Plokiahelad vs DLT-d

Selle aluseks olevate ressursside lühike võrdlev analüüs

Autor: Tatjana Revoredo

Sissejuhatus

Oleme tunnistajaks nähtuse kasvule, mida saab esitada muutuste katalüsaatorina praeguses maailmaolukorras, muutustele, mis mõjutavad valitsemist, elustiili, ärimudeleid, globaalses plaanis olevaid institutsioone ja ühiskonda tervikuna.

Pilt: Shutterstock

Vaidlustades vanu mustreid ja ideid, mis on meie sajandite jooksul elanud [1], esitab Blockchaini arhitektuur väljakutse halduse ning tsentraliseeritud ja kontrollitud tehingute tegemise viisidele ning on ebaõiglane määratleda seda lihtsalt hajutatud registrina. See on vaid üks selle paljudest mõõtmetest, mille esindajad ja ettevõtted ei suuda endiselt kvalifitseeruda ega kvantifitseerida.

Plokiahelate kontseptsioone, funktsioone ja omadusi veel ei leita, kuid on võimalik ette näha, et Blockchainsi lahenduste leidmiseks on vaja ette näha selle aluseks olevad ressursid ja neid hinnata.

Sellega seoses on käesoleva artikli eesmärk teha lühike võrdlev analüüs plokkkettide ja hajutatud pearaamatute vahel, käsitledes selle mõnda peamist omadust ja aidata seega tuvastada eeliseid ja puudusi, mis selle vastuvõtmisel võivad olla. Tehniliste puuduste parandamiseks on teretulnud ekspertide kommentaarid.

Plokiahelad vs hajutatud pearaamatu tehnoloogia (DLT)

Ehkki terminite “Blockchains” ja “DLTs” (Distributed Ledger Technologies) kasutamine sünonüümidena on väga levinud, on tõde siiski see, et kuigi Blockchainsil (näiteks Bitcoin, Ethereum, Zcash) on sarnasusi Distributed Ledger tehnoloogiaga (nagu Hyperledger Fabric) või R3 Corda), ei ole DLT-d plokiahelad.

Pilt: Shuttesrtock

Distributed Ledger Technologies (DLT) või, nagu teised eelistavad, hajutatud pearaamatuarhitektuurid ja -struktuurid loodi tehingute töötlemiseks teadaolevate osalejate ühises keskkonnas (näiteks lepingulise suhte kaudu), samas kui tegelikud plokiahelad olid kavandatud nii, et võõrad said väärtust ohutult üle kanda, et valideerijatelt loobuda, et saada kindlust (täpsus, tõesus, truudus) ja tehingutes ja andmetes muutmatust [2]. Siinkohal väärib märkimist, et varade piisava digiteerimise õnnestumiseks on tõepärasus ja muutumatus hädavajalikud.

Teisest küljest, analüüsides mõnda mitmesugust Ethereumis, IBM Hyperledger Fabricis ja R3 Cordas eksisteerivat tehnoloogilist ressurssi, saame tuvastada veel mõned erinevused “plokiahelate” ja “DLT-de” vahel.

Ethereum

Blockchain Ethereumare'i tehingud salvestatakse “plokkidena” koos oleku üleminekutega [3], mille tulemuseks on uued süsteemi olekud (mis ohverdavad andmebaasi tehingute töötlemise [4] kiirust süsteemi terviklikkuse omaga).

Pilt: Shuttestock

Kuna TheEthereumi ökosüsteem on üles ehitatud eraviisiliste plokiahela ökosüsteemide ja avaliku plokiahela kombinatsioonist, on selle artikli jaoks mõttekam sünteesida Ethereumi avaliku võrgu nüansse.

Nii et erakondade osalemise osas tehakse seda ilma loata, see tähendab, et kellelgi on juurdepääs Ethereumi võrgule ilma selleks volituseta. Tuleb märkida, et osaluse viisil on konsensuse saavutamisel sügav mõju.

Ethereumis valitseva “konsensuse” osas peavad kõik osalejad jõudma konsensusele kõigi toimunud tehingute järjekorras, sõltumata sellest, kas kaastöötaja on panustanud konkreetsesse tehingusse või mitte. Tehingute järjekord on pearaamatu püsivuse tagamiseks ülioluline. Kui lõplikku tehingukorraldust ei õnnestu kindlaks teha, on tõenäoline, et võib juhtuda topeltkulu. Kuna võrk võib hõlmata osi, mida ei teata (või millel on lepinguline vastutus), tuleb pearaamatu kaitsmiseks petlike osalejate eest, kes soovivad topeltkulu, kasutada konsensusmehhanismi. Ethereumi praeguses rakenduses luuakse see mehhanism kaevandamise abil, mis põhineb tööl põhineval tõendil (Töö tõend) [5]. Kõik osalejad peavad leppima kokku ühise raamatuga ja kõigil osalejatel on juurdepääs kõigile juba registreeritud töödele. Selle tagajärg on, et PoW mõjutab tehingute töötlemise toimimist ebasoodsalt [6]. Pearaamatusse salvestatud andmete osas on dokumendid küll anonüümsed, kuid neile pääsevad juurde kõik osalejad, mis võib seada ohtu rakendused, mis nõuavad suuremat privaatsust.

Veel üks tähelepanuväärne omadus on see, et Ethereumil on sisseehitatud krüptovaluuta, mida nimetatakse eetriks. Seda kasutatakse tasude maksmiseks „sõlmede” eest, mis aitavad konsensuse saavutamisele kaevandamisplokkide abil, ning ka tehingutasude maksmiseks. Seetõttu saab Ethereumi jaoks luua detsentraliseeritud rakendusi (DApps), mis võimaldavad teha rahalisi tehinguid. Lisaks saab kohandatud kasutusega juhtumite jaoks luua digitaalse loa, kasutades selleks eelnevalt määratletud mustrile vastavat nutikat lepingut [7]. Sel viisil saab krüptovaluutasid või varasid määratleda.

Lisaks võimaldab Ethereumi arhitektuur ka sidusettevõtte platvorme, mis on võimelised süsteemile lisama krüptoökonoomilisi stiimuleid.

Lõpuks, Ethereumis on integratsioon varade digitaalsesse kommertsialiseerimisse, mis tähendab, et seda saab integreerida digitaalsete kaupade kokkuhoiuks, mis pole võimalik ei Hyperledger Fabric ega R3 Corda.

Hyperledger kangas

IBM Hyperledger Fabric asendab Blockchaini süsteemi põhiprintsiibid, säilitades kõigi kanalite arhitektuuri piires kõigi tehingute täitmise, et tagada tehingute kõrge läbilaskevõime usaldusväärses keskkonnas. IBM Fabric on DLT, mitte plokiahel.

Hypherledger Fabrici arhitektuur ohustab Blockchaini süsteemi terviklikkust ja andmete täpsust tehingute kiiremaks töötlemiseks ja läbilaskevõime tagamiseks usaldusväärses andmevoo keskkonnas. Kuigi riigikorraldus Fabrici keskkonnas on tõhus, ei ole sellel siiski võimalust säilitada väärtust detsentraliseeritud avalikus ökosüsteemis samamoodi, nagu seda teeks plokiahel nagu Ethereum või Bitcoin.

Mis puudutab osalemist, siis Hyperledger Fabricit on volitatud (lubatud), nii et võrgus osalejad valitakse eelnevalt ja juurdepääs võrgule on piiratud ainult nendega.

Muide, Hyperledger Fabrici konsensuslik tõlgendus on täpsem ja ei piirdu ainult PoW-põhise kaevandamisega (Proof of Work) või mõne tuletisega. Lubatud režiimis töötades pakub Hyperledger Fabric dokumentidele täpsemaid juurdepääsu juhtimisvõimalusi ja seeläbi privaatsust. Lisaks saate tulemustasu, seega peavad konsensusele jõudma ainult sidusrühmad, kes osalevad tehingus. Hypherledgeri konsensus on lai ja hõlmab kogu tehinguvoogu, st alates tehingu pakkumisest võrku kuni pearaamatuga kohustuseni. [8] Lisaks sellele täidavad arvutuslikud seadmed (tuntud ka kui “sõlmed”) konsensuse saavutamise protsessis erinevaid rolle ja ülesandeid.

Hyperledger Fabricis on sõlmed diferentseeritud, liigitades need Kliendiks või Edastaja-Klient [9], Peer [10] või Nõustaja [11] alla. Tehnilisi üksikasju sisestamata võimaldab Fabric täpsustatud kontrolli konsensuse üle ja tehingutele piiratud juurdepääsu, mille tulemuseks on parem mastaapsus ja toimivuse privaatsus.

Hyperledger ei vaja sisseehitatud krüptovaluutasid, kuna kaevandamisega konsensust ei saavutata. Fabrici abil on aga võimalik keti koodiga välja töötada omavääring või digitaalne märk. [12]

R3 Corda

R3 Cordaarchitecture'is toimub jagatud andmete töötlemine omakorda “osaliselt usaldusväärses” keskkonnas, see tähendab, et vastaspooled ei pea üksteist täielikult usaldama, ehkki nende platvormil pole Blockchaini süsteemi komponente, mis suudaksid tagage ühemõtteline, täpne ja muutumatu väärtus.

Pilt: Shutterstock

R3 Cordas on teave ühendatud andmebaasilaadse pearaamatuga, mis lisab andmed sündmuste ahelasse ja võimaldab selle päritolu jälgitavas keskkonnas. Andmete päritolu kontrollivad konsortsiumi R3 Corda liikmed, kellel on tarkvaraplatvormile juurdepääsu teatud kontrollid. Seda konfiguratsiooni kasutades saavad pangad ja finantseerimisasutused maksimeerida efektiivsust teabe töötlemisel ühises raamatupidamise ökosüsteemis. Andmeid saab organisatsioonide vahel paremini teisaldada ja töödelda, vähendades vajadust usaldusväärsete vastaspoolte vahelise olulise usalduse järele. R3 Corda tehingu kehtivuse tagamiseks peab see olema: allkirjastatud osapoolte poolt, kinnitatud tehingukoodi määrava lepingukoodiga.

Mis puutub R3 Cordas osalemisesse, siis nagu ka Hyperledger Fabricis, on see volitatud (lubatud), nii et võrgus osalejad valitakse eelnevalt ja juurdepääs võrgule on piiratud ainult nendega.

Mis puutub R3 Corda üksmeelele, siis selle tõlgendamine on täpsem ja ei piirdu ainult kaevandamisega, mis põhineb PoW (Proof of Work) või selle tuletistel. Loaga tegutsedes pakub R3 Corda dokumentide täpsustatud juurdepääsu kontrolli ja suurendab seeläbi privaatsust. Lisaks saate tulemuse, sest konsensusele peavad jõudma ainult tehinguga seotud osapooled. Sarnaselt Fabriciga saavutatakse ka Cordas konsensus tehingute tasandil, hõlmates ainult osi. Tehingu kehtivus ja tehingu unikaalsus on konsensuses ja selline kehtivus tagatakse tehinguga seotud nutika lepingukoodi täitmisega. Notarisõlmedena tuntud osalejad jõuavad üksmeelele tehingu ainuõiguse osas. [13]

Siinkohal on oluline märkida, et kuna süsteem on suletud, pole R3 Cordal vajalikke vahendeid ja tehnoloogilisi omadusi ökosüsteemi rajamiseks majanduslikel stiimulitel ega avalike digitaalsete varade keskkonda. Veelgi enam, R3 Corda ei vaja manustatud krüptovaluutasid, kuna kaevandamise kaudu konsensust ei saavutata ja selle valge raamat ei näe ette krüptovaluutade või märkide loomist. [14]

Arhitektuurid Ethereum, Hyperledger Fabric ja R3 Corda võimalike kasutusjuhtumite kohta

EthereumWhite Papersi [15] Hyperledger Fabricand R3 Corda analüüsimisel on nendel struktuuridel võimalikud rakendusalad väga erinevad. [16]

Seetõttu on Hyperledger Fabricand R3 Corda arendamise motiiv konkreetsetel kasutusjuhtudel. R3 Corda puhul on kasutusjuhtumid eraldatud finantsteenuste sektorist, mistõttu selles sektoris on Corda peamine rakendusala. Hyperledger Fabric seevastu kavatseb pakkuda modulaarset ja laiendatavat arhitektuuri, mida saab kasutada erinevates tööstusharudes alates pangandusest ja tervishoiust kuni tarneahelateni.

Ethereum näitab ennast ka täiesti sõltumatult ühestki konkreetsest rakendusalast, kuid erinevalt Hyperledger Fabricist ei paista silma eripära, vaid igat tüüpi tehingute ja rakenduste jaoks üldplatvormi pakkumine.

Lõplikud kaalutlused

Siit järeldatakse, et platvormid on olemuselt üksteisest erinevad. Kuigi Blockchains on Ethereum, on sellel teatud funktsioonid, mida jaotatud pearaamatutes ei eksisteeri. DLT-del on omakorda jõudlusomadused, mida Ethereumis praegu samas mahus saavutada ei suuda.

Kõik siin analüüsitud arhitektuurid on alles väljatöötamisel ja seetõttu peaksid ärimehed ja juhid hoolikalt uurima nende protokolle, kes peavad neid enne praktilist rakendamist vajalikus sügavuses mõistma.

Teades, kuhu kavatsete minna ja kui lähedased need arhitektuurid soovitud funktsionaalsusastmete kordamiseks on, saate selle kõik erinevaks muuta.

Kohustustest loobumine: see artikkel kajastab ainult autori tagasihoidlikku isiklikku mõistmist. Arendajate kommentaarid tehniliste puuduste parandamiseks on teretulnud.

Bibliograafia

Ethereum. In: Ethereumi oleku ülemineku funktsioon. Github. Disponível em: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper#ethereum-state-transition-function.

Ethereum. In: Filosoofia. GitHub. Disponível em: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper#philosophy

Kuule, Mike. Osades: Corda: Jaotatud pearaamat. Corda tehniline paber. Corda, 2016. Disponível em: https://docs.corda.net/_static/corda-technical-whitepaper.pdf

Mougayar, William (autor); Butterin, Vitalik (Prologo) In: Business Blockchain: järgmise Interneti-tehnoloogia lubadus, praktika ja rakendamine. Amazon, 2017.

Ray, Shaan. In: Erinevus plokiahela ja hajutatud pearaamatu tehnoloogia vahel. Andmeteaduse poole, 2018.

Linuxi sihtasutus. Osades: Hyperledger Explainer. Ülihaldaja. Disponível em: https://youtu.be/js3Zjxbo8TM

Linuxi sihtasutus. In: Hyperledger Architecture, 1. köide. Hyperledger Whitepaper. Eemaldamise võimalus: https://www.hyperledger.org/wp-content/uploads/2017/08/Hyperledger_Arch_WG_Paper_1_Consensus.pdf

Valenta, Martin; Sandner, Phillip. In: Ethereumi, Hyperledger Kanga ja Corda võrdlus. Frankfurdi koolide plokiahela keskus, 2017.

Vikipeedia, enciclopédia livre. In: Valge raamat. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/White_paper

Xu, Bent. Saates: Blockchain vs Distributed Ledger Technologies. Consensys, 2018.

Lõpumärgid

[1] Plokiahelad aitavad vähendada ja võib isegi kaotada meie sõltuvuse usaldusväärsetest valideerijatest (nt pangad, valitsused, juristid, notarid ja õigusnormide täitmise eest vastutavad ametnikud).

[2] Antonopoulos, Andreas. Saates: “Mis on plokiahel”, Youtube, jaanuar 2018. Disponível em: https://youtu.be/4FfLhhhIlIc

[3] Andmestruktuuri praegune konfiguratsioon

[4] Arvutuslikud sündmused, mis võivad põhjustada riigi tehinguid, võimaldades algatada lepinguid või helistada olemasolevatele lepingutele

[5] Ethereumi looja Vitalik Buterin avaldas hiljuti töötlemata juhendi, millest selgub, et võrgu arendajad alustavad kõigepealt hübriidsüsteemiga, mis ühendab bitcoini stiilis töö tõendusmaterjali kaevandamise oma kauaoodatud ja endiselt eksperimentaalse tõestusega. Buterini loodud panussüsteem nimega Casper.

[6] Vukolić M. (2016). Skaalautuva plokikaanekanga otsimine: töö tõestamine vs BFT replikatsioon, saates: Camenisch J., Kesdoğan D. (toim.) Võrguturbe avatud probleemid, iNetSec 2015, Loengute märkused arvutiteaduses, kd. 9591, Springer

[6] https://www.ethereum.org/token

[7] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/et/latest/fabric_model.html#consensus

[8] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Arhitektuur-pakkumine

[9] Eakaaslastel võib olla kaks erirolli: a. Esitaja eakaaslane või esitaja, b. Toetav eakaaslane või toetaja. https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Architecture-Proposed

[10] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Arhitektuur-pakkumine

[11] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/et/latest/Fabric-FAQ.html#chaincode-smart-contracts-and-digital-assets

[12] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Arhitektuur-pakkumine

[13] https://discourse.corda.net/t/mobile-consumer-payment-experiences-with-corda-on-ledger-cash/966?source_topic_id=962

[14] Valge raamat on Vikipeedia andmetel valitsuse või rahvusvahelise organisatsiooni avaldatud ametlik dokument, mille eesmärk on olla juhend või juhis mõne probleemi lahendamiseks ja selle lahendamiseks.

[15] Valenta, Martin; Sandner, Phillip. In: Ethereumi, Hyperledger Kanga ja Corda võrdlus. Frankfurdi koolide plokiahela keskus, 2017