Протокол Blockchain может стать основой для создания распределенной среды простых приложений, которые идеально соответствуют потребностям, типичным для цифровой трансформации и основанной на доверии экономике.
Блокчейн основан на концепции передачи виртуальной валюты между пользователями одного распределенного сервиса, созданного Gold & Silver Reserve. Система транзакций валюты, известной как e-gold, была запущена в 1996 году и действовала до 2009 года. Опыт e-gold был одной из самых успешных попыток создания виртуальных денег. Они также стали основой для создания протокола Blockchain как решения, позволяющего передавать деньги между пользователями одной сильно распределенной сети.
Блокчейн отвечает трем основным предположениям: он позволяет создавать полностью распределенные сети на основе прямой связи между узлами (P2P), а также опирается на механизмы авторизации транзакций, исключающие необходимость использования доверенной сторонней системы (Trusted Third Party). Наиболее важным здесь является устранение системы, предназначенной для подтверждения личности пользователей.
Как пользователи подавляющего большинства интернет-услуг, мы имеем дело с ситуацией, когда предоставляем наши данные доступа, которые затем сравниваются с базой данных. Это означает, что как часть инфраструктуры, отвечающей за реализацию конкретной услуги, всегда существует процесс сопоставления данных доступа с определенным идентификатором пользователя. Концепция без доверия основана на подходе без такой базы. В результате предоставляемые услуги могут стать независимыми от любых внешних учреждений или организаций, которые также могут иметь свои собственные интересы в контроле доступа к таким услугам. Эффект такого рода независимости протокола Blockchain от внешней инфраструктуры заключается в повышении безопасности транзакций. Итак, как проходит необходимая проверка?
Ни один внешний сервер не участвует в транзакции, и алгоритмы проверки выполняются одновременно многими узлами — компьютерами — блокчейн-сетью. Это означает, что несколько машин других пользователей сети используют свои вычислительные мощности для проверки того, что данная транзакция может иметь место, и обе стороны, участвующие в ней, уполномочены на это. Если результат нескольких параллельных итераций проверочных алгоритмов положительный — транзакция выполняется. Ее журнал зашифрован алгоритмом SHA3 и поступает в каждый центральный регистр.
Транзакции, зашифрованные таким образом по всей сети, упорядочены в определенной последовательности как функция времени, создавая один закрытый блок в регистре Blockchain. Каждый такой блок шифруется ключом SHA256, и затем в реестре создается следующий блок, а предыдущий блок — сокращенный до 265 символов — является указателем на следующий. Это связано с конкретной реализацией алгоритма шифрования SHA265, который преобразует практически любой набор данных в ключ из 256 символов. Каждый такой ключ является результатом нескольких итераций обработки данных, разделенных на блоки (строки), где результатом обработки одного блока является одна из входных данных для операций над следующим блоком. Это важно, потому что, в упрощенном виде, это означает, что, хотя процесс шифрования основан на математически простых операциях, обратная операция очень сложна в вычислительном отношении. Отсюда и название протокола — цепочка блоков, или блокчейн — который представляет собой определенный журнал транзакций, происходящих по всей сети.
Важно отметить, что все транзакции можно увидеть в сети, но информация о том, на какие узлы они ссылаются, уже сохранена в журнале и видна только заинтересованным сторонам. На практике это означает, что в ходе реализации транзакций, основанных на протоколе Blockchain, будет создан реестр — определенная база данных, которая распространяется по всей сети, во всех ее узлах. Идентификация транзакции, конечно, возможна. Таким образом, регистр блокчейнов представляет собой форму упрощенной базы данных, которая характеризуется необратимой записью и безопасностью данных. Однако это среда, далекая от типичной реляционной базы.
Биткоин — как реализация протокола Blockchain — стал прорывом, потому что он реализует функции перевода средств в распределенной среде, основанной на P2P-коммуникации и без центрального сервера авторизации. В то же время это гарантирует, что журналы транзакций не будут удалены. К сожалению, с точки зрения бизнеса, для эффективной работы сети на основе этой реализации необходимо создать инфраструктуру, состоящую из сотен тысяч узлов.
Следующим этапом развития Blockchain стал проект Ethereum. Он предполагает использование протокола Blockchain и основанной на нем сети для чего-то большего, чем просто обмен виртуальными деньгами. В рамках этой реализации протокола Blockchain рядом с журналами транзакций можно вставить простой код приложения в реестр. Выполняя роль конкретного контракта, этот код неизменно записывается в цепочку блокчейнов и может быть реализован сетью автоматически при соблюдении определенных условий. Конечно, можно объединить контракт с внешним приложением, которое будет проверять, были ли выполнены определенные условия и должна ли выполняться операция, сохраненная в коде приложения.
Проект Ethereum можно рассматривать как своего рода глобальный, очень медленный компьютер, который выполняет легкие вычислительные функции. И здесь мы приближаемся к потенциально наиболее эффективным в настоящее время приложениям протокола Blockchain в бизнесе. Однако, что важно, так как количество транзакций, которые являются более сложными, чем биткоин, Ethereum становится медленнее и постоянно растет. Уровень сложности цепочки транзакций также растет. Аналогичным образом увеличивается масштаб риска с точки зрения доступа к данным. Если такое приложение, которое является частью реестра Ethereum, написано с ошибкой, оно открывает путь к некоторым злоупотреблениям, источники которых не могут быть устранены из-за неустранимости данных после их сохранения.
Ethereum — это сеть Blockchain, которая позволяет создавать бизнес-правила и может служить платформой для различных приложений. Сегодня таких реализаций больше. IBM участвует в революции Ethereum с проектом HyperLedger Fabric. Эта инициатива направлена на устранение некоторых важных бизнес-ограничений протокола Blockchain. HyperLedger Fabric использует сервер сертификации и идентификации. Благодаря этому отпадает необходимость создания глобальной инфраструктуры, позволяющей создавать небольшие сети Blockchain. Только четыре узла необходимы для запуска такой сети. Такой подход сокращает путь к бизнес-использованию потенциала Blockchain и концепции Ethereum.
Таким образом, на основе одной сети можно создать одно приложение, которое реализует одну конкретную функциональность. Модельный способ использования таких приложений заключается в расширении возможностей — возможно, основанных на более старых технологиях — критически важных для бизнеса систем с высокостабильными и безопасными решениями для удовлетворения новых потребностей. Также возможно создавать независимые, гибкие пользовательские среды, в том числе мобильные и WWW-решения. Доступны, среди прочего API-интерфейсы, обеспечивающие безопасную интеграцию контрактов на основе HyperLedger Fabric с критическими бизнес-системами.
HyperLedger Fabric — благодаря изменениям IBM в первоначальной реализации Blockchain — обеспечивает высокую производительность. Высочайшая эффективность обработки в сети HyperLedger Fabric достижима в среде LinuxOne, работающей на мэйнфреймах. HyperLedger Fabric также доступна в облачной платформе IBM Bluemix. Приверженность IBM также означает, что на платформе мэйнфреймов IBM будет возможно легко и относительно быстро создавать решения, использующие концепцию Blockchain, обеспечивая при этом огромную масштабируемость, производительность и безопасность. HyperLedger Fabric также использует аппаратные сопроцессоры, доступные в архитектуре мэйнфреймов, для повышения производительности алгоритмов шифрования и функций, поддерживающих ключ шифрования.