Как блокчейн-платформы улучшают телекоммуникационную и медиа сферу?

Несмотря на то, что блокчейн – это еще только зарождающаяся технология, она уже способна предложить множество решений для бизнеса, внедряя новые или развивая уже существующие модели, попутно снижая затраты и повышая безопасность.

Выбор правильного блокчейна имеет решающее значение.

Эта статья о том, как найти подходящую платформу, исходя из нужд бизнеса. Что такое блокчейн, с чем его едят, как он работает и еще многое другое – далее:

Блокчейн – самая настоящая инновация в мире высоких технологий. Он представляет собой усовершенствованный механизм базы данных, использующий технологию распределенного реестра (DLT от англ. Distributed Ledger Technology).

DLT – это подход к хранению информации, ключевой особенностью которого является совместное использование и синхронизация цифровых данных согласно алгоритму консенсуса. Данные о транзакциях есть у нескольких участников сети – они хранятся в распределенной бухгалтерской книге.

Революционным аспектом блокчейна является тот факт, что процессы в нем согласовываются и подтверждаются всем сообществом. Каждый узел (компьютер) проверяет и отслеживает транзакцию, после чего все участники сети договариваются о реализации сделки. Это соглашение называется «консенсусом». Важно отметить, что поскольку каждая когда-либо происходившая транзакция записывается и хранится на каждом узле, ее данные невозможно будет изменить, как невозможно будет и повторить ее. Участникам блокчейна не нужно доверять друг другу – все равно обмануть систему практически невозможно.

Блокчейн безопасен и надежен, поэтому он идеально подходит для хранения и обработки тайной информации. Использование этой технологии особенно уместно, если речь идет о конфиденциальных сделках происходящих на регулярной основе – например, передаче интеллектуальной собственности (IP от англ. Intellectual Property), учетных данных, криптовалюты и т.д.

Блок – основа блокчейна

В блокчейне операции хранятся в связанных между собой блоках, причем каждый вновь созданный блок ссылается на предыдущий с помощью уникального идентификационного номера – «хэша». На Рисунке 1 продемонстрированы три основных компонента любого блока: данные, актуальный хэш и хэш предыдущего блока.

Блоки образуют цепочку – отсюда и пошло название «блокчейн». Эта цепочка может продолжаться бесконечно.

Рисунок 1. Три компонента блока

Объем данных, которые можно хранить в блокчейне, ограничен, поскольку каждый узел сети хранит копию блока. Данные обычно либо шифруются (в целях безопасности), либо хэшируются до определенного размера, ограниченного размерами блока. Сами же данные хранятся на серверах или с помощью гипермедийных протоколов связи, таких как, например IPFS (от англ. InterPlanetary File System – Межпланетная Файловая Система) (Рисунок 2).

Рисунок 2. Обработка данных в блокчейне

Хэш используется в блокчейне для защиты целостности данных, хранящихся в распределенной бухгалтерской книге. Вводные произвольного размера выполняют вычисления и выдают результат в виде хэшей. Функция свертки гарантирует, что никакие входные сигналы не дадут одинаковых данных – они должны быть устойчивы к переменам. Хэш-функции жизненно важны для защиты DLT. Благодаря этому процессу каждый добавленный блок получает хэш предыдущего (Рисунок 3), в то время как новый передается всем узлам. Каждый узел хранит свою собственную копию: любой, кто захочет изменить один блок, должен будет обновить данные сразу на всех нодах, что становится заметно сложнее по мере роста их количества.

Рисунок 3. Как формируется блокчейн

Механизмы консенсуса

Распределенные системы, как и блокчейн, нуждаются в синхронизации узлов сети для подтверждения транзакции – перед ее добавление в блокчейн.

Каждый блокчейн использует разные механизмы консенсуса. Большинство из них оптимизированы под:

• Повышение скорости транзакций.
• Снижение энергопотребления.
• Повышение децентрализованности.
• Повышение уровня безопасности и масштабируемости.

Стоит отметить, что ни один консенсус не может обладать сразу всеми вышеперечисленными преимуществами – обычно речь идет о том, что механизм сосредотачивается на реализации одного или нескольких пунктов.

Доказательство выполнения работы (PoW от англ. Proof of work) и доказательство доли владения (PoS от англ. Proof of Stake) – это наиболее популярные принципы консенсуса. На Рисунке 4 продемонстрированы другие известные механизмы:

1. Доказательство выполнения работы (PoW) – это оригинальный механизм консенсуса. Он требует решения сложных математических задач, и только тот, кто сможет сделать это первым, получает награду. Каждый майнер соревнуется за право решить головоломку, вкладывая значительные средства в вычислительную мощность своего компьютера. Это полностью безопасный алгоритм, поскольку вмешаться в блокчейн не никак не получится. PoW является энергоемким процессом – алгоритм плохо масштабируется, да и время подтверждения операции порой оставляет желать лучшего, поскольку в среднем оно составляет несколько минут.

Пример использования: Биткойн, самая первая и наиболее популярная криптовалюта, использует PoW в качестве механизма консенсуса.

2. Доказательство доли владения (PoS) – как следует из названия, валидаторы здесь делают ставку на активы пользователя для подтверждения транзакции. PoS – это наиболее популярная альтернатива PoW, во многом благодаря куда меньшим энергозатратам и более высокой скорости транзакций. В секунду осуществляется более 15 сделок. Впрочем, у PoS есть и минусы. Например, система залога: если на монету делается залог, то ее невозможно будет обменивать до окончания оговоренного периода.

Пример использования: В этом году Ethereum, второй по величине блокчейн, перешел на PoS (с PoW), и ожидается, что потребление энергии сократится на 99%. Flow, Polygon и Cardano –  примеры других блокчейнов, перешедшие на PoS. NBA Top Shot на базе блокчейна Flow использует PoS для подтверждения транзакций.

3. Делегированное доказательство доли (DPoS) – это усовершенствованная версия PoS, основанная на системе голосования. Пользователи выбирают валидаторов блока, которые, в свою очередь, дают зеленый свет операциям. Валидаторы получают вознаграждение за свою работу. Их деятельность постоянно модерируется, и они могут быть немедленно удалены, если действуют против интересов сети. DPoS эффективнее и быстрее, чем PoS – он способен обеспечивать от двух до десяти тысяч транзакций в секунду. DPoS также более централизован, чем PoS, но не обошлось и без недостатков: DPoS достаточно уязвим к мошеннической деятельности.

Пример использования: Upland (метавселенная) использует блокчейн EOS, работающий на DPoS.

4. Доказательство концепции (PoC) – впервые этот алгорит был введен в телекоммуникационной отрасли. Он построен на базе протокола консенсуса Helium, который использует HoneyBadgerBFT (алгоритм консенсуса для асинхронных сетей).

Пример использования: Helium работает на основе криптовалюты HNT. Разработчики описывают ее как «беспроводную сеть, с надежной базой для пользователей, размещающих в ней свои устройства». Helium состоит из девайсов, называемых Helium hotspots (точки доступа), которые представляют собой устройства с антеннами, способные передавать объемы данных на большие расстояния с помощью радиочастот. Блокчейн Helium использует PoC для проверки подлинности местоположения – действительно ли точка доступа находится в том или ином месте. Как заявляет команда разработчиков Helium, «PoC на постоянной основе проверяет, что точки доступа предоставляют свое настоящее местоположение и покрывают сеть, которую они же сами и создают».

5. Доказательство власти (PoA) – этот консенсусный алгоритм очень похож на PoS, но ставка здесь делается на личность пользователя, а не на его активы. Этот механизм использует весьма ограниченное число доверенных валидаторов, что позволяет проводить от 50 до двух тысяч транзакций в секунду. Это идеальный вариант для частных блокчейнов, поскольку валидатор здесь не анонимен. Недостатками PoA является слабая децентрализованность и ограниченность количества узлов.

Пример использования: Консорциум R3 вместе с 39 другими международными финансовыми организациями протестировал принцип работы «Знай своего клиента» (KYC от англ. Know Your Customer) с использованием PoA через Microsoft Azure.

Сеть Ronin использует PoA, а компания Sky Mavis в своей популярной видеоигре Axie Infinity, где пользователи имеют реальную возможность зарабатывать, в настоящее время имеет широкую свободу действий в отношении валидаторов.

6. Доказательство историчности (PoH) – это один из самых новых механизмов консенсуса. Блоки обрабатываются последовательно, и любой новый блок должен быть сначала утвержден, прежде чем добавлен в цепочку. В PoH каждый блок получает отметку, в которой содержится информация о том, каким образом он был получен, и когда это произошло.

Пример использования: Solana сочетает PoH с PoS для создания чрезвычайно быстрой сети, которая способна осуществлять до 60 тысяч транзакций в секунду.

Рисунок 4. Виды механизмов консенсуса

Существует также и множество других механизмов консенсуса, таких как, например, Proof of Activity, Proof of Identity, Proof of Elapsed Time, Proof of Capacity, Delegated Byzantine Fault Tolerance, Practical Fault Tolerance и т.д. После выбора механизма консенсуса, основанного на потребностях бизнеса, компании должны будут распределить роли – нужно назначить управляющих и проверяющих.

Как работает блокчейн?

Блокчейн децентрализован (решения принимается разрозненной сетью) и «недоверчив» (консенсус обычно достигается сетью, а не одним органом). На Рисунке 5 показаны этапы добавления блока и описана природа блокчейна.

Рисунок 5. Как работает блокчейн

Что такое смарт-контракты?

Смарт-контракты – это программы, хранящиеся в блокчейне. Они представляют собой самоисполняющиеся утверждения вида if-then между двумя или более сторонами (Рисунок 6). Когда все условия выполняются, контракт считается завершенным. Встроенные в блокчейн смарт-контракты необратимы, но они предоставляют различные преимущества: скорость, точность, прозрачность, безопасность, а главное – экономию средств.

Рисунок 6. Процесс реализации смарт-контракта

Смарт-контракты могут самостоятельно проверять выполнение условий, и в случае чего завершаться без участия посредника или любого другого центрального органа. Код смарт-контрактов находится в блокчейне, так что любой человек, имеющий доступ к системе, может проверить его и убедиться в подлинности смарт-контракта.

Влияние блокчейн-платформ на телекоммуникационные компании: повышение эффективности за счет автоматизации

Операторы связи могут использовать смарт-контракты и блокчейн для автоматизации некоторых процессов, тем самым значительно повышая эффективность многих систем. Большое количество телекоммуникационных компаний используют системы поддержки операций (OSS от англ. Operation Support System) и системы поддержки бизнеса (BSS от англ. Business Support System) в различных сферах своей деятельности. Рыночная экономика закономерно привела к тому, что у компаний появилось свойство «недоинвестировать» в OSS и BSS. Смарт-контракты упрощают и автоматизируют многие из экономических процессов, позволяя лицам совершать сделки напрямую друг с другом, а также предотвращать любые споры. Это снижает расходы, делая расчеты по платежам мгновенными. Это лишь один из способов, которыми блокчейн может повлиять на телекоммуникационный сектор в краткосрочной перспективе.

Преимущества для медиа: новые кэш-флоу и бизнес модели

Блокчейн является фундаментом для многих приложений на Web3, в то время как смарт-контракты существенно меняют методы ведения бизнеса. Криптовалюты, такие как, например, Bitcoin и Ethereum, поддерживают микроплатежи, непрактичные при использовании классических платежных средств из-за комиссионных сборов. Весьма широкое применение микроплатежи нашли в музыкальной сфере – пользователи могут покупать понравившиеся треки в один клик с помощью криптовалюты, не платя при этом комиссии.

Конечно, музыка – это не единственная отрасль, которая выигрывает от применения DLT. Практически все виды цифровых медиа могут использовать преимущества блокчейнов. Например, эффективно отслеживая права на интеллектуальную собственность, или оптимизируя процессы выплат, краудфандинга. Блокчейн также значительно улучшает индустрию цифровой рекламы: смарт-контракты дают полное представление о транзакциях и о методах распространения рекламы. Они также позволяют выявлять несоответствие кликов, обеспечивая максимальную прозрачность. Это пример лишь одной из областей медиаиндустрии, на которую блокчейн повлияет в ближайшем будущем.

Как выбрать блокчейн?

Существует два основных вида блокчейна: открытый и закрытый. Первый доступен для всех, а второй только по приглашению. У этих двух видов есть также четыре подвида:

1. публичный;
2. частный;
3. консорциумный;
4. гибридный.

Рисунок 7. Открытые и закрытые блокчейны

Публичные

Публичные блокчейны полностью децентрализованы и не имеют ограничений – любой желающий может присоединиться к ним. Они предоставляют равные права на доступ к сети и позволяют любому пользователю создавать новые блоки или проверять уже существующие. Высокое энергопотребление, вызванное необходимостью поддерживать DLT, отсутствие полной конфиденциальности и анонимности – пожалуй, главные недостатки публичных блокчейнов. Также по причине общедоступности существует повышенная вероятность взлома, кражи токенов и заспамления сети.

Пример использования: Helium – это публичный блокчейн с открытым исходным кодом, который стимулирует создание децентрализованных сетей. Вместо того чтобы создавать сеть самостоятельно, Helium платит частным лицам своей криптовалютой HNT (от англ. Helium Network Tokens) за управление точками доступа. Так разработчики освобождают себя от создания и обслуживания сети, экономя массу времени.

Частные

В частных блокчейнах владелец определяет уровень доступа к сети. Все правила устанавливаются администрацией – эта особенность делает их отличным вариантом для компаний, которые хотят получить все преимущества от использования сети в локальной среде.

Более того, частные блокчейны, как правило, быстрее и безопаснее, поскольку владелец вручную мониторит и контролирует узлы, что позволяет достигать консенсуса за минимальное время.

Пример использования: R3, консорциум крупнейших финансовых учреждений мира, создал DLT-платформу с открытым исходным кодом под названием Corda. Она полностью безопасна и была разработана преимущественно для операций в сфере финансов. HSBC (одна из крупнейших в мире организаций, предоставляющих банковские услуги) внедрила Corda в Google Cloud.

Компания HSBC использовала Corda для своей блокчейн-платформы Digital Vault, оцифровав некоторые записи о транзакциях, что позволило сократить время регистрации клиентов с нескольких месяцев до всего нескольких недель.

Консорциумные

Консорциумные блокчейны похожи на частные, но отличаются от них некоторыми вещами. Например тем, что ими управляют объединившиеся организации. Среди преимуществ консорциумных блокчейнов можно выделить высокий уровень контроля, безопасности, скорости и масштабируемости. Впрочем, есть и недостатки: для внедрения любого обновления (даже незначительного) необходимо согласие всех участников.

Пример использования: we.trade – торговая платформа на основе блокчейна, созданная консорциумом европейских банков. Она работает с помощью DLT и смарт-контрактов для упрощения финансовых операций – даже если те проходят между резидентами разных стран. we.trade использует технологии частного блокчейна под названием IBM Hyperledger.

Гибридные

Гибридные блокчейны взяли все самое лучшее сразу от публичных и частных блокчейнов. Они управляются одной организацией, имеющей полный доступ, но при этом, как и публичные блокчейны, стремятся к целостности, прозрачности и безопасности. Гибридные блокчейны позволяют компаниям не обращать внимания на технические ограничения платформ.

Пример использования: XinFin – гибридный блокчейн, построенный на Ethereum (публичный) и на Quorum (частный). XinFin работает на основе механизма консенсуса DPoS.

Заключение

Блокчейн может упростить многие бизнес-процессы и предоставить новые уникальные возможности для бизнеса. Децентрализованная сеть обеспечивает выгоду за счет своей прозрачности, эффективности и безопасности. Блокчейны хорошо себя зарекомендовали в:

1. Телекоммуникационной сфере – блокчейн дает компаниям возможность автоматизировать выставление счетов клиентам, роуминг и управление цепочками поставок. Блокчейн одинаково хорошо будет работать в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе – для начала цепочка блоков адаптируется для внутреннего использования, а затем открывается для внешних клиентов. Далее появляется возможность внедрять комплексные сценарии, как, например, управление данными, активами, обеспечение доходов или даже развитие оверлейных сетей.
2. Медиа сфере – от использования блокчейна в медиа сфере выигрывают все: и разработчики, и потребители, и даже издатели. Кроме того, блокчейн открывает новые возможности для получения прибыли, поскольку делает взаимодействие между создателями и потребителями контента более гибким. Блокчейн в медиасфере – это внедрение новых бизнес-моделей, ориентированных на микроплатежи и роялти.