כיצד לאתר בלוקצ'יין אפוי למחצה

כאשר שרשראות ובלוקים אינם משרתים מטרה מועילה

כחצי שנה עברו מאז שהתעורר סקטור הפיננסים בהמוניהם לאפשרויות של חסימות חסימות מורשות, או להשתמש במונח הכללי יותר, "ספר חשבונות מבוזר". בתקופה שחלפה מאז נצפה צונאמי של פעילויות, כולל דוחות מחקר, השקעות אסטרטגיות, פרויקטים של פיילוט והיווצרות קונסורציות רבות. איש אינו יכול להאשים את עולם הבנקאות בכך שהוא לא מתייחס ברצינות לפוטנציאל הטכנולוגי הזה.

באופן טבעי, הגידול הנפיץ בפרויקטים של blockchain הניע את פיתוחן של פלטפורמות blockchain מורשות, שעליהן בנויים אותם פרויקטים. לדוגמא, המוצר שלנו MultiChain שילשה את השימוש בשנה האחרונה, בין אם אנו מודדים תנועה באינטרנט, הורדות חודשיות או בירורים מסחריים. וכמובן שיש הרבה מאוד פלטפורמות אחרות, למשל BigChainDB, שַׁרשֶׁרֶת, קורדה, קרדיטים, גורמים, אריס, בד, Ethereum (פרוס ברשת סגורה), HydraChain ו אופצ'יין. שלא לדבר על עוד סטארט-אפים שפיתחו איזו פלטפורמת blockchain אך לא הפכו אותה לזמינה לציבור.

עבור חברות המעוניינות לחקור ולהבין טכנולוגיה חדשה, שפע של בחירות הוא בדרך כלל דבר טוב. עם זאת, במקרה של מחסומי חסימה, שעדיין נותרו מוגדרים בצורה רופפת ומובנים בצורה גרועה, קרנית שפע זו מגיעה עם חסרון משמעותי: רבים מפלטפורמות ה"בלוקצ'יין "הזמינות אינן מתייחסות למעשה לבעיית הליבה שאמורה להיפתר. ומה הבעיה? הרשו לי לצטט את התמצית הגדרת וידאו מאת ריצ'רד גנדל בראון, CTO של R3, במלואו:

ספר חשבונות מבוזר הוא מערכת המאפשרת למפלגות שאינן אמינות זו בזו לחלוטין להגיע להסכמה לגבי קיומן, טיבן והתפתחותן של מערכת עובדות משותפות מבלי שיהיה עליהן להסתמך על צד שלישי מרכזי מהימן לחלוטין.

כדי לקחת דוגמא קיצונית, קחו בחשבון חבורה של לבני לגו הקשורות בחוט. אם אנו משתמשים במונח "שרשרת חסימת" כדי לתאר פריט אופנה זה, מי יאמר שאנחנו לא מתארים זאת במדויק? ובכל זאת, שרשרת הבלוקים הספציפית הזו לא תעזור למספר גורמים לשתף בבטחה ובישירות מסד נתונים ללא מתווך מרכזי. באופן דומה, הרבה פלטפורמות "blockchain" עושות משהו שקשור לשרשראות של בלוקים, אך חסרות גם את המאפיינים הדרושים כדי לשמש בסיס למאגר עמיתים לעמית.

שרשרת בלוקים נוספת שאינה עוזרת בשיתוף בסיס נתונים - מָקוֹר.

מינימום blockchain בר קיימא

על מנת להבין את הדרישות הבסיסיות של ספר גדול מבוזר, זה עוזר להבהיר כיצד מערכות אלה נבדלות ממאגרי נתונים רגילים, הנשלטים על ידי גורם יחיד. לדוגמא, בואו ונבחן מערכת פשוטה למעקב אחר מי הבעלים של מניות של חברה מסוימת. לספר החשבונות, המיושם במסד נתונים, שורה אחת לכל בעלים המכילה שתי עמודות: מזהה הבעלים, כמו שמו, וכמות המניות המתאימה.

להלן שש דרכים מכריעות בהן מערכת זו עלולה להיכשל במשתמשיה:

• זיוף: העברת מניות מאדם לאדם ללא אישור השולח.
• צֶנזוּרָה: מסרב למלא את בקשת מישהו להעביר כמה מניות במקום אחר.
• התהפכות: ביטול העברה שהתרחשה בשלב מסוים בעבר.
• חוסר לגיטימציה: שינוי הכמות הכוללת של המניות במערכת ללא פעולה מקבילה של המנפיק.
• חוסר עקביות: מתן תגובות שונות לפניות של משתמשים שונים.
• זמן השבתה: לא מגיב לבקשות הנכנסות למידע בכלל.

בגלל כל האפשרויות הללו, בעלי המניות חייבים לשמור על רמה גבוהה של אמון במי שמנהל את הספירה הזו מטעמם. בנייה וניהול של ארגון הראוי לאמון זה כולל טרחה ועלות משמעותיות.

מחזיקי חסימות או ספר ספר מבוזר מסירים את הצורך במפעיל בסיסי מסוג זה, בכך שהם מאפשרים למשתמשים בבסיס הנתונים ליצור קשר ישיר זה עם זה על בסיס עמית לעמית. בדוגמא שלנו, בעלי המניות יכלו להחזיק בבטחה את מניותיהם ב- blockchain שאותם הם מנהלים באופן קולקטיבי, ולבצע העברות זה לזה באופן מיידי דרך אותה שרשרת. (החיסרון הוא אובדן סודיות משמעותי בין משתמשי הרשת, שלא נתייחס אליהם כאן, אך כבר התייחסתי אליהם בעבר נדון באריכות.)

כל זה מחזיר אותנו לשאלת פלטפורמות blockchain. על מנת לשמש בסיס בר-קיימא לשיתוף מסד נתונים בין עמיתים, על blockchain להגן על משתתפיו מפני כל ששת סוגי הכישלון במאגר - זיוף, צנזורה, היפוך, עסקאות בלתי לגיטימיות, חוסר עקביות והשבתה. בעוד שמוצרים רבים בשוק עומדים בדרישות אלה, לא מעט מהם מצליחים להגיע. אני מכנה את מחסומי החסימה האלה "אפויים למחצה" מכיוון שהם עשויים להתייחס כמה מהסיכונים הללו, אך לא כולם. במובנים מסוימים לפחות, משתמשי בסיס הנתונים תלויים בהתנהגות טובה של משתתף יחיד, וזה בדיוק התרחיש שאנחנו רוצים להימנע ממנו.

שרשרות הבלוקים האפויות למחצה מגיעות בכל סוג של זנים, אך שלושה ארכיטיפים בולטים כנפוצים או ברורים ביותר. אני לא מתכוון לתת שם למוצרים בודדים כי טוב, אני לא רוצה להעליב. קהילת ההפעלה של blockchain קטנה כל כך שרובנו מכירים זה את זה דרך כנסים ופגישות אחרות, והאינטראקציות נוטות להיות חיוביות. אף על פי כן, אם מחזיקי חסימות (במובן של מסדי נתונים מועילים של עמיתים לעמית) יראו אי פעם קטגוריית מוצרים קוהרנטית, חשוב להבדיל בין פתרונות חצי אפויים לאמיתיים.

ה- blockchain מאמת אחד

דפוס אחד שראינו כמה פעמים הוא blockchain בו רק משתתף אחד יכול לייצר את הבלוקים שבהם אושרות עסקאות. עסקאות נשלחות לצומת אחד זה במקום לשדר לרשת בכללותה, ולכן קבלתן כפופה לגחמות המפלגה הזו ולא לאיזה קונצנזוס של הרוב. ובכל זאת, ברגע שנבנה בלוק על ידי מפלגה מרכזית זו, הוא משודר לצמתים האחרים ברשת, שיכולים לאשר באופן עצמאי את תוקף העסקאות בתוכו, ולהקליט את החסימה החדשה באופן מקומי וקבוע.

כדי לחזור לשש צורות התקלה של מסד הנתונים שלנו, blockchain מסוג זה רחוק מלהיות חסר תועלת. עסקאות חייבות להיות חתומות דיגיטלית על ידי הגורם אשר כספיו מעבירים, כך שלא ניתן לזייף אותו על ידי הצד המרכזי. לא ניתן להפוך אותם מאחר וכל צומת שומר על העותק האישי של השרשרת. ועסקאות אינן יכולות לבצע פעולות לא חוקיות כמו יצירת נכסים יש מאין, מכיוון שכל צומת מאמת באופן עצמאי כל עסקה לנכונות. לבסוף, כל צומת שומר עותק משלו של בסיס הנתונים, כך שתוכנו תמיד זמין לקריאה.

לרוע המזל, ארבעה מתוך שישה אינם מספיקים. הצומת האימות יכול לצנזר בקלות עסקאות בודדות, על ידי סירוב לכלול אותן בחסימות שהוא יוצר. גם אם מפעילי הצומת הזה הם כנים, מערכת או כשל בתקשורת עלולים להפוך אותו לבלתי זמין, ולגרום להפסקת כל עיבוד העסקאות. בנוסף, בהתאם להגדרה, צומת האימות עשוי להיות מסוגל להעביר גרסאות שונות של ה- blockchain למשתתפים שונים. מבחינת צנזורה ועקביות, בסיס הנתונים עדיין מכיל נקודת כישלון אחת, עליה מסתמכים כל הצמתים האחרים.

פלטפורמה אחת מציעה פיתול בתכנית זו, בה נוצרים בלוקים באופן מרכזי על ידי צומת יחידה, אולם רביעייה של צמתים ייעודיים אחרים חותמת עליהם כדי להצביע על הסכמה. מבחינת הסיכון לחוסר עקביות זה בהחלט עוזר. הצמתים במניין הרווחים ישאירו רק את חתימותיהם לגרסה יחידה של הבלוקצ'יין, אשר על כן יכולה להיחשב כסמכותית. עם זאת, צומת המנין אינה יכולה לעזור אם מחולל החסימה מצנזר עסקאות או יאבד את הקשר לאינטרנט. בסופו של דבר, סוג blockchain זה עדיין משתמש בארכיטקטורה לרכזת דיבור, ולא ברשת עמיתים לעמית.

ה- blockchain של המדינה המשותפת

מבחינה טכנית, ישנם קווי דמיון רבים בין חסימת חסימה למאגרי נתונים מבוזרים מסורתיים יותר כמו קסנדרה ומונגדו. בשני המקרים, עסקאות יכולות להיות יזומות על ידי כל צומת ברשת, ועליהן להגיע לכל שאר הצמתים כחלק מהקונצנזוס לגבי מצבו המתפתח של בסיס הנתונים. גם מחסומי החסימה וגם מסדי נתונים מופצים נאלצים להתמודד עם זמן החביון (עיכובים בתקשורת הנובעים מהמרחק בין צמתים) לבין האפשרות של צמתים ו / או קישורי תקשורת להיכשל לסירוגין.

בסיסי נתונים מבוזרים קיימים כבר זמן מה, כך שכל מפתח פלטפורמות blockchain יעשה טוב להבין את אלגוריתמי הקונצנזוס שלהם ואת האסטרטגיות בהן הם משתמשים בכדי להזמין עסקאות גלובליות ולפתור קונפליקטים. עם זאת, חשוב לא לקחת את ההשוואה רחוק מדי, מכיוון שרוכסי הבלוק חייבים להתמודד עם אתגר נוסף מכריע - היעדר אמון בין צמתי בסיס הנתונים. בעוד שמאגרי מידע מבוזרים מתמקדים במתן מדרגיות, איתנות וביצועים גבוהים בגבולות של ארגון יחיד, יש לתכנן מחדש את מחזיקי החסימה על מנת לבטח לַחֲצוֹת הגבולות האלה.

כדי לחזור לשישה סוגים של סיכון בסיס נתונים, צומת במאגר מבוזר צריך לדאוג רק לשבתות, כלומר האפשרות של צמתים אחרים לא להיות זמינים. צמתים יכולים להניח בבטחה כי כל עסקה והודעה ברשת תקפים ואינם עוסקים בזיוף, צנזורה, היפוך, חוסר לגיטימציה או חוסר עקביות. הבעיה הגרועה ביותר שלהם היא התמודדות עם שתי עסקאות סימולטניות אך תקפות, שיזמו בצמתים שונים, שמשפיעות על אותה פיסת נתונים. פיתרון סכסוכים זה בשום פנים לא טריוויאלי, אבל זה עדיין הרבה יותר קל מאשר לדאוג "תקלות ביזנטיות", בהם צמתים מסוימים פועלים בכוונה כדי לשבש את תפקודם של אחרים.

ניתן לשתף בסיס נתונים רק בבטחה לרוחב גבולות אמון אם צמתים מתייחסים לכל הפעילות ברשת עם חשד מסוים. לדוגמה, כל עסקה שמשנה את מסד הנתונים חייבת להיות חתומה באופן דיגיטלי בנפרד מכיוון שבארכיטקטורה בין עמיתים לעמית אין דרך אחרת לדעת את נקודת המוצא האמיתית שלה. באופן דומה, יש להעריך ביקורת ביקורתית על כל הודעה נכנסת, כגון הכרזת על חסום חדש. שלא כמו בבסיסי נתונים מבוזרים, אסור לצמתים להיות מסוגלים לשנות באופן מיידי וישירות את מצב הצומת אחר.

כמה פלטפורמות "blockchain" פותחו על ידי התחלת בסיס נתונים מבוזר ופיזור חלק מהתכונות העליונות כדי להפוך אותן לחסימות יותר. לדוגמה, על ידי קיבוץ עסקאות לבלוקים ואחסון hashes (טביעות אצבע דיגיטליות) של אותם בלוקים במסד הנתונים, הם שואפים להוסיף צורה של חוסר יכולת לשנות. אך אלא אם כל צומת יכול להיות בטוח שרשימת החיפזות שלו לא ניתנת לשינוי על ידי צומת אחר, ניתן לשנות בקלות סוג זה של אי-יכולת להשתנות. התגובה הסטנדרטית לביקורות אלה היא שניתן לפתור כל בעיית אבטחה עם מספיק זמן וקידוד. אבל זה כמו להחזיק כמה אסירים בשדה פתוח, ולנסות לעצור אותם בבריחה עם חוטים משולבים ותעלות. הרבה יותר בטוח להשתמש במבנה בטון בנוי למטרה, שדלתותיו נעולות וחלונותיו חסומים.

ה- blockchain בענן האחד

ללא ספק התופעה המוזרה ביותר שראיתי היא פלטפורמות blockchain שאליהן ניתן לגשת רק דרך פלטפורמה מבוססת ענן כשירות. כדי להיות ברור, אנחנו לא מדברים על חלק ממשתתפי blockchain בחירה לארח את הצמתים אצל ספק הענן שלהם לפי בחירה, כגון Microsoft Azure or אמזון שירותי אינטרנט. במקום זאת, זה blockchain שיכול רק ניתן לגשת אליו דרך ממשקי API שנחשפים על ידי שרתי החברה "המארחים" אותו.

הבה ונדאג, למען הוויכוח, כי לספק blockchain ריכוזי יש באמת קבוצה של צמתים הפועלים בשליטתו. מה זה משנה למשתמשים במערכת ששולחים בקשות API ומקבלים תגובות? למשתתפים אין דרך להעריך אם העסקאות של כולם עובדו ללא השמטה או שגיאה. אולי השירות המרכזי אינו תקין, או אולי הוא מצנזר או הופך כמה עסקאות בכוונה. ואם אתה מאמין שלספק blockchain אין סיבה לעשות זאת, מדוע לא להשתמש בהם כדי לארח מסד נתונים ריכוזי רגיל במקום זאת? תקבל מוצר בוגר יותר עם ביצועים טובים יותר, ולא תסבול מאף אחד מהסיכונים בעבודה עם טכנולוגיות חדשות. בקיצור, מחסומי חסימה מרכזיים שימושיים בערך כמו לגו על מיתר.

פיתרון התעלומה

ראינו כעת שלושה סוגים של פלטפורמה המשווקים את עצמם כ- "מחסומי חסימות", ואכן עושים שימוש מסוים בשרשרת בלוקים, אך שאינם פותרים את הבעיה הבסיסית שלשמה מיועדות מערכות אלה. לסיכום, זה כדי לאפשר שיתוף בבסיס נתונים יחיד בבטחה ובישירות על פני גבולות אמון, ללא מתווך מרכזי.

חוץ מלהצביע על תופעה מוזרה זו, אני מאמין שזה מאלף לשקול מה עשוי לבסס אותה. מדוע כל כך הרבה חברות סטארט-אפ blockchain בונות מוצרים שאינם מקיימים את ההבטחה לטכנולוגיה זו, לרוב אינם משיגים יותר מאשר מסדי נתונים מרכזיים או מבוזרים מסורתיים? מדוע אנשים כה מוכשרים מבזבזים כל כך הרבה מזמנם?

אני יכול לראות שתי כיתות הסבר עיקריות - טכניות ומסחריות. ראשית עם הטכני, די מסובך ליצור מערכות קונצנזוס מבוזרות שיכולות לסבול צמתן אחד או יותר להתנהג בזדון בדרכים בלתי צפויות. במקרה של MultiChain, קצת רימהנו, באמצעות יישום ההפניה הקשוחה של ביטקוין כנקודת מוצא, ואז החלפנו הוכחת עבודה על ידי אלגוריתם קונצנזוס דומה המכונה "גיוון הכרייה". צוותים המפתחים צומת blockchain מאפס נאלצים לחשוב לעומק על תהליכים אסינכרוניים ויריביים - שילוב שמעט מתכנתים בעלי ניסיון בו. אני בהחלט יכול להבין את הפיתוי לקחת קיצור דרך, כמו למשל להשתמש בצומת יחיד לייצור חסימות, או פיגי -backינג במסד נתונים מופץ קיים, או רק הפעלת צמתים בסביבה מהימנה. הבחירה באחד מאלה ללא ספק מקלה על מפתחים את החיים, גם אם זה מערער את כל העניין.

באשר מסיבות מסחריות, נראה כי כל סטארט-אפ מתקרב להזדמנות blockchain מזווית אחרת. אצלנו במדעי המטבע, אנו מתמקדים בהפוך לספק תוכנת (מסד נתונים), ולכן אנו מפיצים את MultiChain בחינם תוך פיתוח צומת פרימיום עם תכונות נוספות. חברות סטארט-אפ אחרות רוצות למכור שירותי מנויים, כך שבאופן טבעי הם יבנו פלטפורמה שלקוחות אינם יכולים לארח את עצמם. חלקם מקווים לשלוט באופן מרכזי בבלוקצ'יין או לעזור לבני זוגם לעשות זאת (שאיפה מוזרה לטכנולוגיית התערבות!) ונמשכים באופן טבעי לאלגוריתמים קונצנזוס המסתמכים על צומת יחידה. ולבסוף, יש חברות שהמטרה העיקרית שלהן היא למכור שירותי ייעוץ, ובמקרה זה הפלטפורמה שלהם לא צריכה בכלל לתפקד, כל עוד האתר שלה מכניס כמה לקוחות גדולים.

אולי נושא אחר הוא שחלק מחברות הבלוקצ'יין מנוהלות על ידי אנשים שללא ספק מתפוצצים מכישרון, אך חסרי הבנה מעמיקה של הטכנולוגיה עצמה. בחברות סטארט-אפ המגלמות תחום חדש, זה כנראה חיוני לקבלת החלטות אסטרטגיות על ידי אנשים שמבינים את אופיו של אותו תחום וכיצד הוא שונה ממה שקודם לכן. לא מעט סטארט-אפים של blockchain ככל הנראה ציירו את עצמם לפינה על ידי רדיפה אחר חזון מוצר שהוא אטרקטיבי עבור הלקוחות שלהם, אך לא ניתן לבנות אותם בפועל.

כמשתמש בחסימונים, איך אתה יכול להימנע מלהיתפס על ידי שגיאות אלה? כשאתם מעריכים פלטפורמת blockchain מסוימת, הקפידו לשאול האם היא עומדת בשש הדרישות של שיתוף בטוח בין עמיתים לעמיתים: מניעת השבתה וחוסר עקביות, כמו גם זיוף עסקות, צנזורה, היפוך ולא לגיטימיות. ולהיזהר מהסברים שמורכבים מדי מלמול או מנופפות ביד - הם כנראה מתכוונים שהתשובה היא לא.

אנא פרסם הערות ב LinkedIn.

מקור: https://www.multichain.com/blog/2016/12/spot-half-baked-blockchain/