Технология распределенного реестра криптовалюта

Чем различаются блокчейн и распределенный реестр

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.

Источник

Технологии распределенных реестров (DLT): что это такое, виды, отличие от блокчейна

Успех Биткойна постепенно пробудил интерес широкой публики к реестрам блокчейнов, а затем к DLT (Distributed Ledger Technology или технологии распределенных реестров) в целом. Разница между этими двумя понятиями мала, поэтому данные термины часто используются как синонимы.

Понятие и различия между блокчейном и DLT

По определению, технология распределенного реестра — это просто децентрализованная база данных, управляемая несколькими участниками. Она децентрализовано записывает историю транзакций на узлах. Каждый узел одновременно проверяет и записывает транзакции. Запись имеет уникальную временную метку и должна быть криптографически подписана для обеспечения безопасности и неподкупности сети.

Любое изменение или модификация реестра становятся предметом консенсуса узлов, которые должны голосовать для обеспечения безопасности и законности каждого обновления.

Блокчейн представляет собой особый тип распределенных реестров, одно из больших достоинств которого состоит в том, что он возродил энтузиазм исследователей, предпринимателей и даже широкой общественности в отношении технических вопросов, связанных с DLT. До этого представляли интерес лишь для меньшинства закоренелых специалистов.

Конечно, некоторые моменты все еще обсуждаются, и значение блокчейна остается спорным.

Начиная с этого первого эксперимента с бумажным блокчейном (который, кстати, проводился с 1995 года), последнее крупное новшество в этом вопросе относится к изобретению Биткойна в 2008 году.

Блокчейн и технологии распределенных реестров (DLT)

Можно сослаться на несколько признанных систем DLT, таких как Hyperledger (IBM) или Corda (R3). Тем не менее, они также квалифицируются как блокчейны, что показывает близость этих двух терминов.

DLT изначально были разработаны для выполнения транзакций в доверенной среде, в то время как блокчейн предназначен для того, чтобы позволить сообществу участников, которые не доверяют друг другу, достичь консенсуса относительно целостности и неизменности общего реестра транзакций, не полагаясь на доверенную третью сторону; отсюда и выражение «ненадежная система». Именно эта неизменяемость сегодня является одновременно и сильной стороной, и основной слабостью архитектуры блокчейна, что делает ее привилегированным инструментом для финансовых транзакций, а иногда и создает проблемы для надлежащего исполнения закона.

Открытый DLT против «разрешенного»

Технически основное различие заключается не между блокчейном и DLT, а скорее между открытым (общедоступным) и разрешенным (при наличии разрешения).

Криптовалюта, лежащая в основе публичного DLT, позволяет платформе работать, создавая финансовый стимул для участия в сети и обеспечения безопасности. Эти DLT практически все с открытым исходным кодом и предназначены для публичного доступа. Некоторые публичные распределенные реестры основаны не на блочных архитектурах, а на DAG: это относится к IOTA, Nano или Byteball.

Другие DLT являются «разрешенными» и требуют разрешения для доступа к ним. Многие компании хотели работать над POC (доказательство концепции) для внутреннего развертывания распределенных реестров. Данные сети обычно строятся в форме консорциума компаний, чтобы воспользоваться эффективностью распределенных реестров в конкретном случае использования. Они особенно подходят для использования BtoB, когда публичные DLT будут больше ориентированы на аудиторию BtoC.

В последние годы разрешенные распределенные реестры вызывают растущий интерес у компаний, которые хотят полагаться на строгие и безопасные процессы для повышения эффективности без использования криптовалют.

Однако, если сосредоточиться на инновационном потенциале распределенных реестров, публичные DLT являются единственными, кто прививает реальный сдвиг парадигмы, чтобы вернуть пользователю контроль над своими данными или активами.

А как вы считаете какая из технологий получит большую популярность в будущем?

Источник

Распределённые реестры и информационная безопасность: от чего защищает блокчейн

Главные преимущества блокчейна — прозрачность проводимых транзакций и открытость. Это полезно при заключении контрактов и проведении сделок. Все участники процесса знают о шагах своих партнеров.

Блокчейн также децентрализован, поэтому скомпрометировать хранимые в нем данные сложно. Эти свойства привели к тому, что технология получила широкое распространение в финансовом секторе. Однако применимость блокчейна не ограничена криптовалютами. Сегодня говорим о том, как технология используется для обеспечения информационной безопасности.

/ изображение Michael Pick CC

Блокчейн становится подспорьем для сервисов, пользователи которых переживают о сохранности данных: IoT, юриспруденция, медицина, страхование и др. Например, за пределы работы с транзакциями его вывели в IBM. Компания создала облачный сервис для тестирования приложений в защищенной среде.

По словам представителей IBM, разработчики могут запустить собственный блокчейн-sandbox за 12 секунд. Через минуту после этого он будет готов к запуску тестовых приложений.

Еще один проект в этой сфере — решение Enigma от MIT, основанное на биткойн-блокчейне. Enigma позволяет запускать любой код на зашифрованных данных, при этом делая их «недосягаемыми» для третьей стороны.

Другие компании тоже ищут применения блокчейну в сфере безопасности. Например, Humaniq, которая планирует использовать блокчейн совместно с технологиями искусственного интеллекта и распознавания биометрии для создания сервиса идентификации личности. Решение окажется полезным при покупке товаров в магазинах, оформлении страховок, даже при простом походе в бар. Похожее решение для авторизации предлагает компания Remme.

Проект Guardtime использует закрытые блокчейны и заменяет цифровые подписи RSA подписями KSI (Keyless Signature Infrastructure). Они используют криптографию с хеш-функциями. Компания надеется, что это позволит избежать проблем в будущем, когда квантовые компьютеры получат распространение (они легко решают задачи факторизации, на которых строится RSA).

От каких угроз защищает блокчейн

Проблема безопасности стоит перед современным миром довольно остро. Растет количество киберугроз, в том числе связанных с кражей идентификационных данных. По информации аналитического агентства Cybersecurity Ventures, ежегодный ущерб от киберпреступлений достигнет 6 триллионов долларов к 2021 году. В 2015 году ущерб составлял 3 триллиона. Поэтому растет и количество средств, вкладываемых в кибербезопасность, — к 2021 году оно превысит 1 триллион долларов.

Компании используют блокчейн, поскольку эта технология способна защитить данные и сделать их аудит более прозрачным. Блокчейн-технологии предотвращают целый спектр различных атак.

Атаки типа man-in-the-middle

Шифрованные соединения (например, HTTPS и TLS) для защиты каналов опираются на инфраструктуру сертификации открытых ключей (PKI) и удостоверяющие центры (CA). Каждый участник сети имеет пару открытый/закрытый ключ. Закрытый ключ он хранит втайне. Открытый ключ хранит CA.

Когда пользователь хочет установить безопасное соединение (зайти на сайт), он запрашивает открытый ключ ресурса у сертификационного центра и шифрует данные перед отправкой. Чтобы расшифровать данные, сайт использует свой закрытый ключ.

Однако в этом случае надежность системы зависит от того, насколько хорошо защищен удостоверяющий центр. Если злоумышленникам удается скомпрометировать CA, то они получают возможность провести атаку man-in-the-middle (MITM). В этом случае выполняется рассылка поддельных открытых ключей, к которым у хакеров есть соответствующие закрытые ключи. С их помощью выполняется расшифровка передаваемой информации.

Например, недавно стало известно об уязвимости в WhatsApp, которая ставила под угрозу приватность пользователей. Баг был связан с реинсталляцией ключей и позволял злоумышленникам подменять их с помощью атаки MITM.

Однако в системе, основанной на блокчейне, MITM не реализуема. Когда пользователь публикует открытый ключ в блокчейн, об этом «узнают» все узлы сети (например, биткойн-блокчейн имеет 10 тыс. активных узлов). Эта информация записывается в блок, и криптография блокчейна защищает целостность реестра. Поэтому опубликовать фейковые ключи у злоумышленников не получится — подделку сразу распознают.

CertCoin — одна из первых реализаций PKI, основанных на блокчейне. Проект, разработанный в MIT, исключает удостоверяющие центры и использует блокчейн как распределенный реестр доменов и ассоциированных с ними публичных ключей.

Другой пример — компания Pomcor. Она представила проект, который не исключает CA, но применяет блокчейн для хранения хешей выданных и отозванных сертификатов. Такой подход дает пользователям возможность проверить аутентичность сертификатов. Это также оптимизирует доступ к сети, поскольку верификация ключа и подписи проводится на локальных копиях блокчейна.

Манипулирование данными

В феврале прошлого года хакеры скомпрометировали сайт Linux Mint и загрузили на него зараженную версию операционной системы со встроенным бэкдором. Обычно разработчики предоставляют хеш-суммы, чтобы пользователи верифицировали копию ПО, однако здесь хакеры смогли опубликовать хеш-суммы своей версии. Поэтому скачавшие ОС пользователи не подозревали о подделке.

Подобная ситуация может произойти с любой информацией, распространяемой в сети. И знать наверняка, что полученные данные аутентичны, нельзя.

Однако в блокчейне участник сети может опубликовать хеш, ассоциированный с отдельным файлом, образом операционной системы и другими данными, требующими защиты. В этом случае, если хакеры доберутся до информации и изменят её, они не смогут подправить хеш-сумму, записанную в блокчейне.

Проекты, реализующие такую задумку, уже есть. Стартап GuardTime предлагает использовать структуру бесключевой подписи (KSI). KSI хранит хеши данных и файлов и верифицирует копии с помощью хеширующих алгоритмов. Таким образом группа надеется заменить процесс аутентификации с использованием ключей.

Технический директор GuardTime Мэттью Джонсон (Matthew Johnson) говорит, что аутентификация данных с помощью блокчейнов гарантирует их целостность за счет математических алгоритмов. Агентство DARPA даже рассматривает KSI в качестве решения для защиты секретной военной информации.

Еще один пример — компания Gem, которая использует блокчейн для контроля медицинской документации. Госпитали работают с большим количеством личной информации о пациентах и ранее подвергались хакерским атакам. По словам представителей компании Gem, блокчейн поможет проверять целостность данных, к которым имеет доступ группа организаций.

DDoS-атаки

«Задачей» распределенных сетевых атак является ограничение пропускной способности сетевого ресурса, например, инфраструктуры, поддерживающей сайт компании. Веб-серверы всегда имеют ограничения по количеству запросов (обрабатываемых одновременно). Если число обращений к серверу превышает возможности какого-либо компонента инфраструктуры, возникают проблемы с уровнем обслуживания. Причем масштаб этих проблем зависит от цели DDoS-атаки.

Массированная DDoS-атака на американского DNS-провайдера Dyn в прошлом октябре оставила миллионы пользователей без таких сервисов, как Twitter, PayPal, Netflix, GitHub и Spotify. DDoS-атака на Dyn проводилась с помощью гигантского ботнета Mirai, включавшего десятки миллионов устройств: роутеры, принтеры, IP-камеры и другие гаджеты, подключенные к интернету. Все вместе они транслировали данные на серверы Dyn со скоростью 1,2 Тбит/с. А в октябре этого года начал распространяться вирус Reaper, заражающий умные гаджеты по всему миру.

Атака на DNS-провайдер Dyn показывает, насколько единые точки отказа и централизованные системы делают всю интернет-инфраструктуру уязвимой. Более серьёзным сценарием развития атак на DNS-серверы будет его компрометация с целью перенаправления пользователей на сайты с вредоносным программным обеспечением.

Однако можно отказаться от центральных DNS-серверов и реализовать систему, в которой пары «имя — IP-адрес» регистрируются в блокчейн-сети и распределяются по всем узлам. Это обеспечит прозрачность и защищенность одновременно. Хакеры не смогут сделать своей целью какую-то одну инфраструктуру, атаковав отдельный кластер. Сами данные будут защищены криптографическими алгоритмами.

Nebulis — это проект, который как раз исследует концепцию распределенных DNS-систем, выдерживающих большие «потоки» запросов. Компания использует Ethereum-блокчейн и межпланетную файловую систему (IPFS), чтобы регистрировать доменные имена.

Блокчейн также исключит сетевые издержки, связанные с чтением DNS. «Налогом» будут облагаться процедуры обновления записей и внесения новых. По словам блокчейн-эксперта Филипа Сандерса (Philip Saunders), это позволит снять нагрузку со «скелета интернета».

/ изображение Henri Bergius CC

Защита IoT-устройств

Согласно результатам исследования компании F5 Networks, число атак на IoT-устройства и инфраструктуру выросло на 280% с начала текущего года. По большей части это связано с распространением вредоносного программного обеспечения Mirai. Хакеры взламывают девайсы интернета вещей и используют их для проведения DDoS-атак и хостинга инфраструктуры троянов.

При этом, как отмечено в исследовании, преступники изменили тактику формирования ботнетов и специально ищут гаджеты, имеющие известные уязвимости.

Блокчейн обещает защиту IoT по тем же причинам, по которым он является сердцем криптовалют: уверенность в легитимности данных и четкий процесс их утверждения. Так говорит IoT-эксперт Ахмед Банафа (Ahmed Banafa) и преподаватель в Университете штата Калифорния в Сан-Хосе. Банафа написал популярный обзор потенциала блокчейна для решения проблем безопасности IoT.

Однако дело в том, что простой регистрации девайса в блокчейне недостаточно. Как говорит Томас Хардджоно (Thomas Hardjono) из MIT Connection Science, необходима инфраструктура для управления устройствами и контроля доступа к данным.

Одним из решений может стать проект ChainAnchor, разработку которого ведут в MIT. Это фреймворк, который будут поддерживать создатели умных гаджетов, провайдеры данных и независимые разработчики. Идея состоит в том, что участники сети, в обмен на поддерживание безопасности, получат возможность продавать анонимные данные с IoT-устройств. Фреймворк имеет механизмы, позволяющие блокировать скомпрометированные устройства, а также отключать от блокчейна легитимные гаджеты при смене владельца.

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса предлагают иной подход к безопасности IoT. В их модели блокчейн-защищенного умного дома имеется «майнер», который заменяет роутер для управления сетевыми транзакциями. Это устройство руководит коммуникациями между домашними IoT-устройствами и внешним миром: авторизует новые девайсы и отключает гаджеты с подозрительной активностью. Если компонент интернета вещей оказался частью ботнета, блок-майнер увидит это и прекратит высылать его пакеты за пределы домашней сети.

Еще одной работой, основанной на распределенных реестрах, является проект IOTA. Он представляет собой криптожетон для микротранзакций и оптимизирован для использования в интернете вещей. Блокчейн IOTA создается легким, чтобы справиться с сетью умных устройств, число которых в ближайшие десять лет, по некоторым оценкам, вырастет до 50 миллиардов.

Легкость достигается за счёт использования технологии Tangle. Это направленный ациклический граф, в котором отсутствуют направленные циклы (пути, начинающиеся и кончающиеся в одной и той же вершине). Такой подход исключает централизацию майнинга, расширяет пределы масштабируемости и позволяет работать в условиях неограниченного роста данных.

Блокчейн и будущее кибербезопасности

Блокчейн обеспечивает фундаментально иной подход к кибербезопасности, который распространяется за пределы узловых серверов и включает защиту данных пользователей, каналов общения и критической инфраструктуры, поддерживающей бизнес-процессы организаций.

Уязвимости централизованных систем становятся все более очевидными с ростом числа кибератак. Новые угрозы в интернете будут возникать всегда. Блокчейны не станут «серебряной пулей», однако они выступят мощным инструментом, который инженеры смогут использовать для повышения надежности своих систем.

Источник