Когда распределенный реестр может перестать быть достоверным

РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РЕЕСТРЫ В ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ: БАЗА ДАННЫХ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЛИ ПРОТОКОЛ? Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Дюдикова Е.И., Куницына Н.Н.

В настоящее время отсутствует общепринятая интерпретация и классификация распределенных реестров , что существенно затрудняет развитие научных исследований цифровых финансовых активов, тормозит процесс их легитимизации и интеграции в финансовую сферу на государственном и международном уровнях, а также усложняет регулирование социально-экономических процессов, в том числе протекающих в России. В статье представлен анализ концептуальных подходов к трактовке дефиниции «распределенный реестр» как основы инновационных финансово-расчетных инструментов, предложена авторская интерпретация данного понятия, систематизирована и дополнена классификация распределенных реестров как с позиции способа обмена, хранения и обработки информации на основе комплекса технологий

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Distributed registers in digital economy: database, technology or protocol?

Currently there is no generally accepted interpretation and classification of distributed registers, which significantly impedes the development of scientific research of digital financial assets, hinders the process of their legitimization and integration into the financial sphere at the state and international levels, as well as complicates the regulation of social and economic processes, including Russia. The article presents an analysis of conceptual approaches to the definition of the «distributed register» as the basis of innovative financial and calculation instruments, proposes the authors’ interpretation of this concept, systematized and supplemented the classification of distributed registers from the method of exchange, storage and processing of information based on a set of technologies

Текст научной работы на тему «РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РЕЕСТРЫ В ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ: БАЗА ДАННЫХ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЛИ ПРОТОКОЛ?»

Распределенные реестры в цифровой экономике: база данных, технология или протокол?

Distributed registers in digital economy: database, technology or protocol?

к. э. н., докторант

candidate of economics, doctoral student

д. э. н., профессор, зав. кафедрой

doctor of economics, professor, head of department

Кафедра финансов и кредита, Институт экономики и управления, Северо-Кавказский федеральный университет

Department «Finance and credit», Institute of economics and management, North-Caucasus federal university

В настоящее время отсутствует общепринятая интерпретация и классификация распределенных реестров, что существенно затрудняет развитие научных исследований цифровых финансовых активов, тормозит процесс их легитимизации и интеграции в финансовую сферу на государственном и международном уровнях, а также усложняет регулирование социально-экономических процессов, в том числе протекающих в России. В статье представлен анализ концептуальных подходов к трактовке дефиниции «распределенный реестр» как основы инновационных финансово-расчетных инструментов, предложена авторская интерпретация данного понятия, систематизирована и дополнена классификация распределенных реестров как с позиции способа обмена, хранения и обработки информации на основе комплекса технологий.

Ключевые слова: распределенный реестр, цифровой финансовый актив, цифровые технологии, цифровая система.

Keywords: distributed registry, digital financial asset, digital technology, digital system.

Появление и стремительное развитие технологии распределенных реестров является важным этапом в эволюции информационных сервисов (четвертая промышленная революция), который позволяет вывести на новый уровень доверия и открытости широкий спектр цифровых услуг: финансовых

(клиринг, платежные системы), логистических (управление поставками), социальных (голосование) и т. д. Основными неотъемлемыми условиями применения технологии распределенных реестров выступают наличие большого числа участников, заинтересованных во взаимодействии в рамках единого цифрового про-

странства; децентрализация управления, в результате чего исключается единая точка отказа; доверенная среда для совместной деятельности, позволяющая мгновенно взаимодействовать территориально удаленным друг от друга участникам на любом расстоянии. Однако в современной экономической и правовой литературе отсутствует однозначное определение распределенного реестра, а существующие трактовки можно объединить в группы, раскрывающие его сущность:

1) как базы данных (О. С. Болотаева [4], С. Н. Борисова [5], К. Ванг [36], Е. Вейзи [30], А. А. Инюшкин [9], Г. Качмазов [11], Ю. Кожевникова [11], П. С. Ложников [15], А. И. Мартышкин [16], Д. Милс [36], А. Е. Сулавко [15], М. Хенкок [30] и др.);

2) как совокупности инновационных понятий, которые сами не имеют общепринятых определений (Д. Батраков [2], И. Королев [13] и др.);

3) как нового способа обмена и хранения информации, технологии или протокола (С. Базанов [1], А. Ильинский [8], Г. Р. Катасонова [18], Д. А. Качан [10], Д. Клейн [12], А. А. Космарский [14], А. П. Москаленко [10], А. С. Обаева [3], В. М. Прохоров [20], А. Д. Сотников [18], М. Фрайдель [29], К. Шваб [21], Д. Шустов [22] и др.).

Отметим, что первый подход не раскрывает понятия распределенного реестра с позиции особенностей и сущности самой технологии, поскольку база данных является частью применяемых технологий для организации работы, отражающей хранение информации. Более того, база данных — лишь совокупность данных, организованных в соответствии с концептуальной структурой, описывающей их характеристики и взаимоотношения между ними [26].

В рамках второго подхода сущность распределенного реестра раскрывается через понятия, не имеющие общепринятых определений. Так, И. Королев к системе распределенного реестра относит базу «цифровых транзакций, записей о событиях, содержащих критически важную управленческую, юридическую, финансовую и иную информацию, которые хранятся,

одновременно создаются и обновляются на всех носителях у всех участников реестра на основе заданных алгоритмов, обеспечивающих ее тождественность у всех пользователей реестра» [13]. По мнению Д. Батракова, технология распределенных реестров — «это децентрализованные цифровые реестры, содержащие блоки, которые связаны сетью компьютерных узлов» [2]. Однако распределенный реестр может быть организован без формирования блоков. Кроме того, на сегодняшний день отсутствуют однозначные определения понятий «база цифровых транзакций» и «децентрализованные цифровые реестры», что не позволяет использовать их для раскрытия сущности распределенного реестра.

Согласно третьему подходу, сущность распределенного реестра сводится к протоколу, технологии, способу обмена и хранения информации, раскрываемой наиболее полно и комплексно, поскольку предполагает не только хранение информации (базы данных), но и обмен (сетевое взаимодействие), и методы шифрования в обработке данных и синхронизации (криптография).

Преимущества использования технологии распределенных реестров обеспечивает механизм ее функционирования, основная идея которого заключается в организации территориально распределенной системы хранения информации с применением механизма консенсуса для синхронизации новых записей/блоков, обеспечивающих неизменность ранее внесенных данных [6]. Принцип работы инновационной технологии заключается в хранении идентичных реестров на серверах, объединенных в одноранговую сеть [34]. При этом каждая новая добавляемая запись/блок подтверждает предыдущие, делая невозможным их удаление и изменение. Синхронизация выполняется между серверами сети в соответствии с алгоритмом консенсуса — в реестр каждого сервера записываются криптографически подтвержденные записи/блоки, удовлетворяющие определенному правилу. Отличительными чертами технологии распределенных реестров является совокупность следующих механизмов:

Рис. 1. Организация централизованных систем, распределенных баз данных и распределенных реестров: а — централизованные системы с резервным сервером; б — распределенные базы данных Ь, c — реплики/фрагменты распределенной базы данных, которые могут быть не идентичны между собой); в — распределенные реестры ^ — идентичные серверы)

• подтверждение предыдущих записей/блоков новыми;

• синхронизация территориально-распределенных реестров по принципу консенсуса, обеспечивающего их достоверность, однозначность и непротиворечивость;

• мотивация владельцев серверов.

Отметим, что дублирование или многократное резервирование информации и компонентов в централизованных системах (рис. 1, а — активная резервная система не увеличивает производительность системы и вступает в работу только при отсутствии основной, что уменьшает экономическую эффективность) не позволяет обеспечить надежность и производительность такого же уровня как при использовании технологии распределенных реестров. Вместе с тем распределенные базы данных (рис. 1, б — поддержание реплик баз данных на уровне близком к полным копиям усложняет модель синхронизации, снижая эффективность работы системы и делая сложным восстановление реплик в случае отказа; количество реплик, как правило, небольшое) также не являются их аналогами из-за отсутствия основных механизмов распределенных реестров (рис. 1, в — выход из строя до половины серверов не угрожает работоспособности системы в целом; риск безвозвратной потери информации отсутствует).

Рассмотрев механизм функционирования технологии распределенных реестров, можно сделать вывод, что в существующих определениях выделяют два типа ее особенностей в сравнении с другими видами технологий:

• особенности, которые являются неотъемлемой частью самой технологии распределенных реестров (наличие копии реестра у участников; криптографический механизм синхронизации — алгоритм консенсуса; невозможность бесследного удаления или изменения записи распределенного реестра) — раскрывают сущность понятия распределенного реестра в целом;

• особенности, которые не являются общими для всех распределенных реестров, а выступают характеристикой конкретной их разновидности (отсутствие центрального администратора, хранение каждым участником системы всей истории изменений и валидация добавления ими новых записей/блоков).

В этой связи целесообразно определить распределенный реестр как способ обмена, хранения и обработки информации с организацией децентрализованной территориально-распределенной структуры полноценных копий реестра, синхронизация которых осуществляется по принципу консенсуса, обеспечи-

Классификация распределенных реестров

Параметр Виды распределенных реестров

Доступность распределенного реестра для участников Публичный; частный; гибридный

Степень распределенности реестра Распределенный; вырожденный

Уровень доступа участников к распределенному реестру Реестр с неограниченным доступом; реестр с ограниченным доступом

Использование инфраструктуры распределенным реестром Реестр строится на базе существующих платформ и использует их инфраструктуру; реестр эксплуатируется на базе собственной инфраструктуры

Возможность установления связей между реестрами Дочерний распределенный реестр; родительский (основной) распределенный реестр

Уровень идентификации участника распределенного реестра Анонимный распределенный реестр; псевдоанонимный распределенный реестр; распределенный реестр с полной идентификацией

Способ добавления записей в распределенный реестр Реестры, формирующиеся на основе внесения записи; реестры блочного формирования

Принцип добавления записей в реестр Классический распределенный реестр; альтернативный распределенный реестр

Объект транзакций Необеспеченные цифровые финансовые активы, аналог ценности которых отсутствует в «реальном мире»; обеспеченные цифровые финансовые активы, являющиеся аналогами ценности реального мира; цифровые активы, не относящиеся к финансовым

Размер записи/блока транзакций Распределенный реестр с фиксированным размером записи/блока; распределенный реестр с изменяемым размером

Способ эмиссии цифровых финансовых активов Реестры, поддерживающие постепенный выпуск активов; реестры с предварительной эмиссией активов

Максимальное количество цифровых финансовых активов распределенного реестра Реестры с фиксированным количеством активов; реестры с неограниченным количеством активов

Наличие цифровых активов для управления распределенным реестром Наличие; отсутствие

Наличие функциональных дополнений распределенного реестра Реестр, имеющий информационный характер дополнений; реестр, имеющий финансовую ценность дополнений; реестр, не имеющий функциональных дополнений

Наличие ролей участников в распределенном реестре Наличие роли майнера/валидатора; наличие роли пользователя; наличие роли сервера; наличие роли посредника; наличие роли оракула; наличие роли администратора

Применяемый протокол достижения консенсуса сети PoW (Proof-of-Work); PoS (Proof-of-Stake); PoA (Proof-of-Authority); PoI (Proof-of-Importance); PoS + PoW; DPoS; PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), Paxos, RAFT; Non-BFT (Non Byzantine Fault Tolerance)

Метод мотивации майнеров/валидаторов в сети Реестр с финансовой мотивацией; реестр с нефинансовой мотивацией; реестр без мотивации

вающего их достоверность, неизменность, неотре-каемость и непротиворечивость за счет применения криптографических способов. Данное определение отличается комплексностью охвата и отражает особенности распределенных реестров, независимо от их практической реализации.

В современном мире технология распределенных реестров используется или находится на стадии внедрения на финансовых рынках (платформа для финансовых сервисов R3 Corda; цифровые финансовые активы bitcoin, ethereum; оформление доверенностей для управления счетом в ПАО Сбербанк; блокчейн-платформа для трансграничных корпоративных расчетов Visa B2B Connect), в клиентских сервисах (защита от контрафактного товара Blockchain Engine), в автоматизации каналов поставок (Skuchain, Provenance, Walmart, Everledger), обеспечивает публичные регистры, взаимодействие умных устройств и Интернета вещей (IOTA, Tangle) и др. [35, 42].

Совокупность параметров, присущих распределенным реестрам, позволяет классифицировать последние по различным значениям (табл. 1).

Говоря о доступности распределенного реестра для участников цифровой системы, необходимо выделить:

• Публичные (открытые) распределенные реестры, доступные всем пользователям сети Интернет (bitcoin [24], ethereum [28], monero [38] и т. д.). Любой пользователь сети Интернет может стать участником цифровой системы, отправлять транзакции через сеть данного распределенного реестра, видеть историю транзакций в обозревателе блоков. Операции в системе являются прозрачными и, как правило, анонимными или псевдоанонимными. Преимуществами данного вида реестров выступают совершение транзакций без участия посредников; отсутствие необходимости создания инфраструктуры; сравнительно низкий уровень затрат на разработку и запуск децентрализованных приложений. К недостаткам следует отнести наличие юридических рисков использования цифровых активов; высокий уровень волатильности единиц учета; отсутствие массовой распространенности.

• Частные (закрытые) распределенные реестры, доступные определенному кругу лиц (MONAX — отслеживание и автоматизация договорных обязательств в режиме реального времени [37]; MultiChain — проект, позволяющий создавать частные распределенные реестры [39]; EWF — система на базе блокчейна Ethereum, позволяющая потребителям продавать энергию, которую они генерируют в домашних условиях [27]; B3i — платформа распределенного реестра для реализации децентрализованных приложений [23]; Corda — платформа для финансовых учреждений на основе Ethereum с ограниченным доступом [25]). Такие распределенные реестры организованы по аналогичным с публичными системами правилам, но работают под руководством конкретной группы лиц или организаций, не позволяющей участвовать в процессе проверки транзакций любому пользо-

вателю сети Интернет. В сравнении с открытыми, частные распределенные реестры быстрее, более конфиденциальны (информация о транзакциях доступна доверенному ограниченному кругу лиц). Они чаще всего используются в банковском секторе. Сильной стороной данной разновидности реестров выступают снижение транзакционных издержек и избыточности данных, упрощение документооборота и сокращение объема ручного труда; слабой — подверженность атаке 51% и связанным с ней угрозам.

• Гибридные реестры, частично использующие принципы публичных и частных (проект Hyperledger, предоставляющий различные инструменты для создания экосистемы распределенных реестров [31]). Так, например, храниться такой реестр может открыто, но количество устройств управления сохранением записей ограничено и может принадлежать определенному кругу лиц. При этом возможна реализация различных вариантов распределения функций хранения и обработки информации между участниками.

В зависимости от количества и территории размещения участников цифровой системы выделяют распределенный реестр (минимальное количество серверов более двух единиц, размещенных нецентрализованно) и вырожденный реестр (количество серверов до двух единиц включительно, размещение которых не регламентировано).

В зависимости от уровня доступа, предоставляемого участнику к распределенному реестру, существуют:

• реестры с неограниченным доступом — системы, в которых каждому участнику предоставляется возможность осуществления любой деятельности, в том числе майнинга и валидации транзакций;

• реестры с ограниченным доступом — системы, которые ограничивают виды деятельности участников.

По принадлежности используемой инфраструктуры для организации распределенного реестра бывают:

• реестры, которые строятся на базе существующих платформ и используют их инфраструктуру (наиболее популярными платформами являются Ethereum, EOS и TRON), при этом такие реестры наследуют достоинства и недостатки опорной инфраструктуры;

• реестры, использующие собственную инфраструктуру: отдельные серверы обработки транзакций и клиентское программное обеспечение. В основе программного обеспечения может лежать собственный исходный код или исходный код какого-либо доступного проекта (форк). Распределенный реестр может быть организован

с поддержкой установления родительской и дочерней связей с другими реестрами: родительский (основной) по отношению ко второму реестру, в который данные передаются, либо дочерний по отношению к реестру, из которого данные принимаются.

Для описания родительско-дочерних связей распределенных реестров, построенных на базе цепочной

Что такое технология распределенных реестров и как она применяется в финтехе

Распределенный реестр — это база данных, информация в которой синхронизируется между несколькими сетевыми узлами или устройствами. В каждом узле хранится копия всей информации реестра.

Технология распределенных реестров (ТРР) появилась, когда получилось соединить в общую конструкцию отдельные элементы: асимметричную криптографию, распределенные системы и консенсусы в них, виртуальные машины.

Рассказываем, как и зачем используют технологию распределенных реестров в финтехе. Делаем это вместе с Ильей Дружининым — R&D-исследователем в Ассоциации ФинТех.

Немного терминов

Асимметричная криптография работает так: у пользователя А есть открытый и закрытый ключи. Он отправляет открытый пользователю Б — теперь тот может зашифровать сообщение. Пользователь А получает сообщение и расшифровывает его уникальным закрытым ключом.

Распределенные системы — независимые узлы или устройства, которые связаны между собой и образуют общую информационную систему.

Консенсус — механизм достижения согласования, благодаря которому система продолжит работать в случае аварии. Информация сохранится, даже если один из узлов откажет.

ТРР появилась в момент, когда удалось связать между собой асимметричную криптографию, распределенную систему и консенсус

Принцип работы технологии распределенных реестров

Технология распределенных реестров — это электронная система данных, которые можно хранить и передавать в реестр разными способами. Самый известный из них — блокчейн, когда вся информация группируется в цепочку блоков. Этим термином иногда заменяют название всей технологии, потому что такой способ записи используется чаще других.

В блокчейне транзакции последовательно записываются в блоки. Каждый из них содержит новые данные и информацию о предыдущем блоке

Другой способ записи — направленный ациклический граф (DAG). Данные сохраняются в том порядке, в котором поступили, и новая запись имеет связь со старыми.

Новые транзакции записываются одновременно, а не последовательно

Распределенные реестры — это таблицы, где хранится информация. Они бывают:

Открытые. К реестру может присоединиться любой пользователь, проверить записи и сформировать блоки. По такому принципу работает биткоин.
Закрытые. К реестру есть доступ у ограниченного числа пользователей. Такие системы используют внутри одной организации. Например, банк может объединить данные из своих филиалов в закрытом реестре.
Консорциумные. Подтверждать информацию могут пользователи из состава определенной группы компаний или ассоциации. Реестр можно использовать, чтобы объединить базу данных для нескольких независимых компаний.

Вид реестра влияет на количество участников и пропускную способность системы. В открытом блокчейне может быть миллион участников, но работать он будет медленно. В закрытых можно совершать 10 000 транзакций информации в секунду, но с небольшим и ограниченным количеством участников. Консорциум — усредненный вариант. Участников больше, чем в закрытых блокчейнах, а пропускная способность выше, чем в открытых.

Предположим, два банка решили использовать общий распределенный реестр. Они договариваются, какую информацию из своих баз будут записывать и на каких условиях. Каждый банк поддерживает механизм репликации данных, чтобы синхронизировать информацию. Банк А записывает в реестр, что их клиент перевел деньги клиенту банка Б. Эта информация появляется в базе банка Б.

Никто из участников не может незаметно удалить какую-то запись, если считает ее неудобной для себя или ложной. Иногда информация в реестре действительно может быть неправильной, и все участники это признают. Например, клиент сделал перевод по ошибке. Тогда рядом с первой записью делают новую, где исправляют ошибку, но не удаляют при этом исходную запись.

В чем преимущество распределенных реестров

Сохранность информации

Данные в реестре нельзя удалить или подменить — информацию видят все участники. Если у одного из них возникли технические проблемы, то данные сохраняются на остальных узлах.

Например, у банка А и Б есть общий клиент. Вдруг узлы банка А отключились, клиент не может совершать операции. Если у клиента есть свой закрытый ключ, он может обратиться в банк Б и использовать его как шлюз, чтобы получить и передать информацию в систему.

Безопасность

Чтобы незаконно попасть в распределенный реестр, надо взломать криптографию на всех узлах одновременно. Теоретически это возможно, но вероятность мизерная, потому что понадобится очень много вычислительных ресурсов.

Дополнительная логика

С помощью технологии распределенных реестров в блокчейне можно создавать смарт-контракты. Это дополнительная бизнес-логика или целые программы, которые самостоятельно обрабатывают информацию и проводят с ней операции.

Например, компания В отправляет банку Б 1 миллион ₽. Транзакция записывается в реестр и проходит через смарт-контракт, который говорит: с этой суммы нужно взять комиссию 5% и перечислить на счет третьей организации, банка А. С помощью этой технологии можно создавать и сложные механики, например распределять акции после эмиссии.

Смарт-контракты невозможно построить в реестрах, где используется способ записи DAG. Транзакции в таком реестре не связаны друг с другом линейно, а разветвляются. Чтобы создать смарт-контракт, нужно прописывать логику отдельно для каждой записи. Это слишком долго и сложно.

Директор по развитию.

С мая 2021 года Газпромбанк использует для работы с собственными электронными закладными Децентрализованную депозитарную систему на блокчейн-платформе, где ведет учет и хранение электронных закладных.
Все бизнес-объекты этой схемы реализованы с помощью смарт-контрактов, которые контролируют целостность данных, поддерживают бизнес-логику и управляют доступом участников сети к данным. Например, токен с данными депонента и токен закладной — это отдельные смарт-контракты со своей структурой и логикой.

Как используют технологию

Технология распределенных реестров нужна, когда в бизнес-процессах много участников и этапов согласования. Например, она подходит для сложных производственных процессов, где много отчетности, надо хранить и синхронизировать документы для всех их участников.

В здравоохранении через блокчейн поставляют лекарства в учреждения. Еще он подходит, чтобы фиксировать медицинские данные. Допустим, когда в одном из отделений появилась необходимая для переливания группа крови, эта информация отправляется по другим организациям.

В финансовом секторе блокчейн используют банки и страховые, чтобы согласовывать операции по переводу денег. Это могут быть закрытые системы внутри одной организации или целые ассоциации. Блокчейн автоматизирует часть процессов, за которые раньше отвечали банки. Теперь у последних появилась новая задача — обеспечивать работоспособность и эффективность технологии.

Как развивается ТРР

Разработчики улучшают сектор децентрализованной идентификации

Идентификаторы позволяют управлять всей конфиденциальной информацией о пользователе. Эту информацию нельзя вывести из блокчейна или скопировать. В потенциале эта разработка позволит отказаться от всех бумажных документов.

На закрытом рынке создают новые способы взаимодействия между участниками

Финтех работает над переводом на технологию распределенных реестров банковских продуктов: депозитарных систем, гарантий, аккредитивов, цифровых финансовых активов.

Технология поможет оптимизировать бизнес-процессы и снизить расходы банков на сопровождение операций. Например, чтобы провести сделку по аккредитиву, понадобится не 10–18 рабочих дней, а 8.

Государственный сектор сможет перейти на технологию распределенных реестров через 5–10 лет

Блокчейн упростит синхронизацию информации между ведомствами и исполнение законодательства. Например, закон будет распространяться через блокчейн сразу в двух форматах — человекочитаемом и машиночитаемом. Сотрудникам ведомств не придется самим настраивать свои информационные системы, потому что те поймут команду из машиночитаемого закона и самостоятельно обновят логику работы.

Чтобы всё это реализовать, нужно решить такие задачи:

Повысить производительность блокчейна. В закрытом блокчейне можно проводить до 10 000 транзакций в секунду (ТвС). Это максимальная производительность технологии. В открытых системах она ниже — до 1 000 транзакций, потому что больше участников. Для сравнения: в центральной базе данных ТвС может быть 40 000–100 000.
Создать способы для взаимодействия блокчейнов. Сейчас, если два реестра основаны на разных платформах, они могут обмениваться сообщениями через «мост» — сервис-посредник. Чтобы «мост» работал, его должна постоянно поддерживать доверенная организация. Инженеры ищут способы сделать связь между блокчейнами безопасной.
Обеспечить защиту чувствительной информации. Сейчас блокчейн имеет ограниченную конфиденциальность. Академическое и инженерное сообщество изучает способы ее повышения.

Чем различаются блокчейн и распределенный реестр

Распределенный реестр – это база данных, которая распределена между несколькими сетевыми узлами или вычислительными устройствами. Каждый узел получает данные из других узлов и хранит полную копию реестра. Обновления узлов происходят независимо друг от друга.

Ключевая особенность распределенного реестра — отсутствие единого центра управления. Каждый узел составляет и записывает обновления реестра независимо от других узлов. Затем узлы голосуют за обновления, чтобы удостовериться, что большинство узлов согласно с окончательным вариантом. Голосование и достижение согласия в отношении одной из копий реестра называется консенсусом, этот процесс выполняется автоматически с помощью алгоритма консенсуса. Как только консенсус достигнут, распределенный реестр обновляется, и последняя согласованная версия реестра сохраняется в каждом узле.

Технология распределенного реестра существенно уменьшает затраты на доверие. Использование распределенных реестров поможет уменьшить зависимость от банков, государственных органов, юристов, нотариальных контор и регламентирующих органов. Пример распределенного реестра — платформа Corda от R3.

Распределенные реестры представляют новую парадигму сбора и передачи информации. Они способны в корне изменить способы взаимодействия между физическими лицами, предприятиями и государственными органами.

Блокчейн

Блокчейн — это один из видов распределенного реестра. Не все распределенные реестры используют последовательность блоков для достижения достоверного консенсуса в распределенной системе защищенным от злоупотреблений способом.

Блокчейн распределен в одноранговой сети и управляется с помощью этой сети. Так как это частный случай распределенного реестра, он может существовать без центральной власти или управляющего сервера, а качество данных в блокчейне обеспечивается репликацией базы данных и доверием, основанном на вычислениях.

Однако структура блокчейна отличается от структуры других видов распределенных реестров. Данные в блокчейне сгруппированы и организованы в блоки. Блоки соединены друг с другом и защищены криптографическими методами.

В сущности, блокчейн — это постоянно растущий реестр записей. В блокчейн можно только добавлять данные. Нельзя удалять или изменять данные, сохраненные в предыдущих блоках. Поэтому технология блокчейн хорошо подходит для записи событий, управления записями, обработки транзакций, отслеживания операций с активами и голосований.

Впервые технология блокчейн была применена в криптовалютах, таких как Биткойн. Взрывной рост Биткойна в конце 2017 года и последовавший за этим ажиотаж в СМИ привлекли общественное внимание к криптовалютам. Теперь правительства, коммерческие организации, экономисты и энтузиасты ищут другие способы применения блокчейн-технологии.

Вывод

Каждый блокчейн — это распределенный реестр, но не каждый распределенный реестр — блокчейн. Оба этих понятия подразумевают децентрализацию и достижение консенсуса между узлами. Кроме того, в блокчейне данные организованы в блоки, и разрешено только добавлять новые данные. Распределенные реестры в целом и блокчейн в частности представляют собой концептуальные прорывы в управлении данными, которые наверняка найдут применение в каждой отрасли экономики.

Технологии распределенного реестра

Dt7i chains.png Технологии распределенного реестра Подход к созданию баз данных, ключевой особенностью которого является отсутствие единого центра управления 400 Цифровые сквозные технологии Средняя Полезно IT/soft Да Инфраструктура и инструменты (раздел) Цифровые технологии (раздел) Производные понятия (раздел) Межотраслевое (раздел) Системы распределенного реестра (раздел) Технологические решения (раздел) 4 Технологии распределенного реестра

Технологии распределенного реестра

Подход к созданию баз данных, ключевой особенностью которого является отсутствие единого центра управления

Рекомендовано

Направление исследований
Содержит

Технология систем распределенного реестра (distributed ledger technology) представляет собой новый подход к созданию баз данных, ключевой особенностью которого является отсутствие единого центра управления. Каждый узел составляет и записывает обновления реестра независимо от других узлов.

Узел — это устройства, на которых установлено соответствующее программное обеспечение и которые совместно ведут распределенные базы данных. В такой системе узлы участников сети подключаются друг к другу для обмена и подтверждения информации, что существенно отличается от традиционной архитектуры централизованных систем, в которых присутствует единственный источник достоверных данных. Распределенные реестры позволяют вести актуальные копии базы данных на нескольких узлах, тем самым обеспечивая повышенную операционную устойчивость.

В отличие от распределенных баз данных каждый участник системы распределенного реестра хранит всю историю изменений и валидирует добавление любых изменений в систему с помощью алгоритма консенсуса, который математически гарантирует невозможность подделки данных при определенной доле достоверных нод. Однако ни один участник не может изменить данные в системе таким образом, что другие участники не узнают об этом. Благодаря этому данные, которые находятся внутри системы распределенного реестра, становятся доверенными, а все изменения – прозрачными.

Блокчейн – вариант реализации сети распределенных реестров, в котором данные о совершенных транзакциях структурируются в виде цепочки (последовательности) связанных блоков транзакций. Стоит отметить, что не все сети распределенных реестров функционируют на базе технологии блокчейн. Так, например, протокол Ripple подразумевает потранзакционный процессинг без формирования блоков.

В случае использования блокчейн каждый новый блок транзакций подтверждается участниками сети как валидный, после чего он присоединяется (встраивается в цепочку) со всеми предыдущими операциями в распределенном реестре.

Блоки содержат пакеты действительных транзакций, которые хешируются и кодируются в дереве Меркле. Каждый блок включает в себя криптографический хэш предыдущего блока в цепочке блоков, связывая их. Связанные блоки образуют цепочку. Этот итеративный процесс подтверждает целостность предыдущего блока вплоть до исходного блока генезиса.

Технология распределенного реестра является инфраструктурной, так как обеспечивает функционирование базисного слоя хранения и обмена данными, что применимо в операционных процессах любой другой «сквозной» цифровой технологии.

Оператор разработки дорожной карты — Новосибирский институт программных систем (НИПС) — дорожная карта развития СЦТ Системы распределённого реестра.

В части социального прогресса развитие технологии распределенного реестра позволит:

Повысить доступность финансовых услуг для наименее обеспеченных слоев населения и сократить комиссии на электронные банковские операции для конечных пользователей. Прогнозируемый эффект – 100% населения используют банковские услуги к 2024 году;
Получать государственные услуги в реальном времени и обеспечить неизменность и прозрачность данных при предоставлении различных государственных услуг. Прогнозируемый рост доверия населения к государственным услугам – 30% к 2024 году;
Сократить оборот контрафактных лекарств и улучшить здоровье населения за счет сокращения незаконного оборота рецептурных лекарств и рецептов. Прогнозируемое сокращение случаев заболеваний в результате приема контрафактных лекарств – 30% к 2024 году.

На основе произведенной оценки эффективности применения технологии и потенциальной максимизации экономической ценности были определены следующие приоритетные отрасли Российской Федерации для внедрения технологии: деятельность финансовая и страховая, транспортировка и логистика, государственное управление, деятельность в области здравоохранения, обрабатывающие производства.

1 Классификация сетей распределенных реестров
2 Роли в системе распределенного реестра
3 Консенсус и валидация в системе распределенного реестра
4 Криптография
5 Субтехнологии
6 Практики применения
7 Исследования
8 Дополнительные материалы

Классификация сетей распределенных реестров

Открытые сети распределенных реестров – это сети, в которых участники не проходят полноценной идентификации (анонимность или псевдоанонимность), допуск к участию в которой не ограничен для широкого круга пользователей, статус не закреплен за определенными участниками, а также отсутствуют централизованные инстанции, управляющие правилами сети, ее конфигурацией и выпуском криптографических ключей. Криптовалютные сети РР, такие как Bitcoin, обычно представляют собой открытые системы.

Закрытые сети распределенных реестров устанавливают критерии членства, в соответствии с которыми участники допускаются к управлению узлами и получают доступ к сервисам сети. Эти критерии могут включать финансовые требования (например, платежеспособность участника или возможность получения доступа к ликвидным ресурсам), а также юридические требования (способность участника выполнять договорные обязательства перед системой или наличие соответствующих лицензий на осуществление деятельности). В такой сети участники идентифицируемы, допуск ограничен и регламентирован согласно правилам сети, статус участников, ответственных за валидацию, закреплен за определенными контрагентами, и в большинстве случаев существует некоторая инстанция, управляющая правилами сети.

Гибридные сети распределенных реестров сочетают в себе свойства как открытых, так и закрытых сетей.

Сети распределенных реестров также классифицируются по различным признакам:

по объектам транзакций:
- информация;
- виртуальная ценность (ценность, аналог которой отсутствует в «реальном мире» – например, Bitcoin);
- по типу доступа к сети:
- неограниченный (сети, в которых участникам позволено осуществлять любую деятельность);
- ограниченный (сети, которые ограничивают виды деятельности участников);
- анонимная;
- псевдоанонимная;
- полная идентификация;
Роли в системе распределенного реестра

Участниками системы могут быть определены различные роли, в том числе:
- Пользователь – юридическое (или физическое) лицо с разрешением вносить изменения в реестр.
- Валидатор – узел, которому делегировано право обновления реестра (участие в достижении консенсуса).
- Посредник – промежуточное техно- логическое звено между системой и внешними участниками.
- Администратор – провайдер определенных услуг в системе, например реализующий нотариальное заверение, урегулирование споров, определение стандартов.
Консенсус и валидация в системе распределенного реестра

При отсутствии центрального органа, который в авторитарном порядке обновляет реестр, узлы, валидирующие информацию, достигают согласия в отношении общего состояния реестра. Процесс консенсуса, как правило, включает два основных этапа:
1. проверка, в процессе которой каждый валидатор идентифицирует и проверяет корректность изменений, вносимых в реестр;
2. достижение соглашения об обновлении информации в реестре и утверждение изменений (задействуют- ся механизмы или алгоритмы, которые не позволяют приводить к возникновению конфликтов в реестре).
Криптография

В основе технологии распределенных реестров лежат различные криптографические методы и инструменты. Так, в решениях на основе технологии блокчейн формирование цепей блоков происходит с использованием механизмов хеширования: распределенная база данных представляет собой цепочку последовательных специальных блоков, каждый из которых в числе прочего содержит в себе хеш предыдущего блока и свой порядковый номер. Каждый новый блок подтверждает содержащиеся в нем транзакции и дополнительно подтверждает транзакции во всех предыдущих блоках цепочки. Таким образом, достигается неизменность хранимой информации, и скорректировать информацию внутри цепи становится невозможно, не нарушив ее целостности.

Также для обеспечения неизменности и подлинности транзакции подписываются электронной цифровой подписью, для проверки которой используется открытый ключ отправителя транзакции. При этом значение хеш-функции от открытого ключа отправителя используется в качестве идентификатора отправителя, что служит механизмом идентификации участников сети. Так, право собственности на актив, включая возможность его передачи другим лицам (достаточность средств на балансе), определяется наличием криптографических ключей.

Наконец, криптография также может использоваться для обеспечения процесса достижения консенсуса: большинство алгоритмов консенсуса в той или иной степени используют хеширование.
Похожие публикации:

Когда распределенный реестр может перестать быть достоверным

РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РЕЕСТРЫ В ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ: БАЗА ДАННЫХ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЛИ ПРОТОКОЛ? Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Дюдикова Е.И., Куницына Н.Н.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Дюдикова Е.И., Куницына Н.Н.

Distributed registers in digital economy: database, technology or protocol?

Текст научной работы на тему «РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РЕЕСТРЫ В ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ: БАЗА ДАННЫХ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЛИ ПРОТОКОЛ?»

Что такое технология распределенных реестров и как она применяется в финтехе

Немного терминов

Принцип работы технологии распределенных реестров

В чем преимущество распределенных реестров

Как используют технологию

Как развивается ТРР

Чем различаются блокчейн и распределенный реестр

Блокчейн

Вывод

Технологии распределенного реестра

Классификация сетей распределенных реестров

Роли в системе распределенного реестра

Консенсус и валидация в системе распределенного реестра

Криптография

Добавить комментарий Отменить ответ