Rodzaje blockchainów

W istocie blockchain to rozproszona baza danych, w której wszystkie zmiany są zapisywane w formie łańcucha bloków. Sama struktura blockchain zakłada różne poziomy dostępu do informacji. Parametr ten jest wykorzystywany jako kryterium klasyfikacji blockchainów, co ma charakter umowny, ponieważ technologia blockchain jest spójna.

Zatem na podstawie tych kryteriów istnieją dwie wersje klasyfikacji blockchainów: kanadyjska i brytyjska.

Wersja kanadyjska

Wersja kanadyjska opiera się na wizji Vitalika Buterina, twórcy platformy blockchain Ethereum. Klasyfikacja zakłada trzy rodzaje blockchainów.

Publiczny blockchain to łańcuch bloków, do którego każdy ma dostęp i może go odczytywać. Dodatkowo każdy może wysyłać transakcje, oczekiwać na ich uwzględnienie, jeśli są prawidłowe, oraz uczestniczyć w procesie konsensusu. Proces ten określa, które bloki są dodawane do łańcucha, i ustala bieżący stan sieci. Publiczne blockchainy stanowią alternatywę dla scentralizowanych lub częściowo scentralizowanych systemów zaufania. Opierają się na zachętach ekonomicznych i mechanizmach kryptograficznej weryfikacji, takich jak proof-of-work lub proof-of-stake. Podstawowa zasada jest taka, że wpływ uczestników na proces konsensusu jest bezpośrednio proporcjonalny do ich zasobów ekonomicznych. Blockchainy są zazwyczaj zdecentralizowane.

Blockchainy konsorcjalne to rodzaje blockchainów, w których negocjacje są kontrolowane przez wcześniej wybraną grupę węzłów. Na przykład konsorcjum 15 instytucji finansowych, z których każda obsługuje jeden węzeł. Aby blok był ważny, 10 instytucji musi go podpisać. Prawo dostępu do blockchainów może być publiczne lub ograniczone do członków. Taki blockchain można uznać za „częściowo zdecentralizowany”.

W pełni prywatny blockchain ma ograniczony dostęp do danych. Potwierdzanie transakcji, audyt oraz zarządzanie bazą danych w takich sieciach są dostępne dla jasno określonej grupy osób. Jeśli chodzi o dostęp do danych, może on być publiczny lub silnie ograniczony.

Wersja brytyjska

Wersja brytyjska opiera się na raporcie Marka Walporta, głównego doradcy naukowego rządu Wielkiej Brytanii. W swoim raporcie „Distributed Ledger Technology: Beyond Blockchain” na temat rozproszonych rejestrów i potencjału blockchaina w obszarze administracji publicznej podzielił blockchain na trzy typy.

• Nieautoryzowane publiczne rejestry
• Autoryzowane publiczne rejestry
• Autoryzowane prywatne rejestry 

Ta klasyfikacja jest podobna do klasyfikacji Vitalika Buterina. W tej klasyfikacji odpowiednikiem Public Blockchain w wersji brytyjskiej są Nieautoryzowane publiczne rejestry, odpowiednikiem Consortium Blockchain są Autoryzowane publiczne rejestry, a odpowiednikiem Fully private Blockchain są Dozwolone prywatne rejestry. Ponadto raport proponuje krótki test zwany „Classification of Distributed Registries”, który umożliwia samodzielne określenie rodzaju blockchaina, do którego dany system należy.

W publicznych blockchainach uczestnictwo użytkownika jest zawsze określane samodzielnie i zależy od jego osobistych zasobów (finansowych lub sprzętowych). Ponadto nikt nie może odłączyć użytkownika od sieci rozproszonej, ponieważ wszyscy uczestnicy publicznego blockchaina są równi. W niektórych przypadkach mogą oni ignorować lub blokować użytkownika, który wysyła nieprawidłowe transakcje lub przekazuje informacje niezgodne z protokołem. Jednak działania te mają wyłącznie charakter samoregulacyjny, a nie protokołowy.

W prywatnych blockchainach dedykowane zaufane węzły lub grupy węzłów o wyższym poziomie uprawnień niż inni użytkownicy mogą podłączać istniejących użytkowników do sieci. Ponadto mogą być odpowiedzialne za ich odłączanie. Prywatne blockchainy są strukturami hierarchicznymi, składającymi się z dwóch lub więcej poziomów. Pary kluczy, które zapewniają dostęp do systemu, są wydawane i zarządzane przez dedykowane węzły administracyjne i w razie potrzeby mogą zostać unieważnione. 

Prywatne blockchainy nie w pełni przestrzegają zasad technologii - decentralizacji i równości uczestników. Wynika to z faktu, że ich wdrożenie w systemach korporacyjnych może wiązać się ze znacznym ryzykiem.

Klasyfikacja na podstawie poziomu kontroli nad blockchainem

Kolejnym kryterium, które dodaje następny poziom do klasyfikacji blockchainów, jest poziom kontroli nad blockchainem. Zgodnie z tym kryterium blockchainy można podzielić na cztery grupy.

• Publiczne zdecentralizowane blockchainy
• Publiczne blockchainy z delegowanym zarządzaniem
• Prywatne kontrolowane blockchainy
• Państwowe blockchainy

Nowoczesne publiczne blockchainy mają jednopoziomowe struktury. W takich systemach wszyscy uczestnicy są uznawani za równych, a konsensus osiągany jest poprzez pośrednie głosowanie węzłów tworzących blok. Publiczne sieci zdecentralizowane nie ograniczają udziału w zarządzaniu, a możliwości uczestników są określane wyłącznie przez proporcję ich dostępnych zasobów w stosunku do całości.

Po ponad dekadzie rozwoju blockchaina można stwierdzić, że osiągnięcie pełnej decentralizacji w sieciach samoregulujących się, a właściwie spontanicznie regulujących się, jest w praktyce niemal niemożliwe. Publiczne blockchainy ostatecznie napotykają centralizację. W związku z tym podjęto próbę wprowadzenia elementów centralizacji w celu usprawnienia funkcji zarządzania i innych wskaźników blockchaina. Doprowadziło to do pojawienia się w 2015 roku pierwszych publicznych blockchainów o dwupoziomowej strukturze, w których istotną rolę odgrywały węzły o rozszerzonych możliwościach. Jest to oznaka wielu poziomów kontroli w sieci blockchain, o różnym stopniu uprawnień. Jest to szczególnie widoczne w publicznych blockchainach z delegowaną kontrolą.

Prywatnie kontrolowane (korporacyjne) blockchainy są technologicznymi rozwiązaniami odpowiadającymi na potrzeby przedsiębiorstw. W takich systemach każdy węzeł ma z góry przypisany poziom dostępu. W przeciwieństwie do publicznego blockchaina dane nie zawsze są publicznie dostępne, nawet do odczytu. Kontrola nad takimi blockchainami jest sprawowana przez specjalne węzły o zwiększonych uprawnieniach. Węzły te odpowiadają za wdrażanie polityki dystrybucji danych, weryfikację tożsamości użytkowników oraz potwierdzanie wprowadzania danych do blockchaina.

Rozproszone rejestry do użytku publicznego zasadniczo nieznacznie różnią się od korporacyjnych blockchainów i wymagają kontrolowanego dostępu do informacji. Jednak organy państwowe mają specyficzne wymagania wobec technologii blockchain, w tym maksymalny poziom niezmienionych informacji, które mogą być dodawane. Ponadto sprawują one najsurowszą kontrolę nad ich dodawaniem. Jednocześnie informacje już dostępne w blockchainie mogą często zostać upublicznione, ponieważ podmioty rządowe powinny dążyć do zwiększania przejrzystości. Państwowe blockchainy można uznać za odrębny podzbiór korporacyjnych blockchainów, posiadający własne unikalne cechy, a jednocześnie należący do osobnej kategorii.

Zatem klasyfikację blockchaina na podstawie poziomu dostępu do informacji można przedstawić jako strukturę dwupoziomową. Pierwszy poziom określa kryterium przejrzystości, natomiast drugi poziom określa poziom kontroli nad blockchainem.

Podsumowanie

Publiczne blockchainy to otwarte sieci bez konieczności uzyskania zgody, do których każdy może dołączyć i uczestniczyć w nich. Z kolei prywatne blockchainy to zamknięte sieci z uprawnieniami dostępu, które ograniczają dostęp do określonych uczestników, zapewniając większą kontrolę i prywatność danych. Publiczne blockchainy są powszechnie wykorzystywane w kryptowalutach i zdecentralizowanych aplikacjach, podczas gdy prywatne blockchainy są często stosowane w przypadkach korporacyjnych i sieciach konsorcjalnych

Podsumowując dyskusję na temat technologicznych aspektów blockchaina, należy zauważyć, że powinien on być postrzegany jako nowy paradygmat technologiczny. Technologia ta obejmuje kilka koncepcyjnie różnych idei: rozproszone rejestry przechowywania danych, algorytmy konsensusu oraz kryptograficzne mechanizmy ochrony danych. Technologia blockchain opiera się na logice przechowywania, która nie zależy od scentralizowanego serwera ani grupy serwerów. Technologia ta generuje i przechowuje listę uporządkowanych zapisów zwanych blokami. Każdy blok zawiera znacznik czasu oraz, co najważniejsze, obraz (hash) poprzedniego bloku. Technologia ta skutecznie „wiąże” bloki danych, uniemożliwiając zmianę pojedynczych bloków bez zmiany całej sekwencji.

Dzięki połączeniu rozwiązań technologicznych blockchain posiada kilka wyróżniających cech: otwartość, niezmienność przechowywanych danych oraz możliwość publikowania i monitorowania logiki wykonywalnej (kodu programu) w zdecentralizowanej sieci. Wszystkie te aspekty wskazują, że blockchain to nie tylko fascynująca i obiecująca technologia, ale prawdziwie unikalne rozwiązanie technologiczne umożliwiające pełną decentralizację.