«Нужно смотреть не в зеркало заднего вида, а в лобовое стекло»

В центре города, в историческом здании первого университета России расположился Центр технологий распределенных реестров СПбГУ (ЦТРР). Здесь, поглядывая из окон на архитектурные шедевры зодчих прошлого, эксперты думают над тем, как изменить наше будущее, максимально эффективно внедрив технологии блокчейн в различные сферы нашей жизни.

Сегодня ЦТРР — ведущая площадка по формированию и развитию экосистемы технологии блокчейн в России. Здесь сосредоточены не только на поиске областей ее практического применения, но и на разработке готовых продуктов. Специалисты центра уже создали приложение для корпоративного голосования «КриптоВече», а также приложение для наблюдателей на выборах «Элорис». И это далеко не все.

Центр является также средоточием уникального экспертного потенциала благодаря объединению знаний ведущих специалистов в области распределенных систем и лучших ученых СПбГУ из самых разных областей науки. Это позволяет центру не только оказывать высококачественные консультационные услуги, но и участвовать в разработке новых образовательных программ для самых разных ступеней образовательного процесса.

Здесь можно было бы и дальше продолжить рассказ о достоинствах и потенциале ЦТРР. Однако есть риск, что на этом абзаце читатель перевернет страницу в поисках более понятного для него материала. Распределенные реестры, блокчейн, биткоин — слова, которые мы все слышим на протяжении последних лет. Однако частота их звучания не говорит о том, что они понятны слушателям. Так, по данным консалтинговой компании в области цифровых медиа Vorhaus Advisors, лишь каждый четвертый взрослый житель США знает, что такое блокчейн, а почти половина считают блокчейн и биткоин понятиями, обозначающими одно и то же. Можно с уверенностью экстраполировать эти данные и на нашу страну — с поправкой, что в России, скорее всего, еще менее осведомлены о блокчейне, чем на родине этого понятия.

Нелегкую задачу провести ликбез для читателей журнала «Санкт-Петербургский университет» взял на себя Максим Владимирович Рукинов, директор Центра технологий распределенных реестров СПбГУ. Буквально на пальцах он объяснил, что такое блокчейн, чем хороша эта технология, какой потенциал в себе таит и как меняет нашу жизнь уже сейчас. Его рассказ позволит лучше понять, чем занимаются в центре и почему его работа так важна.

Что такое блокчейн?

Блокчейн — это название нового вида базы данных. Она представляет собой непрерывную цепочку блоков с информацией. Это слово впервые прозвучало в октябре 2008 года, когда появилось описание проекта биткоина. Все технологии, положенные в основу биткоина, были разработаны за 10–20 лет до его появления. Их даже пытались применить в других проектах, но неуспешно. Биткоин возник благодаря соединению известных технологий в другом их сочетании.

Иногда блокчейн сравнивают с бухгалтерской книгой.

Если говорить об отражении в нем финансовых операций, то блокчейн действительно можно сравнить со своеобразной бухгалтерской книгой. Она устроена таким образом, что одновременно есть на руках у всех заинтересованных сторон. Она автоматически обновляется, и все данные в нее записываются синхронно у всех. Если я вырву у себя листок из этой книги, то мы увидим, что он исчез в книгах всех участников. Если зачеркну цифру, то это тоже все сразу же увидят. Нет никакой возможности сделать это втайне от других пользователей.

А взломать?

В основе блокчейна лежит технология шифрования. Она уникальна тем, что даже при всем могуществе государства и при всех вычислительных ресурсах, которые у него есть, в настоящее время нет возможности каким-либо образом ее взломать. В ее основе лежат простые числа, которые делятся на единицу и сами на себя. Например, число 17 — оно не делится ни на что без остатка, кроме как на 17 и на 1. Когда берут два простых числа, в каждом из которых по 100 знаков, и умножают друг на друга, получается третье полупростое число. При нынешнем развитии технологий, не зная изначально двух простых многозначных чисел, подобрать их никак невозможно, кроме как методом перебора — не существует ни одного алгоритма. То есть чтобы взломать, нужно перебрать все возможные варианты этих многозначных чисел. На это уйдет такое количество лет, что любая необходимость в этом сама отпадет, что и делает эту технологию шифрования невзламываемой. Пожалуйста, перебирайте цифры — у вас огромное количество вариантов. Может, лет через тысячу и подберете.

Для того, кому хочется понять всю сложность взлома данной технологии шифрования, я обычно привожу еще один пример. Чтобы начать перебирать цифры, нужно для начала в таблице Excel собрать все числовые вариации первых двух чисел для проведения сравнения — правильно или неправильно. Так вот, чтобы просто сохранить все возможные варианты кода, который шифрует операции в блокчейне, не хватит всех жестких дисков в мире.

Каким образом технология, лежащая в основе цифровых валют, оказалась удобной для применения в различных сферах нашей жизни?

Когда мы пользуемся услугами «Яндекса», мы доверяем компании. Мы выбираем ее посредником и доверяем ей хранение данных о нас. Например, чтобы воспользоваться услугами каршеринга данной компании, мы отправляем туда селфи с паспортом и водительскими правами. Вся эта информация хранится на сервере «Яндекса». Мы передаем компании данные и тогда, когда с помощью ее сервисов заказываем еду или такси.

Теперь представим себе ситуацию, когда на рынок выходит небольшая новая компания и говорит: «Мы будем делать все то же самое, отправьте нам ваши данные на наш сервер». Но мы же не знаем, что будет с этой компанией. Сегодня на рынке она есть, а завтра нет. Далеко не каждый будет доверять такому посреднику. В такой ситуации выгодным становится использовать блокчейн. Тогда эта маленькая новая компания скажет: «Вы мне не доверяете — и не надо. Давайте использовать блокчейн, такую технологию, где у каждого есть свой сервер». Больше нет центрального посредника, каждый сам хранит все данные у себя на компьютере. Каждый участник может хранить у себя эту базу данных. При этом все участники могут видеть данные друг друга только в том случае, если их владелец это разрешит. В остальное время они хранятся в зашифрованном виде. Если кто-то вносит изменения, это отображается в виде нового блока, который присоединяется к цепочке, и она у всех синхронно обновляется. Никто не увезет сервер со всеми вашими персональными данными в неизвестном направлении.

Преимущество блокчейна как раз в том, что с помощью этой технологии мы можем обойтись без посредника и сохранить высокий уровень доверия между участвующими лицами. Мы все база данных и есть. Она у всех одна. Мы никаким посредникам не доверяем, а только математике и алгоритмам.

Есть ли у этой технологии недостатки?

Есть очень важный момент, о котором многие забывают. Тот же «Яндекс» не просто ведет базу данных, но и гарантирует, что вносимая в нее информация соответствует действительности. Если компания вносит информацию о наличии еды в ресторане или товара в магазине, она подтверждает, что вы действительно можете заказать то или иное блюдо или товар.

В блокчейне вся информация обновляется синхронно. И если один участник вносит некорректную информацию, то она тоже будет у всех. Это хорошо иллюстрирует выражение garbage in, garbage out (в переводе с английского означает «мусор на входе — мусор на выходе». — Прим. ред.): мусор внесли, и мусор будет у всех. Технология блокчейн позволяет избавиться от центрального посредника, но теперь он нужен на периферии, чтобы гарантировать достоверность вносимых данных. Простейший пример: блокчейн для учета новорожденных младенцев по всему миру, чтобы они никогда не терялись и можно было точно знать, кто их родители. Однако мы должны понимать, что самым слабым звеном в этой цепочке станет акушер, который вносит информацию в базу данных. Если мы не найдем сертифицированных специалистов, которые будут гарантировать тождественность данных, то как мы можем доверять этой информации? По сути, посредник не исчез, просто он из центрального звена ушел в первоначальное. В таких сценариях блокчейн без интернета вещей, который сам вносит всю информацию, пока не очень эффективен. Он эффективен там, где вся информация заносится без участия людей. Устройства сами между собой обмениваются данными, человек в этом не участвует, и все это в автоматизированном режиме хранится в такой базе данных, как блокчейн. Хороший пример этого — биткоин. Все в цифровом виде, там в принципе невозможно что-то исказить.

Тем не менее законодатель определенным образом борется за чистоту рядов лиц, обеспечивающих целостность и достоверность данных, вносимых в цепочку. Так, например, по Федеральному закону «О цифровых финансовых активах...» к операторам информационных систем, в которых осуществляется выпуск цифровых финансовых активов, предъявляется целый ряд требований, начиная от отсутствия неснятой/непогашенной судимости и вплоть до отсутствия в перечне лиц, причастных к терроризму/экстремизму.

Если у всех будет своя база данных, то где все это хранить? Хватит ли нам ресурсов, чтобы обрабатывать и хранить столь большие объемы информации, ведь в мире каждый день заключаются миллионы договоров и сделок?

Это еще один недостаток блокчейна. Когда мы говорим про центральный сервер, мы подразумеваем один большой. Он может занимать много пространства, но быть в одном экземпляре или двух-трех для копирования данных. Такой сервер обычно принадлежит конкретной компании, которая и несет за него ответственность. В блокчейне одинаковое количество информации хранится у всех пользователей этой базы данных, если они захотели себе ее скачать. В блокчейне есть два вида базы данных: полная и тонкая. Последняя состоит только из заголовков блоков. Вы сможете видеть изменения, но не сможете посмотреть детали операции (например, кто ее провел и когда). Это как если бы мы могли видеть список всех книг в библиотеке, но к содержанию доступа бы не имели.

Если все захотят иметь у себя базу данных, то на хранение одного и того же объема информации потребуется не три сервера, а 33 000 серверов. На законодательном уровне имеются и территориальные ограничения: так, например, выпуск цифровой валюты в России может осуществляться только с использованием серверов, расположенных на территории РФ. На данном этапе развития технологий это видится как недостаток блокчейна, который делает его не таким эффективным. Второй минус, который является следствием первого, это скорость обработки операций. Например, сеть Visa еще в 2018 году могла обрабатывать более 65 000 транзакций в секунду. Биткоин обрабатывает в десятки раз меньше. Почему? Он устроен таким образом, что блок данных формируется каждые десять минут. Это приводит к задержке по времени. Несмотря на то, что уже разрабатывают новые алгоритмы, блокчейн пока не может составить конкуренцию по скорости обработки той же компании Visa. И третий минус, о котором нельзя не упомянуть, связан с ключами доступа. В классическом блокчейне операция шифруется с помощью двух ключей — публичного и секретного. Публичный ключ — это тот же адрес биткоина. Если вы его хоть раз видели, то понимаете, какая это абракадабра. Так же примерно выглядит и секретный ключ. Если вы по каким-то причинам этот секретный ключ потеряли, то на сегодняшний день, к сожалению, нет никакой возможности его восстановить.

Когда вы пользуетесь услугами Сбербанка, вы не переживаете, что вы лишитесь средств на ваших счетах, если забыли пароль от мобильного приложения или пин-код от карты. Вы приходите в банк, показываете паспорт, и доступ к счетам будет восстановлен. В случае с блокчейном так не получится. Вы будете отлично видеть, в каком блоке биткоин застыл, откуда он к вам пришел. Но для перемещения записи биткоина с места на место вам нужно знать секретный ключ. Если вы его потеряли, то вы не сможете ничего с биткоином сделать, никто не сможет.

Чтобы повысить скорость обработки информации, разрабатывают новые алгоритмы. А как решается вопрос хранения больших объемов информации?

Технологии развиваются и в этом направлении. Мы можем все плотнее и плотнее сохранять информацию. Пока нам хватает ресурсов. Однако объективно проблема хранения больших объемов информации существует. Частично она решается благодаря хеш-функции (или функции свертывания). Мы можем хранить информацию не в виде тысяч знаков, а в виде хешей (hash — в переводе «превращать в фарш», «измельчать»). Это специальный алгоритм, который из любого объема информации — будь это одно предложение или все тексты Александрийской библиотеки в онлайн-формате — делает строчку одной длины (например, из 15 символов). Если поменять хоть одну букву в сохраненной информации, то строчка изменится почти полностью — на 90 %, и мы будем понимать, что информация скорректирована.

Блокчейну предрекают большое будущее. Где эта технология может произвести революционные изменения в обозримом будущем?

Уже сейчас есть проекты, которые активно развиваются. Например, проект IT-компании IBM и судоходного гиганта Maersk по учету морских контейнеров, получивший название TradeLens («Торговая линза». — Прим. ред.). Они полностью внесли в блокчейн информацию о путешествии контейнера от отправителя к получателю. Почему это важно? В логистике очень большое количество участвующих сторон, и им нужен тот, кто будет вести центральную базу данных. Большому количеству сторон сложно договориться, кто будет таким доверенным посредником, ведь у всех разные интересы. Им просто не выбрать такого посредника. В этой ситуации очень подходит блокчейн. Посредник не нужен, договариваться не нужно, каждый сам себе администратор базы данных, каждый знает: то, что он видит, видно всем и у всех одинаково. Никто не сможет взять и втайне от других участников данные изменить. Например, одна из сторон не отправила контейнер и решила внести подложные документы. Она их внесет, но об этом сразу узнают все и смогут с точностью указать не только на конкретного перевозчика, внесшего в базу недостоверные данные, но и то, в какой конкретно момент он это сделал.

Что касается опыта в России, то на сегодняшний день у нас уже появилась законодательная база для похожего внедрения блокчейн-технологий в развитие ряда отраслей, в том числе транспорта и логистики: это Федеральный закон «Об экспериментальных правовых режимах в сфере цифровых инноваций в РФ», который позволяет применять цифровые инновации в регионах в течение определенного срока с отступлениями от действующего регулирования.

Звучит убедительно. Но в нашей стране люди до сих пор боятся проводить, например, электронную регистрацию договора долевого участия, потому что в этом случае «нет печати на бумаге, нечего пощупать и взять в руки». Не верится, что они на ура встретят возможности блокчейна.

Можно оглядываться на таких людей и в принципе остановить прогресс. Если вы хотите двигаться вперед, нужно смотреть не в зеркало заднего вида, а в лобовое стекло. Выход в интернет тоже несет определенные риски. Человек в мире атомов закрывает квартиру на ключ, когда уходит из дома. В мире байтов все так же. Там тоже существуют хакеры, угрозы и риски. Поэтому мы ставим, например, антивирус Касперского — это тот же замок на вашем компьютере. Взломать его сегодня тяжелее, чем подделать или украсть документы в реальном мире вещей.

Системы полного онлайн-подписания договоров — это уже сегодня, а не завтра. В США уже реализуются проекты, которые позволяют все документы, все договоры подписывать онлайн, без личных встреч. Благодаря таким проектам вы можете находиться в Москве, а ваш визави во Владивостоке. Никому из вас не нужно будет никуда лететь, каждый сможет видеть все манипуляции с договором — даже время, когда другая сторона открыла этот договор. Формируется протокол работы с договором в онлайн-формате. Этот протокол хранится в блокчейне, и никто не может его тайно изменить. И если вдруг вопрос дойдет до суда, судья посмотрит этот протокол и всю историю взаимодействий.

Правильно построенная система онлайн-взаимодействий помогает людям, уберегает их от неправильных действий и ошибок, а не наоборот. Этого не стоит бояться, этим нужно пользоваться.

Если мы все время говорим о блокчейне и биткоине, то почему в названии центра это не нашло отражения?

Распределенные реестры — это общее название (точно так же, как транспортное средство является общим названием для автобуса, машины, троллейбуса, самолета и даже велосипеда). Блокчейн — один из видов организации распределенных реестров в виде цепочки блоков. Центр же занимается разными базами данных, и во многих случаях они организованы в другом формате. Например, направленный ациклический граф предусматривает хранение информации не в виде блоков, а в виде графа.

Какие еще задачи стоят перед центром?

Преодоление технологических и законодательных барьеров в применении этих технологий. Например, есть такие виды договоров, которые нельзя на законодательном уровне заключать онлайн и без посредника, только при личном участии: трудовые договоры (если речь не о договорах с дистанционными работниками), сделки, требующие обязательного нотариального удостоверения и, соответственно, личного присутствия у нотариуса. Аналогичным образом завещания не могут быть совершены онлайн. В наши задачи входит вычленять такие ситуации и предлагать пути их решения, чтобы применение блокчейна стало возможным.

Мы также должны вырабатывать и предлагать варианты устранения недостатков, связанных со скоростью проведения операций и надежностью хранения данных в Сети. Для этого необходимо проводить прикладные исследования.

Что отличает центр в СПбГУ от подобных?

Главное отличие центра в Университете от других заключается в том, что он создан как центр Национальной технологической инициативы. Он финансируется за счет средств гранта, предоставленного Российской венчурной компанией (РВК). Она учредила центры по таким технологиям, как большие данные, промышленный интернет, искусственный интеллект, распределенные реестры, квантовые вычисления и другие.

Находясь в структуре СПбГУ, центр имеет возможность опираться на все знания, накопленные университетскими учеными в самых разных областях науки. Для этого ЦТРР создал в СПбГУ междисциплинарный экспертный совет для развития блокчейна. Мы можем консультироваться с учеными в поисках новых точек применения технологий распределенных реестров. Их потенциал до сих пор не раскрыт и не осознан полностью даже в логистике и финансах.

Мы до сих пор не знаем всех направлений их применения. Наша задача — искать места и области, где эти технологии могут быть полезны. Например, компания Walmart, управляющая крупнейшей в мире сетью оптовой и розничной торговли, начала применять технологии распределенных реестров в поставке продуктов в свои магазины. Если кто-то из покупателей отравится, допустим, помидором, приобретенным в их магазине, компания может с достоверностью в 100 % установить, откуда пришел испорченный овощ. И это лишь одна из возможностей технологии распределенных реестров.

Чего уже смогли добиться?

Специалисты центра создали несколько продуктов на основе блокчейна. Один из них — приложение для корпоративного голосования «КриптоВече». Эта университетская разработка уже становится востребованной на рынке. Помимо СПбГУ, ее по лицензии применяют 16 организаций.

Еще один продукт, который нельзя не упомянуть, — приложение для наблюдателей на выборах «Элорис». Оно было апробировано в единый день голосования 8 сентября 2019 года на территории двух муниципальных образований Ленинградской области.

Также специалистами центра разработаны прототипы системы контроля транспортировки грузов Chainbox, системы информационной безопасности «Дефенсор» и системы управления объектами интеллектуальной собственности Edemes. Последняя может быть интересна различным научным и образовательным организациям, так как обеспечивает технологические условия для перехода к парадигме управления всеми стадиями жизненного цикла научных исследований на основе данных.

Для того чтобы такие продукты скорее находили применение, на базе ЦТРР создан консорциум для объединения компаний, организаций и университетов, занимающихся развитием, внедрением или продвижением продуктов с использованием распределенных реестров.

Поскольку ЦТРР включен в структуру классического университета, мы очень ценим возможность участвовать в разработке образовательных программ разных форматов по обучению основам блокчейна и популяризации знаний об этих технологиях. На сегодняшний день сформирован портфель образовательных программ, отвечающих самым разным целям: от онлайн-курсов для тех, кто только начинает знакомиться с возможностями технологий распределенных реестров, до программы магистратуры для тех, кто хочет стать профессионалом в этой области знаний.

Полную версию интервью читайте в журнале «Санкт-Петербургский университет».

Похожие материалы