«Византийский» web, или Назад в будущее?
Аннотация
Термин «децентрализация» не имеет чёткого общепринятого определения и часто является собирательным для целого ряда новых технологий, которые обещают изменить привычный web в ближайшем обозримом будущем.
Между тем, у децентрализации, как и у любой новаторской концепции, есть поклонники и противники. Их взгляды на процессы, происходящие сегодня в Сети, расходятся по различным причинам и основаниям.
Однако мировой тренд на потребность общества в преодолении излишней централизации web – это факт, который невозможно отрицать. Но какой процесс в итоге возглавит новую эпоху – централизация, децентрализация или их комбинация? На этот счёт у специалистов существуют различные мнения и сценарии.
В представленной обзорной статье используются материалы из разных источников, результатов исследований, статей и блогов, на основании которых предпринята попытка обозначить некоторые существенные по мнению автора позиции полемизирующих между собой сторон.
Одним из самых ярких и горячо обсуждаемых конфликтов будущего цифровой трансформации является «противостояние» поборников централизованной и децентрализованной моделей развития. Это касается и архитектуры нового поколения web, и данных со способами их хранения, и новых цифровых финансовых активов, и множества других цифровых (и не только) сущностей. Так в чём, собственно, состоит конфликт и так ли уж он принципиален?
Источник: https://klarda.com/blogs/why-decentralization-is-better-than-centralization
Достаточно длительный период вся индустрия информационных технологий развивалась под воздействием мощных центростремительных сил. В корпоративных центрах обработки данных сосредоточены мощные серверы и монолитные приложения; в сфере телекоммуникаций операторы построили гигантские многоранговые инфраструктуры; а в сфере медиа корпорации – собственники контента – контролируют каналы вещания. В общем, с централизацией всё кажется более-менее понятным. Это концентрация управления в едином центре, в одних руках, в одном месте, то есть создание иерархической структуры с преобладанием вертикальных связей. При этом верхние уровни обладают прерогативой в принятии решений, а сами решения обязательны к выполнению для нижних уровней. Не удивительно, что основной упрёк, предъявляемый централизации, сводится к монополии на контроль, управление и владение данными. Однако, так или иначе, всегда объективно находятся весьма веские причины для централизованного объединения субъектов управления [1].
А вот с децентрализацией всё обстоит гораздо сложнее, да и само понятие довольно многогранное. До сих пор единого общепринятого определения нет. Обычно её описывают как процесс распределения полномочий за пределы управляющего центра. То есть децентрализация предполагает, что решения принимаются на более низком уровне и как можно ближе к тем субъектам, на которых эти решения направлены. Однако на деле децентрализация может оказаться весьма сложной задачей, поскольку обеспечить равное право и заинтересованность каждого субъекта в собственном управлении может быть непросто. Тем не менее, адепты считают, что применение принципов децентрализации всё же стоит затраченных усилий, поскольку их внедрение может привести к созданию более устойчивых и справедливых экосистем [2].
Критики же децентрализации считают её слишком эфемерной и затратной по сравнению с высокой эффективностью и чёткостью принятия решений в централизованных системах. Кроме того, множество источников и разрозненных децентрализованных данных приводят сразу к нескольким существенным проблемам: несогласованности, небезопасности и недоверию. В результате накопленные данные могут стать источником угроз и окажутся непригодными для принятия решений. Приверженцы централизации данных в своей практике, как правило, используют два основных подхода. Один из них – так называемый единый источник истины (англ. Single Source of the Truth 一 SSOT), который предполагает существование одного центрального хранилища данных. Суть этого подхода заключается в формировании единственного источника информации для всех пользователей, который, соответственно, гораздо легче дополнить и/или обновить. Некоторой альтернативой ему служит концепция единой версии истины (англ. Single Version of the Truth 一 SVOT). Ее отличие состоит в том, что вместо централизованного хранилища обеспечивается интеграция и синхронизация всех систем для согласования данных между собой. Такой результат достигается посредством использования федеративной архитектуры, когда информация локализуется и хранится в месте её происхождения. Отметим, что при обоих подходах управление остаётся централизованным. Однако не стоит игнорировать вполне здравые возражения оппонентов, что централизация непосредственно ассоциирована с понятием «единая точка контроля/отказа» и, как следствие, с потенциальными негативными последствиями такого её свойства [3].
Но вернёмся к современной эволюции web, которую именуют чуть ли не революцией с приматом децентрализации. Принято считать, что концепция децентрализации лежит в основе технологий web3, предвещая новую эпоху, когда контроль и полномочия распределяются между участниками всей экосистемы. Новая парадигма предполагает создание децентрализованной цифровой инфраструктуры, поддерживающей устойчивую экономику, способствующей инновациям, инклюзивности и прозрачности [4]. Сегодня глоссарий web3 включает почти все модные понятия, и прежде всего – блокчейн, биткоин, криптовалюта, децентрализованное приложение (dApp), смарт-контракт, децентрализованные финансы (DeFi), невзаимозаменяемые токены (NFT)… За каждым из этих понятий стоит определённая технология. Однако в целом большая часть из них всё ещё имеет ограниченное распространение. Некоторые причины ограниченного внедрения включают концептуальную сложность, высокую стоимость разработки, отсутствие удобства в использовании, проблемы безопасности, отставание в регулировании и трудности имплементации в существующие системы. Вместе с тем, похоже, что не только здесь, как говорится, «собака зарыта».
Источник: https://intuji.com/what-is-web-3-0-a-comprehensive-guide/
Давайте, обратим внимание только на два спорных фактора, вызывающих огонь критики с обеих полемизирующих сторон. Это энергоэффективность и надёжность.
Итак, одна из наиболее «жёстких» позиций гласит, что децентрализованные системы не имеют «светлого будущего» хотя бы в силу того, что при росте числа пользователей они проигрывают централизованным по энергоэффективности. А ведь энергосбережение – номер один мировой экономической повестки. Считается, что сеть децентрализована, когда управление сетью совместно используется подмножеством узлов сети. Такая децентрализованная структура представляет собой некоторое множество компьютеров, каждый из которых связан с одним или несколькими другими соседними. При этом все узлы в равной степени разделяют обязанности и запускают одно и то же программное обеспечение узла. Транзакция, сгенерированная на одном компьютере, пересылается соседним, которые проверяют правильность подписей в ней и далее пересылают её уже своим «соседям». Таким образом транзакция попадает на все узлы сети. Очевидно, что при увеличении количества участников сети будет увеличиваться и общее число транзакций. Парадокс заключается в том, что с ростом количества узлов децентрализованной сети повышается её надёжность (что хорошо), но и… затратность (что плохо). В результате «грубых» прикидок критиками делается весьма тревожный вывод, что увеличение количества транзакций и увеличение количества пользователей приводит к кратному увеличению суммарных расходов на электроэнергию. Кроме того, рост количества транзакций негативно сказывается на пропускной способности сети и, как результат, совокупная стоимость её содержания растет быстрее, чем в случае централизованной архитектуры. Так это или нет, и в какой степени – предмет отдельного исследования, но подобные умозаключения безусловно обращают на себя внимание [5].
Упомянутый парадокс связал понятия затратности и надёжности в децентрализованной сети. Вспомним, что в отличие от централизованных сетей с одной точкой контроля/отказа, децентрализованные сети таковым свойством обладать не должны по определению. При этом любой участник децентрализованной сети не гарантирует своего постоянного присутствия в ней. Но по достижению определённого количественного порога в сети будет постоянно и одновременно присутствовать некоторое множество узлов с одинаковыми функциями. И кажется, что чем больше количество этих узлов в сети, тем выше её надёжность, а значит, преимущество децентрализации очевидно. Но и здесь не всё так однозначно.
Надёжность — это не только вероятность того, что система или её компонент будут бесперебойно выполнять свои функции в любой момент времени. Это свойство также влияет на уверенность, что все элементы системы функционируют корректно, то есть, что ей можно доверять. Надёжная система должна уметь преодолевать отказы одного или нескольких её компонентов, которые потенциально могут генерировать и отправлять противоречивую информацию. Это положение приводит нас к так называемой концепции византийской отказоустойчивости, обуславливающей корректное функционирование децентрализованных систем в случае непреднамеренных или умышленных сбоев в работе их компонентов [6].
Вот тут как раз уместно было бы напомнить «задачу византийских генералов». Она заключает в себе фундаментальную проблему достижения консенсуса в децентрализованной сети, то есть без доверенного центрального органа. «Задача византийских генералов» из раздела прикладной математики «Исследование операций» имеет важнейшее значение для понимания динамики принятия решений, когда участники не могут проверить личность или честность других в среде, характеризующейся ненадёжными каналами связи. По сути, она представляет собой сценарий, в котором несколько легионов византийской армии, аналогично узлам сети, должны договориться о едином образе действий: атаковать или отступить. При этом договорённость (консенсус) должна быть достигнута, несмотря на наличие ненадёжных или потенциально предательских элементов внутри системы, которыми являются генералы и/или их гонцы.
Источник: https://galoren.cswp.cs.technion.ac.il/wp-content/uploads/sites/163/2023/10/dist.png
Чтобы защитить функционирование сети от злоумышленных действий, необходимо использование надёжного алгоритма. Эта потребность привела к разработке отказоустойчивых консенсусных протоколов, обеспечивающих эффективную обработку сбоев. Одним из таких протоколов является «Практическая византийская отказоустойчивость» (PBFT), использующая сочетание цифровых подписей, тайм-аутов и подтверждений, чтобы обеспечить непрерывный прогресс процесса согласования, даже когда некоторые узлы скомпрометированы или действуют злонамеренно при условии, что большинство узлов остаются заслуживающими доверия. Другой разновидностью протокола стало «Федеративное византийское соглашение» (FBA), в котором внутри каждой сформированной независимой федерации узлы договариваются о порядке и легитимности транзакций или событий.
Появление сети Биткоин (Bitcoin) на базе технологии блокчейн фактически означало вариант решения «задачи византийских генералов» посредством механизма консенсуса Proof of Work (PoW), в котором майнеры выполняют роль, аналогичную генералам, в сети, где каждый узел отвечает за проверку транзакций. Эти транзакции группируются в блоки, хешируются и хранятся в распределённой базе данных, реплицируясь по всей сети, что повышает её отказоустойчивость и гарантирует, что сбой одного узла не поставит под угрозу всю систему. Эта избыточность аналогична наличию нескольких гонцов, что должно обеспечивать целостность и неизменность сообщения, даже если один из них будет скомпрометирован.
Дальнейший поиск путей достижения консенсуса в блокчейне привёл к появлению механизма Proof-of-Stake (PoS), который уже не полагается на майнеров. В этом механизме появляются пользователи с полномочиями валидаторов, которые «ставят» свои средства в качестве гарантии. Чем больше средств в ставке валидатора, тем больше блоков он может проверить и тем выше его вознаграждение. Однако появляется риск, обусловленный вероятным появлением валидаторов, потенциально способных одобрять ложные транзакции. И, наконец, разновидность PoS – DPoS, в котором роль валидаторов выполняет избранная сообществом сети группа пользователей – так называемых делегатов. Очевидно, что в этом случае консенсус достигается гораздо быстрее, но возникает риск сговора делегированного меньшинства против интересов большинства участников сети [7].
Источник: https://bits.media/pow-ili-pos-o-vybore-metoda-konsensusa-dlya-kriptovalyutnykh-proektov/
Как видно, приведённые модели достижения консенсуса с точки зрения надёжности и доверия не являются таким уж идеальным решением, хоть и не без оснований претендуют на высокую степень их достижения при использовании на практике (Avalanch, Etherium, Tezos и др.). Другое дело, что «децентрализованная» сеть, в конструкцию которой заложен принцип, требующий придания особого статуса какому-либо узлу или их группе, провоцирует её переход в статус распределённой или в пределе – даже централизованной сети.
Но так ли уж плоха распределённая сеть по отношению к децентрализованной – и в чём разница? В распределённой сети управление узлами может осуществляться из нескольких «местных» центров, каждый из которых может быть взаимосвязан как напрямую, так и через узлы-посредники. Тогда можно сказать, что децентрализованная сеть является частным случаем распределённой сети, в которой все узлы одноранговые, и каждый узел является «местным» центром, который влияет только на самого себя (что фактически равнозначно отсутствию центров управления). В таком случае, возможно, что распределённая сеть при правильном подходе позволит несколько проще достигнуть заданных требований по надёжности, чем децентрализованная сеть. Её легче поддерживать при значительном масштабировании, в отличие от децентрализованной, эффективность которой весьма чувствительна по отношению к существенному росту числа узлов [8].
Как бы то ни было, основной мотивацией поклонников децентрализации и распределённости является независимость от централизованных сервисов, которые могут устанавливать произвольные правила и навязывать пользователю свою волю.
До появления WWW (англ. World Wide Web) в мире уже существовали децентрализованные системы, к слову, сам Интернет. По отношению к традиционной почтовой службе электронная почта тоже стала децентрализованным сервисом, поскольку разные почтовые серверы напрямую обменивались сообщениями. Следовательно, децентрализация – вовсе не утопия, а веление времени. Вспомним, что и web изначально задумывался как открытая децентрализованная платформа для взаимодействия.
Однако со временем технологические гиганты стали создавать удобные для пользователей интерфейсы и вырвались вперёд, набрав критическую массу централизованных решений. Постепенно интерес к децентрализации затих до тех пор, пока свет не увидела научная работа о новой децентрализованной сети Биткоин. Тогда некоторые эксперты охарактеризовали процессы, запущенные Биткоином, как технологическую революцию, которая знаменует собой глубокие перемены, возвращающие нас к забытому, но привычному положению вещей.
Теперь в сообществе появились заметные разногласия относительно того, что же такое новый web. Крайне амбициозные взгляды состоят в том, чтобы разрушить многие централизованные модели, например, модель данных клиент-сервер и бизнес-модель, основанную на рекламе, и воссоздать децентрализованные заново. Но web, несмотря на своё изначально децентрализованное происхождение, десятилетиями переходил к централизации и вряд ли сейчас имеет смысл «сносить всё до основания». Стремительное возрождение децентрализованных технологий и активная полемика вокруг них дают почву для серьёзных размышлений о его будущем. Похоже, что пока децентрализованные технологии не являются абсолютной панацеей и не спасают web нового поколения от всех наследуемых проблем [9].
Означает ли это, что сегодня децентрализацию стоит применять только там, где это целесообразно? Пожалуй, это вполне рациональный подход. Если создаётся «продвинутое» web-приложение, оно не обязано стать исключительно децентрализованным. Любое решение создается для того, чтобы предоставить пользователям требуемые возможности, и определённые уровни децентрализации могут отвечать или не отвечать этим запросам [10].
Источник: https://www.researchgate.net/figure/De-centralization-configurations-from-a-network-perspective-Black-lines-represent_fig1_352297989
Вполне возможно, что децентрализация управления данными, ресурсами и доступа к ним позволит обеспечить наиболее качественное и справедливое обслуживание. Но, увы, она скорее всего потребует некоторых существенных компромиссов, например, снижения пропускной способности транзакций. Значит, нужно стремиться к тому, чтобы в идеале эти компромиссы не перевешивали уровни надёжности и качества сервиса, которые за их счет достигаются.
Список литературы
1. Словарь «Борисов А.Б. Большой экономический словарь. — М.: Книжный мир, 2003. — 895 с.
2. Chris Dixon (2018), «Why Decentralization Matters», 18 Febrtuary, available at: https://onezero.medium.com/why-decentralization-matters-5e3f79f7638e
3. «Минутка истории: Откуда пришла идея централизации и единого источника актуальных данных», URL: https://habr.com/ru/companies/rshb/articles/823558/
4. Verborgh, R. (2017), «Paradigm shifts for the decentralized Web», 20 December, available at: https://ruben.verborgh.org/blog/2017/12/20/paradigm-shifts-for-the-decentralized-web/.
5. «Bitcoin. Неразрешимая проблема децентрализации», URL: https://habr.com/ru/articles/238397/
6. Giuseppe Gori, «Decentralization: The Big Problem For Blockchain», URL: https://cryptobriefing.com/decentralization-big-problem-blockchain/
7. «В чём проблема византийских генералов?», URL: https://plisio.net/ru/blog/what-is-the-byzantine-generals-problem
8. Владимир Шляпин, «Децентрализация VS распределенная сеть», URL: https://sitemakers.ru/articles/decentralization_vs_distribution/
9. Evgeny Ponomarev, «Decentralized Web Developer Report 2020», URL: https://medium.com/fluence-network/decentralized-web-developer-report-2020-5b41a8d86789
10. «Что означает децентрализация в блокчейне?», URL: https://aws.amazon.com/ru/blockchain/decentralization-in-blockchain/
Сведения об авторе
Биктимиров Марат Рамилевич – Фонд развития сетевых технологий «ИнДата», г. Москва. SPIN-код:5110-3250, AuthorID:108733, ORCID:0000-0003-3322-6455