Александр Беленов, научный руководитель блокчейн кафедры МФТИ об инфраструктуре блокчейн-технологий.
Новости > Рынок ЦФА > Интервью участников рынка
Блокчейн-инфраструктура и проект Unichain: от идеи к реализации
13 августа состоялась онлайн-встреча с Александром Беленовым, научным руководителем блокчейн кафедры МФТИ на тему инфраструктуры блокчейн-технологий.
На встрече были затронуты следующие вопросы:
- Проект Unichain — университетская блокчейн-инфраструктура;
- Платформа ЦФА и white label решение;
- Проблемы масштабируемости и защиты данных в блокчейне;
- Будущее Web3 и децентрализованных организаций (DAO);
- Технические аспекты консенсусов и работы блокчейна.
Стенограмма выступления представлена ниже
Сегодняшняя встреча посвящена дискуссии о теме, которая развивается уже около двух лет. Некоторые из присутствующих уже хорошо знакомы с этой темой.
Начну с того, откуда возникла тема инфраструктуры для блокчейна. На первый взгляд, это достаточно странное сочетание. В классическом децентрализованном блокчейне инфраструктура поддерживает сама себя. Она существует благодаря соответствующему консенсусу и экономической игре, которая выгодна участникам, в частности майнерам. Система поддерживается автоматически за счет комиссий и дополнительных вознаграждений. Для этого не нужно специально заниматься инфраструктурой, что является одним из больших преимуществ полноценных децентрализованных блокчейнов.
Вызовы при создании специализированных проектов
Однако ситуация меняется, когда начинаешь заниматься проектами с четко обозначенными функциональными требованиями. Такие проекты требуют определенного количества транзакций в секунду и минимальной задержки (latency). С одной стороны, необходимо запустить проект максимально быстро и обеспечить его реальную децентрализацию с независимыми, надежными и проверенными валидаторами. С другой стороны, это нужно делать практически на самом старте проекта. Дополнительно возникает потребность в том, чтобы клиентам не приходилось оплачивать транзакционные издержки, в частности комиссии. Здесь начинают появляться многочисленные нюансы.
Проблема масштабируемости
Децентрализованный блокчейн представляет собой большой проходной двор. Проектов много, а пропускная способность едина для всех и не бесконечна. Масштабируемость становится уязвимым местом, которое заставляет искать решения, в частности Layer 2 и подобные подходы.
Layer 2 действительно хорошее решение. По сути, мы запускаем блокчейн с понятными финансовыми механизмами. Мы понимаем,каким образом будем оплачивать комиссии. Если мы делаем целенаправленно свой собственный проект в виде отдельного Layer 2, можем сразу убрать оплату комиссий для пользователей. Также мы получаем понятные не функциональные требования и можем сделать систему соответствующей нашим задачам и необходимым параметрам.
Важно, что никто не будет нам мешать и не будет запускать нежелательные активности, например, эйрдропы, когда в этом нет необходимости. Это наш персональный блокчейн. Однако выстраивание такой системы требует накладных расходов, и не все смогут это сделать. Возникает вопрос привлечения хороших проверенных валидаторов.
Концепция Unichain
Идея создания специализированных решений не нова. Сейчас существует порядка четырех или пяти проектов, которые двигаются в этом направлении. Суть в создании решений, которые позволяют под конкретный блокчейн-проект выделять персональный блокчейн в едином пространстве. Это может быть EVM-совместимое или неEVM-совместимое пространство — главное, что это единое пространство с проверенными надежными валидаторами, которые валидируют большое количество блокчейн-проектов. При этом в частном блокчейне, который сохраняет свою публичность и децентрализованность, можно реализовать собственные варианты оплаты комиссий.
Пример Polkadot
Давний и понятный пример — это Polkadot. В рамках этого проекта уже есть готовые валидаторы и инфраструктура. Если выиграть соответствующий аукцион, то становишься частью инфраструктуры и получаешь все готовое из коробки. Однако у Polkadot есть свой собственный токен, которым надо расплачиваться за комиссии.
Российский проект Unichain
В рамках России мы рассматривали собственный блокчейн под конкретные задачи, который назвали Unichain. Это университетская сеть. Название выбрано потому, что проще всего было привлечь в качестве валидаторов различные университеты и их представителей. В университетах достаточно специалистов, которые серьезно занимаются блокчейном и готовы участвовать в исследовательских проектах.
Важно подчеркнуть, что такая сеть не должна функционировать только на университетских валидаторах. Университеты в России подчиняются Министерству образования, и существует риск централизованного отключения всех валидаторов. С этой точки зрения такая сеть уязвима, но для запуска выглядела приемлемо.
Технологические сегменты проекта
Мы рассмотрели три протокола или сегмента:
1. EVM-совместимый сегмент — максимально распространен в блокчейн-мире, количество написанных смарт-контрактов здесь самое большое среди всех сетей.
2. Hyperledger Fabric — достаточно хороший и эффективныйworkspace для разработки высоко нагруженных проектов со специфическими особенностями.
3. Cosmos — нечто среднее между Hyperledger и Ethereum.
Особенности Hyperledger Fabric
В Hyperledger Fabric возможность масштабирования заложена изначально через понятие канала. Канал представляет собой самостоятельный блокчейн. Благодаря структуре с эндорсерами, ордерами и коммитмент-пирами, а также endorsement policy, можно настроить инфраструктуру так, что под каждый канал выделяется отдельный набор эндорсеров. Это создает хорошо масштабируемую систему, способную обеспечить полторы-две тысячи транзакций в секунду.
С Hyperledger мы начали работу и протестировали систему. Когда появилась версия 3.0, решение стало выглядеть как нормальная, реально децентрализованная сеть.
Интеграция с The Power
Для EVM-совместимого сегмента мы познакомились с проектом The Power. Это интересный проект от выходцев из России, которые создали самостоятельную EVM-совместимую сеть и даже переписали EVM на Erlang. Не буду комментировать необходимость этого решения, но важно, что система работает.
Главное достижение The Power — реализация идеи выделения ресурсов под конкретные задачи и смарт-контракты. В их сети существует общий набор валидаторов, и под конкретную задачу часть или все валидаторы могут формировать новый пул для независимого блокчейна. Таким образом, в двух из трех сетей идея максимальной масштабируемости уже реализована.
Работа с Cosmos
С Cosmos ситуация несколько сложнее, но один аспирант активно работает в этом направлении и достигает успехов. Сам Cosmos также движется в сторону подобных решений.
Текущий статус проекта Unichain
Проект Unichain находится в состоянии заморозки. Мы протестировали все необходимое и понимаем, как быстро поднять такую сеть. В МФТИ, СПбГУ и еще в нескольких университетах уже установлены ноды. Мы подняли сеть на основе Hyperledger и ThePower, все работает. The Power даже используется в боевом проекте.Это не абстрактная идея — при необходимости все можно масштабировать. Если у кого-то есть желание запустить проект в такой сети, мы готовы это совместно реализовать.
Нерешенные задачи
Единственное, что пока не реализовано — это система работы с комиссиями. Масштабируемость реализована, возможность запуска проектов в отдельных блокчейнах реализована, есть понимание обеспечения кроссчейнового взаимодействия. Но пока нет системы оплаты и сбора комиссий, хотя понимание процесса есть, в том числе для Hyperledger Fabric.
Мы изначально исходили из того, что сети рассчитаны на коммерческое применение с большой нагрузкой. Пользователи, которые будут этим пользоваться, скорее всего, мало знают или вообще ничего не знают про блокчейн. Поэтому для обычных пользователей комиссия должна взиматься в привычной валюте — рублях, долларах и так далее. Или вообще без комиссии, когда конкретный бизнес-проект сам все оплачивает.
Опыт реализации в Атомайз
Эта часть проработана и когда-то была реализована в швейцарском Атомайз. Для контекста: все проекты Атомайз, которые существовали до 2022 года, были сделаны мной и моей командой. В швейцарском Атомайз мы реализовали стек, который позволял собирать оплату комиссии в USDT. Система нормально работала еще с версии 1.4.7Hyperledger Fabric, а с версией 3.0 будет работать еще лучше.
В The Power возможность оплаты токенами, отличными от нативного, тоже существует, но пока не реализована в конечном решении под боевой проект. Текущий проект в The Power работает без оплаты на тестовых нодах и чувствует себя хорошо. При переходе к нормальным взаимоотношениям такой проект должен сам платить за транзакции, потому что если сказать пользователям о необходимости платить комиссии, они просто уйдут.
Мой профессиональный путь
Все проекты, которые делались в Норникеле до середины 2022 года, я делал как главный сетевой архитектор вместе с моей командой. С 2019 года мы с Владимиром Горгадзе организовали сначала магистратуру, а затем и кафедру по блокчейну в МФТИ. Я являюсь ее научным руководителем, хотя, честно говоря, уже немного устал и, скорее всего, со следующего года уйду с руководящей позиции.
Платформа ЦФА: текущая разработка
Сейчас я с коллегами из ядра старой команды создал White Label платформу ЦФА. White Label означает, что у нас есть каркас, к которому надо прикрутить KYC/KYB, номинальный счет и отчетность. Также возможно изменение дизайна. Полученный продукт регистрируется, как самостоятельное программное обеспечение, которое можно использовать для получения лицензии ОИС.
В ближайшее время начнем ее активно продвигать на рынке.
Проблема защиты данных
Здесь есть важный нюанс с инфраструктурой. Центробанк не против использования любых технологий, можно делать хоть на реальном Ethereum. Проблема в том, что оператор ОИС обязан обеспечить защиту всех данных внутри платформы. Если просто подключаться к публичной инфраструктуре напрямую, очевидно, что все данные будут открыты.
Когда поднимается приватная сеть, обеспечить защиту достаточно просто. Но для поддержания Hyperledger Fabric в рабочем состоянии нужно минимум два хороших DevOps-специалиста, что представляет существенные ежемесячные расходы.
Если подключаться к готовой инфраструктуре типа Unichain, нужно решать проблему защиты данных. Можно шифровать все подряд, но у этого есть свои минусы. Зимой казалось, что Unichain — замечательная инфраструктура под эти задачи, но сейчас мое мнение изменилось. Нужно взвешивать риски утечки ключей шифрования в публичном блокчей не против стоимости поддержания приватного блокчейна с оплатой DevOps-специалистам.
Требования ЦБ
Центробанк ставит жесткие условия: во всех платформах ЦФА данные должны быть защищены. Клиенты должны видеть только собственные транзакции, и только оператор платформы может видеть все транзакции. С этой точки зрения открытая децентрализованная инфраструктура выглядит проблематично. В приватной сети данные можно просто закрыть, а в публичной необходимо все шифровать.
Функциональность платформы
Платформа сделана на Hyperledger Fabric, но спроектирована так, что подключить EVM займет максимум месяц. Мы старались сделать ее максимально гибкой. Платформа поддерживает УЦП, ЦФА, краудселлинг и краудфандинг.
В систему заложено множество готовых шаблонов, основанных на опыте работы с проектами в Атомайз и других платформах. Мы постарались перекрыть все возможные сценарии, чтобы не нужно было делать новый выпуск для каждого нового токена, как это было изначально неправильно реализовано в Атомайз. Новая система максимально упрощает работу с выпуском ЦФА.
Есть API для взаимодействия с внешними сервисами. Важно помнить, что все участники платформы должны зарегистрироваться и пройти процедуры KYC/KYB — от этого не уйти. Также реализован OTC —небольшой marketplace, который можно использовать локально или глобально. К платформе не подключены конечные KYC/KYB, номинальный счет и отчетность. Это всегда предмет кастомизации. Все коннекторы для ускорения подключения этих модулей присутствуют.
Номинальный счет
Номинальный счет — это юридическое лицо, которое получает счет с очень ограниченными возможностями управления. Создается большое количество субсчетов, которыми управляют их прямые владельцы. Если я внешний пользователь такого номинального счета, я могу заводить средства на свой субсчет и выводить их оттуда.
Такая схема позволяет создать классический мост между платформой и номинальным счетом. Когда деньги приходят на субсчет, в блокчейне эмитируется соответствующее количество рублевых токенов, за счет которых происходит вся торговля. Эти токены являются реальными токенами, но юридически их нельзя вывести наружу, иначе Центробанк это не одобрит. Это внутренний расчетный рублевый токен.
В рамках платформы происходит взаимообмен этими рублевыми токенами. С заданной периодичностью формируется реестр платежей, чтобы банк понимал перераспределение между субсчетами. Есть функция вывода средств: при выводе сжигается соответствующее количество токенов на платформе. Вся часть,связанная с платформой, у нас реализована в полном объеме, подключать банк легко — нужен только конкретный банк с конкретным API.
Гибкость токенов
Гибкость подразумевает, что токен УЦП обладает рядом признаков, которые можно заполнить как шаблон при подготовке к эмиссии. Мы создали большой спектр шаблонов.
Например, есть вариант продажи УЦП заранее, когда все деньги поступают эмитенту. Можно создать УЦП на основе шаблона для продажи доступа к парикмахерской или спортзалу. Я продаю токены, которые позволяют получить услугу, деньги поступают на мой счет как эмитенту, но забрать их я могу только в момент погашения. Такая схема гарантирует, что эмитент не сможет просто забрать деньги. Можно создать хоть 100-500 миллионов токенов, но это будет бессмысленно — деньги все равно не получить без предоставления услуги. Это защита клиента.
Токен может быть либо бесконечным по времени, либо ограниченным. Если за заданный период времени услуга не получена, клиент получит обратно свои средства — своего рода escrow-счет.
Можно реализовать обратную ситуацию с блокировкой средств на стороне клиента. Это актуально для строительных маркетплейсов: когда привозится песок, оплата попадает на escrow-счет, но остается на счету покупателя. Покупатель не может распоряжаться этими средствами, но пока услуга не оказана, эмитент ничего не получит. После подтверждения оказания услуги происходит списание средств.
Система содержит множество вариантов токенов. Понимая сложность всего этого, мы сейчас дорабатываем бота-агента на искусственном интеллекте, который будет на каждой странице подсказывать, как применять токены в конкретных бизнес-кейсах. К середине сентября все доработаем и выставим в общий доступ.
Цифровой рубль и номинальный счет
Если говорить о противопоставлении цифрового рубля и номинального счета с внутренним токеном, то это некорректно — они перпендикулярны и могут сосуществовать на одной платформе.
Номинальный счет — это простой способ сохранить привычные средства взаимодействия с клиентом. На номинальный счет можно заводить средства как переводом со счета на счет, так и через платежные системы. Разница только в комиссиях. Это привычный и проверенный способ взаимодействия бизнеса и клиента.
Цифровой рубль изменит привычки пользователей. Для нас, разбирающихся в криптовалютах, это понятная тема, а для обычных пользователей — совершенно непонятная. Поэтому проще будет работать через номинальный счет. После освоения можно оставлять только цифровой рубль.
В любом случае будет создаваться мост, как и с банком, просто он будет ближе к блокчейн- технологии. Главное, чтобы цифровой рубль заработал. В остальном большой разницы не вижу.
Почему блокчейн не взлетает повсеместно
Я давно размышляю, почему блокчейн реально не взлетает во многих сферах. Мы проводили большой семинар на эту тему в СПбГУ и сошлись в одном: там, где система уже работает, блокчейн не нужен.
Почему не заменить срочно банки на блокчейн? Потому что банк прекрасно существует, и всем, кто им пользуется, не важно наличие или отсутствие доверия — они уже доверяют существующей системе. Все, что уже работает, неинтересно для блокчейна, даже если мы приносим больше доверия и прозрачности.
Новое и перспективное — это все, что связано с Web3, с децентрализованной идентификацией, с новыми схемами работы с рекламодателями. Если добиться массового охвата людей продвинутыми Web3-платформами, где у нас есть аккаунты с аналогами Soulbound токенов, с историей, с идентификацией через эффективные средства, включая биометрию, с подписями нашими приватными ключами транзакций на различных сервисах — тогда блокчейн заиграет совсем другими красками. И инфраструктура, дающая возможность получать индивидуальный блокчейн под каждый проект, будет действительно необходима.
Web3 как наднациональная структура
Полтора месяца назад мы с коллегами обсуждали интересную тему. Классическая экономическая задача транснациональных корпораций— решение проблемы рынка сбыта. Когда в Китае или России придумывают интересный продукт, например процессор Эльбрус( далеко не самая плохая и очень интересная разработка),себе стоимость при рынке в 140 миллионов человек одна, а при рынке в миллиард 200 миллионов — совсем другая, намного ниже. Из-за этого возникают попытки расширения рынков сбыта через экономическую экспансию.
Web3 — это фактически надгосударственная, трансграничная структура. Проект вроде World Coin Сэма Альтмана с биометрической идентификацией через сканирование сетчатки —классический наднациональный проект. Если набрать в такой Web3-проект пару-тройку миллиардов пользователей, это гигантский рынок сбыта услуг и товаров.
Учитывая развитые способы доставки по всему миру, мы получаем гигантскую наднациональную корпорацию.
На первый взгляд это выглядит привлекательно, особенно для России,которая пытается найти новые рынки. Но нужно понимать: Web3 в полном объеме, включая DAO, означает потерю контроля со стороны государства. На данный момент ни одно государство не готово на такие шаги.
Пример с стейблкоинами
Вспомним ситуацию 2022 года. Соединенные Штаты надавили на три источника стейблкоинов:
- USDC (Coinbase и Circle) — сразу заблокировали все, что попросили USDT —сопротивлялись, но кое-кого заблокировали;
- MakerDAO (DAI) — заявили, что не могут блокировать без голосования, так как система децентрализована;
- MakerDAO сказали, что у них нет средств блокирования, нужно голосовать за изменение системы, но голосование не проходит. Хотя позже они пошли на уступки, вероятно под давлением. Это иллюстрирует, что государства не позволят корпорациям управляться так, чтобы на них нельзя было надавить.
Цифровые корпорации и DAO в России
Теоретически можно создать DAO уже сейчас на основе 259-ФЗ, статья 13 — непубличное акционерное общество с выпуском аналогов governance токенов. Но есть вторая лицензия, которой пока ни у кого нет, и это полностью контролируемый ЦБ проект. В любой момент его можно закрыть. Это не настоящее DAO.
Объективно говоря, цифровой рубль — это тоже не блокчейн по сути, только по технологиям. Если обычные DAO сделаны в реальном децентрализованном блокчейне и будут жить независимо от государства, то здесь это полностью контролируемый проект. Достаточно отозвать лицензию у тех, кто выпустил governance токены, и проект закроется. Контроль изначально стопроцентный.
Что касается дивидендов в таких структурах — это реализуется через governance токены, распределять их легко и удобно. Главный вопрос в том, что это не DAO в чистом виде, а сделанное по мотивам DAO.
Сейчас мы можем реализовывать любые виды DAO, главное, чтобы в них не было криптовалюты в качестве оплаты и не было рубля, доллара в качестве платежных средств. Как только появляются платежи, мы попадаем в зону жесткого надзора.
Без финансового взаимодействия можно создать хоть DAO любителей экстремального спорта, рейтинговать друг друга по походам, подтверждать рекорды. Главное — отсутствие финансовых операций. Как только появляется финансовое взаимодействие, система становится подконтрольной.
О консенсусах и полезной работе
Важно понимать природу консенсуса. Консенсус — это не поиск истины. Мы можем черное объявить белым, а белое — черным. Это определение большинством участников процесса единого мнения о том, что на сегодня считается правильным. Если бы консенсус позволял найти истину, его было бы невозможно атаковать, но атаки возможны и даже успешны.
Когда мы исполняем любой консенсус — будь то Proof-of-Stake, Proof-of-Work или BFT (который представляет собой иной способ консенсуса) — мы проходим через стадию, когда все участники принимают единое решение. Это происходит либо напрямую на основе протокола, как в BFT, либо косвенно, как в вероятностных консенсусах типа Bitcoin или Ethereum.
Если начать выполнять полезные вычисления в рамках консенсуса,вместо простого поиска хэша, эта полезная работа сведется к мощности одного компьютера. Все остальные будут дублировать ту же работу сотни тысяч раз. Иначе это уже не консенсус, и непонятно,что сравнивать.
Консенсус изначально подразумевает единое для всех решение,которое все подтвердили и которое всех устраивает. Можно придумывать хитрые способы, когда разные участники решают разные задачи, а затем через хэш-функции пытаются получить единый результат. Но как это реализовать практически, пока неясно.
Proof-of-Stake к полезной работе имеет нулевое отношение. Это просто один из способов определения, кому выгоднее быть честным в рамках консенсуса. Чем больше стейк, тем больше заинтересованность в поддержании работоспособности и честности сети. Выполнение полезной работы — это перпендикулярная тема, не связанная с механизмами консенсуса.
Планы на ближайшее будущее
Сейчас мы находимся в закрытом режиме тестирования с тремя клиентами. К середине сентября планируем вывести платформу как песочницу, чтобы любой желающий мог ее протестировать. Если это не будет восприниматься как реклама, поделюсь ссылкой в общем канале.
Платформа готова к интеграции различных технологий и масштабированию. При появлении интереса со стороны бизнеса к запуску проектов в такой инфраструктуре, мы готовы к сотрудничеству и совместной реализации.