Что такое технология распределенных реестров и как она применяется в финтехе

Распределенный реестр — это база данных, информация в которой синхронизируется между несколькими сетевыми узлами или устройствами. В каждом узле хранится копия всей информации реестра.

Технология распределенных реестров (ТРР) появилась, когда получилось соединить в общую конструкцию отдельные элементы: асимметричную криптографию, распределенные системы и консенсусы в них, виртуальные машины.

Рассказываем, как и зачем используют технологию распределенных реестров в финтехе. Делаем это вместе с Ильей Дружининым — R&D-исследователем в Ассоциации ФинТех.

Немного терминов

Асимметричная криптография работает так: у пользователя А есть открытый и закрытый ключи. Он отправляет открытый пользователю Б — теперь тот может зашифровать сообщение. Пользователь А получает сообщение и расшифровывает его уникальным закрытым ключом.

Распределенные системы — независимые узлы или устройства, которые связаны между собой и образуют общую информационную систему.

Консенсус — механизм достижения согласования, благодаря которому система продолжит работать в случае аварии. Информация сохранится, даже если один из узлов откажет.

Принцип работы технологии распределенных реестров

Технология распределенных реестров — это электронная система данных, которые можно хранить и передавать в реестр разными способами. Самый известный из них — блокчейн, когда вся информация группируется в цепочку блоков. Этим термином иногда заменяют название всей технологии, потому что такой способ записи используется чаще других.

Другой способ записи — направленный ациклический граф (DAG). Данные сохраняются в том порядке, в котором поступили, и новая запись имеет связь со старыми.

Распределенные реестры — это таблицы, где хранится информация. Они бывают:

• Открытые. К реестру может присоединиться любой пользователь, проверить записи и сформировать блоки. По такому принципу работает биткоин.
• Закрытые. К реестру есть доступ у ограниченного числа пользователей. Такие системы используют внутри одной организации. Например, банк может объединить данные из своих филиалов в закрытом реестре.
• Консорциумные. Подтверждать информацию могут пользователи из состава определенной группы компаний или ассоциации. Реестр можно использовать, чтобы объединить базу данных для нескольких независимых компаний.

Вид реестра влияет на количество участников и пропускную способность системы. В открытом блокчейне может быть миллион участников, но работать он будет медленно. В закрытых можно совершать 10 000 транзакций информации в секунду, но с небольшим и ограниченным количеством участников. Консорциум — усредненный вариант. Участников больше, чем в закрытых блокчейнах, а пропускная способность выше, чем в открытых.

Предположим, два банка решили использовать общий распределенный реестр. Они договариваются, какую информацию из своих баз будут записывать и на каких условиях. Каждый банк поддерживает механизм репликации данных, чтобы синхронизировать информацию. Банк А записывает в реестр, что их клиент перевел деньги клиенту банка Б. Эта информация появляется в базе банка Б.

Никто из участников не может незаметно удалить какую-то запись, если считает ее неудобной для себя или ложной. Иногда информация в реестре действительно может быть неправильной, и все участники это признают. Например, клиент сделал перевод по ошибке. Тогда рядом с первой записью делают новую, где исправляют ошибку, но не удаляют при этом исходную запись.

В чем преимущество распределенных реестров

Сохранность информации

Данные в реестре нельзя удалить или подменить — информацию видят все участники. Если у одного из них возникли технические проблемы, то данные сохраняются на остальных узлах.

Например, у банка А и Б есть общий клиент. Вдруг узлы банка А отключились, клиент не может совершать операции. Если у клиента есть свой закрытый ключ, он может обратиться в банк Б и использовать его как шлюз, чтобы получить и передать информацию в систему.

Безопасность

Чтобы незаконно попасть в распределенный реестр, надо взломать криптографию на всех узлах одновременно. Теоретически это возможно, но вероятность мизерная, потому что понадобится очень много вычислительных ресурсов.

Дополнительная логика

С помощью технологии распределенных реестров в блокчейне можно создавать смарт-контракты. Это дополнительная бизнес-логика или целые программы, которые самостоятельно обрабатывают информацию и проводят с ней операции.

Например, компания В отправляет банку Б 1 миллион ₽. Транзакция записывается в реестр и проходит через смарт-контракт, который говорит: с этой суммы нужно взять комиссию 5% и перечислить на счет третьей организации, банка А. С помощью этой технологии можно создавать и сложные механики, например распределять акции после эмиссии.

Смарт-контракты невозможно построить в реестрах, где используется способ записи DAG. Транзакции в таком реестре не связаны друг с другом линейно, а разветвляются. Чтобы создать смарт-контракт, нужно прописывать логику отдельно для каждой записи. Это слишком долго и сложно.

Как используют технологию

Технология распределенных реестров нужна, когда в бизнес-процессах много участников и этапов согласования. Например, она подходит для сложных производственных процессов, где много отчетности, надо хранить и синхронизировать документы для всех их участников.

В здравоохранении через блокчейн поставляют лекарства в учреждения. Еще он подходит, чтобы фиксировать медицинские данные. Допустим, когда в одном из отделений появилась необходимая для переливания группа крови, эта информация отправляется по другим организациям.

В финансовом секторе блокчейн используют банки и страховые, чтобы согласовывать операции по переводу денег. Это могут быть закрытые системы внутри одной организации или целые ассоциации. Блокчейн автоматизирует часть процессов, за которые раньше отвечали банки. Теперь у последних появилась новая задача — обеспечивать работоспособность и эффективность технологии.

Как развивается ТРР

Разработчики улучшают сектор децентрализованной идентификации

Идентификаторы позволяют управлять всей конфиденциальной информацией о пользователе. Эту информацию нельзя вывести из блокчейна или скопировать. В потенциале эта разработка позволит отказаться от всех бумажных документов.

На закрытом рынке создают новые способы взаимодействия между участниками

Финтех работает над переводом на технологию распределенных реестров банковских продуктов: депозитарных систем, гарантий, аккредитивов, цифровых финансовых активов.

Технология поможет оптимизировать бизнес-процессы и снизить расходы банков на сопровождение операций. Например, чтобы провести сделку по аккредитиву, понадобится не 10–18 рабочих дней, а 8.

Государственный сектор сможет перейти на технологию распределенных реестров через 5–10 лет

Блокчейн упростит синхронизацию информации между ведомствами и исполнение законодательства. Например, закон будет распространяться через блокчейн сразу в двух форматах — человекочитаемом и машиночитаемом. Сотрудникам ведомств не придется самим настраивать свои информационные системы, потому что те поймут команду из машиночитаемого закона и самостоятельно обновят логику работы.

Чтобы всё это реализовать, нужно решить такие задачи:

• Повысить производительность блокчейна. В закрытом блокчейне можно проводить до 10 000 транзакций в секунду (ТвС). Это максимальная производительность технологии. В открытых системах она ниже — до 1 000 транзакций, потому что больше участников. Для сравнения: в центральной базе данных ТвС может быть 40 000–100 000.
• Создать способы для взаимодействия блокчейнов. Сейчас, если два реестра основаны на разных платформах, они могут обмениваться сообщениями через «мост» — сервис-посредник. Чтобы «мост» работал, его должна постоянно поддерживать доверенная организация. Инженеры ищут способы сделать связь между блокчейнами безопасной.
• Обеспечить защиту чувствительной информации. Сейчас блокчейн имеет ограниченную конфиденциальность. Академическое и инженерное сообщество изучает способы ее повышения.