Биткоин, блокчейн и т.д.
Автор: Шарлотта Ху
Независимо от того, находитесь ли вы в начале увлечения криптовалютами или мечтаете никогда более не слышать о них, одно можно сказать наверняка: эти цифровые активы прочно вошли в мейнстрим и, похоже, не собираются уходить в ближайшее время. В частности, страна Сальвадор недавно признала биткоин в качестве законного платежного средства, а будущий мэр Нью-Йорка Эрик Адамс намерен превратить Нью-Йорк в точку притяжения для криптовалют.
Хотя только 16 процентов американцев говорят, что инвестировали, торговали или использовали криптовалюту, почти 90 процентов слышали о ней, согласно недавнему опросу Pew Research Center.
Сторонники криптовалют и децентрализованных финансов (когда люди могут заключать финансовые сделки друг с другом без посредников или центральных органов власти, таких как банк) в целом утверждают, что эти платформы прозрачны и одновременно анонимны — и это хорошо.
Ключ к этому видению лежит в цифровой технологии под названием блокчейн, которая лежит в основе всех криптовалют. Блокчейн служит виртуальным залом записей, или публичной книгой, в которой фиксируется каждая транзакция с указанием суммы, а также адресов кошельков отправителя и получателя.
Тем не менее, критики и регулирующие органы обеспокоены потенциальным вредом от криптовалют, например, люди могут использовать их для мошенничества, отмывания денег или финансирования незаконной деятельности (не говоря уже об огромном углеродном следе некоторых криптовалют — New York Times сообщила, что биткоин сжигает больше электроэнергии, чем некоторые страны). Эксперты высказывают опасения по поводу устойчивости криптовалютных сетей к атакам, а также по поводу того, не деформировалась ли конструкция некоторых систем со временем, став централизованной или позволяя богатым становиться еще богаче.
Для тех, кто только вступает на эту дорогу, ниже мы представляем базовое объяснение того, как работают эти системы.
Основы криптовалют, объяснение
Начнем с самого начала, вот что происходит, когда вы отправляете и получаете криптовалюту. Помните, что все криптовалюты основаны на компьютерных программах, включая биткоин, и что эти «монеты» на самом деле не деньги, а части компьютерного кода, которые передают ценность от одного пользователя к другому. Чтобы стать частью этого процесса, сначала нужно создать цифровой кошелек. У Bitcoin и Ethereum есть рекомендации о том, какой кошелек лучше всего работает с их криптовалютой, а специализированные биржи, такие как Coinbase и Gemini, также предлагают кошельки.
Каждый раз, когда вы создаете новый кошелек, алгоритм, управляющий этой криптовалютой, генерирует парный закрытый и открытые ключи, связанные с ним. Открытый ключ можно представить как адрес или номер банковского счета, а закрытый ключ подтверждает ваше право собственности. Эти ключи представляют собой длинную строку символов, которая определяет, куда следует направить криптовалюту. Обычно адреса принимают только тот тип криптовалюты, с которым они связаны (хотя так называемые мосты и биржи могут помочь соединить разные криптовалюты).
«У вас нет биткоинов в вашем распоряжении — у вас есть доказательство того, что кто-то в прошлом отправил вам эти биткоины» — подчеркивает Николас Кристин, доцент кафедры информатики, инженерии и государственной политики в Университете Карнеги-Меллон.
Затем вы можете взять часть неизрасходованной суммы в своем кошельке и отправить ее на открытый ключ другого человека. Когда вы ставите подпись, чтобы подтвердить, что хотите отправить биткоины, вы генерируете небольшой персонализированный фрагмент кода, прикрепленный к транзакции, а система создает математическую головоломку, которая блокирует эту ценность и скремблирует код. Когда получатель готов потратить деньги, он вставляет в транзакцию соответствующий фрагмент кода. Все в сети могут проверить, что эти два куска кода подходят друг другу (через процесс, называемый подтверждением транзакции, также известный как майнинг — подробнее об этом позже). Вся эта операция называется проверкой подписи.
«Невозможно найти недостающий фрагмент, если у кого-то нет нужной информации, но проверить, что два фрагмента подходят друг другу, очень просто», — объясняет Кристин. «У биткоина очень мало дополнительных вычислительных возможностей, помимо проверки подписи. Изначально Сатоши Накамото [псевдоним предполагаемого создателя биткойна] хотел иметь программируемые деньги. Проблема в том, что Биткоин очень быстро стал популярным, и разработчики решили заморозить функции на прежнем уровне».
Однако новое обновление, выпущенное недавно, может открыть возможность поддержки расширенных функций, помимо проверки подписи.
Чем же другие криптовалюты отличаются от Биткоина?
Многие современные криптовалюты берут свое начало от модели Биткоина. Например, Litecoin во многих отношениях похож на Биткойн, но компонент головоломки был немного изменен. Они заменили алгоритм майнинга (называемый SHA-256), который используется в Биткоине, на функцию под названием Scrypt, которая, по их утверждению, требует меньше энергии для работы. С другой стороны, создатели Bitcoin Cash отделились от команды, работавшей над Bitcoin, чтобы создать криптовалюту, похожую на Bitcoin, которая может обрабатывать больше транзакций в секунду.
Ethereum, однако, использует другой подход. Его блокчейн имеет дополнительную функцию под названием «циклы», которая позволяет многократно запускать фрагмент кода, а инженеры могут программировать поверх него. Ethereum использует механизм, называемый «газом», который взимает плату с человека, инициировавшего транзакцию, за выполнение инструкции по программированию. В процессе работы программа сжигает «газ», и когда газ заканчивается, программа либо завершается, либо прекращает свою работу.
Разработчики могут создать криптовалюту на основе Ethereum (например, стабильную криптовалюту DAI), создать ипотечные кредиты или уникальные неиграбельные токены, поскольку все они представляют собой куски кода. «Все это куски кода, которые являются расширением транзакций Ethereum» — говорит Кристин.
Ethereum также приписывают замечательную инновацию — интеграцию смарт-контрактов в свой блокчейн. Разработчики Ethereum описывают их как скрипты кода, которые «выполняют некоторые действия или вычисления при соблюдении определенных условий», сравнивая логику кода с работой «торгового автомата». Если, например, NFT цифрового искусства живет внутри смарт-контракта, художник может создать график роялти, который начисляет плату каждый раз, когда произведение передается по блокчейну.
Или, в качестве другого примера, представьте, что вы приходите в банк и просите одолжить 10 миллионов долларов на день, не называя никому своего имени. «Кто-то потянется к красной кнопке под столом», — говорит Ари Джулс, профессор информатики в Корнеллском технологическом институте. «Но вы можете совершить что-то подобное на блокчейне».
Вы займете деньги с помощью смарт-контракта и будете использовать его для выполнения любых действий. Обычно это используется для арбитража, когда вы покупаете и продаете токены с прибылью. Затем вы возвращаете заем, и все это содержится в одной транзакции. «В блокчейн-технологиях, если вы не сможете вернуть кредит, вся транзакция может быть просто отменена» — говорит Джуэлс, — «то есть, как будто вы никогда не брали деньги в долг».
Proof-of-work, proof-of-stake и другие формы «подтверждения»
Теперь еще немного раздвинем занавески: чтобы любая криптовалютная система работала, должен существовать способ выпуска новых монет в сеть, а также способ ведения публичной бухгалтерской книги, которая отслеживает, откуда приходят и куда уходят все новые монеты.
Но поскольку все эти криптовалюты должны быть одноранговыми, нет единого органа, который бы занимался всем этим, как это делает традиционный банк. Вместо этого ответственность за управление системой ложится на всю сеть участников, поэтому они должны прийти к консенсусу относительно того, являются ли транзакции действительными или недействительными. Каждая транзакция, совершенная в блокчейне, должна быть проверена. Пакет транзакций составляет блок, а несколько блоков — цепочку.
«Блокчейн обеспечивает другую модель проверки», — говорит Джулс. «Правила очень хорошо определены, и транзакции могут осуществляться строгим, программным способом».
Существует множество методов, используемых различными криптовалютами для выполнения этих двух стандартных задач. Proof-of-work — это процесс, используемый большинством криптовалют, включая Bitcoin и Ethereum, для выполнения этой задачи. Хотя все пользователи получают возможность проверить, была ли транзакция в итоге верной, только один пользователь может возглавить проверку, добавить транзакцию в блокчейн и получить вознаграждение. Благодаря этим вознаграждениям новые валюты попадают в систему. Эта операция также известна как майнинг. Но сначала пользователи, называемые майнерами, соревнуются друг с другом в решении криптографической головоломки, сложность которой пропорциональна количеству людей, пытающихся ее решить. Головоломка создается алгоритмом. Единственный способ решить ее — это перебрать множество различных чисел, а мощные компьютеры или процессоры могут перебрать больше чисел быстрее, поэтому вероятность получить правильный ответ выше.
В Биткоине количество биткойнов в системе ограничено (21 миллион), а вознаграждение за майнинг со временем уменьшается, хотя у майнеров все равно есть стимул, поскольку они могут получать часть транзакции в качестве вознаграждения. «Идеальной целью биткоина был один голос на процессор. В конечном итоге эта цель не оправдалась», — говорит Джулс. «Люди используют специализированное оборудование для майнинга, чтобы участвовать в системе». По мере роста добычи биткоина люди разрабатывали и сжигали специализированное оборудование, потребляя электроэнергию и создавая тонны отходов.
«Proof-of-work по-прежнему функционирует в соответствии с первоначальным принципом, требующим вложения ресурсов для участия в системе для добычи блоков», — отмечает Джулс.
Между тем, в системах proof-of-stake вы платите, чтобы участвовать, и должны поставить токены в качестве инвестиции ресурсов для участия в системе, например, внести залог, который вы получите обратно, как только транзакции, добавленные вами в блокчейн, будут одобрены сетью. Система случайным образом выбирает стейкера, который в это время находится в сети, и он подтверждает транзакции и получает вознаграждение. Поскольку система не требует решения головоломок, теоретически она должна потреблять меньше энергии.
«В Биткоине ваше участие в системе пропорционально количеству вычислений» — говорит Джулс. «В системе proof-of-stake оно пропорционально количеству криптовалюты, которую вы держите в системе».
«Как правило, работа систем
[proof-of-work и proof-of-stake]
заключается в том, что право на создание следующего блока определяется случайным образом, в своего рода лотерее, где ваши шансы на победу пропорциональны вашим ресурсам» — добавляет он.
Хотя представители Ethereum заявляли, что переходят на систему proof-of-stake, этого перехода пока не произошло. Существующие криптовалютные проекты, использующие proof-of-stake, имеют свои собственные вариации этой системы. Например, Cardano использует систему доказательства доли под названием «Ouroboros», которая включает в себя делегирование доли и пулы долей. А Solana, блокчейн, на котором можно создавать программы смарт-контрактов и другие децентрализованные приложения, сочетает proof-of-stake с другим алгоритмом консенсуса, называемым proof-of-history, для включения временных меток в транзакции.
Несмотря на то, что proof-of-stake быстрее и энергоэффективнее, у многих экспертов есть опасения по поводу его стабильности и барьеров для входа. «В Биткоине вы можете начать майнинг, в принципе, со своего ноутбука. Вы не добьетесь больших успехов, но вы можете присоединиться к системе без каких-либо предварительных вложений ресурсов», — говорит Джулс. В случае с системами с доказательством доли (proof-of-stake), вам нужно купить несколько монет, чтобы принять участие, или получить монеты в самом начале работы протокола». Есть люди, которые возражают против необходимости приобретать монеты для участия, но это необходимость».
В качестве альтернативы, криптовалютный проект под названием XRP ledger использует протокол консенсуса в отличие от proof-of-stake или proof-of-work, который является почти демократичным — но валидаторы не получают никакого вознаграждения.
А как насчет доказательства хранения (proof of space)?
Есть еще одна концепция, которую необходимо знать. Доказательство хранения (иначе называемое доказательством пространства) — это когда вы выделяете определенное пространство для хранения данных в сети. «Изначально идея заключалась в сохранении цифровых данных — мы хотим записывать все, чтобы хотя бы использовать дисковое пространство по назначению. Оказалось, что оно не так необходимо, как мы думали», — говорит Кристин. «Потребность в сохранении цифровых данных есть, но это не так быстро масштабируется, как валюта». Джулс предполагает, что эти системы могут быть потенциально полезны для хранения данных NFT. Одним из проектов, тестирующих эту концепцию, является Filecoin.
В конечном счете несмотря на то, что криптовалюты завоевывают все большую популярность среди крупных финансовых платформ, таких как PayPal, Mastercard и Robinhood, будущее криптовалют все еще остается неопределенным — будущее американское федеральное регулирование может кардинально изменить сообщество и экосистему. А стоимость таких валют, как биткоин, остается нестабильной и представляет собой рискованные инвестиции. К чему бы ни привела следующая глава в истории криптовалют, бесспорно, что популярность этой новой волны технологий уже заставила крупные финансовые учреждения изменить свое представление о том, как люди хотят взаимодействовать с деньгами и друг с другом, используя деньги.
Оригинал: Popular Science
