W takiej czy innej formie każdy łańcuch bloków jest rozproszoną księgą, ale nie każda rozproszona księga jest łańcuchem bloków. Bitcoin, jako sekwencyjny łańcuch bloków, pojawił się jako nowy rodzaj technologii rozproszonych rejestrów (DLT) – systemy przechowywania informacji. Oznacza to, że blockchain nie jest jedynym rozwiązaniem do bezpiecznego przechowywania danych.
W dzisiejszym artykule porozmawiamy o alternatywnych systemach, umożliwiających przechowywanie informacji, ich zaletach i wadach, a także określimy, gdzie lepiej jest używać blockchain i gdzie alternatywy mogą oferować lepsze rozwiązanie.
Rozproszone systemy księgowe
Technologia Blockchain zostało wynalezione w 1991 roku przez Stuarta Hubera i Scotta Stornetty. Opracowali prototyp łańcucha blokowego, system Surety. Głównym atutem Surety był odpowiednik podpisu cyfrowego – AbsoluteProof. Przykład rozproszonej księgi został znaleziony w wydaniu The New York Times z 1995 roku w dziale „Bureau of Lost and Found”, gdzie opublikowano bazę danych skrótów. Zasady opisane przez twórców Surety są obecne w opisie Bitcoina.
Systemy rozproszone w postaci łańcucha bloków mają te same funkcje i cechy, co ich alternatywy. Główną cechą każdego systemu DLT jest dystrybucja danych między wszystkimi użytkownikami. Jedyna różnica dotyczy formy projektu, szybkości, skalowalności i bezpieczeństwa. Oprócz blockchain, rozproszone księgi są następujące:
- IPFS – międzyplanetarny system plików;
- DAG – skierowany graf acykliczny;
- Hyperledger;
- Holochain;
- Radix (Tempo).
Dziś porozmawiamy o tych rozwiązaniach, które są bezpośrednią alternatywą dla technologii Blockchain.
Skierowany graf acykliczny
Porozmawiajmy o zasadach DAG bez zagłębiania się w szczegóły techniczne.
W Bitcoin, aby dodać transakcję do bloku, użytkownik musi wchodzić w interakcję z księgą za pośrednictwem górników, ponieważ to górnicy przydzielają transakcje do bloków. Oznacza to, że użytkownik nie ma bezpośredniego dostępu do księgi. Ale pozbycie się pośrednika w ramach blockchaina nie będzie możliwe ze względu na zasady konstrukcji samej technologii.
Do niedawna kwestia centralizacji wydobycia w rękach 4-5 pul i wydania zaktualizowanego protokołu Stratum V2 w celu rozwiązania tego problemu znajdowała się w centrum dyskusji społeczności kryptowalut. Jednocześnie, jeśli zamienisz PoW (Proof of Work) na PoS (Proof of Stake) lub jakimkolwiek innym algorytmem konsensusu, proces przydzielania transakcji do bloków musi być wykonany przez niektóre strony. Jest to podstawowa różnica między blockchainem a innymi systemami typu rozproszonego.
DAG oferuje użytkownikom mechanizm dostępu do rejestru, dzięki czemu węzły mogą być weryfikatorami transakcji. Osiągnięcie konsensusu w sieci jest osiągane poprzez sprawdzanie wszystkich transakcji przez wszystkie węzły bez tworzenia bloków. Każda kolejna transakcja zawiera odniesienie do poprzedniej i jej hash, tworząc „Drzewo transakcji”, w którym wszystkie są potwierdzone i niezmienne.
Opłaty transakcyjne są minimalne lub nie ma ich wcale, ponieważ nie ma potrzeby płacenia górnikom za przetwarzanie transakcji.
Rozproszony rejestr DAG jest podstawą kryptowaluty IOTA „Internet of Things”. IOTA wykorzystuje modyfikację DAG o nazwie Tangle, gdzie dodając nową transakcję należy potwierdzić dwie losowe transakcje w łańcuchu, a nie jedną.
Używając DAG w IoT, możesz osiągnąć szybką wymianę danych między urządzeniami sieciowymi. Wzrost liczby współpracujących ze sobą urządzeń zwiększa moc obliczeniową. Dzięki takiej strukturze systemu rozwiązany jest problem skalowalności sieci.
Technologia „wykresów kierunkowych” jest również wykorzystywana przez Hashgraph do osiągnięcia konsensusu. Używając DAG w połączeniu z protokołem Gossip, który umożliwia węzłowi interakcję tylko z sąsiednimi węzłami, Hashgraph jest doskonałym rozwiązaniem dla urządzeń o ograniczonych zasobach, takich jak smartfony.
Holochain
Blockchain to system zdecentralizowany, co oznacza, że każdy węzeł podejmuje niezależne decyzje, a zrównoważony system opiera się na zagregowanych decyzjach wszystkich węzłów. Mówiąc najprościej, konsensus osiąga się poprzez interakcję wszystkich węzłów podłączonych do sieci.
Holochain ze względu na swoją strukturę jest siecią rozproszoną, w której węzły współdziałają ze sobą, ale nie są zależne od decyzji innych węzłów. Każdy węzeł w sieci ma własną księgę i działa niezależnie od innych węzłów wchodzących z nimi w interakcje. Innymi słowy, każdy węzeł przetwarza dane niezależnie, ale zdecentralizowane podejście przejawia się w wymianie i przechowywaniu danych.
W przeciwieństwie do Blockchain, Holochain nie ma algorytmów do osiągnięcia konsensusu – ani PoW, ani PoS. Integralność wszystkich danych jest zapewniana poprzez odbieranie informacji z każdego węzła i dalszą analizę. W rzeczywistości użytkownicy tworzą lokalne systemy płatności w Holochain, po czym analizują i przesyłają nowe informacje do DHT (protokół do budowania najbardziej rozproszonych systemów, takich jak BitTorrent).
Kolejną cechą Holochain jest możliwość tworzenia zdecentralizowanych aplikacji w popularnych językach programowania, a także adaptacja do możliwości przetwarzania nowych języków. Takie prototypy zdecentralizowanych aplikacji jak Twitter P2P – Clutter czy zdecentralizowana Wikipedia – Fractal Wiki są już stworzone dla Holo.
Rozwiązanie Holochain może być używane do tworzenia sieci i mediów społecznościowych, platform P2P, kanałów dostawy i sieci partnerskich, a także do wzajemnych kredytów.
Radix (Tempo)
Zanim porozmawiamy o rozwiązaniu Radix, przypomnijmy sobie niektóre osobliwości procesu wydobywania na przykładzie Bitcoina.
Nowe bloki w sieci Bitcoin pojawiają się co około 10 minut. Aby utrzymać stałą prędkość generowania bloków, korygowana jest trudność sieci: jeśli czas generowania bloków jest krótszy niż 10 minut, generowanie bloków staje się trudniejsze, a jeśli jest więcej niż 10 minut, trudność jest zmniejszona … To podejście zależy od postrzegania czasu, więc górnicy muszą umieścić znacznik czasu w każdym bloku. Korzystając z sygnatury czasowej, system może być świadkiem tego samego zdarzenia w różnym czasie z powodu problemu, takiego jak opóźnienie sieci.
Blockchain jest tworzony poprzez organizowanie transakcji w bloki, a moc obliczeniowa służy do podejmowania decyzji. Takie podejście zapewnia integralność i bezpieczeństwo całego systemu, a nie poszczególnych uczestników.
Radix oferuje mechanizm osiągania konsensusu poprzez rejestrację ogólnej kolejności wydarzeń. Podczas korzystania z zegarów logicznych ważniejsze jest to, co wydarzyło się przed zdarzeniem niż dokładny czas zdarzenia, tj. Zdarzenia są sekwencyjne. Jednocześnie mechanizm budowania konsensusu nie dotyczy wszystkich wydarzeń, a jedynie spornych.
Twórcy stworzyli cały ekosystem z własną terminologią lub jak nazywają go „Wszechświatem”, gdzie każde zdarzenie jest „atomem”. Skalowalność uzyskuje się poprzez dystrybucję księgi między klastry węzłów.
Już w początkowej fazie rozwoju jest to jedno z najbardziej innowacyjnych i obiecujących rozwiązań do tworzenia systemów rozproszonych.
Dlaczego blockchain nie jest panaceum?
Pojawienie się Bitcoina to ważne wydarzenie naszej ery. W końcu to Bitcoin pokazał możliwości technologii Blockchain, wykorzystując jedną z najpotężniejszych nisz naszych czasów – finanse. Będąc ważnym aspektem naszego życia, świat finansów zaczął się przekształcać i zmieniać, przyciągając w ten sposób coraz więcej uwagi zarówno do Bitcoina, jak i jego technologii. Taką popularność wokół technologii rozproszonych rejestrów uzasadnia fakt, że szukamy sposobów jej wdrożenia w jak największej liczbie dziedzin naszego życia: logistyce, medycynie, edukacji, reklamie, telekomunikacji, przemyśle obronnym itp..
Jednak z naszego doświadczenia wynika, że blockchain znajdzie swoje własne, choć ograniczone zastosowanie w niektórych obszarach, ustępując miejsca innym rozproszonym technologiom. ICO Boom 2017 pokazało, że możliwości Blockchainów są nieograniczone, ale nie są jednakowo pożądane i istotne. Nawet po rozwiązaniu problemów związanych ze skalowalnością, przepustowością i prywatnością, blockchain ma ograniczone zastosowanie, strukturę i zasady operacyjne. Wraz ze zmianą struktury powstały nowe rozwiązania do przechowywania danych i będziemy uważnie śledzić ich dalszy rozwój.
