Последние новости

Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне. Основные понятия блокчейна. Типы блокчейна.

Ruslan Ospanov 17 December 2019 Применение криптография, применение, алгоритмы, блокчейн 1480

Недавно (20 июня 2019 года) на Cryptology ePrint Archive была опубликована статья "SoK of Used Cryptography in Blockchain". Данный пост - девятый в запланированной серии, содержащей любительский перевод этой статьи.

Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне

(перевод с английского

статьи

Mayank Raikwar, Danilo Gligoroski and Katina Kralevska

SoK of Used Cryptography in Blockchain

Cryptology ePrint Archive, Report 2019/735

https://eprint.iacr.org/2019/735)

Аннотация

(перевод аннотации здесь)

1 Введение (перевод введения здесь)

1.1 Наш вклад (перевод здесь)

2 Методология исследования (перевод здесь)

3 Основные понятия блокчейна

3.1 Криптографическая хэш-функция (перевод здесь)

3.2 Механизмы консенсуса (перевод здесь)

3.3 Сетевая инфраструктура (перевод здесь)

3.4 Типы блокчейна

Блокчейны можно классифицировать в зависимости от дизайна реализации, правил управления, доступности данных и прав доступа. С академической точки зрения они были классифицированы как ”публичные” (public) и ”частные” (private). В тоже время с административной точки зрения они описываются как ”контролируемые” (permissioned) и ”неконтролируемые” (permissionless). Тем не менее, эти термины используются взаимозаменяемо в большинстве исследованиях блокчейна и применениях в производственном секторе, что не является правильным способом использования этих терминов. Несмотря на то, что классификация блокчейнов не очень четко определена в литературе, мы все еще можем классифицировать блокчейны, соединяя публичные, частные, контролируемые и неконтролируемые.

1. Неконтролируемые Публичные (Permissionless Public): в этом типе блокчейна любой человек может присоединиться или покинуть сеть в любое время и участвовать в консенсусе, а также поддерживать реестр. Каждый также имеет доступ к блокчейну для чтения и записи. Таким образом, он обеспечивает минимальное доверие между участниками, но при этом достигает максимальной прозрачности. Большинство криптовалют и блокчейн-платформ являются неконтролируемыми публичными, например, Bitcoin [1], Zerocash [57] и Monero [58].

2. Контролируемые Публичные (Permissioned Public): этот тип блокчейна позволяет всем читать состояние блокчейна и данные, но для того, чтобы записать данные и принять участие в консенсусе, существуют разрешения/привилегии, связанные с участниками, предоставленные сетевым администратором, что в определенной степени делает систему неполностью децентрализованной. В этом типе блокчейна когда участник имеет некоторые привилегии, на основе этого он также может стать валидатором. Примерами контролируемых публичных блокчейнов являются Ripple [59], EOS [60] и новейшая Libra [43].

3. Неконтролируемые Частные (Permissionless Private): этот тип блокчейна позволяет организациям сотрудничать без необходимости публичного обмена информацией. Будучи неконтролируемым, позволяет любому человеку присоединиться или покинуть блокчейн в любое время, что также признается другими узлами. Смарт-контракты в этих сетях также определяют, кому разрешено читать контракт и связанные с ним данные, а не только кому разрешено выполнять действия. Некоторые неконтролируемыечастные блокчейны используют федеративное византийское соглашение (Federated Byzantine Agreement (FBA)) в качестве протокола консенсуса. LTO [61] сеть - это пример неконтролируемого частного блокчейна, который создает ”живой контракт” в сети.

4. Контролируемые Частные (Permissioned Private): эти блокчейны в основном используются в организациях, где данные/информация хранятся в блокчейне с контролем доступа со стороны пользователей организации. Членство в сети предоставляется сетевым администратором или каким-либо органом управления составом участников сети. Доступ на чтение и запись к данным также предоставляется сетевым администратором. Hyperledger fabric [62], Monax [63], Multichain [64] являются примерами контролируемых частных блокчейнов.

В таблице 3 представлена четкая картина классификации блокчейнов с соответствующими преимуществами, проблемами и областями применения. Однако, как правило, неконтролируемые публичные блокчейны (permissionless public blockchains) обычно называются публичными блокчейнами (public blockchains), а контролируемые частные блокчейны (permissioned private blockchains) - полностью частными блокчейнами (fully private blockchains). Комбинация контролируемого публичного и неконтролируемого частного образует "блокчейн консорциума" (consortium blockchain), который также называется федеративным блокчейном. Блокчейн консорциума не является ни полностью публичным, ни полностью частным, и он делает блокчейн частично децентрализованным. В блокчейне консорциума консенсус достигается выбранной группой участников. В настоящее время большинство организаций выбрали блокчейны консорциума для своих решений с блокчейном.

Тип блокчейна	Область применения	Анономность	Масштабируемость	Проблемы	Ссылки
Неконтролируемые Публичные (Permissionless Public)	Децентрализованные P2P-сети	Высокая	Низкая	Приватность, Масштабируемость	Bitcoin [1], Zerocash [57], Monero [58]
Контролируемые Публичные (Permissioned Public)	Децентрализованные организации	Высокая	Средняя	Приватность, Централизация	Ripple [59], EOS [60]
Неконтролируемые Частные (Permissionless Private)	Сети внутри организации	Срелняя	Средняя	Консенсус, Масштабируемость	LTO [61]
Контролируемые Частные (Permissioned Private)	Организационные реестры с ограниченным доступом	Низкая	Высокая	Консенсус, Централизация	Hyperledger fabric [62], Monax [63], Multichain [64]