Алгоритмы Proof-of-Stake достигают консенсуса, выбирая пользователя для нахождения блока на основе доли его токенов в кошельке от общего количества токенов в обращении, а также на основе их возраста. Пользователи стремятся повысить свою долю, чтобы иметь возможность быть выбранными для проверки блоков транзакций и получить вознаграждение за это [42].
В PoS майнер нового блока, в данном случае известный как валидатор, выбирается в полу-случайном процессе, состоящем из двух частей. Первым элементом, который следует учитывать в этом процессе выбора, является капитал пользователя.
Каждый валидатор должен иметь долю токенов в сети. Разбивка предполагает внесение некоторого количества токенов в систему, блокирование их в сущности, которую можно считать виртуальным сейфом, и использование его в качестве обеспечения для поручительства за блок. В итоге первый аспект консенсуса сводится к тому, что чем большим капиталом в системе обладает пользователь, тем более велики его шансы стать выбранным валидатором.
В большинстве согласованных алгоритмов PoS стимулом для участия в проверке блоков является выплата в форме комиссионных за транзакции, а не только созданная в начале и процессе функционирования сети валюта в системах PoW.
На первый взгляд можно предположить что PoS подвержен злоупотреблениям со стороны богатых держателей капитала криптовалюты. Однако, ключевым моментом здесь является включение некоторой степени вероятности в процесс выбора, чтобы избежать сценария, в котором самые богатые пользователи всегда выбираются для проверки транзакций, последовательно пожиная плоды и становясь все богаче и богаче.
Второй элемент добавляет эффект случайности к процессу выбора, хотя способ, которым это делается, отличается в различных блокчейн системах. Двумя наиболее часто используемыми методами являются рандомизированный выбор блоков и выбор исходя из возраста монет.
В рандомизированном выборе блоков валидаторы выбираются путем поиска пользователей с комбинацией самого низкого значения хеш-функции и самыми высокими долями капитала. Метод выбора возраста монет выбирает валидаторов на основании того, как давно их токены были разыграны. Это ни в коем случае не единственный способ выбора валидаторов. Некоторые валюты объединяют вышеупомянутые методы, в то время как другие экспериментируют со своими.
Еще одно различие, которое стоит отметить между PoW и PoS, состоит в том, что в отличие от систем PoW, где все больше криптовалют постоянно создается в качестве вознаграждения майнерам, общее количество токенов криптовалюты обычно создается при запуске систем PoS.
В такой системе пользователи получают вознаграждение за формирование блока в виде комиссий за транзакции, которые были включены в сформированный блок.
PoS часто рассматривается как один из лучших вариантов среди алгоритмов консенсуса в сфере криптовалюты. Причины этому следующие:
Алгоритмы PoS являются энергосберегающими, особенно по сравнению с PoW. Выключение энергоемкого процесса добычи делает PoS более экологичным вариантом.
Злоумышленники должны поставить свои активы - свою долю - на риск быть конфискованной при неудаче, чтобы попытаться атаковать на 51%. Большой сдерживающий фактор. Для сравнения, злоумышленники не теряют свое оборудование при попытке 51% атак на PoW-системы.
Крупные майнинг-пулы (группы майнеров, объединяющих свои ресурсы) могут контролировать более 51% сетей, работающих под управлением систем PoW, что приводит к реальной угрозе централизации. Это происходит в результате экспоненциального увеличения вознаграждения за инвестиции в системы PoW, в отличие от линейного увеличения в системах PoS. Если пользователь в сети на основе PoS инвестирует в два раза больше, чем другой пользователь, у него будет в два раза больше контроля. Тот же сценарий на PoW предоставит пользователю значительно больший контроль.
Данный алгоритм уже гораздо более гармонично вписывается в систему Track&Trace фармацевтической продукции. В нем нет майнинга, который является излишним для участников фармацевтической отрасли и подразумевает дополнительные издержки в виде оборудования для майнинга. В нем гораздо выше производительность за счет отсутствия необходимости решения задачи по нахождению решения. Если брать блокчейн систему EOS, которая создана на базе PoS, то в ней скорость транзакции занимает в среднем 1,5 секунды, а производительность самой сети равна около 50000 транзакций в секунду. Данные показатели гораздо более близки к нагрузке по транзакциям по передаче прав собственности, имеющейся в фармацевтической индустрии. Однако, появляется вопрос об излишней необходимости распределения токенов между участниками. Возникает вопрос о распределении токенов при запуске системы - должны ли они быть распределены равномерно между производителями (тогда какой смысл в этом), либо должны быть распределены в соотношении по доле рынка по выручке среди фармацевтических компаний. Однако для этого требуется специальное ПО для эмиссии, а также эмиссии при вхождении в систему новых участников. Более простым и подходящим алгоритмом был бы алгоритм, где список валидаторов определяется заранее и каждый валидатор (прописано в коде системы) будет ответственным за формирование собственных блоков и блоков с его фармацевтической продукцией. В нашем случае роль валидаторов бы выполняли фармацевтические производители, которые при производстве и выпуске партий ЛП в оборот записывали сведения по продукции в блоки и публиковали эту информацию в общую сеть. При этом, производители заинтересованы в полной прозрачности и отсутствии каких-либо мошеннических схем в процессе движения товара, что делает их достаточно надежным и справедливым валидатором [43].
Для такой специфики взаимодействия и функционирования будет рассмотрен еще один алгоритм консенсуса, который объединяет в себе вышеуказанные преимущества алгоритма PoS (производительность, устойчивость), а также соответствует замечанию по изначальном выборе валидаторов при запуске системы. (Источник: https://medium.com/m/signin).
Proof of Authority. Алгоритм консенсуса PoA - это, по сути, оптимизированная модель Proof of Stake, которая использует идентичность как форму ставки, а не на самом деле ставку токенов. Идентификация представлена группой валидаторов (органов), которые предварительно одобрены для проверки транзакций и блоков в соответствующей сети участниками этой самой сети. Предполагается, что группа валидаторов обычно остается достаточно небольшой (~ 25 или менее) для обеспечения эффективности и управляемой безопасности сети.
Основными характеристиками сети PoA являются низкое требование вычислительной мощности, отсутствие необходимости обмена данными между узлами для достижения консенсуса. Более того, непрерывность сети не зависит от количества доступных подлинных узлов, так как они предварительно одобрены и проверяемы с помощью перекрестной проверки в открытом доступе [44].
PoA разработан с учетом использования меньшей вычислительной мощности, чем модели PoW, для решения которых требуются дополнительные затраты электроэнергии. Кроме того, PoA устраняет основную проблему в рамках модели PoS, которая заключается в том, что, хотя ставки между двумя сторонами могут быть равными, их ценность для каждой из сторон может значительно различаться в зависимости от их владений. Например, у Алисы может быть разыграно 1000 жетонов XYZ, а у Боба также может быть разыграно 1000 жетонов XYZ, однако у Алисы есть 10 миллионов долларов вне ее ставки, а у Боба только 10 тысяч долларов вне его. Таким образом, Боб, скорее всего, инвестирует в успех сети XYZ, чем Алиса, поскольку его доля представляет собой значительно большую часть его общих финансов.
Есть три основных требования для того, чтобы стать валидатором, которые имеют важные последствия для структуры мотивации, которая направляет действия участников на честное поведение:
Их идентификационные данные должны быть официально идентифицированы в сети с возможностью перекрестной ссылки на эти идентификационные данные с помощью надежных данных, доступных в открытом доступе (таких как общедоступная база данных нотариусов).
Должно быть трудно получить право стать валидатором, чтобы гарантировать, что долгосрочная перспективная позиция валидатора является явным стимулом, как в финансовом, так и в репутационном отношении, оставаться честным валидатором.
В процессе установления валидаторов должно быть полное единообразие.
Существует несколько платформ, в которых реализованы слегка отличающиеся варианты вышеуказанных требований, и все они направлены на обеспечение финансового стимула для валидатора оставаться частью сети в долгосрочной перспективе и стимулируют поддержание репутации сдерживающего фактора для нечестных действий. Любой злоумышленник, который действует злонамеренно, может быть легко удален из процесса проверки и заменен. Конечным результатом для этого валидатора будет публичный удар по его репутации, а также потеря будущих финансовых доходов. Основной принцип честности валидатора заключается в удержании положительной репутации, важность которой для крупных игроков отрасли трудно переоценить. Растущее осознание важности и в то же время хрупкости репутации в обществе должно послужить мощным стимулом для валидаторов действовать честно в рамках системы.
Несмотря на то, что консенсус PoA внедряется в некоторых публичных блокчейнах, им все еще не хватает истинной децентрализации, к которой стремятся, среди прочего, Биткойн и Эфириум. Нельзя сказать про то, что консенсусные платформы PoA фактически претендуют на полную децентрализацию, скорее на компромисс между децентрализацией и эффективностью, обеспечиваемой централизацией.
Преимущества консенсусной сети PoA довольно очевидны. Они заключаются в повышении эффективности во время транзакций и общее сетевое согласие. Модели, использующие консенсус PoA, также намного более эффективны с децентрализованными приложениями и легко масштабируются по сравнению с децентрализованными сетями. Кроме того, инновации в соответствующих технологиях могут помочь в дальнейшей защите таких сетей, где валидаторы независимы друг от друга и подвержены вмешательству третьей стороны. Например, технология Intel SGX для безопасного функционирования анклава используется как метод защиты программного обеспечения валидатора, работающего на их узле, от внешнего вмешательства. (Источник: https://blockonomi.com/proof-of-authority/) [45].
2.2 Бизнес-процессы фармацевтической компании при вводе лекарственных препаратов в оборот
В текущем разделе будут рассмотрены бизнес-процессы российской фармацевтической компании, входящей в топ десять фарм компаний России по объему выручки за 2018 год. Сотрудник, предоставивший следующие данные о компании, изъявил желание об анонимности компании и анонимных данных, поэтому в дальнейшем данная фармацевтическая компания будет фигурировать как «Компания» и соответствующие синонимы.
Что касается рассмотренных бизнес-процессов, то они будут касаться тех сфер компании, в которых происходит производство лекарственного препарата, выводе его в оборот, процессы отгрузки препаратов со склада отправителя и их приемка на складе получателя - все те бизнес-процессы, которые потенциально могут содержать элементы взаимодействия участников блокчейн track&trace системы с лекарственными препаратами (точнее с их маркировкой).
Сначала будут рассмотрены бизнес-процессы при вводе лекарственного средства в оборот.
Генерирование персональных серийных номеров для кодировки вторичной (потребительской) упаковки ЛП имеет возможность реализоваться автономно отечественными производителями фармацевтических средств или же оператором ИС МДЛП по запросу. В итоге оригинальная комбинация GTIN и персонального серийного номера вторичной (потребительской) упаковки ЛП именуется SGTIN и определяет оригинальный идентификационный код вторичной (потребительской) упаковки ЛП для прослеживаемости в ИС МДЛП.
На любую вторичную (потребительскую) пачку с лекарственным препаратом печатается двумерный штриховой код DataMatrix, имеющий следующий набор полей:
SGTIN (обязательно);
код испытания (предоставляется оператором ИС МДЛП при наличии прибора регистрации эмиссии);
производственный серийный номер (не обязательно);
срок годности (не обязательно).
Получение русским изготовителем фармацевтических средств от оператора ИС МДЛП кодов испытания осуществляется с применением приборов регистрации эмиссии, предоставляемых оператором ИС МДЛП методом передачи или же предоставления удаленного доступа (по заключению русского производителя фармацевтических средств).
На каждой третичной (транспортной) упаковке лекарственного препарата печатается средство идентификации в формате линейного штрихового кода Code128, содержащего в себе персональный серийный номер групповой упаковки - SSCC.
В процессе ввода лекарственного препарата в оборот производится регистрация соответствующих операций в ИС МДЛП, по результатам которых дается разрешение на осуществление дальнейших торговых действий с лекарственным препаратом (оборот ЛП) и дальнейшее отображение действий участников взаимодействия в ИС МДЛП.
При наличии специального оборудования (или подключения к устройству) для регистрации эмиссии у отечественного производителя фармацевтических препаратов передача сведений в ИС МДЛП о завершении упаковки ЛП во вторичную (потребительскую) упаковку может осуществляться с использованием устройства регистрации эмиссии.