Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добиться

Технологию распределенного реестра берут на вооружение крупнейшие мировые корпорации: банки, платежные системы и IT-компании активно нанимают специалистов и запускают блокчейн-проекты. С развитием технологии разработчики столкнулись с проблемой обеспечения интероперабельности блокчейнов, то есть активного взаимодействия различных децентрализованных систем. Этому вопросу посвящено исследование «Ассоциации Финтех», главное из него - в обзоре Bloomchain.

Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добитьсяИсточник: РОЦИТ

Для чего нужна совместимость блокчейнов?

«В первую очередь интероперабельность может быть выгодна при обмене токенами между блокчейнами, а также при однонаправленной передаче ценности из одной сети в другую», - рассказал Bloomchain руководитель направления «Развитие технологии распределенного реестра» «Ассоциации Финтех» Анатолий Конкин

Однако возможные сценарии обмена данными между разными блокчейнами не ограничиваются обменом только криптовалютой, а включают в себя и решение функциональных задач. По словам Конкина, интероперабельность также может обеспечить необходимый уровень конфиденциальности данных и взаимодействий участников. «Например, некоторая ценность выносится в отдельный блокчейн, там происходит операции, а затем в основной блокчейн записывается результат проведенных операций», - отмечает он.

Еще одна функция интероперабельности может заключаться в обеспечении большей скорости операций внутри сети: «Например, передача активов в блокчейн с иными правилами достижения консенсуса и большими скоростями. И, конечно, решение задач масштабирования: тот же шардинг успешно использует методы интероперабельности», - отмечает Конкин.

Функциональные задачи, решаемые при обмене данными между разными блокчейнами:

  • обмен и передача цифровых активов, которые могут происходить как с участием доверенной стороны, например, криптовалютной биржи, так и в недоверенной среде с использованием смарт-контрактов;

  • обеспечение конфиденциальности данных;

  • масштабируемость и производительность, достигаемые за счет разделения блокчейна на сегменты, в которые могут записываться отдельные операции;
  • функциональное разделение реестров в зависимости от разного типа операций, например, на регистрацию цифрового актива и его продажу.

По словам Конкина, пока трудно говорить о том, какую практическую пользу может иметь решение задачи совместимости блокчейнов. «Новые бизнес-кейсы – на то и новые, что их сложно спрогнозировать. Но одно можно сказать точно: интероперабельность позволит создать новые финансовые инструменты, новые виды цифровых активов. А также, что немаловажно, она позволит разнообразным блокчейнам доставлять свою ценность широкому кругу людей». - отметил он.

Интероперабельность связывает разнообразные блокчейны, отмчает эксперт. «Именно такая «склеенность» блокчейнов и позволит реализовывать самые разнообразные бизнес-кейсы – даже самые смелые, как, например, оплата бонусами «Пятерочки» чашки кофе в Сан-Франциско», - заключает Конкин.

Авторы исследования «Ассоциации Финтех» выделили три наиболее распространенных способа взаимодействия блокчейнов: атомарный обмен, построение моста и релейная цепь.

Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добитьсяСравнение трех способов реализации интероперабельности. Источник: исследование «Ассоциация Финтех»

Атомарный обмен

Метод атомарного обмена построен на криптографическом протоколе HTLC (Hash Time Locked Contracts). Он предполагает, что при переносе данных участники обмениваются секретной информацией, которая используется при проверке записи. 

Этот способ можно считать универсальным решением для большинства приложений, однако у метода атомарного обмена есть ряд ограничивающих факторов. С одной стороны, он не требует наличия доверенной стороны. С другой - подразумевает активное взаимодействие участников, у которых должны быть адреса в обоих распределенных реестрах. Сами распределенные реестры при этом должны работать бесперебойно.

Кроме того, при атомарном обмене используются криптографические методы аутентификации и шифрования. По этой причине подобные сервисы требуют прохождения сертификации и отдельного технического задания.

Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добитьсяКак работает атомарный обмен. Иллюстрация: исследование «Ассоциации Финтех»

Один из самых известных проектов, работа которого основана на принципе атомного моста - это Interledger. Он был запущен компанией Ripple в 2015 году и представляет собой набор открытых протоколов для отправки платежей между различными реестрами.

В 2018 году расширение от Interledger было интегрировано в платежную систему Apple Pay. Использование технологии позволило ее пользователям делать переводы, а также оплачивать услуги и товары при помощи криптовалют.

Построить мост

В отличие от атомарных обменов, где происходит обмен активами, мосты подразумевают передачу сообщений. К примеру, вызов функций смарт-контрактов из одного блокчейна в другой. Передаются они при помощи оракулов - сервисов-посредников, отслеживающих транзакции и события в связываемых блокчейнах. Именно они и выполняют функцию моста, связывающего системные смарт-контракты, генерирующие события внутри своего блокчейна.

Сам мост может находиться как одновременно в обеих сетях, так и лишь в одной из них, получая необходимую информацию по другим каналам связи. Его главная функция - криптографическая проверка аутентичности информации, передаваемой участниками.

Способ построения моста предполагает незначительные расходы на настройку программного обеспечения каждого из участников. Однако при таком подходе возникает необходимость поддержки со стороны доверенной организации, а также адаптация метода для каждого кейса в отдельности, с учетом особенностей передаваемых форматов данных.

Схема работы моста. Иллюстрация: исследование «Ассоциации Финтех»Схема работы моста. Источник: исследование «Ассоциации Финтех»

Самый известный проект, работающих по схеме обмена сообщениями - это Overledger, запущенный командой Quant Network во главе с Гилбертом Вердяном (Gilbert Verdian). Известный специалист по кибербезопасности, занимавший высокие правительственные должности в Великобритании и Австралии, занялся этим проектом в 2015 году. 

С тех пор Overledger часто называют первой операционной системой для работы с блокчейном. С 2019 года в своей работе его использует один из самых больших европейских провайдеров услуг процессинга платежей SIA, среди клиентов которого крупные банки, биржи, корпорации и публичные компании. Среди других партнеров Overledger - Oracle, AX Trading, Crowdz и Pay.Uk.

Релейный блокчейн

Третий способ объединить блокчейны - создание мастер-сети, интегрирующей сразу несколько обособленных децентрализованных систем. Такую структуру еще называют «релейным блокчейном» из-за лежащего в ее основе механизма релейной передачи данных из одного блокчейна в другой.

Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добитьсяУстройство релейного блокчейна. Источник: исследование «Ассоциации Финтех»

Блокчейны, которые взаимодействуют внутри такой мастер-сети, называют сайдчейнами. Они в разной степени зависят от главной сети, но выполняют одну и ту же задачу - обеспечивают безопасное перемещение цифровых активов между сетями. 

Использование подобной схемы может приносить наибольшую операционную выгоду - она сокращает время подтверждения транзакций, снижает их стоимость и расширяет функционал, а также позволяет добиться высокого уровня масштабируемости. 

Технологию релейного блокчейна активно используют в работе интероперабельных сервисов - например, в блокчейнах Polkadot, Ethereum 2.0 и Cosmos. Однако их создание сопряжено с решением серьезных технических задач, стоящих перед разработчиками, поэтому ни один из них пока не заработал в полную силу.

Polkadot

Год запуска проекта: 2016

Начало работы сети: май 2020

Основатели проекта: один из соучредителей Ethereum Гэвин Вуд (Gavin Wood) и его компания Parity Technologies, управляемая швейцарским фондом Web3 Foundation

ICO: токенсейл на $145 млн прошел в 2017 году 

Капитализация проекта: после закрытой продажи токенов DOT в 2019 году оценивалась в $1,2 млрд

В конце мая разработчики объявили о запуске основной сети Polkadot - одного из самых перспективных блокчейн-проектов последних лет. Он призван обеспечивать  аутентичность транзакций при переносе из одного блокчейна в другой. Протокол работает на энергоемком алгоритме Proof-of-Stake. 

При майнинге, то есть алгоритме Proof-of-Work (PoW, доказательство работы) требуется использование вычислительной мощности майнеров и большие затраты электроэнергии. Участник, первым решивший криптографическую задачу, необходимую для формирования блока и подтверждения транзакций, получает вознаграждение в виде криптовалюты. 

При стекинге, то есть алгоритме Proof-of-Stake (PoS, доказательство состояния) пользователи вознаграждаются за блокирование на своем счету части токенов в пользу механизма валидации. Количество возможных проверок отдельным участником сети зависит не от энергетических и вычислительных мощностей, а от количества криптовалюты, которой он владеет. 

Polkadot поддерживает шардинг — механизм, при котором каждая нода обрабатывает только подмножество транзакций. При таком подходе сеть разбивается на несколько блокчейнов-шардов, каждый из которых поддерживается независимым множеством нод, которые проверяют транзакции и генерируют блоки. В сети Polkadot шарды называются парачейнами.

Ключевое отличие Polkadot от классического сайдчейна заключается в создании общей безопасности на уровне релейного блокчейна. При традиционной модели каждый из сайдчейнов требует наличия собственной системы безопасности. 

Polkadot отличается масштабируемостью сети и гибкостью структуры: она позволяет включать в нее практически любые структуры данных и неблокчейн-системы.

Участие в работе сети Polkadot подразумевает владение токенами DOT и выполнение одной из следующих ролей:

  • валидатор (validator), который участвует в механизме консенсуса для создания блоков в релейном блокчейне и проверяет достоверность информации, содержащейся в парачейнах;
  • номинатор (nominator) - контролирует назначение валидатора;
  • сортировщик (collator) - полностью управляет нодами отдельных парачейнов и предоставляет валидаторам доказательства транзакций;
  • рыбак (fishermen) - не участвуюет напрямую в процессе валидации, но контролирует правомерность действий валидаторов и номинаторов по всей платформе.

Совместимость блокчейнов: для чего она нужна и как ее добитьсяСхема работы сети Polkadot. Источник: Tockeneconomy

После запуска основной сети в конце мая инвесторы проекта получили доступ к личным кабинетам. В них участники могут подать заявку на запуск ноды или оформить запрос на выдвижение валидатора. До окончания аудита проекта консенсус внутри сети будут обеспечивать Web3 Foundation и Parity Technologies, так что пока о полноценном начале работы говорить рано. Тем не менее, уже появились желающие разрабатывать решения для новой сети: компания Interlay заявила о начале работы над «мостом» для проведения транзакций между блокчейнами Bitcoin и Polkadot.

Ethereum 2.0

Год запуска проекта: 2014

Начало работы сети: 30 июля 2015

Основатели проекта: группа разработчиков во главе с российско-канадским программистом Виталиком Бутериным

ICO: токенсейл в августе 2014 года принес $17 млн

Капитализация токена ETH к концу мая 2020 года составляла примерно $23 млрд

Прямым конкурентом Polkadot называют проект Виталика Бутерина Ethereum, точнее его вторую итерацию - ETH 2.0. В рамках обновления сеть перейдет с алгоритма Proof-of-Work на Proof-of-Stake. Ее нулевая фаза должна была стартовать еще в конце 2019 года, потом запуск перенесли на лето, а недавно отложили в очередной раз. Разработчики уверяют, что в срывах дедлайнов нет ничего критичного, а связаны они исключительно с отладкой работы системы.

Читайте также: когда заработает ETH 2.0 и каким будет его будущее

Бутерин отмечает множество преимуществ новой версии Ethereum. Одним из них станет использование все того же шардинга (Shard Chains). Сейчас Ethereum имеет единственную цепочку блоков, а при переходе на ETH 2.0 весь блокчейн разделится на шарды - или цепочки блоков, каждый из которых будет поддерживаться независимым множеством нод. Благодаря шардингу, транзакции обрабатываются параллельно, а не последовательно. С увеличением количества шардов увеличивается и пропускная способность сети. 

В центре системы будет находиться Beacon Chain - релейный блокчейн, предназначенный для координации работы всех подчиненных элементов. Использование шардинга позволит интегрировать в ETH 2.0 механизмы работы различных блокчейнов. К примеру, Бутерин уже намекнул на то, что одним из шардов новой системы мог бы стать блокчейн Ethereum Classic, возникший в результате хардфорка ETH в 2015 году.

eth 2.0Структура Ethereum 2.0

В феврале 2019 года релиз-менеджер компании Parity Technologies Афри Шоедон (Afri Shoedon), также работавший над запуском Ethereum 2.0, заявил, что проект Бутерина предлагает фактически то же, что и Polkadot. Заявление вызвало бурную реакцию среди участников сообщества ETH, вынудившую Шоедона отказаться от продолжения работы над Ethereum 2.0.

Читайте также: разработчик Ethereum Core отказался от соцсетей из-за конфликта интересов

Cosmos

Год запуска: 2014

Начало работы сети: март 2019

Основатель проекта: швейцарский фонд Interchain Foundation, занимающийся поддержкой разработок для безопасного и масштабируемого программного обеспечения с открытым исходным кодом

ICO: токенсейл в 2019 году принес $17 млн

Капитализация токена ATOM к концу мая 2020 года составляла примерно $490 млн

Cosmos был запущен в сотрудничестве с калифорнийским стартапом Tendermint. Перед ним стоят те же задачи, что и перед конкурентами из Polkadot и Ethereum - создание децентрализованной сети блокчейнов, которая сможет обеспечить обмен данными и быструю обработку транзакций.

Работа системы будет основана на публичном блокчейне Cosmos Hub, запущенном весной 2019 года. К нему будут подключены другие блокчейны, входящие в сеть. Они будут разбиты на зоны, управлять работой которых будут сто валидаторов. Валидаторы смогут выбирать блоки для внесения в основной блокчейн путем голосования, которое будет проходить в несколько этапов. Для получения одобрения на внесение в блок валидатору нужно получить не менее двух третей голосов остальных валидаторов.

Схема конвертации ETH в BTC внутри блокчейна Cosmos. Иллюстрация TockeneconomyСхема конвертации ETH в BTC внутри блокчейна Cosmos. Источник: Tockeneconomy

К настоящему моменту к работе сети подключились уже более сотни сторонних проектов, в число которых входят Oracle, OKEX и Aragon.

← Назад Поделиться:

Рекомендации


Топ-10 трендов финтеха 2018 года

2 года назадВиктор Сикирин

«Дальше действовать будем мы»: как устроен финтех в России

С чего началась история цифровизации банков в России, как Тинькофф задал тренд на построение экосистем и почему крупные российские банки не заинтересованы в открытых API, - в материале Bloomchain.

3 дня назадBloomchain Research7 мин