Блокчейн. Схема новой экономики

Рисунок П-1.Революционные парадигмы вычислений: мейнфреймы, ПК, интернет, социальные и мобильные сети, блокчейн[18 - Вывод сделан на основе: Sigal, M., «You Say You Want a Revolution? It’s Called Post-PC Computing», сайт Radar (O’Reilly), 24 октября 2011 г., http://radar.oreilly.com/2011/10/post-pc-revolution.html]

Сеть биткойн-платежей для поддержки машинной экономики: М2М/ІОТ

Блокчейн – революционная парадигма для «интернета людей», но она может также стать валютной основой «экономики машин». По оценкам компании Gartner, к 2020 году пространство «интернета вещей» будет насчитывать около 26 млрд устройств, а оборот интернет-экономики достигнет 1,9 трлн долларов[19 - Gartner, «Gartner Says the Internet of Things Installed Base Will Grow to 26 Billion Units By 2020», издательство «Gartner Press», 12 декабря 2013 г., http://www.gartner.com/news-room/id/2636073]. Для управления транзакциями между этими устройствами потребуется «интернет денег»[20 - Omohundro, S., «Cryptocurrencies, Smart Contracts, and Artifcial Intelligence», направлено для публикации в вестнике AI Matters («Ассоциация по вычислительной технике»), 22 октября 2014 г., http://steveomohundro.com/2014/10/22/cryp-tocurrencies-smart-contracts-and-artifcial-intelligence/] и соответствующая криптовалюта, а микроплатежи между подключенными устройствами могут развиться в новый уровень экономики[21 - Dawson, R., «The New Layer of the Economy Enabled by M2M Payments in the Internet of Things», блог «Trends in the Living Networks», 16 сентября 2014 г., http://rossdawsonblog.com/weblog/archives/2014/09/new-layer-economy-en-abled-m2m-payments-internet-things.html]. По оценкам компании Cisco, количество M2M-подключений (machine-to-machine, то есть связь между машинами) растет быстрее любой другой категории, прибавляя по 84 %. И дело не только в оценочном трехкратном росте глобального IP-трафика в период с 2012 по 2018 год, но и в изменении его характера: в сдвиге трафика в сторону передачи мобильных данных, Wi-Fi и M2M-соединений[22 - Petschow, K., «Cisco Visual Networking Index Predicts Annual Internet Trafc to Grow More Than 20 Percent (Reaching 1.6 Zettabytes) by 2018», пресс-релиз компании Cisco, 2014 г., http://newsroom.cisco.com/release/1426270]. Как товарно-денежная экономика обеспечивает более качественное, быстрое и эффективное распределение ресурсов на уровне человека, так и машинная экономика предоставляет надежную и децентрализованную систему управления теми же ресурсами, но на уровне машин.

В качестве примера микроплатежей между устройствами можно привести автомобиль, который автоматически согласует скоростное прохождение шоссе в экстренных случаях, компенсируя микроплатежами неудобство, доставленное другим участникам движения. Координация воздушной доставки товаров беспилотными летательными аппаратами – еще один пример сетей микроплатежей между устройствами, где нужна балансировка индивидуальных приоритетов. Сельскохозяйственные датчики – другой пример системы, в которой экономические принципы применяются для отсеивания фоновых малозначимых данных и повышения приоритета других данных, которые подтверждаются достаточно большой группой датчиков, развернутых на местности: например, определенные параметры окружающей среды, такие как уровень влажности.

Децентрализованная модель блокчейн-технологии, предусматривающая одноранговые, не требующие доверия транзакции, на самом базовом уровне означает, что для совершения транзакций не требуются посредники. Однако возможность реализации децентрализованной модели для всех видов взаимодействий (между людьми, между человеком и машиной, между машинами) в глобальном масштабе может требовать совершенно иных структур и способов функционирования общества. Направления таких изменений пока непонятны, но существующие властные отношения и иерархии могут в новых реалиях быстро утратить свое значение.

Повсеместное внедрение: доверие, удобство и простота использования

Идеи биткойна и блокчейна новы и технически трудны, по этому бытует мнение, что криптовалюты слишком сложны для повсеместного внедрения среди обычных пользователей. А ведь то же самое когда-то говорили об интернете – но это не стало серьезным препятствием для его распространения: не надо понимать, как работает протокол TCP/IP, чтобы отправить сообщение по электронной почте.

На заре новых технологий рядовые пользователи всегда интересуются техническими подробностями: «что это?» и «как это работает?». Приложения, основанные на технологических новациях, легко находят путь к рядовым потребителям, если они способны предложить адекватный, удобный в использовании и дружественный интерфейс. В частности, пользователям не обязательно видеть, а тем более вводить вручную маловразумительные буквы и цифры 32-символьного биткойн-адреса. Компании, предлагающие «общедоступный кошелек», такие как Circle Internet Financial и Xapo, разрабатывают пользовательские приложения, специально ориентированные на повсеместное использование биткойна, – разумеется, это делается для того, чтобы стать «Gmail от биткойна», то есть предоставить такое же удобство и завоевать такую же долю рынка, как общеизвестная почтовая служба.

Биткойн, как платежная система, и электронные кошельки оперируют хоть и электронными, но все же деньгами, поэтому приложения для конечных пользователей должны обеспечивать повышенную защиту транзакций. Поэтому, прежде чем удобные биткойн-кошельки завоюют массовое признание, потребуется заслужить доверие потребителей. В частности, придется решить множество вопросов обеспечения безопасности криптовалюты, в том числе: «Как сохранять свои деньги?» или «Что делать при утере закрытого ключа или при получении в транзакции сомнительной (то есть ранее украденной) монеты?».

Специалисты блокчейн-индустрии успешно работают над решением этих вопросов, что позволит альтернативным валютам стать новым этапом развития финансовых технологий, не менее значимым, чем появление банкоматов, банковского обслуживания через интернет и Apple Pay.

Приложения для работы с деньгами, обладающие доверительно-дружественным и удобным интерфейсом, уже близки к массовому внедрению. Но вот повсеместное принятие блокчейн-приложений, выходящих за пределы исключительно денежных отношений, может оказаться намного более трудным делом. Например, казалось бы очевидный вариант – услуги виртуальных нотариусов: их будет просто находить, и они позволят легко, недорого, безопасно, надежно регистрировать интеллектуальную собственность, договоры или завещания. Тем не менее существуют социальные причины, в силу которых люди все равно будут в ряде случаев обращаться к обычным нотариусам, чтобы получить человеческий совет (и немного психотерапии) или для того, чтобы подтвердить дееспособность человека, а это может тормозить распространение технологии.

Но в целом если отрасли биткойна и блокчейна суждено будущее, то, скорее всего, развитие будет происходить поэтапно – примерно так же, как развивался интернет, который в разное время начинал привлекать различные аудитории, «подключавшиеся» к сети по разным причинам. Изначально интернет решал задачу коллективного взаимодействия в четко определенных подгруппах: среди ученых и военных. Со временем в него пришли любители компьютерных игр и развлечений, а затем «подтянулись» и все остальные. Сейчас биткойн находится на этапе участия энтузиастов или ранних потребителей, используя термин модели Эверетта Роджерса – субкультуры людей, интересующихся деньгами и идеологией.

На следующем этапе блокчейн-технологию станут осваивать те социальные группы, для которых она сможет решать реальные практические проблемы, – например, люди из стран с введенной интернет-цензурой. Для них особое значение будет иметь существование децентрализованной системы доменных имен (DNS) на основе блокчейна. На рынке интеллектуальной собственности блокчейн-технологию можно задействовать для регистрации патентов, c ее помощью можно коренным образом изменить судопроизводство, связанное с интеллектуальной собственностью: управление объектами ИС, доступ к ним и установление их принадлежности.

Биткойн-культура: фестиваль Bitfilm

Один из индикаторов масштаба принятия новой технологии обычными людьми – ее след в массовой культуре. Возможно, фестиваль Bitflm, в котором участвуют фильмы, посвященные биткой-ну, может стать первой ласточкой внедрения криптовалют в массовое сознание. Фильмы, отобранные для фестиваля, по-своему интерпретируют биткойн и рассказывают о его влиянии. Фестиваль впервые прошел в 2013 году и получил продолжение в конце 2014 – начале 2015 года в Берлине (где находится штаб-квартира Bitflm), Сеуле, Буэнос-Айресе, Амстердаме, Рио-де-Жанейро и Кейптауне. Естественно, Bitflm позволяет зрителям голосовать за понравившийся фильм биткойнами. Фестиваль продюсирует компания Bitflm. Другое направление деятельности компании – создание роликов, рекламирующих блокчейн (рис. 2).

Цели, методология и структура этой книги

Отрасль блокчейн находится на начальной стадии развития – стадии бурного роста и инноваций. Принципы, терминология, стандарты, основные участники, нормы и отношение к тем или иным проектам – все это очень быстро меняется. Может случиться, что, оглянувшись назад через год-другой, мы сочтем нынешнюю технологию биткойна и блокчейна безнадежно устаревшей, она окажется поглощенной другой технологией или станет артефактом прошлого.

Рисунок П-2.Рекламные ролики Bitflm

Приведу один пример: сейчас активно развивается область обеспечения безопасности электронных кошельков потребителей. Это далеко не праздная тема ввиду постоянных атак хакеров, старающихся подорвать основы отрасли криптовалют. Сегодня считается, что стандарт безопасности электронного кошелька должен предусматривать мультиподпись, то есть использование множественных подписей для одобрения транзакции. Между тем большинство пользователей – а это все еще энтузиасты, а не широкая публика – пока не созрели для поддержания такого уровня безопасности.

Эта книга задумана как исследование принципов, возможностей и функциональности технологий биткойна и блокчейна, их потенциальных возможностей и последствий их внедрения. Книга ничего не пропагандирует и не отстаивает, она не дает никаких советов или прогнозов относительно жизнеспособности данной отрасли. Книга готовилась с целью представить на суд читателей наиболее передовые концепции; для изучения основ блокчейна есть много других ресурсов.

Отрасль блокчейна пребывает сейчас на начальном и незрелом этапе своей эволюции, очень многое в ней находится на стадии развития и подвержено множеству рисков. Поэтому, как бы мы ни старались, в тексте могут содержаться неточности, ведь информация имеет свойство устаревать очень быстро, буквально за считанные дни.

Мы старались дать общую картину, описать масштаб, состояние и возможности блокчейн-индустрии. Мы хотели познакомить вас с базовыми технологиями, возможностями их использования, опасностями и рисками, но что еще важнее – с основными принципами и возможностью их дальнейшего развития. Наша задача заключалась в создании всеобъемлющего обзора всего происходящего в отрасли криптовалют и попытке спрогнозировать возможности их широкого применения. Наш обзор, конечно же, неполон и может содержать технические ошибки, несмотря на тщательную проверку текста экспертами. Повторимся: он вполне может оказаться устаревшим в случае провала или, наоборот, стремительного успеха описанных здесь проектов; более того, вся отрасль биткойна и блокчейна в ее текущем состоянии может безнадежно устареть или оказаться поглощенной другими технологическими моделями.

В процессе работы над книгой мы использовали множество источников по теме биткойна и его развития. Основные источники – форумы разработчиков, подгруппы Reddit, технические документы GitHub, подкасты, средства массовой информации, YouTube, блоги и Twitter, в частности материалы отраслевой конференции по биткойну на YouTube и Slideshare, подкасты Let’s Talk Bitcoin, Consider This! Epicenter Bitcoin, канал EtherCasts (Ethereum), специализированные новостные каналы по биткойну CoinDesk, Bitcoin Magazine, Cryptocoins News, Coin Telegraph и форумы Bitcoin StackExchange, Quora.

Кроме того, мы встречались с разработчиками, общались по электронной почте и дискутировали с отраслевыми специалистами-практиками, посещали конференции и семинары по биткойну, наблюдали за торговыми сессиями пирингового криптовалютного обмена Satoshi Square.

Структура книги предусматривает обсуждение уже сформировавшихся уровней технологии биткойна и блокчейна: Блокчейн 1.0, 2.0 и 3.0. Сначала мы рассказываем о базовых определениях и принципах технологии биткойна и блокчейна, а также о валютах и денежных расчетах как основе приложений Блокчейн 1.0.

Затем вы узнаете о Блокчейн 2.0 – рыночных и финансовых приложениях, выходящих за рамки валют, в частности о контрактах. Далее обсуждается потенциал Блокчейна 3.0 – применений блокчейна, не укладывающихся в рамки финансовых транзакций, экономики и рынков. В эту обширную область входит применение блокчейна для достижения общественно-полезных целей, например для децентрализации управления, а также для вывода организаций, таких как WikiLeaks и службы ICANN и DNS, из-под репрессивных политических юрисдик-ций с переносом в децентрализованное облако; защита интеллектуальной собственности; проверка цифровой индивидуальности и аутентификация. Мы также остановимся еще на одном классе приложений – Блокчейн 3.0, где блокчейн-технология предлагает преимущества масштабируемости, эффективности, организации и координации в области науки, геномики, здравоохранения, образования, публикации научных статей, разработки, обучения и культуры. Наконец, представлены продвинутые концепции, такие как демереджевые (стимулирующие) валюты и их применение в контексте крупномасштабного развертывания блокчейн-технологий.

Глава 1

Блокчейн: фундамент для криптовалют (Блокчейн 1.0)

Стек технологий: блокчейн, протокол, валюта

Термин «биткойн» (Bitcoin) может ввести в заблуждение, поскольку биткойном принято считать три разные вещи.

Во-первых, биткойн – это базовая платформа блокчейн-технологии.

Во-вторых, биткойном называется работающий на основе этой базовой технологии протокол, описывающий, как именно происходит перевод активов в цепочке блоков.

В-третьих, биткойн – это цифровая криптовалюта, самая первая и самая популярная из известных на сегодня криптовалют.

В таблице 1–1 показано, чем различаются эти понятия. Нижний уровень – это базовая блокчейн-технология. Блокчейн как цепочка блоков транзакций – это распределенный, общедоступный и совместно используемый всеми узлами сети реестр или журнал записей, содержащий данные о транзакциях. Журнал обновляется майнерами и отслеживается всеми желающими, но при этом никем не контролируется. Он подобен гигантской общедоступной таблице, которая периодически обновляется и подтверждает уникальность цифровых операций перевода денежных средств.

Средним уровнем стека является протокол – пакет программ, который переводит средства путем внесения транзакций в блокчейн (журнал записей). Наконец, третий уровень – это сама валюта под названием «биткойн», в транзакциях и на биржах используется обозначение BTC или Btc. Среди сотни криптовалют биткойн – не только самая первая, но и самая популярная. Среди прочих следует отметить Litecoin, Dogecoin, Ripple, NXT, и Peercoin. Перечень и котировки основных альткойнов можно найти на сайте http://coinmarketcap.com/ (http://coinmarketcap.com/).

Таблица 1–1. Уровни стека блокчейн-технологий на примере биткойна

Важно понимать, что общая структура любой современной криптовалютной системы формируется всеми тремя уровнями (блокчейн, протокол и валюта). Каждая монета представляет собой одновременно валюту и протокол, она может иметь собственный распределенный журнал записей или использовать распределенный блокчейн биткойна. Например, криптовалюта Litecoin использует Litecoin-протокол, работающий с блокчей-ном Litecoin, – по сути, это клон биткойна, в котором слегка изменены некоторые функции.

Отдельный блокчейн означает, что у монеты имеется собственный децентрализованный журнал записей с такой же структурой и форматом, что и распределенный журнал записей биткойна.

Другие протоколы, например Counterparty, имеют собственную валюту (XCP), но используют блокчейн биткойна, то есть транзакции XCP регистрируются в распределенном журнале записей биткойна. Таблицу с описанием характеристик проекта Crypto 2.0 можно найти по адресу: http (http://bit.ly/crypto_2_0_comp):// (http://bit.ly/crypto_2_0_comp)bit (http://bit.ly/crypto_2_0_comp).ly (http://bit.ly/crypto_2_0_comp)/crypto (http://bit.ly/crypto_2_0_comp)_2_0_ (http://bit.ly/crypto_2_0_comp)comp (http://bit.ly/crypto_2_0_comp).

Двойное расходование и задача византийских генералов

Даже если оставить в стороне потенциал использования биткойна и блокчейн-технологии, биткойн, безусловно, является серьезным фундаментальным прорывом в области информатики – результатом 20 лет исследований в области цифровых валют и 40 лет исследований в области криптографии, над которыми работали тысячи ученых всего мира[23 - Andreessen, M., «Why Bitcoin Matters», газета The New York Times, 21 января 2014 г., http://dealbook.nytimes.com/2014/01/21/why-bitcoin-matters/?_php=true&_ type=blogs&_r=0]. Биткойн стал решением давней проблемы цифровых наличных денег – проблемы двойного расходования (double-spend problem). До появления криптографии блокчейна цифровую наличность (digital cash)[24 - Цифровая наличность (англ. digital cash) или электронная наличность (англ. e-cash, electronic cash) – термин, который в настоящее время широко используется в платежных системах. Название связано с возможностью совершать электронные платежи аналогично оплате обычными наличными: без обязательного посредничества третьего лица. Первые криптографические протоколы электронной наличности были предложены в 1983 году Дэвидом Чаумом и Стефаном Брэндсом. – Прим. ред.], как и любой другой цифровой актив, можно было бесконечно копировать – как, например, мы можем сегодня бессчетное количество раз копировать вложение в электронной почте. При этом без специального посредника невозможно было подтвердить, что та или иная партия денег не была уже израсходована ранее. Функцию посредника выполняла доверенная третья сторона: банк или платежная система вроде PayPal, которая хранила журнал записей, гарантирующий, что каждая единица цифровых денег может быть потрачена только один раз, тем самым предотвращая двойное расходование.

Проблема двойного расходования аналогична давно сформулированной математической проблеме – так называемой «Задаче византийских генералов»[25 - В вычислительной технике под «Задачей византийских генералов» понимают мысленный эксперимент, призванный проиллюстрировать проблему синхронизации состояния систем в случае, когда коммуникации считаются надежными, а процессоры – нет. В криптологии – это задача взаимодействия нескольких удаленных абонентов, которые получили приказы из одного центра. Часть абонентов, включая центр, могут быть противниками. Нужно выработать единую стратегию действий, которая будет выигрышной для абонентов. – Прим. ред.], суть которой состоит в том, что несколько генералов перед сражением, не доверяя друг другу, должны как-то согласовать свои действия[26 - Lamport, L., Shostack, R., Pease, M. (1982), «The Byzantine Generals Problem», журнал ACM Transactions on Programming Languages and Systems, том 4, № 3, с. 382–401; Philipp (псевдоним) (2014), «Bitcoin and the Byzantine Generals Problem – A Crusade Is Needed? A Revolution?», журнал Financial Cryptography, http://fnancialcryptography.com/mt/archives/001522.html; Vaurum (псевдоним) (2014).«A Mathematical Model for Bitcoin» (запись в блоге), http:// blog.vaurum.com/a-mathematical-model-for-bitcoin/].

Блокчейн решает проблему двойного расходования, объединяя технологию однорангового обмена файлами BitTorrent и шифрование с открытым ключом, тем самым создавая новый вид цифровых денег. Собственность на монеты регистрируется в открытом журнале записей и подтверждается криптографическими протоколами и сообществом майнеров. Блокчейн не требует доверия в том смысле, что в процессе транзакции пользователю нет нужды доверять контрагенту или посреднику. Необходимо лишь доверять системе – программной реализации блокчейн-протокола.