Moving On From Big Blockchains - Plato AiStream V2.1

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Wat winnen we aan flexibiliteit door het verlies van bewijs van werk

Als het gaat om het gebruik van blockchains voor coördinatie tussen ondernemingen, is er een probleem ter grootte van een olifant in de kamer. Naar mijn mening praat niemand genoeg over deze kwestie, of het nu gaat om ontkenning of om de hype gaande te houden. Het probleem, in een notendop, is vertrouwelijkheid.

Om samen te vatten wat ik heb eerder uitgelegd, een blockchain maakt het mogelijk een database te delen tussen entiteiten die elkaar niet volledig vertrouwen, zonder dat een centrale beheerder nodig is. In plaats daarvan is een op blockchain gebaseerde database gebaseerd op een reeks "knooppunten" die eigendom zijn van de deelnemende entiteiten. Knooppunten verzenden transacties naar elkaar op een peer-to-peer-manier, waarbij elk knooppunt onafhankelijk elke transactie verifieert. Groepen transacties worden vervolgens bevestigd in "blokken" die zijn gemaakt door speciale knooppunten die "mijnwerkers" worden genoemd. Deze blokken linken om een "blockchain" te vormen die fungeert als een uniform transactielogboek, zodat alle knooppunten consensus bereiken over de staat van de database.

Op dit moment zijn blockchains een bewezen technologie, zowel in openbare cryptocurrencies zoals bitcoin en hun privé-equivalenten. Maar ze kampen nog steeds met een fundamenteel probleem. Afgezien van geavanceerde cryptografie (voorlopig), onthullen blockchains de inhoud van elke transactie aan elke deelnemer. Waarom? Omdat om een transactie te verifiëren, elk knooppunt moet zie die transactie. Dit maakt blockchains fundamenteel anders dan gecentraliseerde databases, waarin transacties alleen zichtbaar zijn voor hun makers en de databasebeheerder.

Dus als u een blockchain voor een project overweegt, moet u dit eenvoudige principe in gedachten houden:

Blockchains zijn voor gedeelde databases waarin iedereen ziet wat iedereen doet.

Voor de duidelijkheid, zien wat iemand doet betekent niet noodzakelijk dat u het weet wie doet het. Blockchains vertegenwoordigen identiteit met behulp van betekenisloze alfanumerieke "adressen", en de meeste deelnemers hoeven niet te weten van wie deze zijn. Desalniettemin kan er veel worden geleerd door het gedrag van een adres te analyseren, en vooral door hoe het transacties uitvoert met andere adressen. Formeel betekent dit dat blockchains voorzien in pseudonimiteit in plaats van anonimiteit, omdat identiteiten in de loop van de tijd blijven bestaan. In het geval van bitcoin zijn dat meerdere bedrijven al de verkoop van diensten die de "transactiegrafiek" ontginnen om informatie te onthullen over de eigenaren van bitcoin-adressen.

Het komt erop neer dat blockchains het meest geschikt zijn voor gedeelde databases schrijfgestuurd maar gelezen ongecontroleerd. Of, om het te zeggen poëtischer, blockchains zijn transparantiemachines.

De economie van mijnbouw

Blockchains begonnen met bitcoin - een digitale, gedecentraliseerde en censuurbestendige vorm van geld. Een van de belangrijkste ontwerpdoelen van bitcoin was om iedereen een blok te laten "minen" dat transacties bevestigt, om te voorkomen dat regeringen of banken controleren wie wie kan betalen. In theorie klinkt open mining democratisch, maar op zichzelf leidt het tot een heimelijke dictatuur. Waarom? Omdat het op internet mogelijk is dat één entiteit veel verschillende identiteiten gebruikt, een probleem dat bekend staat als de Sybil-aanval. Dit betekent dat iemand de controle over block mining zou kunnen overnemen en eenzijdig zou kunnen beslissen welke transacties worden bevestigd, zonder dat iemand anders weet dat het is gebeurd.

Bitcoin lost dit probleem slim op door middel van proof of work. Bitcoin-mining mag dan open zijn, maar het is ook buitengewoon moeilijk. Om een blok te maken, moet een mijnwerker een wereldwijde race winnen om een zinloos en lastig rekenprobleem op te lossen, dat veel elektriciteit (en dus geld) verbruikt. Tegenwoordig wordt mijnbouw uitgevoerd door speciaal geoptimaliseerde hardware, maar dit maakt het niet goedkoper, omdat het netwerk regelmatig de probleem moeilijkheid om een constante snelheid van 1 blok om de 10 minuten te behouden. Dit maakt het moeilijk voor een enkele actor om de controle over de keten te grijpen, en tot dusver heeft het plan gewerkt.

In ruil voor het harde werk en de kosten krijgt de winnende miner een beloning, momenteel 25 nieuw geslagen bitcoins per blok (halveren in 2016). Miners krijgen ook een beetje extra uit de vergoedingen die aan transacties zijn verbonden, hoewel deze voorlopig een ondergeschikte rol spelen. En hier zijn enkele schokkende cijfers: in 2015 kwamen bitcoin-mijnwerkers binnen $ 375 miljoen in beloningen en vergoedingen, in ruil voor het bevestigen van 45 miljoen transacties. Dat komt uit op meer dan $ 8 per transactieen negeerde zelfs het feit dat veel van deze geen echte geldovermakingen waren.

Wie betaalt dit allemaal? Het antwoord is: bitcoin-investeerders. Miners wisselen hun nieuwe bitcoins voor het grootste deel in voor reguliere valuta zoals dollars en yuan, omdat ze dit geld nodig hebben om te betalen voor mijnbouwhardware en elektriciteit. En wat gebeurt er als de investeerders niet meer komen? Welnu, de bitcoin-prijs zal crashen, omdat mijnwerkers gedwongen worden hun bitcoins met aanzienlijk verlies te dumpen. Inderdaad, kijkend naar bitcoin's prijsgeschiedenis, zijn er verschillende periodes geweest waarin de prijs geleidelijk en onredelijk naar beneden dreef vanwege de constante aanvoer van bitcoins om te verkopen.

Ondertussen blijft bitcoin, als de eerste en meest prominente blockchain, een indrukwekkend niveau van inkomende investeringen aantrekken. Er is duidelijk ruimte voor slechts een handvol van dergelijke spraakmakende openbare blockchains, omdat de economie van open mining onvermijdelijk tot consolidatie leidt. Elke nieuwe blockchain die wordt beveiligd door een lage hoeveelheid mijnkracht, zal vanwege de inherente onveiligheid niet aantrekkelijk zijn voor eindgebruikers. Hierdoor blijft de valutawaarde laag, waardoor het geen extra mijnwerkers aantrekt. Met andere woorden, de vicieuze cirkel die ten grondslag ligt aan de explosieve groei van bitcoin zal moeilijk te herhalen zijn. Naar mijn mening zijn de enige waarschijnlijke uitzonderingen nieuwkomers zoals Ethereum en Dash die een stapsgewijze verandering bieden in termen van functionaliteit. (Ik negeer de zogenaamde samengevoegde mijnbouw evenals ideeën zoals Bewijs van het belang, omdat ze hebben nog niet bewezen om op schaal te werken.)

Het toeval wil dat private blockchains al deze problemen vermijden. In plaats van open mijnbouw vertrouwen privéketens op een witte lijst van toegestane mijnwerkers, waarbij alle blokken digitaal zijn ondertekend door hun mijnwerker van herkomst. Dit wordt gecombineerd met een of andere vorm van gedistribueerde consensus die voorkomt dat een kleine groep van deze mijnwerkers het proces monopoliseert. Als je wilt, is het democratie voor de bevoorrechten, in plaats van democratie voor iedereen. Omdat private blockchains geen bewijs van werk nodig hebben om diversiteit af te dwingen, hoeven ze mijnwerkers ook niet te stimuleren met een financiële beloning. In plaats daarvan, een private blockchain kost niet meer om te draaien dan een reguliere gerepliceerde database. De beloning is simpelweg het onmiddellijke en voldoende voordeel van het kunnen gebruiken van de keten.

Met de economie van open mijnbouw uit de weg, gaat een universum van mogelijkheden open. Eén organisatie kan deelnemen aan duizenden blockchains, net zoals het tegenwoordig toegang heeft tot duizenden (interne of externe) databases. En wereldwijd kunnen er miljoenen (of miljarden) blockchains zijn, die allemaal verschillende doelen en groepen gebruikers dienen. Maar als de wereld gevuld zal worden door zoveel blockchains, is het veilig om dat aan te nemen elk van hen wordt klein.

Van monolithisch tot kleine blockchains

Wat bedoel ik specifiek met een "kleine blockchain"? Ik bedoel een blockchain waarvan de reikwijdte beperkt is tot een smal en specifiek doel. Dit is het tegenovergestelde van allesomvattende openbare blockchains zoals bitcoin en Ethereum, of zelfs de toegestane wereldwijde bank blockchain waarvan sommigen denken dat het in het verschiet ligt. Het lijkt in feite meer op een gewone database, maar met een ander model van delen en vertrouwen.

Natuurlijk zijn er veel manieren waarop de reikwijdte van een blockchain kan worden beperkt, dus ik zal me hier concentreren op drie eenvoudige voorbeelden: (a) blockchains per order, (b) bilaterale blockchains en (c) notarisatie door hash.

Blockchains per bestelling

Laten we ons een blockchain voorstellen die is ontworpen om de levenscyclus te beheren van een enkele container met merkartikelen, vervaardigd in China en verkocht in de VS. Er kan een verbijsterend aantal partijen bij dit proces betrokken zijn, zoals een winkelier, agent, distributeur, importeur, rederij, fabrikant, licentiegever en ontwerper, maar ook meerdere onderaannemers, scheepshavens, banken, douane-instanties en belastingautoriteiten. Tussen deze partijen moet veel informatie heen en weer stromen, wat leidt tot bureaucratische vertragingen, fouten en kosten. In theorie zou dit alles kunnen worden gestroomlijnd met behulp van een gecentraliseerde database, maar de vraag is: door wie wordt het beheerd? Gezien de kloof in geografie, cultuur en rechtsstelsels, is het misschien niet eenvoudig om iemand te vinden die alle partijen kunnen vertrouwen.

Nu is er veel al gezegd over hoe blockchains de coördinatie in supply chains kunnen vereenvoudigen. Een blockchain kan worden gebruikt om belangrijke documentatie vast te leggen, indien nodig digitaal ondertekend, en om de overdracht van digitale equivalenten van belangrijke activa mogelijk te maken, zoals een cognossement or kredietbrief. Door al deze gegevens op een monolithische blockchain te plaatsen, kan vertrouwelijke informatie lekken. Als twee concurrerende fabrikanten bijvoorbeeld gebruikmaken van dezelfde rederij en bank, kunnen ze veel over elkaars activiteiten leren uit transacties waarbij die tegenpartijen zijn betrokken, maar die niet van henzelf zijn.

Een oplossing is om alle informatie met betrekking tot een enkele bestelling in een blockchain te bewaren alleen gewijd aan die bestelling. In dit geval is het vertrouwelijkheidsprobleem aanzienlijk verminderd. Twee concurrerende fabrikanten zullen bijvoorbeeld nooit deelnemen aan dezelfde keten. Aan het begin van het proces kan een nieuwe privé-blockchain worden opgezet en door alle deelnemers worden verbonden. Deze blockchain maakt de status van de bestelling in realtime zichtbaar voor alle gebruikers. En als het eenmaal veilig is afgeleverd en betaald, kan de blockchain van de bestelling buiten gebruik worden gesteld en worden gearchiveerd, alleen om te worden heropend in geval van een geschil.

Een probleem met blockchains per bestelling is identiteitsbeheer. Bij het gebruik van een blockchain voor coördinatie tussen ondernemingen, moet elke deelnemer de echte identiteit kennen achter veel van de andere adressen die in de keten worden gebruikt. Het veilig verkrijgen van deze mapping is een potentieel onhandig proces, waarbij ofwel directe uitwisseling van informatie (per fax?) Nodig is, ofwel een vertrouwde beheerder die deze verstrekt. Maar het goede nieuws is dat dit proces niet elke keer hoeft plaats te vinden als er een nieuwe blockchain wordt opgezet. In plaats daarvan kunnen deelnemers hetzelfde adres hebben op alle ketens die ze gebruiken. Als alternatief kan een afzonderlijke langlopende blockchain puur worden gebruikt voor identiteitsbeheer, waardoor elke entiteit zijn adres veilig kan distribueren voor elke nieuwe keten.

Bilaterale blockchains

Laten we nu eens kijken naar een blockchain die wordt gebruikt voor de snelle afwikkeling van uitwisselingen van financiële activa, zoals door de overheid gesteunde valuta's. Bij deze keten zouden ten minste drie soorten deelnemers betrokken zijn: (a) de handelspartijen die de transacties uitvoeren, (b) de bewaarbank die de valuta aanhoudt en on-chain tokens uitgeeft om hen te vertegenwoordigen, (c) toezichthouders en / of auditors die een alleen-lezen weergave ontvangen van de activiteit die plaatsvindt.

Dit is een volkomen natuurlijke toepassing van blockchains, en wordt al volledig ondersteund door kant-en-klare platforms zoals MultiChain (ons eigen). Maar nogmaals, het probleem van vertrouwelijkheid steekt de kop op. Als de handelspartijen in hevige concurrentie zitten, kunnen ze elkaar in de gaten houden om het volgende af te leiden:

Hoeveel van elke valuta wordt door elke handelaar gehouden.
In welke valuta ze actief handelen, met welke frequentie en hoeveelheid.
Met wie ze nog meer handelen op de blockchain, en tegen welke prijzen.

Zelfs als we aannemen dat de partijen niet wordt verteld wie welk adres (of meerdere adressen) gebruikt, duurt het niet lang voordat ze erachter komen. Felle concurrenten op een markt hebben de neiging veel over elkaar te weten, en deze voorkennis kan worden gecorreleerd met patronen van blockchain-transacties om meer te leren. Voor veel financiële use-cases is het risico van deze lekkage gewoon een deal-killer, omdat de gewonnen efficiëntie weegt niet op tegen de verloren vertrouwelijkheid.

Desalniettemin kunnen blockchains nog steeds enige hulp bieden in dit scenario, namelijk om de stroom van transacties en berichten over elk bilateraal communicatiekanaal tussen handelaar en bewaarder vast te leggen. Door ondertekende transacties te combineren met ondertekende toezeggingen, biedt de blockchain realtime afstemming via dit kanaal, zodat er geen manier is waarop de partijen kunnen verschillen over wat er is gedaan en wanneer. Bovendien kunnen toezichthouders en / of auditors alleen-lezen toegang krijgen tot veel of al deze paarsgewijze blockchains, waardoor ze een uitgebreid overzicht krijgen van de activiteit op een bepaalde markt, zonder dat ze expliciet gegevens van de deelnemers hoeven op te vragen.

Legalisatie door hash

Zoals ik hoop dat het nu duidelijk is, kunnen blockchains worden gebruikt om alle belangrijke gegevens digitaal te ondertekenen, op te slaan en van een tijdstempel te voorzien, inclusief tekst, documenten, afbeeldingen en database-items. Zolang de mijnwerkers van de blockchain niet kwaadwillig samenspannen, wordt de ketting een onomkeerbaar en onweerlegbaar auditspoor voor alle informatie erin. Alle e-mails die tussen de leden van een groep worden verzonden, kunnen bijvoorbeeld op een blockchain worden opgenomen, waarbij elk bericht wordt ondertekend door zowel de afzender als de ontvanger.

Maar opnieuw lopen we tegen het probleem van vertrouwelijkheid aan. In veel gevallen zullen de twee partijen bij een correspondentie niet willen dat de inhoud voor iemand anders zichtbaar is. Hun enige doel bij het gebruik van de blockchain is om toekomstige geschillen te voorkomen, zodat ze het niet oneens kunnen zijn over wat er is gezegd, door wie en wanneer.

In dit geval is de oplossing eenvoudig. In plaats van de volledige tekst van de berichten in de blockchain op te slaan, wordt in plaats daarvan een "hash" (of digitale vingerafdruk) van hun inhoud ingebed. Een hash is gebaseerd op een eenrichtingsfunctie, wat een functie betekent waarvan de uitvoer gemakkelijk kan worden berekend voor een bepaalde invoer, maar die praktisch onmogelijk is om te keren. Door gezamenlijk de hash van de inhoud van een bericht in een blockchain in te bedden en te ondertekenen, kunnen de partijen die inhoud op een controleerbare manier "vergrendelen", zonder deze aan de andere deelnemers te onthullen.

Naast het inbedden van deze hash, slaan beide correspondenten de volledige berichtinhoud op hun eigen systemen op. Als er in de toekomst een geschil ontstaat, kan elk van de partijen deze inhoud aan een onafhankelijke partij bekendmaken, die de hash kan berekenen en kan bevestigen dat deze overeenkomt met de hash in de keten. Als dat zo is, valt de correspondentie die heeft plaatsgevonden niet te ontkennen. In feite wordt ditzelfde principe al toegepast door veel diensten om documenten op de openbare bitcoin blockchain te notariseren. Als je dit doet op privé-blockchains, krijg je een grotere schaalbaarheid, lagere transactiekosten en wordt het hele proces voor de buitenwereld verborgen.

Geen kennisbewijzen

Dus daar hebben we het - drie voorbeelden van hoe blockchains kunnen worden gebruikt, gezien de beperkingen van radicale transparantie. Maar voordat ik klaar ben, is het belangrijk om enkele opkomende cryptografische technieken te noemen. Sportieve namen zoals homomorfe codering en nulkennisbewijzen, deze beloven de gordiaanse vertrouwelijkheidsknoop te doorbreken. In de context van een blockchain bieden ze een schijnbaar onmogelijke scheiding tussen zichtbaarheid en verificatie. Een gedeeltelijk gecodeerde transactie kan in een blockchain worden ingebed, samen met een bewijs van de geldigheid ervan, zonder de inhoud van de transactie te onthullen. Elke deelnemer kan dan het bewijs verifiëren, terwijl hij de transactie nog steeds alleen in gecodeerde vorm ziet. En de niet-versleutelde versie wordt onthuld op een need-to-know-basis, vermoedelijk alleen aan de ontvanger van de transactie.

Hoewel er enkele zijn geweest echte vooruitgang in deze ruimte moeten deze technologieën nog volwassen worden. Het is nog steeds niet rekenkundig haalbaar om een bewijs van de geldigheid van een blockchain-transactie te genereren en te verifiëren terwijl de inhoud behouden blijft geheel privaat. Laten we er echter van uitgaan dat dit op een bepaald moment in de toekomst technisch het probleem is opgelost. Ik denk nog steeds dat we een psychologisch een. Zie je, in de huidige manier van doen weet een CIO dat de vertrouwelijke gegevens van haar werkgever worden beschermd door fysieke en organisatorische belemmeringen. Gegevens kunnen alleen ontsnappen als iemand ernstig nalatig is of opzettelijk een misdrijf pleegt. Maar als het gaat om geavanceerde cryptografie, is het beeld nogal anders, waarbij de CIO vertrouwt op geavanceerde wiskunde en de degelijkheid van generatoren van willekeurige getallen.

Dus zelfs als het technologieprobleem is opgelost, denk ik dat het nog lang kan duren om de emotionele barrière te overwinnen. Waar blijven we ondertussen bij? Met de grimmige veronderstelling dat elke deelnemer aan een blockchain al het andere ziet dat er gaande is. Hoewel deze aanname het toepassingsgebied van haalbare toepassingen zou kunnen beperken, zal het ook voorkomen dat tijd wordt verspild aan projecten die nooit naar productie zullen worden verplaatst. En zoals anderen hebben gezegd voor mij is 2016 het jaar van de overgang van denken en praten over blockchains naar het bouwen van echte applicaties.

Plaats eventuele opmerkingen op LinkedIn.

Tijdstempel: 11 januari 2016