Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии блокчейн и криптовалют для менеджеров. Учебное пособие
.pdf
21
происходит подключение к узлам, контролируемым злоумышленниками. С такой небольшой стоимостью голосования голоса становятся
бессмысленными. В голосовании нет никакой ценности, потому что
любой, у кого есть свободное время, может сделать столько образов,
сколько захочет.
Мы видим, что это проблема, когда Анна пытается совершить
атаку двойных расходов, потому что это возможно при наличии дополнительных личностей под ее контролем. Она отправляет транзакции
Надиру и Роману, и они отправляют эти транзакции остальной части
сети, и все они голосуют, что обе транзакции действительны. Поскольку большинство голосов за то, что обе транзакции являются действительными, у нас сейчас нет единого мнения о том, что является
правдой. Анна сломала биткоин, потому что ей было легко выдать себя
за нескольких людей и отдать несколько голосов, превзойдя Надира
и Романа. Очевидно, что для решения проблемы мы не можем предположить, что каждая онлайн-личность заслуживает одинакового права
голоса, поскольку у некоторых людей есть несколько идентичностей.
Чтобы гарантировать, что каждый реальный человек имеет только один
голос, мы должны сделать голосование дорогим. Мы должны сделать
так, чтобы каждый, кто пытается проголосовать, имел такое же количество голосов, как и любой другой, независимо от того, сколько биткоинидентификаторов у них есть. Но как? Возможно ли вообще решить эту
проблему?
Именно здесь вступает в игру новаторство Сатоши Накамото. Он
понял, что для сохранения свободы и анонимности при решении проблемы бесконечных идентичностей каждый голос должен подтверждаться ресурсами – дефицитными, ценными, материальными активами. Этот конкретный ресурс, который определил Сатоши, должен
быть доступен всем пользователям биткоин, и этот ресурс – потраченная вычислительная мощность компьютера. Связав право голоса с ограниченными вычислительными мощностями, Сатоши обеспечил ограниченное право голоса для всех пользователей.
В своем техническом документе он представлял себе сеть «1 CPU
(центральный процессор компьютера) = 1 голос», а не традиционную
систему «1 идентичность = 1 голос». Именно эта новая концепция голосования с использованием ресурсов, а не с использованием личных
данных получила название «консенсус Накамото». Конкретный алгоритм консенсуса, который придумал Сатоши Накамото, известен как
Proof-of-Work (доказательство работы, или доказательство
22
потраченных ресурсов). Другими словами, Proof-of-Work – это метод,
с помощью которого пользователи предоставляют доказательства
траты ресурсов. Это метод, с помощью которого вычислительная мощность преобразуется в количество голосов. Это метод, с помощью которого пользователи голосуют в биткоинах. Именно этот метод голосования сделал биткоин первой успешной криптовалютой и вдохновил
создание механизмов голосования практически для всех остальных
криптовалют.
Рассмотрим, как работает Proof-of-Work. Когда кто-то хочет сделать предложение остальной части сети биткоин, он сначала должен решить вычислительно трудную задачу. Другими словами, перед их компьютером стоит задача, которую можно решить, только выполнив значительный объем работы. Эта проблема однозначно генерируется на
основе информации в предложенном блоке и не может быть предсказана заранее – невозможно предсказать решение проблемы. Это похоже
на подбор пароля: все, что вы можете сделать, – это использовать метод
«грубой силы», т. е. метод проб и ошибок. Ваш компьютер будет пробовать использовать различные входные данные, пока не найдет решение проблемы, после чего он отправит успешные входные данные вместе с предложенным блоком остальной части сети. Непредсказуемость
формы правильных входных данных гарантирует, что невозможно «обмануть систему», и таким образом удерживает любого пользователя от
мошенничества.
Если каждый пользователь решает проблему с использованием
грубой силы, путем перебора всех возможных вариантов решений, у вас
есть основания полагать, что они проделали большую работу для ее решения. Можно спросить: «А что если пользователю повезет и он найдет
решение этой проблемы грубой силы с первой попытки?». Это возможно, но маловероятно. Например, я могу угадать PIN-код на вашем
телефоне с одной попытки, но потому, что мы верим в маловероятность
такой ситуации, мы не боимся, что кто-нибудь взломает наши телефоны. Хотя мы не можем гарантировать, что для решения этих проблем
потребуется ровно определенный объем вычислений, у нас есть разумные ожидания, основанные на том, сколько времени в среднем уходит
на решение этих проблем.
Давайте посмотрим на Proof-of-Work в действии. И снова Анна
пытается удвоить расходы на Надира и на Романа, и эти две транзакции
отправляются в остальную сеть. Мы все голосуем за транзакции, но
Анна больше не имеет преимущества при голосовании, хотя она по-
23
прежнему контролирует две дополнительные биткоин-личности (Денис
и Ник). Ее право голоса ограничено ее компьютером, как и всем остальным. Несмотря на то что в нашем случае существует пять цифровых
идентификаторов (Роман, Анна, Денис, Надир и Ник), реальных идентификаторов всего три. В соответствии с Proof-of-Work, независимо от
того, сколько цифровых удостоверений будет создано, всегда будет
только три голосующих объекта. Поскольку Надир и Роман признают,
что две транзакции пытаются потратить одни и те же средства, мы можем проголосовать против включения обеих транзакций в блокчейн.
Анна со своим единственным компьютером не способна превзойти нас,
а мы именно этого и хотим. Вместо того чтобы отдавать голоса от личности, мы голосуем с помощью ресурсов. Связав наше право голоса
с нашей реальной личностью через ограниченный ресурс вычислительной мощности, мы успешно устранили атаки Сибиллы на биткоин и решили проблему двойных расходов. Это то, что сделало биткоин революционной технологией.
И в заключение давайте еще раз пройдемся по тому, о чем мы
говорили в этой главе. Сначала мы обсудили концепцию идентичности
в сети биткоин. В биткоин идентичность каждого узла представлена их
открытым ключом. Однако в конечном итоге открытые ключи контролируются владельцем закрытых ключей. Для траты денег можно использовать только закрытый ключ.
Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание при идентификации, – это то, что пользователи могут генерировать столько пар
закрытых/открытых ключей, сколько захотят. Крайне маловероятно,
что кто-то может сгенерировать такой же закрытый ключ, как ваш.
Также маловероятно, что кто-то сможет угадать ваш закрытый ключ,
чтобы потратить деньги от вашего имени.
Биткоин не имеет модели баланса счета, как у банков. Вместо
этого пользователи тратят результаты предыдущих транзакций. Эти
конкретные выходы называются неизрасходованными выходами транзакций или UTXO. Общая стоимость имеющихся у вас биткоинов – это
сумма всех ваших UTXO. Эти UTXO однозначно идентифицируются и
значительно упрощают отслеживание платежей на уровне протокола:
система записи UTXO позволяет узлам легко видеть, как средства переходят из рук в руки между пользователями и UTXO. Модель UTXO
может быть не самой интуитивно понятной для нас моделью, но она
хорошо работает для биткоин с архитектурной точки зрения. Как мы
упоминали ранее, цепочка блоков – это ключевая структура данных для
записи активности биткоинов. Новые транзакции записываются в новых блоках, добавленных к существующей установленной цепочке. После записи транзакции ее практически невозможно отменить без изменения каждой отдельной версии этой базы данных. Путь, которым сеть
достигает консенсуса, – это Proof-of-Work. Как это снова работает?
Proof-of-Work требует, чтобы избранные узлы сети затратили значительную вычислительную мощность для проверки транзакций. Но зачем нам Proof-of-Work? Потому что опять же нет центрального органа,
который мог бы гарантировать, что один человек голосует только один
раз, и нет ограничений на то, сколько идентификаторов может создать
один человек. Биткоин использует вычислительную мощность в качестве ограничения ресурса, чтобы ограничить право голоса злонамеренных объектов. Таким образом, Proof-of-Work стремится сделать голоса
дорогими для всех, чтобы право голоса было основано на его вычислительной мощности, а не на количестве личностей.
Учитывая всю эту информацию, теперь вы можете использовать
многие из распространенных модных слов, связанных с биткоинами.
Наиболее распространенными дескрипторами биткоина являются
«псевдонимный», «децентрализованный», «неизменный» и «отсутствие необходимости доверия».
Псевдонимность – это комбинация слов «псевдо», что означает
«подделка», и «анонимный», что означает «неизвестный». Биткоин пытается быть анонимным, заставляя каждого пользователя представлять
себя случайным числом, открытым ключом. Однако, несмотря на то что
невозможно связать эти виртуальные личности с реальными личностями, биткоин не является полной анонимностью, он только имитирует анонимность. В биткоин адреса и псевдонимы являются синонимами, это вымышленное имя, но его все равно можно использовать,
чтобы с достаточными усилиями отследить вас, связанных с вами.
Под децентрализацией понимается выполнение действий, которые обычно выполняются одним центральным объектом, и повторение
хранения информации и вычислений более чем одной стороной. Биткоин обеспечивает децентрализацию за счет того, что каждый участник
сети биткоин хранит полную историю транзакций, как мы видели. Таким образом, каждый пользователь имеет копию истории транзакций
и не должен запрашивать эту информацию у кого-либо еще.
Неизменность, относящаяся к неспособности изменять информацию, является еще одним свойством биткоин, достигаемым за счет децентрализации. После того как все пользователи сети биткоин
24
принимают решение о действительности какой-либо транзакции, любому, в том числе и им самим, становится чрезвычайно трудно отменить свое решение. Эта функция помогает укрепить доверие между узлами в сети. Если бы кто-то захотел изменить историю транзакций, ему
пришлось бы изменить локальную историю каждого отдельного пользователя одновременно, что в настоящее время составляет около десяти
тысяч различных пользователей.
В результате этих трех свойств: псевдонимности, децентрализации и неизменности – мы не нуждаемся в наличии доверия между партнерами в биткоин. Поскольку каждый пользователь по умолчанию является незнакомцем для всех остальных, можно спросить: «Как мы можем доверять другим в сети? Если мы не доверяем большинству пользователей биткоин, как мы можем доверять самому биткоин?». Протокол биткоин гарантирует, что никому не нужно испытывать чувство доверия к своим партнерам, чтобы быть уверенным, что любая транзакция, которую они совершают, будет точно записана остальной частью
сети биткоин. Во-первых, «бухгалтерская книга» доступна для публичной проверки. Любой желающий может увидеть любую информацию
об истории транзакций в биткоин. Вы можете перейти к блокчейн
и проверить, прошла ли ваша транзакция. Кроме того, сеть биткоин защищена с помощью консенсусного протокола Proof-of-Work, разработанного Сатоши Накамото, который изменил представление всех
о криптовалютах.
25
26
Г л а в а 2 . И С Т О Р И Я Р А З В И Т И Я Т Е Х Н О Л О Г И И
Б Л О К Ч Е Й Н И К Р И П Т О В А Л Ю Т
Иногда возникает вопрос: «Зачем использовать биткоин?».
В конце концов, мы видели, что это медленно, избыточно, неэффективно. Банки намного удобнее! Хотя в первой главе мы в основном сосредоточились на том, как работает биткоин, мы сделаем шаг назад
и поймем, почему биткоин такой, какой он есть. Рассмотрим культурные, политические и технологические влияния, которые привели к развитию криптовалют. Как мы увидим, биткоин не появился из ниоткуда.
Понимание его исторического фона и многочисленных неудачных предшественников даст нам более глубокое понимание биткоина. Оттуда мы
исследуем современное состояние пространства блокчейнов, в том
числе различные новые криптовалюты, вдохновленные биткоин, а также
то, как технология блокчейн отличается от ее истоков в биткоин.
Это путешествие приведет нас от шифропанков, которые ненавидели большие банки и отстаивали конфиденциальность для частных
лиц, к принятию технологии блокчейн JPMorgan Chase, одним из крупнейших банковских учреждений в США.
Корни биткоин в либертарианстве. Либертарианство – это политическая идеология, которая считает, что централизованная власть должна
быть как можно меньшей. Люди должны иметь как можно больше полномочий для принятия решения о своей собственной жизни и не должны
чрезмерно жертвовать правами или имуществом в пользу правительства.
Возможно, вы уже видите, как эта идеология связана с биткоин. Среди
усиливающегося централизованного государственного контроля, особенно над услугами и личной информацией, либертарианские мечтатели
стали беспокоиться о конфиденциальности. В результате онлайн-дискуссий на форумах и в списках рассылки образовались две группы: шифровальщики и криптоанархисты (Cypherpunk), которые выступали за использование криптографии для защиты частной жизни.
Прежде чем вкратце остановиться на истории, рассмотрим следующую цитату: «Конфиденциальность необходима для открытого общества в эпоху электроники. Конфиденциальность – это не секретность.
Личное дело – это то, что никто не хочет, чтобы об этом знал весь мир,
но секретный вопрос – это то, о чем никто не хочет, чтобы кто-то знал.
Конфиденциальность – это способность выборочно открывать себя
миру». Цитата взята из Манифеста движения Cypherpunk, написанного
27
Эриком Хьюзом, программистом и математиком из Калифорнийского
университета в Беркли. Он является одним из основателей движения
Cypherpunk, а в 90-х основал и управлял списком рассылки Cypherpunk.
Шифропанки и криптоанархисты ненавидели идею о том, что
национальные агентства могут шпионить за ними и иметь доступ к их
информации. Еще они ненавидели цензуру. Но больше всего они ненавидели большие банки и правительства, которые были гигантскими
центрами власти, ограничивающими автономию среднего гражданина.
В прошлом, до появления рассматриваемых технологических инноваций, наличные деньги были довольно анонимными в чисто физической
форме. Когда вы их потратите, нет простого способа отследить их. Но
все более в цифровом мире нарушается конфиденциальность счетов,
балансов, переводов в банковской системе. И поэтому эти либертарианцы с самого начала увидели необходимость в анонимной цифровой
«системе транзакций», или валюте – такой, которая давала бы пользователям «возможность выборочно открывать себя миру».
Шифропанки не собрались вместе, не разработали криптовалюту
и не преуспели с первой попытки. Несколько ранних попыток создать
настоящую криптовалюту потерпели неудачу, хотя и несколько приблизились к цели. Эти ранние неудачи вдохновили биткоин принять некоторые ключевые функции, которые были реализованы, и извлечь
уроки из своих ошибок. Поскольку существующая финансовая система
представляла собой одну из величайших угроз частной жизни, криптограф Дэвид Чаум внедрил Digicash, используя последние достижения
в области криптографии, с открытым и закрытым ключом и предложил
использовать «слепые подписи», которые позволяли пользователям
подписывать транзакции, не раскрывая своей личности. Digicash обещал полную конфиденциальность для пользователей, проводящих онлайн-транзакции, и включил систему криптографических протоколов,
которая не позволяла банкам и правительствам отслеживать личные онлайн-платежи. По иронии судьбы Digicash потерпел неудачу из-за того,
чего опасался больше всего, – из-за централизации. Digicash обслуживала собственная компания Чаума. И предполагалось, что если его компания когда-нибудь выйдет из строя, Digicash тоже выйдет из строя. Так
и произошло. Компания Чаума DigiCash Inc несла на себе непосильную
ношу проверки каждой цифровой подписи в системе DigiCash, что в конечном итоге привело к банкротству в 1998 г.
Следующей попыткой было создание Hashcash. Изначально
Hashcash был изобретен как механизм ограничения спама
28
в электронной почте. Чтобы отправить электронное письмо, нужно решить криптографическую хэш-головоломку и предоставить доказательство работы. Только после доказательства того, что были израсходованы вычислительные ресурсы – с добавлением отметки Hashcash
в заголовок электронной почты, кто-то может отправить действительное электронное письмо. Затем получатели электронной почты могут
проверить правильность полученных писем, просмотрев заголовки
электронной почты на предмет наличия действительной отметки Hashcash. Идея заключалась в том, что спамеры больше не смогут рассылать
спам по электронной почте. Это было бы слишком дорого, поскольку
целью спамеров является рассылка огромного количества электронных
писем с небольшими затратами на одно сообщение. Таким образом,
сделав рассылку электронной почты дорогостоящей в вычислительном
отношении, Hashcash лишил спамеров финансовых стимулов.
Следующий этап – появление B-money (В-деньги), созданных Вэй
Даем. Это самое первое предложение криптовалюты. В 1998 г. Дай опубликовал статью «B-money, анонимная распределенная система электронных денег», в которой изложил некоторые основные концепции, которые
позже будут использоваться для реализации биткоина и других криптовалют. Среди основных концепций B-money были следующие:
– функция доказательства работы, такая как Hashcash, используется как средство зарабатывания денег;
– каждый ведет копию базы данных, показывающую, кто чем
владеет, и работа проверяется сообществом, которое сообща работает
над обновлением коллективной книги;
– транзакции выполняются посредством коллективного бухгалтерского учета и аутентифицируются с помощью криптографических хешей;
– создание денег происходит за счет затрат вычислительных ресурсов;
– контракты и транзакции осуществляются посредством трансляции и подписания транзакций цифровыми подписями.
Эти идеи из B-money позже повлияют на философию разработки
и дизайна биткоина. В октябре 2008 г. в интернете был опубликован
технический документ под названием «биткоин: одноранговая система
электронных денег». В этом 9-страничном техническом документе описан дизайн и обоснование использования цифровой валюты, или криптовалюты, которая не контролируется ни одним лицом.
Традиционно мы доверяем оказание финансовых услуг от нашего
имени единственному банку. С биткоином намерение состоит в том,
29
чтобы сделать то, что раньше не могла сделать никакая другая попытка
создания криптовалюты: создать анонимную, не требующую возникновения чувства доверия децентрализованную валюту. Вместо того чтобы
доверять отдельным людям, мы доверяем математике, криптографии
и логике. Мы доверяем протоколу биткоин, даже если не доверяем никому в сети. Биткоин как криптовалюта полагается на вычислительную
мощность для голосования. Как упоминалось ранее, это называется
Proof-of-Work. И, как было отмечено ранее, идея решения криптографической хэш-головоломки также использовалась в Hashcash. Сатоши
написал в официальном документе, что Proof-of-Work предназначено
для создания системы «один процессор – один голос», так что каждый
компьютер имеет возможность отдать только один голос в процессе достижения консенсуса. Этот подход отличается от традиционного процесса «одна личность – один голос», используемого на правительственных выборах, потому что мы не можем предположить, что каждая идентичность в реальном мире имеет только одну цифровую идентичность.
Кроме того, каждый человек поддерживает свою личность с помощью
открытых и закрытых ключей, аутентифицируясь с помощью слепых
подписей, что было введено Дэвидом Чаумом из DigiCash, и это гарантирует, что каждый пользователь сохраняет свою конфиденциальность
до тех пор, пока он добровольно не решит раскрыть себя. В биткоин
каждый полный узел поддерживает свою собственную копию блокчейн, аналогично тому, как в протоколе B-Money каждый участник ведет свою собственную индивидуальную базу данных, чтобы отслеживать, сколько денег принадлежит каждому пользователю.
Биткоин был разработан как дефляционная валюта, а это означает,
что когда-либо будет существовать только ограниченное количество
биткоинов, а именно 21 миллион. Каждый майнер получает вознаграждение за создание блока, но это вознаграждение со временем уменьшается. Вознаграждение начиналось с 50 биткоинов за блок и сокращается
вдвое каждые 210 000 блоков. В конце концов награда за блок станет
равной 0, после чего будет распределено 21 миллион биткоинов.
В течение первого года люди отправляли биткоины друг другу из
интереса, экспериментируя с программным обеспечением. Однако за
это время биткоины никогда не обменивались на какие-либо материальные блага. А затем, в мае 2010 г., появился пост на форуме bitcointalk, к котором человек по имени Ласло Ханец попросил пиццу в обмен
на 10 000 биткоинов. А 22 мая 2010 г. он получил заказ пиццы на 25 долларов в обмен на свои биткоины. Это была первая в мире биткоин-
30
транзакция для материального актива. В этот момент биткоин превратился из бесполезных интернет-денег в нечто, имеющее реальную ценность. Интересный факт: по состоянию на начало 2021 г. заказанная
Ласло пицца теперь стоит 500 миллионов долларов. Большинство людей высмеивают Ласло за то, что он потратил биткоины на такую небольшую покупку. Однако они не знают, что Ласло хотел, чтобы биткоин процветал. До этой покупки идея о том, что биткоины можно использовать для покупки реальных товаров, была нелепой. Для большинства людей добыча биткоинов была просто хобби. Эта покупка подтвердила возможность использования биткоинов по их первоначальному назначению, а именно в качестве валюты, фактически используемой для покупки товаров. Это был самый первый раз, когда биткоинтранзакция обменивала «волшебные бесполезные интернет-деньги» на
материальную ценность, после которой биткоины приобрели ценность.
Однако потребовались годы разработки и распространения, прежде чем
биткоин стал признанной законной технологией. Но до всемирного его
признания еще не близкий путь.
Когда биткоин начал набирать популярность, он быстро приобрел плохую репутацию из-за ориентации на конфиденциальность и децентрализованный характер. Что касается конфиденциальности, то
сложность привязки цифровых удостоверений к реальному пользователю в некоторых ситуациях создавала проблемы. Вдобавок ко всему,
поскольку биткоин децентрализован, не существует центрального органа или суда, который мог бы исправить какие-либо ошибки в цепочке
блоков. Если кто-то нашел ваш закрытый ключ и украл ваши средства,
никто другой не сможет вернуть вам украденные средства. Таким образом, ранний биткоин часто становился объектом скандалов, взломов
и незаконной деятельности.
На ранних этапах развития биткоина не существовало центра обмена между биткоинами и обычными валютами. В 2010 г. Джед Маккалеб превратил свой домен mtgox.com в сайт обмена биткоинами, который быстро стала биржой Mt.Gox, одной из крупнейших онлайн-бирж
криптовалют на ранних этапах развития биткоинов. Однако биржа является центральной точкой отказа, хакерская атака на которую позволяла украсть биткоин. К 2014 г. биржа Mt.Gox обрабатывала до 70 %
всех биткоин-транзакций – слишком много для того, что могла бы обработать инфраструктура биржи. В феврале 2014 г. Mt.Gox объявила,
что потеряла 744408 биткоинов своих клиентов из-за кражи, которая
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]