Технология блокчейн. То, что движет финансовой революцией сегодня

Если вы далеки от этой темы, надеемся, что эти принципы помогут вам понять суть блокчейн-революции. Если вы убежденный скептик биткойна и блокчейна, они пригодятся вам в размышлениях о своем будущем предпринимателя, изобретателя, инженера, художника, стремящегося к творческому сотрудничеству с единомышленниками, собственника или инвестора, менеджера, который хотел бы переоценить свою роль в зарождающейся экономике блокчейна.

1. Деловая этика в сети

Принцип. Доверие – не внешний, а внутренний элемент процесса. Соблюдение норм этики кодируется на каждом этапе и распределяется между всеми участниками, а не контролируется кем-то одним. Прямой обмен ценностями осуществляется исходя из ожидания, что другая сторона будет действовать этично. Таким образом, ценности деловой этики – честность в словах и делах, учет чужих интересов, ответственность за последствия своих решений и действий, прозрачность принятия решений и действия – закодированы в правах на принятие решений, структурах стимулирования и самих операциях, так что нарушение этики либо невозможно, либо требует больших затрат времени, денег, энергии и репутации.

Проблема. Осуществлять транзакции или вести бизнес напрямую в Интернете до сих пор было невозможно по той простой причине, что деньги отличаются по своей природе от других информационных товаров и интеллектуальной собственности как таковой. Можно разослать всем друзьям одно и то же селфи, но нельзя отправить другу доллар, который уже уплачен кому-то другому. Деньги должны быть списаны с вашего счета и зачислены на счет вашего друга. Они не могут существовать одновременно в двух местах, не говоря уже о большем их количестве. Есть риск дважды потратить единицу цифровой валюты в разных местах – тогда одна из них не принимается к оплате, как необеспеченный чек. Это называется проблемой двойного расходования. Это хорошо для мошенников, которые дважды тратят свои деньги, но плохо для адресата средств, который не получает платежа, и для вашей репутации в сети. По традиции, совершая платеж онлайн, мы решаем проблему двойного расхода, проводя каждую транзакцию через центральные базы данных одной или нескольких третьих сторон: службы денежных переводов (Western Union), коммерческого банка (Citi), госучреждения (Государственный банк Австралии), эмитента кредитных карт (Visa) или платформы онлайн-платежей (PayPal). Проведение платежа может занять несколько дней, а в некоторых регионах и несколько недель.

Прорывное решение. Сатоси сочетал существующую распределенную одноранговую сеть и элементы сложного шифрования, чтобы создать механизм консенсуса, который справляется с проблемой двойного расхода так же, как надежная третья сторона, если не лучше. В биткойновом блокчейне сеть ставит отметку времени на первую транзакцию, когда владелец тратит конкретный биткойн, и препятствует повторному расходу этого биткойна, таким образом устраняя возможность двойного расходования. Участники сети, управляющие полнофункциональными узлами биткойна, так называемые майнеры, собирают сведения о недавних транзакциях и сохраняют их в виде блока данных каждые десять минут. Каждый блок действителен только при наличии связи с предыдущим. В протоколы также включен метод регенерации дискового пространства, чтобы каждый узел хранил блокчейн целиком. Наконец, блокчейн публичен: всем видно, как проходят транзакции. Скрыть транзакцию невозможно таким образом, биткойн отследить проще, чем обычные деньги.

Сатоси стремился не только обойтись без посредников в виде центрального банка и надзорных органов, но и устранить возможность расхождений в толковании фактов: пусть код говорит сам за себя, пусть алгоритм сети позволяет ей достичь консенсуса относительно факта и зафиксировать его в блокчейне в зашифрованном виде. Механизм достижения консенсуса критически важен. «Консенсус – это социальный процесс, – пишет в своем блоге Виталик Бутерин, пионер блокчейна Ethereum. – Людям неплохо удается достигать консенсуса… и без всяких алгоритмов». Далее он объясняет: как только вычислительные мощности системы превосходят человеческие, человек обращается к программному обеспечению. Алгоритм консенсуса в сетях без посредников распределяет права обновлять статус сети, то есть голосовать за то, что участник считает правдой. Алгоритм присваивает это право кругу участников, которые составляют экономическую группу, обладающую личной заинтересованностью. Как отмечает Бутерин, самое важное в этом экономическом наборе то, что его участники надежно распределены: ни один человек или синдикат не сможет победить большинство, даже если будет иметь такие средства и желание [42] .

42

Vitalik Buterin, “Proof of Stake: How I Learned to Love Weak Subjectivity”, Ethereum blog, Ethereum Foundation, November 25, 2014. Web. October 3, 2015, blog.ethereum.org/2014/11/25/proof-stake-learned-love-weak-subjectivity.

Для достижения консенсуса сеть биткойна применяет так называемый механизм доказательства выполненной работы (proof of work, PoW). За сложным названием стоит очень простая идея. Поскольку невозможно выбирать, кто из майнеров будет создавать следующий блок, основываясь на их личности, вместо этого создается головоломка, которую сложно решить (то есть требуется выполнить работу), но легко проверить (любой может быстро убедиться, что ответ точен). Участники договариваются, что тот, кто первым решит задачу, и будет создавать новый блок. Майнерам приходится тратить ресурсы (вычислительные мощности и электричество), чтобы решить задачу, найдя правильный хеш – нечто вроде уникального «отпечатка пальца» для текста или файла с данными. За каждый найденный блок майнеры получают биткойны. Головоломка математически устроена так, что быстрого или обходного решения не существует. Поэтому, когда остальные участники сети видят ответ, то полагают, что для его нахождения была выполнена некоторая работа. Решение задач происходит непрерывно – по словам Дино Марка Ангаритиса, «в районе 500 тысяч триллионов хешей в секунду». Майнеры «ищут хеш, соответствующий условию. По статистике, это должно происходить каждые 10 минут. Это процесс Пуассона, так что иногда требуется всего одна минута, а иногда один час, но в среднем это десять минут». Ангаритис объясняет принцип работы: «Майнеры собирают все ожидающие одобрения транзакции, какие находят в сети, и пропускают информацию через функцию криптографического дайджеста – так называемый надежный хеш-алгоритм (SHA-256), который выдает 32-байтовое значение хеша. Если хеш не превышает определенного целевого значения (установленного сетью и уточняемого каждые 2016 блоков), то майнеру удалось найти ответ головоломки и «решить» блок. К несчастью для майнера, найти правильный хеш очень сложно. Если полученное значение неверно, майнер немного меняет исходные данные и предпринимает новую попытку. Каждая попытка дает совершенно другой хеш. Майнерам приходится решать задачу много раз, пока не найдется правильный ответ. По данным на ноябрь 2015 года, среднее число попыток для каждой задачи – 350 квинтиллионов (3,5 * 10²⁰). Это громадная работа!» [43]

43

Дино Марк Ангаритис, вложение в электронном письме, 27 ноября 2015 г. В своих подсчетах он пришел к «принятию хешрейта в 583,000,000 (Gh/s = миллиард хешей в секунду). В 10 минутах 600 секунд. 600*583,000,000 = 349,800,000,000 миллиардов хешей в 10 минутах. Это 350 квинтилионов / 350,000,000,000,000,000,000 / 350 миллионов миллионов миллиардов”

Возможно, вам доводилось слышать и о других механизмах консенсуса. Первая версия блокчейна Ethereum – Frontier – также использовала доказательство выполненной работы, но в Ethereum 1.1 предполагается заменить его механизмом доказательства долей в собственности. Этот механизм требует от участников инвестировать и поддерживать некий запас ценности (например, в собственной валюте блокчейна, такой как пиркойн, NXT и т. д.), чтобы при голосовании не расходовать электроэнергию. Другие блокчейны, в частности Ripple и Stellar, обеспечивают консенсус с помощью социальных сетей; от новых участников (то есть новых узлов) требуется составить уникальный список как минимум 100 узлов, голосованию которых этот пользователь доверяет. Такое доказательство не является непредубежденным – новому участнику нужно обладать социальным интеллектом и репутацией. Еще один механизм – доказательство активности. В нем сочетаются доказательство выполненной работой и доказательство долями в собственности: определенное случайным образом количество майнеров должно подписать блок с помощью криптоключа, и только тогда блок станет официальным [44] . Доказательство емкости требует, чтобы майнер отводил значительный объем своего жесткого диска на майнинг. Еще одна похожая концепция – доказательство хранения – требует приобрести и раскрыть для совместного использования дисковое пространство в распределенном облаке.

44

Устойчивость горячих вызовов майнеров в пересылке их коинов по тупиковому адресу, где они становятся не подлежащими выкупу. В обмен за сжигание этих коинов, майнеры получают доступ к лотерее, где они, предположительно, получают больше, чем сжигают. Это не механизм консенсуса, а механизм доверия.

Хранение действительно немаловажно. Между данными в блокчейне и данными в Интернете есть одно важное отличие: в Интернете большая часть информации поддается изменению и эфемерна, а точное время ее публикации не имеет критического значения для предыдущей или последующей информации. В блокчейне же движение биткойна по сети сопровождается перманентным отпечатком времени начиная с момента его создания. Чтобы биткойн оставался действителен, он должен ссылаться и на собственную историю, и на историю всей цепочки. Таким образом, блокчейн необходимо хранить целиком.

Процессы майнинга – сборка блока транзакций, расход ресурса, решение задачи (головоломки, сказать лучше, чтобы быть последовательным), достижение консенсуса, поддержание копии всего регистра – настолько важны, что некоторые называют биткойновый блокчейн таким же полезным, как и Интернет, и призывают к публичной его поддержке. Пол Броуди из Ernst & Young считает, что все технические устройства должны предоставлять свои вычислительные мощности для поддержания блокчейна: «В вашу газонокосилку или посудомойку встроен центральный процессор, мощность которого в тысячу раз превышает реальные потребности устройства. Так пусть он майнит. Не для того, чтобы приносить вам деньги, а для поддержания вашей части блокчейна» [45] . Независимо от выбранного механизма консенсуса, блокчейн обеспечивает соблюдение норм этики благодаря хорошо продуманному коду, а не полагается только на то, что люди будут действовать честно.

45

Интервью с Полом Броди, 7 июля, 2015 г.

Что это значит для экономики блокчейна. Вместо того чтобы доверять крупным компаниям и госучреждениям подтверждать личность людей и поручаться за их репутацию, доверим эти функции сети. Впервые в истории нам доступна платформа, которая обеспечивает доверие к транзакциям и большей части записанной информации независимо от действий другой стороны.

Это очень много значит для различных аспектов социальной, политической и экономической деятельности. Речь не только о том, кто с кем вступает в брак, за кого голосует, кому платит, – дело касается любых процессов, которые требуют достоверных записей и подтвержденных транзакций. Кто чем владеет? Кому какие права принадлежат на эту интеллектуальную собственность? Кто закончил мединститут? Кто купил ружье? Кто изготовил эти кроссовки Nike, это устройство Apple, эту детскую смесь? Где и как добыты эти бриллианты? Доверие – это необходимое условие цифровой экономики, а платформа для надежного и достоверного массового сотрудничества открывает много возможностей для нового типа организации и общества.

2. Распределенная сила

Принцип. Система распределяет власть по одноранговой сети, у которой нет единого центра контроля. Ни одна сторона не способна обрушить систему. Если некоему органу власти удастся отключить или изолировать участника или группу участников, система продолжит существовать. Если крупная часть сети попытается захватить над ней контроль, все увидят, что происходит.

Проблема. В начале Интернета ни один крупный институт с большой базой пользователей, будь то сотрудники, граждане, клиенты или другие организации, не задумывался о своих социальных обязательствах. Раз за разом органы централизованной власти показывали, что готовы и способны действовать вопреки мнению пользователей, собирать и анализировать их данные, выдавать информацию по требованию государства, не оповещая об этом пользователей, и внедрять масштабные изменения без согласия пользователей.

Прорывное решение. Затраты на попытку контролировать биткойновый блокчейн значительно превышают возможные финансовые выгоды. Сатоси внедрил метод доказательства работы, который требует от пользователей расходовать большие вычислительные мощности (а значит, много электроэнергии), чтобы защищать сеть и производить новые биткойны. Его вдохновило решение криптографа Адама Бэка Hashcash, которое снижает риск спама и отказа в обслуживании. Метод Бэка требует доказательства выполненной работы при отправке электронного письма – фактически это штамп «повышенная важность» на сообщении, который показывает важность письма для отправителя. «Это письмо настолько важно, что я затратил столько-то энергии, чтобы вам его отправить». Это повышает расходы на рассылку спама, вредоносных программ и программ-вымогателей.