентирована на поддержку работы концепции Internet of the Things (IOT) или Интернет вещей (рисунок 3). Диапазон тех вещей, которые могут работать с помощью IOTA, огромен, к примеру: система «умный дом» и оплата счетов за коммунальные расходы, различные показатели здоровья человека, подключение различных электронных приборов, а также управление автономными транспортными средствами и междугородними перевозками.
Рисунок 3
Принципы подтверждения транзакций и любых других операций в системе IOTA
Основной функцией IOTA является возможность микроплатежей, а также возможность безопасной передачи данных. Благодаря всему этому, технология имеет довольно большие перспективы и возможности развития использования на транспорте для управления транспортными компаниями.
В технологии IOTA, как и везде, существуют свои плюсы и минусы. К плюсам можно отнести следующее.
• Высокий уровень защиты. Систему, как известно на примере Bitcoin, можно взломать и украсть из нее информацию, только тогда, когда у грабителей будет 51% доступа к сети, но по факту, если система отслеживает и замечает, что кому-то принадлежит уже более 33%, она автоматически блокирует данного агента и начинает внутренние собственные проверки.
♦ Отсутствие платы за транзакции и проведение всех транзакций в реальном времени (в отличие от Bitcoin, где нужно платить за приоритезацию вашего переводаилижеждатьсамогопереводаоколо несколькихчасов).
• Целостность данных, собранных из объекта, гарантирующая, что третья сторонане имеетвозможностивмешатьсявданныенауровне связи.
♦ Отсутствие третьего лица, которое занимается проверкой ваших данных (отсюда и отсутствие платы за транзакцию и возможность совершать микроплатежи).
Однако, несмотря на эти преимущества, которым может позавидовать любая блокчейн-технология, существует достаточно большой минус —непредвиденные осложнения, такие как попытки регулирования системы, потребность в более высокой вычислительной мощности или запрет на функционирование в той или иной стране, что вполне возможно с точки зрения легализации.
Таким образом, можно говорить, что не только наиболее распространенные Blockchain-технологии могут иметь перспективы дальнейшего развития, но и все остальные возможно использовать для развития бизнеса в различных отраслях экономики, включая транспорт. Из-за того, что данная система имеет высокий уровень защиты от вмешательства извне и возможность облачного хранилища информации, будет освобождаться место для хранения информации, а ее проверка происходить безучастиялюдей.
Благодаря тому, что технология быстро развивается, в скором времени будет возможно применять ее, к примеру, в логистический отрасли, скажем, для упрощения системы отслеживания отправления и прибытия поездов на железнодорожных вокзалах. В таком случае будет полностью исключен человеческий фактор, а сам компьютер сможет найти наиболее простые (быстрые) пути транспортировки грузов, сам же грузополучатель сможет оформить их упаковку и погрузку на складе.
На сегодняшний день, по мнению международных аналитиков, технология блокчейн является финансовым инструментом. Иностранные банки демонстрируют свои блокчейн-платформы, также и Центральный банк России сотрудничает с другими банками для развития платформы «Мастерчейн». Уже зарегистрированы случаи крупных международных транзакций, где данная технология позволила значительно сократить срок проведения сделок (до нескольких часов). В обычном случае на проведение одной из подобных международных транзакций ушло бы не меньше недели.
Подобно уменьшению сроков проведения крупных денежных транзакций, технология блокчейн содержит в себе потенциал для сокращения времени на обработку документов. Административные расходы любой компании на создание, проверку, обработку и перемещение документации очень высоки. Кроме того, традиционные методы доставки бумажных документов являются уязвимыми для задержек и мошенничества. Технология блокчейн, примененная в качестве цифрового распределенного реестра, могла бы значительно сократить затраты и сроки на документооборот.
Все это говорит о том, что блокчейн имеет большие перспективы внедрения в работу крупных корпораций различных секторов экономики, в том числе на транспорте.
Приживется ли эта технология надолго и будет ли она процветать? Сложный вопрос. Блокчейн до сих пор не изучен до конца, имеет много «острых сторон» относительно легальности в мировой экономике. Из-за новизны данного продукта возможны непредвиденные ситуации, касающиеся технической стороны, и, в конечном счете, она может оказаться недостаточно сильным конкурентом существующим технологиям.
Литература
1. Общая информация о криптовалюте Биткоин, перспективы и возможности инвестирования. [Электронный ресурс]. URL: http://mixinvestor. com/unikalnaya-virtualnaya-valyuta-bitcoin (дата обращения: 3 декабря 2017 года).
2. Пример призыва к исполнению нового закона «О хранении и обработке персональных данных» [Электронный ресурс]. URL: https://www.golos-ameriki.ru/a/facebook-under-threat-in-russia/4045022.html (дата обращения: 2 декабря 2017 года).
3. AntonopoulosA.M. Mastering Bitcoin. O'Reilly Media Inc., 2017, p. 371.
4. A review of Blockchain tools and the use of distributed databases within the transport industry [Электронный ресурс]. URL: http://www.diva-portal.org/ smash/get/diva2:1116772/FULLTEXT01.pdf (дата обращения: 3 декабря 2017 года).
5. A study on transparency in logistics and securing sustainability in transport contracts using Blockchain technologies [Электронный ресурс]. URL: http://lup. lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=8880383&fileO Id=8880390 (дата обращения: 29 ноября 2017 года).
6. Benefits and use-cases of Sovrin authentication technology [Электронный ресурс]. URL: https://medium.com/@windley/sovrin-use-cases-authentication-af43c36f4325 (дата обращения: 30 ноября 2017 года).
7. Discussion of IOTA weaknesses and possible implementation of Proof-of-work method [Электронный ресурс]. URL: https://amp.reddit.com/r/Iota/ comments/6fdzdd/weaknesses/ (дата обращения: 30 ноября 2017 года).
8. European policies on data protection in the EU and data transfers outside the EU [Электронный ресурс]. URL: http://ec.europa.eu/justice/data-protection/ article29/documentation/opinion-recommendation/files/2014/wp223_en.pdf (дата обращения: 30 ноября 2017 года).
9. Features, focus area and use-cases of IOTA technology [Электронный ресурс]. URL: https://learn.iota.org/faq/what-are-the-main-use-cases-of-iota (дата обращения: 2 декабря 2017 года).
10. Gates, Mark. Blockchain: Ultimate guide to understanding blockchain, bitcoin, cryptocurrencies, smart contracts and the future of money. Mark Gates, 2017, p. 125.
11. Henning, Diedrich. Ethereum: Blockchains, Digital Assets, Smart Contracts, Decentralized Autonomous Organizations. Ethereum Foundation, 2016, p. 345.
12. Information on Sovrin Foundation, its technology's functions, processes and purposes [Электронный ресурс]. URL: https://sovrin.org (дата обращения: 29 ноября 2017 года).
13. Legal terms and conditions for the creation and further use of Sovrin Identity for current and future Sovrin Identity Owners [Электронный ресурс]. URL: https://docs.google.com/document/d/16T7Kmi04sSBZLclD_38l0nvo14Wz zUsmwgmwgFO4Rno/edit (дата обращения: 30 ноября 2017 года).
14. Purposes and principles of Sovrin Trust Framework [Электронный ресурс]. URL: https://sovrin.org/trust-framework/ (дата обращения: 26 ноября 2017 года).
15. Swan, Melanie. Blockchain: Blueprint for a new economy. O'Reilly Media Inc.,
2015, p.130.
16. Tapscott, Don, Tapscott, Alex. Blockchain revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business, and the World. USA, Amy Hill,
2016, p. 348.
17. Technical information on Bitcoin's processes, keys and purposes [Электрон-
ный ресурс]. URL: https://bitcoin.org/en/how-it-works (дата обращения: 1 декабря 2017 года).
18. Technical information on Sovrin ledger, claims, keys, identifiers relationships within the network. Advantages of Sovrin technology [Электронный ресурс]. URL: http://www.windley.com/archives/2016/10/how_sovrin_works.shtml (дата обращения 29 ноября 2017 года).
References
1. Gerenal information on Bitcoin cryptocurrency and investment prospects. Available at: http://mixinvestor.com/unikalnaya-virtualnaya-valyuta-bitcoin (accessed December 3, 2017) (in Russian).
2. Example of Roskomnadzor enforcing the new data storage and processing law in Russia. Available at: https://www.golos-ameriki.ru/a/facebook-under-threat-in-russia/4045022.html (accessed December 2, 2017) (in Russian).
3. Antonopoulos A.M. Mastering Bitcoin. O'Reilly Media Inc., 2017, p. 371.
4. A review of Blockchain tools and the use of distributed databases within the transport industry. Available at: http://www.diva-portal.org/smash/get/ diva2:1116772/FULLTEXT01.pdf (accessed December 3, 2017).
5. A study on transparency in logistics and securing sustainability in transport contracts using Blockchain technologies. Available at: http://lup.lub.lu.se/ luur/download?func=downloadFile&record0Id=8880383&file0Id=8880390 (accessed November 29, 2017).
6. Benefits and use-cases of Sovrin authentication technology. Available at: https://medium.com/@windley/sovrin-use-cases-authentication-af43c36f4325 (accessed November 30, 2017).
7. Discussion of IOTA weaknesses and possible implementation of Proof-of-work method. Available at: https://amp.reddit.com/r/Iota/comments/6fdzdd/ weaknesses/ (accessed November 30, 2017).
8. European policies on data protection in the EU and data transfers outside the EU. Available at: http://ec.europa.eu/justice/data-protection/article29/ documentation/opinion-recommendation/files/2014/wp223_en.pdf (accessed November 30, 2017).
9. Features, focus area and use-cases of IOTA technology. Available at: https://learn. iota.org/faq/what-are-the-main-use-cases-of-iota (accessed December 2, 2017).
10. Gates, Mark. Blockchain: Ultimate guide to understanding blockchain, bitcoin, cryptocurrencies, smart contracts and the future of money. Mark Gates, 2017, p. 125.
11. Henning, Diedrich. Ethereum: Blockchains, Digital Assets, Smart Contracts, Decentralized Autonomous Organizations. Ethereum Foundation, 2016, p. 345.
12. Information on Sovrin Foundation, its technology's functions, processes and purposes. Available at: https://sovrin.org (accessed November 29, 2017).
13. Legal terms and conditions for the creation and further use of Sovrin Identity for current and future Sovrin Identity Owners. Available at: https://docs.google.
com/document/d/16T7Kmi04sSBZLclD_38l0nvo14WzzUsmwgmwgFO4R no/edit (accessed November 30, 2017).
14. Purposes and principles of Sovrin Trust Framework. Available at: https://sovrin. org/trust-framework/ (accessed November 26, 2017).
15. Swan, Melanie. Blockchain: Blueprint for a new economy. O'Reilly Media Inc.,
2015, p.130.
16. Tapscott, Don, Tapscott, Alex. Blockchain revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business, and the World. USA, Amy Hill,
2016, p. 348.
17. Technical information on Bitcoin's processes, keys and purposes. Available at: https://bitcoin.org/en/how-it-works (accessed December 1, 2017).
18. Technical information on Sovrin ledger, claims, keys, identifiers relationships within the network. Advantages of Sovrin technology. Available at: http://www. windley.com/archives/2016/10/how_sovrin_works.shtml (accessed November 29, 2017).
