Kogu inimkonna ajalugu on katsetamine vanade seaduslike kordade hävitamiseks ja uue, muidugi paremaga, ülesehitamiseks. (Anonüümne autor)
Eelmises artiklis Oleme uurinud tehnoloogiaid, millel kõik plokiahelad põhinevad. On aeg mõista, milliseid ülesandeid saavad tänapäeva plokiahelad lahendada. Alustame plokiahela praeguse olukorra ja tuleviku perspektiivide analüüsist. Tehnilise spetsialistina tõmbab mind ettevõte Gartner oma paljude tehnoloogiate küpsusetsüklitega (Hype Cycles). Graafikul on kujutatud plokiahela küpsusetsüklit äri kontekstis 2018. aasta lõpuks. Milliseid järeldusi on võimalik teha?
Gartneri analüüs
- Graafikust on näha, et paljud tänapäevased tööstused püüavad rakendada plokiahelat oma tootmisprobleemide lahendamiseks ja iga aasta tekivad uued tööstusharud, mis hakkavad plokiahelat uurima.
- Sellega seoses pole ükski tööstusharu veel saavutanud ei tootlikkuse platoo ega isegi valgustatuse künnist.
- Muidugi, mitte kõik tööstusharud, mis praegu suunduvad ootuste tippu, ei saavuta tootlikkuse platoo, kuid arvestades liikumise ulatust, saame 5-10 aasta pärast olema tunnistajaks mitmete kasutusjuhtude laialdasemale rakendamisele.
- Ja kus siis Bitcoin, kaevandamine ja kogu krüptovaluuta, küsite te? Need tehnoloogiad toovad ju märkimisväärset tulu? Nad olid varasemate aastate graafikutes, kuid sel aastal on nad tootlikkuse platoo juba maha jätnud oma ettenähtud 10 aastat.
Järgmine graafik näitab plokiahela tehnoloogiate küpsust:
Mida saab selle graafiku kohta öelda?
- Enamik tänapäeva plokiahela tehnoloogiaid on samuti arutelu laineharjal. Kuid mitte sellepärast, et need oleks uued tehnoloogiad, vaid kuna tööstusharud uurivad nende rakendatavust oma andmestruktuuri, mahu ja töötlemise kiirusest, otsivad võimalusi, kuidas plokiahela tehnoloogiate abil tõhusust suurendada ja kulusid vähendada.
- Krüptovaluutade kaevandamise, klassikalise plokiahela ja üldiselt jaotatud registritehnoloogia vastu huvi hakkab vähenema.
Vaatame nüüd, millistes tööstusharudes püütakse rakendada plokiahelat. Gartner viis 2018. aasta lõpus läbi uuringu ja esitles selle tulemusi matriitsi kujul, kus horisontaalsete ridade all on loetletud kasutusjuhud, vertikaalsete alla tööstusharud ning ringid nende ristumiskohas näitavad, kui nõutud on teatud kasutusjuht konkreetses tööstuses:
Milliseid järeldusi saame teha sellest tabelist?
- Enamik projekte kasutab plokiahelat andmete salvestamiseks, levitamiseks ja jagamiseks (Shared Record Keeping ja Internal Record Keeping).
- Märkimisväärne osa projektidest kasutab plokiahelat väärtuse liikumise või omanike vahetuse jälgimiseks (Asset Tracking).
- Identifitseerimine (Identity Management) on järk-järgult vajalik peaaegu kõikides tööstusharudes.
- Praegu ei ole tokeniseerimine (Digital Tokens) eriti nõutud ning üllatav on see, et sama kehtib ka nutikas lepingute (Smart Contracts) kohta.
Kokkuvõttev plokiahela skeem
Kui blockchain'i joonistatakse mõne tööstuse kontekstis, on kõik skeemid põhimõtteliselt identsed: on blockchain-võrk, kuhu osalejad kirjutavad ja loevad teavet Dapp'i (detsentraliseeritud rakenduse) abil. Erinevused on detailides, näiteks võivad teavet blockchain'i salvestada mitte ainult inimesed, vaid ka asjad IoT (Internet of Things) platvormilt. Vaatame üldist sch ema IoT näites, kuna see on üks kõige arutatud blockchain'i rakendusi. Täiendame IoT seadmeid SIM-kaardiga andmete edastamiseks, kasutades mobiilsideoperaatori võrgusuutlikkust, või paremini eSIM-i, et saaksime kasutada erinevaid mobiilne t võrke. Mobiilsidevõrk on loomulikult 5G, kuna IoT seadmete teenindamine on üks 5G võrgu peamisi rakendusi. GPS / GLONASS moodulid jälgivad asukohta. Täisfunktsionaalsete nutilepingute tööks on vajalik teavet välisest allikast, näiteks aktsiate või valuutade praeguseid kursse. Sel eesmärgil kasutatakse nn blockchain-oraakleid. Viimane detail on tehisintellekti moodul andmete analüüsimiseks. , et AI (tehisintellekt) algoritmid saavad tõhusalt töötada plokiahela andmetel, sest need on täielikud, vastuoludeta ja ajaliselt selgelt järjestatud.
Nii saime kokkuvõtliku skeemi plokiahela projektide kohta. Nüüd on sellele võimalik kirjutada igasuguseid pealkirju ja muuta skeem sobivaks erinevatele valdkondadele. Näiteks "Tankerite jälgimine naftasektoris" või "Detailide tootmine autotööstuses" või "Talumeeste liha tarnimine jaemüügipoodidesse".
Plokiahel + IoT + 5G + GPS + AI
Liigume konkreetsete juhtumite juurde.
Juhtumite analüüs
Valime valdkondade jaoks sobivad juhtumid ja mõtleme, millistel plokiahelatel neid rakendada. Tõepoolest, ei pea midagi otsima, sest olemas on kehtiv "" näidete ja linkidega. Selles on kokku kogutud juhtumid plokiahela rakendamisest järgmistes sektorites:
- autotööstus
- avalik sektor
- kaevandussektor
- tervishoid
- kultuur ja kunst
- kinnisvara
- tootmine
- jaemüük
- põllumajandus
- telekommunikatsioon
- transport
- rahandussektor
- energeetika
- autoriõiguste arvestus
Järeldused juhtumite analüüsist
- Muidugi sobib plokiahel hästi finantstehnoloogia valdkonda, kuna tehingud ja väärtuste omandiõiguse üleminek on finantssüsteemi aluseks.
- Plokiahelat on mõistlik rakendada juhtumites, kus on olemas "tarneahelad", näiteks konteinerite transport. Konteiner esindab väärtust, mis antakse üle ühe transpordiettevõtte omandisse teisele. Või näiteks toidutoodete märgistamine ja kogu tarneahela jälgimine alates talust kuni jaekaubandusesse. Sel juhul saab ostja veenduda, et toode on toodetud konkreetse tootja poolt konkreetsetes tingimustes. Praegu võib sellisesse teavet etikettidel lihtsalt usaldada.
- Kehtiv näide IAM (Identiteedi ja Juhtimise Halduse) inimeste tuvastamisest ning isikuandmete hoidmisest. Koos plokiahela tulekuga ilmus lahendus, mis põhineb isikuandmete säilitamisel jaotatud registris. Nullteadmiste tõendamise protokolli abil võib inimene ise otsustada, milliseid andmeid kellelegi edastada. Näiteks klassikaline näide on tõestamine, et isik on üle 18 aasta vana. Praegu kasutatakse selleks passi või juhiluba, kus on andmed, mis ei puuduta kontrollimist, nagu registrisse kantud aadress. Plokiahela kasutamisel saab tõestada, et inimesel on 18 aastat, avaldamata ülejäänud teavet.
- Samuti seondub sellele plokiahelas meditsiiniliste andmete registreerimise juhtum, et neid saaks edastada asutuste vahel, rikkumata konfidentsiaalsust. See on ühine joon paljude juhtumite puhul, kus ühelt poolt on vajalik inimeste tuvastamine ja teabe takistamatu edastamine ning teiselt poolt tuleb kaitsta (krüpteerida) isiklikke ja privaatsed andmeid.
Plokiahel ja riik
Paljuski riikides on plokiahela arendamiseks riiklikud programmid. Venemaal on samuti , kus plokiahel (jaotatud register) on arendamise suundade hulgas. Riigi jaoks on plokiahela arendamine oluline järgmistes valdkondades:
- Aineloogiliste tehingute registrite loomine, näiteks kinnisvara puhul;
- Elukohaga seotud aktide registreerimise registrite loomine, näiteks sünnid, abielud, lahutused;
- Valimiste ja hääletuste tulemuste registreerimine plokiahelas.
Plokiahel ja Telekom
Telekomitööstuses ellu viidud juhtumid mõjutavad enamikku inimesi. on sideettevõtete jaoks plokiahela rakendamine kõige asjakohasem järgmiste ülesannete lahendamiseks:
- Operaatorid saavad kõrvaldada vahendusettevõtted (selgearvutuskeskused) rändlusteenuste pakkumisel ja teha makseid omavahel otse.
- Inimeste ja IoT seadmete tuvastamine.
- Tellimuse teeninduse rikkumiste automaatne arvestamine (SLA) nutilepingute alusel ja hüvitiste väljamaksmine.
- Jagatud varastatud telefonide andmebaasi haldamine.
- Jagatud andmebaasi haldamine MNP (Mobiilse Numbrite Ümberkanne) jaoks ja vahendaja vabastamine tsentraliseeritud andmebaasi kaudu.
Plokiahelate analüüsimine.
Süsteemide korrastamise eesmärgil proovisin leida plokiahelate klassifikatsiooni põlvkondade järgi. Üksmeelt ei leitud, kuid kõik on nõus, et esimene põlvkond on Bitcoin, teine Ethereum ja edasi sõltub kõik isiklikest eelistustest. Minu arvates on mõistlik järgmine klassifikatsioon:
- Esimene põlvkond (Bitcoin): toetab ainult krüptovaluutade edastamise funktsionaalsust ühelt kontolt teisele.
- Teise põlvkonna lisati nutilepingud (Ethereun) ja mitme valuuta toetamine (BitShares).
- Kolmas põlvkond võimaldab opereerida mitte ainult krüptovaluutaga, vaid ka igasuguste digitaalse varaga (assets), rakendada vabalt äriloogikat ja paindlikult seadistada konsensuse algoritmi. Universaalse plokiahela näide on Hyperledger Fabric.
Vaatame kõigi põlvkondade esindajaid nende omaduste vaatenurgast, mis aitavad mõista, milliseid juhtumeid saab ellu viia selle või teise plokiahela abil:
Bitcoin
Ethereum
Bitshares
Hyperledger Fabric
Exonum
Plokiaeg, mis põhineb plokiahelal
1
2
2
3
3
Veebileht
Toimingute kiirus TPS-is
7
20-30
10,000
1000
10,000
Kas on võimalik luua privaatne plokiahel
ei
ei
jah
jah
jah
Node'ide arv võrgus
Rohkem kui 10 000
Rohkem kui 10 000
Tõhusalt 20–30 node'i
Tõhusus määratakse Apache Kafka süsteemi järgi
Tõhusus määratakse BFT-konsensuse järgi: 10-20 node'i
Keskmine tehingutasu
0.5$
0.1$
madalam kui Ethereumis
ei
ei
Toetatud operatsioonisüsteemid node'ide jaoks
Windows, Linux, MacOS
Windows, Linux, MacOS, Raspberry Pi
Ubuntu, Windows
Windows, Linux, MacOS
Linux, MacOS
Node'ide juurutamine
Käsitsi
Käsitsi, Docker
Käsitsi
Docker, docker-compose
Käsitsi, Docker
Konsensus
PoW
Pow
DPoS
Hääletussüsteem, kasutab Apache Kafka
BFT
Nutileping
Ei mõistetud tavapärases tähenduses
Programmeerimiskeel Solidity
Eeltingimustatud ja nende arv on piiratud. Täiendavad C++-s
Programmeerimiskeeled Go, JS
Rust
Programmeerimiskeel, millega plokiahel on kirjutatud
C++
C++
C++
Go
Rust
DB plokiahela andmete salvestamiseks
LevelDB
LevelDB
LevelDB
goleveldb — LevelDB Go-s
RocksDB
Arendus ja hooldus
Satoshi Nakamoto & Co
Vitalik Buterin & Co
Dan Larimer & Co
The Linux Foundation, IBM, Oracle
Bitfury Group
Rakendamise juhtumite piirangud
Tõhusus ja komisjoni olemasolu.
Tõhusus ja komisjoni olemasolu. Sobib pilootprojektide ja PoC-ide jaoks.
Komisjoni olemasolu ja piiratud arvu rakendatud kasutusstsenaariumid.
Hyperledger Fabric — ei piira sind, kui ootad kõrgeid jõudluse omadusi.
Exonum piirab BFT konsensust ja kõrget sisenemispiiri, kuna nutilepingute rakendamiseks tuleb need integreerida lähtekoodi.
Kokkuvõte
Praegu esitatakse sageli iga uue tehnoloogia kasutamine probleemide lahendusena. Seetõttu tuleb kõigepealt veenduda, et konkreetses olukorras on tõeliselt vajalik just plokiahel. Selleks tuleb vastata küsimustele, kas kogu loetletud funktsionaalsus on vajalik?
- Krüptograafia
- Andmete ajaloo muutumatus ja täielikkus
- Jaotatus
- Detsentraliseerimine
- Tokeniseerimine
- Nutilepingud
Kui mitte kõik loetletud omadused on vajalikud, siis võib olla tõhusam kasutada teisi tehnoloogiaid, mis ei ole plokiahel. Kui siiski otsustatakse plokiahelat kasutada, tuleb arvestada plokiahela eripäradega, mida ei saa selle olemuse tõttu muuta:
- Erinevatel plokiahelatel on erinevad tehnilised omadused ja piirangud, seega tuleb valida vastav plokiahel sõltuvalt kasutusjuhtumist.
- Blockchain's performance varies significantly depending on the consensus mechanism. Once a particular blockchain is chosen, it's unlikely to be 'optimized.'
- Linear scalability is a typical requirement for information systems. However, blockchain may scale worse than linearly.
- The data that needs to be stored might have a structure that reduces the efficiency of blockchain application.
- In private blockchains, security needs to be ensured at least as robustly as in the corporate IT systems in use.
Due to these limitations, blockchain is currently primarily used in simplest cases, where the elimination of intermediaries is necessary, or where authenticity and immutability of data must be verified among participants not under a single control.
In the next part, we will deploy a blockchain in the cloud and see how everything works.
This is only the beginning!
Allikas: habr.com
