Из чего состоят блоки в распределенных реестрах

Слои блокчейна 0,1, 2, 3: объяснение

Поблагодарить за перевод можно, подписавшись на канал Crypto_Track.

Архитектура блокчейна – это базовая структура и дизайн блокчейн-сети. Данное понятие относится к различным компонентам и уровням, составляющим блокчейн, и к тому, как они функционируют вместе, обеспечивая безопасную и прозрачную запись транзакций на децентрализованной платформе.

Блокчейн – это децентрализованный распределенный реестр, который позволяет нескольким сторонам записывать транзакции на безопасной и прозрачной платформе. Он состоит из цепочки блоков, где каждый блок содержит запись о нескольких транзакциях. Блоки связаны друг с другом в хронологическом порядке, образуя постоянную запись всех транзакций, которые произошли в сети.

Архитектура блокчейна состоит из нескольких слоев, каждый из которых служит определенной цели и вносит свой вклад в общее функционирование сети. Эти слои включают в себя:

1. Прикладной слой: это самый верхний слой архитектуры блокчейна, который виден пользователям. Он включает в себя пользовательские интерфейсы, такие как веб- или мобильные приложения, которые позволяют пользователям взаимодействовать с блокчейном и получать доступ к предоставляемым им услугам.

2. Промежуточный слой программного обеспечения: промежуточный слой программного обеспечения находится между прикладным и базовым слоями блокчейна. Он состоит из различных программ и протоколов, которые позволяют интегрировать блокчейн с другими системами и приложениями. Этот слой отвечает за обеспечение связи между различными компонентами блокчейн-сети.

3. Базовый слой блокчейна: базовый слой блокчейна – это сердце блокчейн-архитектуры. Он состоит из самого блокчейна, который представляет собой децентрализованный, распределенный реестр всех транзакций, имевших место в сети. Блокчейн поддерживается сетью узлов, которые представляют собой компьютеры, проверяющие и записывающие транзакции в реестр. Базовый слой блокчейна также включает механизм консенсуса, который определяет, как новые транзакции добавляются в блокчейн и как разрешаются конфликты.

4. Сетевой слой: сетевой слой является основой архитектуры блокчейна. Он состоит из базовой инфраструктуры, такой как Интернет и телекоммуникационные системы, которые обеспечивают связь и обмен данными между различными компонентами блокчейн-сети.

Таким образом, блокчейн – это сложная система, состоящая из нескольких слоев, которые работают вместе, обеспечивая безопасную и прозрачную запись транзакций на децентрализованной платформе. Это позволяет нескольким сторонам сотрудничать и проводить транзакции без необходимости в центральном органе, обеспечивая большую безопасность, прозрачность и эффективность.

Прикладной слой обеспечивает пользовательский интерфейс, слой промежуточного программного обеспечения обеспечивает интеграцию блокчейна с другими системами, базовый слой блокчейна состоит из децентрализованного реестра и механизма консенсуса, а сетевой слой обеспечивает базовую инфраструктуру для связи и обмена данными.

Теперь, когда вы узнали о слоях блокчейна, давайте копнем на уровень глубже. Эти слои часто обозначаются как «слой 0» до «слой 3», при этом слой 0 является нижним, а слой 3 – верхним. Давайте разберем значение каждого из них,

Блокчейн слоя 0

Он представляет собой основу архитектуры блокчейна. Он состоит из базовой инфраструктуры, такой как Интернет и телекоммуникационные системы, которые обеспечивают связь и обмен данными между различными компонентами блокчейн-сети.

Блокчейн слоя 1

Слой 1 состоит из базового слоя блокчейна, который является сердцем архитектуры блокчейна. Он состоит из самого блокчейна, который представляет собой децентрализованный, распределенный реестр всех транзакций, имевших место в сети.

Блокчейн поддерживается сетью узлов, которые представляют собой компьютеры, проверяющие и записывающие транзакции в реестр. Базовый слой блокчейна также включает механизм консенсуса, который определяет, как новые транзакции добавляются в блокчейн и как разрешаются конфликты.

Слой 2 блокчейна

Слой 2, или слой промежуточного программного обеспечения, находится между базовым и прикладным слоями блокчейна. Он состоит из различных программ и протоколов, которые позволяют интегрировать блокчейн с другими системами и приложениями. Этот слой отвечает за обеспечение связи между различными компонентами блокчейн-сети.

Слой 3 блокчейна

Слой 3, или прикладной уровень, является самым верхним уровнем архитектуры блокчейна, который виден пользователям. Он включает в себя пользовательские интерфейсы, такие как веб- или мобильные приложения, которые позволяют пользователям взаимодействовать с блокчейном и получать доступ к предоставляемым им услугам.

Мы также можем сказать,

Слой 0 обеспечивает базовую инфраструктуру, слой 1 состоит из децентрализованного реестра и механизма консенсуса, слой 2 обеспечивает интеграцию блокчейна с другими системами, а слой 3 обеспечивает пользовательский интерфейс.

Таким образом, архитектура блокчейна состоит из нескольких слоев, которые работают вместе, обеспечивая безопасную и прозрачную запись транзакций на децентрализованной платформе.

Азы технологии блокчейн: введение в распределенные реестры

Познакомьтесь с этой совершенно новой технологией . Все мировое сообщество делает ставки на то, насколько кардинально технология блокчейн изменит способы осуществления организациями своих финансовых операций. Давайте разберемся, как работает сеть блокчейн, что делает ее уникальной и как мир помогает ее совершенствовать. Для начала небольшая предыстория.

Роль реестров

В современном мире, взаимосвязанном и объединенном глобальной сетью, экономическая деятельность осуществляется посредством коммерческих сетей, которые стирают национальные, географические границы и границы юрисдикций. Как правило, такие сети переплетаются на торговых площадках, где производители, потребители, поставщики, партнеры, активные участники рынка или посредники, а также прочие заинтересованные лица владеют, управляют ценностями, известными под названием активы, а также реализуют свои права и привилегии на них.

Активы могут быть материальными и физическими, как, например, машины и дома, либо нематериальными и виртуальными, — как сертификаты на акции и патенты. Получение права собственности на активы и их передачу, известную как транзакция, создает ценность коммерческих сетей.

Как правило, участниками транзакций являются различные покупатели, продавцы и посредники (например, банки, аудиторы или нотариусы), коммерческие соглашения и контракты между которыми вносятся в разнообразные реестры. В коммерческой деятельности, как правило, используется несколько реестров для ведения учета активов, находящихся в собственности, и активов, передаваемых участниками друг другу в различных видах деятельности. Реестры являются системами учета экономической деятельности и интересов предприятий.

Типовой реестр выглядит следующим образом:

Проблемы существующих реестров коммерческой деятельности

Реестры, использующиеся сегодня в предпринимательской деятельности, во многом несовершенны. Они неэффективны, дорогостоящи, а их функционирование непрозрачно и подвержено мошенническим манипуляциям и неправомерным действиям. Эти проблемы являются следствием использования сторонних централизованных систем, основанных на доверии, таких как: финансовые, расчетно-клиринговые организации и другие посредники существующих организационных структур.

Такие централизованные системы реестров создают своего рода помехи и препятствия, растягивающие время выполнения транзакций. Недостаточная прозрачность их работы, а также подверженность коррупции и мошенничеству приводят к возникновению споров. При этом их урегулирование, совершение обратных сделок и страхование транзакций довольно затратно и в средствах, и во времени — все эти риски и неопределенности приводят к упущенным возможностям для бизнеса.

Кроме того, неупорядоченные копии реестров, используемые в собственных системах каждого участника, становятся причиной принятия ошибочных коммерческих решений на основе временных недостоверных данных. В лучшем случае принятие решения на основе актуальной информации откладывается на время приведения в соответствие отличающихся копий реестров.

Что же такое блокчейн?

Термины, используемые в технологии блокчейн, и их варианты использования

Блокчейн — это защищенный от несанкционированного доступа цифровой реестр общего пользования, который ведет учет транзакций в публичной или закрытой одноранговой сети. Распределенный между всеми узлами сети реестр непрерывно записывает историю операций с активами между одноранговыми (одного порядка) узлами сети в виде блоков информации.

Все утвержденные блоки транзакций соединяются в цепочку — с начального блока до последнего добавленного, отсюда и название технологии — блокчейн (англ. block chain — цепочка блоков). Таким образом, блокчейн выступает в качестве единого источника достоверных данных, а участники блокчейн-цепи видят только те транзакции, которые относятся именно к ним.

Как работает блокчейн-сеть?

Вместо того чтобы обращаться к третьим лицам, например, финансово-кредитныморганизациям, в качестве посредников при проведении транзакций, узлы блокчейн-сетииспользуют специальный протокол консенсуса для согласования содержимого реестра, а также криптографические алгоритмы хеширования и электронно-цифровые подписи для обеспечения целостности транзакции и передачи ее параметров.

Механизм консенсуса гарантирует, что распределенные реестры являются точными копиями, что снижает риск появления мошеннических транзакций, поскольку постороннее вмешательство может возникнуть во многих местах одновременно. Криптографические алгоритмы хеширования, такие как алгоритм вычислений SHA256, гарантируют, что любое изменение входных данных транзакции, даже самое незначительное, приведет к появлению другого значения хеша в результатах расчетов, что указывает на вероятность компрометации входных данных транзакции. Электронно-цифровыеподписи гарантируют, что транзакции осуществляются легитимными отправителями (подписаны закрытыми ключами), а не злоумышленниками.

Децентрализованная одноранговая блокчейн-сеть лишает отдельных участников или групп участников возможности контролировать базовую инфраструктуру или дестабилизировать всю систему. Все участники сети равны и подключаются к ней по одним и тем же протоколам. Участниками могут быть физические лица, государственные структуры, организации или объединения всех перечисленных типов участников.

По сути система записывает хронологический порядок проведения транзакций со всеми узлами сети, признавшими действительность транзакций посредством выбранной модели консенсуса. Результатом являются не подлежащие отмене транзакции, согласованные всеми участниками сети децентрализованно.

Преимущества блокчейна для бизнеса

В традиционных коммерческих сетях все участники обеспечивают поддержку собственных дублируемых реестров, расхождения между которыми приводят к возникновению споров, увеличивают время выполнения расчетов, а также требуют привлечения посредников со всеми сопутствующими расходами. В то же время использование распределенных реестров на основе технологии блокчейн, в которых транзакции не могут быть изменены после принятия консенсуса и внесения в реестр, может сэкономить предпринимателям время и деньги, а также снизить возможные риски.

Блокчейн-технологии сулят более высокую прозрачность взаимодействия между заинтересованными участниками, улучшенную автоматизацию, адаптацию реестров под индивидуальные требования, а также более высокий уровень доверия к ведению учета. Механизмы консенсуса в блокчейне имеют преимущества консолидированного и упорядоченного массива данных, имеющего меньший процент погрешностей и квазиреальные справочные данные, и позволяющего участникам вносить изменения в описания принадлежащих им активов.

Поскольку ни один участник не владеет центральным источником происхождения информации, содержащейся в распределенном реестре, блокчейн-технологии повышают уровень доверия и обеспечивают целостность информационного потока между участниками.

Неизменность механизмов блокчейна приводит к снижению затрат на аудит и повышению прозрачности соблюдения нормативных требований. А поскольку контракты, заключаемые в коммерческих сетях на базе блокчейн-технологий, являются интеллектуальными, автоматизированными и окончательными, бизнес только выигрывает от высокой скорости выполнения, снижения затрат и рисков, а также своевременных расчетов по контрактам.

Преимущества блокчейна для бизнеса

Чтобы понять, подходит ли в вашем случае блокчейн, задайте себе следующие вопросы:

1. Используется ли коммерческая транзакционная сеть?
2. Требуется ли консенсус участников для подтверждения транзакций?
3. Являются ли аудиторский учет и отслеживание источников обязательными?
4. Должен ли отчет о проведенных транзакциях быть неизменным или защищенным от несанкционированного доступа?
5. Должна ли процедура разрешения споров быть окончательной?

Если вы ответили утвердительно на первый и хотя бы на еще один из этих вопросов, то в вашем случае использование технологии блокчейн пойдет на пользу. Для того чтобы блокчейн стал эффективным решением, требуется сеть. Однако сеть бывает разных видов. Это может быть сеть между организациями в виде производственно-сбытовойцепочки, либо сеть внутри одной организации. Внутри организации блокчейн-сеть можно использовать для распространения данных между отделами или, как вариант, для создания сети аудита или корпоративного контроля. Помимо этого сеть может существовать и между отдельными людьми, которым, к примеру, необходимо хранить данные, цифровые активы или контракты в блокчейне.

Представляем проект Hyperledger от Linux Foundation

Проект Hyperledger — это попытка создания блокчейн-системы для межкорпоративных транзакций (B2B) и транзакций между бизнесом и клиентом (B2C) на основе открытого кода.

Основная задача Hyperledger Fabric — создание открытой системы, которая будет являться стандартом применения в различных отраслях для B2B- и B2C-операций.

Основными целями такой попытки являются:

• поддержка вариантов применения в широком спектре отраслей с различными требованиями;
• соответствие действующим нормативным базам;
• поддержка идентификации лиц, а также частных и конфиденциальных операций;
• поддержка контролируемых и общих реестров;
• поддержка производительности, масштабирования, проверяемости, уникальности, безопасности и конфиденциальности;
• снижение объема дорогостоящих вычислений, связанных с доказательством работы.

Для обеспечения функциональных и необходимых возможностей Hyperledger Fabric использует следующие решения:

• «умные» контракты;
• цифровые активы;
• систему хранения отчетных материалов;
• децентрализованные сети, функционирующие на основе консенсуса;
• сменные модели/алгоритмы консенсуса;
• криптографическую безопасность.

Архитектура Hyperledger Fabric поддерживает модульность, функциональную совместимость со стандартом plug-and-play и контейнерную технологию для поддержки «умных» контрактов, написанных на любом распространенном языке.

Дополнительная информация доступна на Hyperledger Project в разделе Hyperledger Whitepaper, а также в документации Hyperledger Fabric на GitHub.

Требования к компаниям по использованию блокчейна

Мы считаем, что блокчейн является поистине революционной технологией, которая может изменить коммерческие сети. Мы также считаем, что эта технология должна развиваться в открытом доступе при участии других технологических компаний и отраслей.

С точки зрения, технологии блокчейн промышленного образца обладают следующими характеристиками:

• контролируемый и общий реестр — это сугубо прикладная система учета (SOR) и единственный источник подлинных данных. Она видима всем участникам коммерческой сети;
• протокол консенсуса, согласованный со всеми участниками коммерческой сети, обеспечивает обновления реестра исключительно через подтвержденные сетью транзакции;
• криптография обеспечивает защиту от несанкционированного доступа, аутентификацию и целостность операций;
• «умные» контракты содержат условия соглашений участников относительно деловой активности, происходящей в сети. Они хранятся в согласовывающем узле блокчейна и активируются в результате операций.

В дополнение к этому технология блокчейн промышленного образца должна соответствовать ключевым требованиям отрасли, таким как производительность, идентификация лиц, частных и конфиденциальных сделок. Архитектура Hyperledger Fabric была создана таким образом, чтобы соответствовать данным потребностям. Она также разработана с использованием сменной модели консенсуса, позволяющей предприятиям выбрать оптимальный алгоритм для своей сети.

Заключение

Технологии блокчейн представляют собой кардинально новый подход к организации деловых операций. Они знаменуют новое поколение надежных и умных приложений для регистрации и обмена физическими, виртуальными, материальными и нематериальными активами. Благодаря ключевым понятиям криптографической безопасности, децентрализованному консенсусу и общему открытому реестру (должным образом контролируемому и ограниченному в видимости), блокчейн-технологии могут коренным образом изменить организацию нашей экономической, социальной, политической и научной деятельности.

⚛️ Технология распределенного реестра простыми словами

Блокчейн был создан для разрушения действующей финансовой системы, но по прошествии десяти лет эксперты видят в нем технологию, которая способна модернизировать весь существующий мир — распределительный реестр. Механизм его универсален, применим практически во всех отраслях и имеет существенные преимущества перед стандартными системами хранения данных. Подробности рассказывают специалисты ProstoCoin.

Содержание

• Что такое распределенный реестр
• Виды распределенных реестров
• Где используются DLT
• Чем отличается блокчейн от распределенного реестра
• Перспективы DLT для финансовой индустрии
• Выводы

Что такое распределенный реестр

Distributed Ledger Technology — технология хранения данных, которая распределяет информацию среди множества узлов связи или между вычислительными устройствами.Такая схема распределения имеет несколько ключевых особенностей:

• отсутствие центрального администратора;
• совместное использование с синхронизацией по заданному алгоритму;
• децентрализованное географическое распределение копий базы данных между всеми узлами связи.

По своей сути это первая база данных, которая лишает необходимости задействовать центральный сервис, распределяет базу по всем узлам связи, возлагая на них ответственность за поддержку системы и проверку информации.

Каждый узел вносит изменения в реестр независимо от других узлов, затем все они голосуют за внесение изменений и при достижении консенсуса реестр дополняется новыми данными. Каждый участник сети при этом обладает собственной идентичной копией реестра, а любые изменения вносятся в нее в течение нескольких минут.

Распределительный реестр стал известен широкому кругу людей, в основном, благодаря его применению в блокчейне криптовалют, но так систематизировать можно любые данные: финансовые, юридические, статистические, электронные и другие.

В отличие от традиционных баз данных, распределительные реестры намного лучше защищены от атак и несанкционированного изменения данных, поскольку копии географически отдалены друг от друга и для хакерского изменения потребуется произвести атаку сразу на все узлы связи. Кроме того, ноды обнаружат несанкционированные изменения и не поддержат внесение данных.

Виды распределенных реестров

Распределенный реестр цифровых транзакций в Биткоине — лишь одна из разновидностей баз данных, основанных на реестрах. Условно их всех можно разделить:

• Публичные. Применяются в большинстве криптовалют и представляют собой базу данных с открытым исходным кодом. Они работают на алгоритмах Proof of Work. В такой системе каждый участник может загрузить себе на локальное устройство базу данных и участвовать в согласованном процессе внесения изменений. Также любой желающий может просмотреть всю добавленную информацию.
• Федеративные. Федеративные базы данных работают под управлением группы людей. В отличие от открытых реестров они не поддерживают внесение новых данных всеми желающими. Процесс изменения реестра контролируется исключительно заранее выбранными узлами связи. Применяются они, преимущественно, в банковском секторе и обеспечивают большую конфиденциальность.
• Частные. Право на внесение изменений в такой реестр имеет только определенная централизованная организация. Информация может быть открыта для публичного чтения или ограничена. Частные распределительные реестры, как правило, используются компаниями для хранения внутренней информации и проведения аудита. Такие системы более уязвимы, нежели публичный блокчейн, но позволяет модернизировать устаревшие системы хранения информации в компаниях.

Технология DLT достаточно разнообразна и позволяет хранить информацию любого рода, что делает ее легко применимой во всех отраслях, где требуется безопасное хранение данных.

Где используются DLT

Основной областью использования распределительных реестров сейчас остаются криптовалюты, где таким образом хранится информация о транзакциях и производится подсчет баланса кошельков пользователей.

Однако используя ту же технологию, правительство и частный сектор смогли бы существенно модернизировать процесс хранения и передачи информации. В некоторых странах технология DLT уже применяется.

Например, в Эстонии несколько лет ведется разработка KSI на основе распределительного реестра, что позволит гражданам проверять достоверность сведений в государственной базе данных. Эстонская система управления известна своей «смелостью» в использовании новейших технологий. Но и правительство «консервативной» Англии создало комитет по исследованию технологии DLT и разработке государственных проектов на его основе.

Мировое бизнес-сообщество быстро оценило преимущества использования DLT и сегодня эта технология применяется для обеспечения функционирования компаний. Так, Everledger предоставляет распределительную базу данных, которая гарантирует подлинность бриллиантов – что очень актуально для рынка, полного подделок.

Наиболее перспективными для внедрения распределительного реестра считаются банковская отрасль и сфера страхования.

Чем отличается блокчейн от распределенного реестра

Многие ошибочно полагают, что блокчейн и распределительный реестр – это и одно и то же. На самом деле, блокчейн — один из типов распределительного реестра. Информация в нем записывается строго в блоки, которые соединены между собой последовательно.

Каждый блокчейн — распределительный реестр, но не все реестры данных являются блокчейнами. Оба этих понятия объединяет децентрализованное хранение данных и необходимость достижения консенсуса между узлами связи для внесения изменений, а сама информация может записываться в любом виде.

На практике, рапределительные реестры не требуют создания блоков и не нуждаются в доказательстве работы. За счет этого у них меньшие проблемы с масштабируемостью.

Перспективы DLT для финансовой индустрии

Сейчас финансовая сфера переживает волну модернизации всей инфраструктуры, приводящую к автоматизации платежей. Увеличение количества онлайн-переводов и транзакций требует улучшения системы безопасности, быстрой массовой обработки информации и снижения комиссионных издержек. Реализовать все это помогает внедрение в финансовый сектор технологии распределительного реестра.

В недалекой перспективе DLT способен кардинально трансформировать финансовую индустрию, увеличить безопасность за счет криптографической защиты данных и нивелировать участие посредников при транзакциях.

С использованием данной технологии банк будущего может существовать без отделений и быть лишь интернет-платформой на основе распределительного реестра, а все банковские услуги будут предоставляться посредством приложений.

На основе распределительного реестра работают и смарт-контракты, позволяющие заключать защищенные удаленные сделки и реализовывать их автоматически при соблюдении прописанных условий. Это особенно важно с учетом увеличения количества инвестиций в нематериальные активы.

Выводы

Технология распределительного реестра предоставляет государственным органам и частным компаниям способ хранения информации, позволяющий снизить объем ошибок и повысить уровень безопасности. DLT обладает потенциалом предопределить взаимоотношения между правительством и населением, что позволит снизить уровень коррупции, а также существенно снижает расходы на хранение информации, по сравнению с бумажными документами.

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.