Prywatny, Publiczny i Federacyjny Blockchain – Jakie są różnie?

Spis treści

Publiczne Blockchainy
Prywatne Blockchainy
Federacyjne Blockchainy
Który jest najlepszy?
Wnioski końcowe

Wraz z powstaniem Bitcoina, położone zostały podwaliny pod nowy przemysł obracający się wokół technologii leżącej u podstaw pierwszej kryptowaluty: blockchainu. Pionierscy inwestorzy i wynalazcy odkryli potencjał tej technologii i nie ustają w poszukiwaniu jej zastosowań w licznych sektorach gospodarki.

Mogliście słyszeć o kryptowalutach. Bitcoin jest jedną z nich – cyfrowym pieniądzem pozbawionym czyjejkolwiek autorytarnej kontroli. Zamiast polegać na jednym punkcie zaufania, Bitcoin wykorzystuje kombinację technologii rozproszonych baz danych, zachęt ekonomicznych oraz szyfrowania kryptograficznego, w celu umożliwienia koordynacji wielu użytkowników bez zwierzchnictwa administratorów sieci.

Struktura danych używana przez sieć Bitcoin wzbudziła powszechne zainteresowanie w ciągu ponad 10 lat od jej utworzenia. Dziś podejmowane są eksperymenty zastosowania blockchainu w bankowości i finansach, łańcuchach dostaw, legislacji, a także administracji publicznej.

Jeżeli przegapiłeś Wprowadzenie do technologii blockchain: blockchain, mówiąc krótko, jest prostą strukturą danych, w której informacje wejściowe nie mogą być edytowane. Intuicyjnie o blockchainie można myśleć jak o arkuszu kalkulacyjnym, gdzie każda komórka nawiguje do poprzedniej, zatem każda próba edytowania jej, doprowadziłaby do zmiany całej wcześniejszej struktury. Blockchainy przechowują głównie dane na temat historii transakcji. Jednak jak się później okazało, można w nich zamieścić wszelkiego rodzaju dane cyfrowe.

Idąc dalej z analogią arkusza kalkulacyjnego, sam dokument przechowywałoby wielu użytkowników. Każdy z nich posiadałby specjalistyczne oprogramowanie uruchomione na swoim urządzeniu, łączące się z komputerami innych użytkowników z tym samym oprogramowaniem, co sprawiłoby, że dane w arkuszu każdego z nich byłyby aktualizowane w czasie rzeczywistym.

Nie istnieje centralne źródło dostarczające użytkownikom danych (sieć opiera się na rozproszonej architekturze). Choć sprawia to, że rozpowszechnianie informacji w sieci jest wolniejsze, to sama sieć zyskuje na bezpieczeństwie i odporności na przepełnianie od nadmiaru danych.

W następnej części przyjrzymy się trzem rodzajom blockchainów – prywatnym, publicznym oraz federacyjnym. Zanim to jednak zrobimy, przypomnijmy wszystkie cechy wspólne poszczególnych typów łańcuchów bloków:

Jednostronna księga rachunkowa – w celu zakwalifikowania czegoś jako blockchain, Twój system musi posiadać strukturę blokową, w której każdy blok jest połączony z ostatnim. Jeśli nasz blockchain jest zbiorem komórek w arkuszu kalkulacyjnym, to każda pojedyncza komórka to jeden blok.
Sieć węzłów – każdy z uczestników sieci posiada kopię blockchainu. Użytkownicy nazywani są węzłami, a i ch interakcja odbywa się w trybie peer-to-peer.
Mechanizm Konsensusu – w sieci blockchain musi istnieć algorytm pozwalający rozproszonym węzłom dojść do porozumienia i uzgodnić poprawność transakcji propagowanych w sieci, wykluczając fałszywe dane.

Poniższa tabela podsumowuje główne różnice poszczególnych systemów blockchain.

	Typu blockchainów
	Publiczne	Prywatne	Federacyjne
Dostępny dla wszystkich?	Tak	Nie	Nie
Kto ma do niego wgląd?	Każdy	Tylko zaproszeni użytkownicy	Różnie
Kto może dodawać dane?	Każdy	Zatwierdzeni uczestnicy	Zatwierdzeni uczestnicy
Właściciel	Brak	Pojedynczy podmiot	Liczne podmioty
Czy uczestnicy są znani?	Nie	Tak	Tak
Prędkość transakcji	Niska	Wysoka	Wysoka

Publiczne Blockchainy

Jeśli korzystałeś ostatnio z kryptowalut, najprawdopodobniej miałeś do czynienia z publicznymi blockchainami. Stanowią one przeważającą większość istniejących łańcuchów bloków. Nazywamy je publicznymi, gdyż każdy posiada dostęp do systemu (wystarczy pobrać odpowiednie oprogramowanie) i wgląd w historię transakcji.

Często mówimy również o dostępności publicznych blockchainów dla wszystkich (z ang. permissionless). Żaden podmiot zarządzający nie stoi na przeszkodzie użytkownikom chcącym dołączyć do sieci i wejść w interakcję z mechanizmem konsensusu (dla przykładu, poprzez górnictwo lub stakowanie). Ponieważ każdy może dołączyć i zostać nagrodzonym za swoją rolę w osiąganiu konsensusu i zabezpieczania sieci, spodziewalibyśmy się wysoce zdecentralizowanej topologii sieci zbudowanej wokół publicznego łańcucha.

W tym samym duchu oczekiwalibyśmy, że publiczny blockchain będzie bardziej odporny na cenzurę niż prywatny (lub częściowo prywatny). Ponieważ każdy może przystąpić do sieci, protokół musi zawierać pewne mechanizmy, umożliwiające anonimowe uzyskanie przewagi w sieci przez złośliwe podmioty.

Podejście zorientowane na wysokie bezpieczeństwo w przypadku publicznych blockchainów wiąże się z kompromisami w zakresie efektywności sieci. Wiele z sieci publicznych kryptowalut ma problemy z przepustowością i szybkością transakcji. Co więcej, wprowadzanie udoskonaleń sieci i aktualizacji stanowi wyzwanie, gdyż rzadko kiedy dochodzi do sytuacji, w której wszyscy uczestnicy zgadzają się co do proponowanych zmian.

Prywatne Blockchainy

Silnie kontrastując z otwartością publicznych sieci blockchain, prywatne łańcuchy bloków ustanawiają ścisłe reguły dyktujące, kto posiada wgląd do historii transakcji, a także kto może dodawać nowe dane do łańcucha (są to tzw. środowiska upoważnione). Prywatne blockchainy nie są zdecentralizowane i opierają się na hierarchicznej strukturze kontroli. Są natomiast rozproszone, gdyż sieć zarządzana i podtrzymywana jest przez wiele węzłów posiadających kopię bazy danych.

Prywatne łańcuchy bloków z natury są lepiej dostosowane dla firm, chcących wykorzystać cechy blockchainów bez publicznego udostępniania danych zawartych w sieci.

Proof of Work (Dowód Pracy) zużywa wiele energii elektrycznej, ale okazał się konieczny dla otwartego środowiska publicznych blockchainów, biorąc pod uwagę wymóg zachowania bezpieczeństwa sieci. W prywatnych blockchainach zagrożenia, do których PoW zniechęca są nieszkodliwe – każdy uczestnik systemu jest znany, nie ma też problemów z zarządzaniem.

Efektywniejszym algorytmem, jest w tym wypadku, taki z wyznaczonymi walidatorami. Węzły te przyjmują określone funkcje w procesie weryfikowania transakcji w sieci. Ogólnie rzecz biorąc, polega on na grupie węzłów biorących udział w podpisywaniu każdego bloku. W przypadku, gdy węzły zaczną działać złośliwie, mogą zostać momentalnie zatrzymane i usunięte z sieci. Mając na uwadze pełną kontrolę podmiotu nad prywatnym blockchainem, cofnięcie bloków nie stanowi problemu.

Federacyjne Blockchainy

Federacyjne blockchainy znajdują się gdzieś między łańcuchami publicznymi i prywatnymi, łącząc elementy obu. Najbardziej widoczne różnice możemy zaobserwować na poziomie mechanizmu konsensusu. Zamiast otwartego systemu, w którym każdy może zatwierdzać bloki, lub zamkniętego, gdzie tylko jeden organ sprawuję pełną kontrolę i ustanawia reguły sieci, federacyjne blockchainy opierają się na grupie jednakowo silnych uczestników sieci, funkcjonujących jako walidatorzy bloków.

Dalsze zasady systemu są elastyczne: widoczność łańcucha może być ograniczona do podmiotów operujących węzły walidacyjne, zatwierdzonych jednostek lub dostępna dla wszystkich. W federacyjnych blockchainach można z łatwością dokonywać zmian i usprawnień, pod warunkiem, że wszystkie organizacje wchodzące w skład federacji dojdą do porozumienia. Odnosząc się do samego funkcjonowania blockchainu, jeśli większość członków federacji zachowuje się uczciwie, system nie dozna problemów.

Federacyjne blockchainy są najbardziej efektywne w warunkach, kiedy członkowie federacji działają w tej samej branży. i potrzebują wspólnego systemu realizacji transakcji i przekazywania informacji. Dołączenie do konsorcjum tego rodzaju, byłoby korzystne dla organizacji w danym sektorze gospodarczym, gdyż umożliwiłoby szerszą współpracę z innymi firmami.

Który jest najlepszy?

Fundamentalnie, publiczne, prywatne oraz federacyjne blockchainy nie stoją ze sobą w sprzeczności – są to po prostu inne technologie:

Dobrze skonstruowane publiczne łańcuchy bloków przekładają odporność na cenzurę ponad prędkość i przepustowość. Blockchainy te są świetne jeśli potrzebujemy zmaksymalizować bezpieczeństwo i pewność rozliczeń transakcji (lub smart kontraktów).
Prywatny blockchain może skupić się w całości na szybkości i nie martwić o możliwość wystąpienia problemów w tym zakresie, w przeciwieństwie do publicznych sieci. Sprawdzają się one doskonale w sytuacji kiedy osoba lub organizacja musi zachować możliwość kontroli i przechowywać informacje prywatnie.
Łańcuchy federacyjne ograniczają ryzyko kontrahenta łańcuchów prywatnych (poprzez pozbycie się scentralizowanej kontroli), a mniejsza liczba węzłów potwierdzających transakcje pozwala im na znacznie skuteczniejsze działanie, aniżeli łańcuchom publicznym. Federacyjny blockchain sprawdzi się w styacji, gdy organizacje chcą usprawnić komunikację i przesył danych między sobą.

Wnioski końcowe

Istnieje wiele opcji jeśli chodzi o zastosowanie konkretnego łańcucha bloków dla osób prywatnych i firm prowadzących różne działania. Nawet w ramach publicznych, prywatnych i federacyjnych blockchainów istnieje wiele zawiłości, przekładających się na odmienne doświadczenia użytkowników. Wybór odpowiedniego blockchainu to odpowiedzenie sobie na pytanie co chce osiągnąć organizacja lub grupa podmiotów korzystająca z tej technologii i jakie są jej cele.