Новейшие технологии, которые включают в себя облачные технологии, искусственный интеллект и технологии блокчейнов, стали стимулом для ощутимых изменений в мировой экономике, включая способы обмена, продажи товаров, услуг, капитала и активов. Частью этого стимула стали блокчейн и криптовалюты.

В последние несколько лет криптовалюты, которым уделяется много внимания, изменили наше представление о деньгах. Однако криптовалюты — это “продукт” блокчейн технологий, и эти новейшие технологии могут использоваться для решения различных экономических и бытовых проблем.

Блокчейн технологии

Технологии блокчейнов — это цепочки блоков (block chain), которые следуют друг за другом уникальным хеш-кодом (hash code). Каждый блок содержит последовательную информацию, которую нельзя изменить, поскольку эти блоки являются частью блоковой сети, доступной для всех участников сети. Хэш-код ассоциируется с отпечатком пальца, так как изменить его практически невозможно. Чтобы понять основную концепцию технологии блокчейн, ниже приводится уравнение технологии блокчейн.

Блокчейн технологии = База данных + Механизмы консенсуса

Точность транзакций на основе технологий блокчейн обеспечивается механизмами консенсуса. Например, в настоящее время существует несколько тысяч криптовалют, и их механизмы консенсуса также многочисленны. Чтобы понять механизмы консенсуса, давайте рассмотрим механизмы Proof of Work (POW) и Proof of Stake (POS), используемые для  биткоинов и эфириума.

Проблема византийских генералов

Механизм действия биткоина это механизм консенсуса, то есть согласования. Этот механизм впервые использовал Сатоси Накамото в 2009 году в качестве механизма действия криптовалюты, но он был разработан в 20 веке (От разработчиков Лесли Лэмпорта, Роберта Шостака и Маршалла Писа 1982 году) [1].

Компьютерные системы должны уметь обнаруживать ошибки в одном или нескольких своих компонентах и не допускать, чтобы эти ошибки повлияли на всю систему. Авторы попытались выяснить, как это возможно, применив принцип решения проблем византийскими генералами. В случае механизма POW транзакции биткоинов подтверждаются компьютерами (nodes), расположенными в разных частях мира. И чтобы не нарушить работу криптовалютной системы из-за неправильного подтверждения транзакций, были применены принципы решения проблемы византийских генералов. Задачу византийских генералов можно представить как вопрос: как можно убедиться, что многие субъекты, находящиеся в разных местах, приходят к к абсолютному согласию перед выполнением операции? Эта ситуация представлена ​​действиями византийских генералов, которые находятся в разных частях города, получают приказ от главнокомандующего атаковать или отступать и, после получения приказов информируют друг друга для достижения соглашения. Однако некоторые командиры являются предателями и дают неверную информацию другим командирам. В результате создается информационная сеть, в которой также была ошибка информаций. Таким же образом, чтобы одобрить транзакцию с криптовалютой, компьютеры должны координировать свои действия, чтобы транзакция состоялась. Но что делать в таком случае и как понять, какой приказ в данном случае правильный. Для решения этой задачи необходимо выполнение следующих условий [2].

  • Все преданные командиры принимают единогласное решение. Небольшое количество предателей не может заставить преданных командиров изменить свое решение.

Таким образом, все компьютеры должны согласовывать каждый фрагмент информации, передаваемый по сети. Если обнаруживаются компьютеры, которые распространяют неверную информацию, другие компьютеры в итоге подтверждают точность транзакции. В результате вся сеть должна согласовывать каждую часть информации. Это соглашение называется консенсусом, отсюда и идея механизмов консенсуса. В текущей криптовалютной системе есть тысячи компьютеров, которые обеспечивают безопасность и надежность транзакций с помощью этого механизма.

В случае с биткоином работает механизм майнинга. Майнинг означает, что при совершении транзакции, компьютеры (Термин  “майнер”  относится и к человеку занимающемуся майнингом, и к компьютеру, через который подтверждается транзакция) используют свою вычислительную мощность для подтверждения транзакции и получения биткоинов. Майнеры одобряют транзакции с криптовалютой, но, поскольку майнеров много, необходимо выбрать, кто из них подтвердит транзакцию и получит бонус. Для этого и работает механизм POW, который определяет майнера подтверждающего транзакцию, основываясь на используемой им вычислительной мощности. Другими словами, чем больше электроэнергии использует майнер для одобрения сделки, тем больше вероятность, что он совершит ее. Однако этот механизм требует большого расхода электроэнергии, что довольно дорого [3]. Специализированные майнеры используют дополнительные серверы и оборудования для увеличения вычислительной мощности своих компьютеров. Существуют даже объединения майнеров (mining pool), в которых отдельные майнеры объединяют мощность своих компьютеров, таким образом получая больше вычислительной мощности для подтверждений транзакций и распределяют бонусы пропорционально мощности, вложенной каждым майнером. Подсчитано, что количество электроэнергии, используемой для заключения биткойн-транзакций за год, равно количеству электроэнергии, потребляемой  в Ирландии за год [4]

С другой стороны, механизм POS, который является консенсусным механизмом эфириума,  выбирает майнеров  в соответствии с сделанной ими «ставкой». То есть, если  майнер хочет одобрить сделку, он должен владеть определенным количеством криптовалюты (чем больше криптовалюты у него на счету, тем больше вероятность, что он совершит сделку). Если сделка будет подтверждена неправильно, он потеряет свою «ставку», а в случае правильного подтверждения получит определенную выплату. Преимущество POS механизма по сравнению с POW в том, что оно не потребляет много электроэнергии [5].

Криптовалюты

Уже ясно, что описание блокчейна без представлений о криптовалютах и обсуждение криптовалют без блокчейна трудно представить. Коротко поговорим о криптовалютах.

Криптовалюта — это цифровой актив, предназначенный для использования в качестве средства обмена с использованием криптографических функций для защиты финансовых транзакций, создания дополнительных баллов и подтверждения переводов активов [6]. Согласно Coinbase.com, криптовалюта — это цифровая валюта, предназначенная для цифровой эпохи [7]. То есть криптовалюты — это физически несуществующие валюты. Они не циркулируют в виде банкнот или монет. В основе криптовалют лежат технологий блокчейн, которые позволяют транзакциям, совершаемым с помощью криптовалют, быть децентрализованными, прозрачными и неизменяемыми. Последние являются особенностями криптовалют и отличают их от традиционных денег.

Децентрализация (decentralization). Как известно, в традиционных экономических системах экономика регулируется государством. А стабильность традиционных валют контролируется центральными банками, но криптовалюты не регулируются каким-либо государством, банком или другим субъектом. Вот почему рыночная цена криптовалют зависит от спроса и их количества в обращении. Никакая другая структура не может влиять на цену ни через проводимую политику, ни через используемые инструменты. Транзакции с криптовалютой осуществляются и подтверждаются через открытые сети, не имеющие какой-либо руководящей или регулирующей структуры. Криптовалюты децентрализованы в компьютерных сетях, расположенных по всему миру. После подтверждения каждая транзакция записывается в так называемый распределенный реестр (distributed ledger), который доступен каждому и содержит зашифрованную информацию о транзакции [8].

Прозрачность (transparency). Все транзакции, совершаемые с помощью криптовалют, видны всем членам общества. Однако это не означает, что видны личные данные всех трейдеров. Для сохранения конфиденциальности данных транзакции выполняются в зашифрованном (криптографическом) виде. При совершении транзакции на платформе каждый пользователь получает свой “открытый ключ” (public key), который представляет собой серию случайных чисел и букв. Таким образом, общественность может отслеживать транзакции с криптовалютой только на основе данных открытого ключа. То есть криптовалюты прозрачны, одновременно сохраняя конфиденциальность личных данных. Эта особенность криптовалют в основном злоупотребляется отдельными лицами и компаниями, которые проявляют преступное  поведение.

Неизменяемость (immutability). Эта концепция в основном связана с технологиями блокчейн, поскольку они позволяют безопасно осуществлять транзакции с криптовалютой. При осуществлении каждой транзакции создаются и подтверждаются блоки данных транзакции, которые следует друг за другом с помощью уникального кода. Изменить этот код практически невозможно (технологии блокчейн считаются крайне неуязвимыми, но никогда не упоминается, что они обеспечивают 100% безопасность). А транзакции утверждаются майнерами (miners), которые извлекают выгоду из ожидаемого от правильного утверждения каждой транзакции бонус,  в виде криптовалюты. Механизм бонуса заставляет майнеров точно утверждать все транзакции. А подтвержденные транзакции проверяются и снова подтверждаются другими участниками компьютерной сети, и после этого транзакция считается завершенной.

  1. L. Lamport, R. Shostak, M. Pease, “ACM Transactions on Programming Languages and Systems”,1982 
  2. L. Lamport, R. Shostak, M. Pease, “ACM Transactions on Programming Languages and Systems”, 1982, p. 11
  3.  Kang K., LeeS., “Money, Cryptocurrency, and Monetary Policy”, 2019, p. 9
  4. https://www.economist.com/the‐economist‐explains/2018/07/09/why‐bitcoin‐uses‐so‐much‐energy 
  5. https://medium.com/novamining/main-differences-between-pow-and-pos-cryptocurrency-mining-c4cc279d9739
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Cryptocurrency 
  7. https://www.coinbase.com/learn 
  8. Jericho J., “Understanding cryptocurrencies”, 2019, p. 12 


Авторы Инга Седракян (Inga Sedrakyan) и Айк Калантарян (Hayk Kalantaryan) © Все права защищены.

Переводчик: Роза Мирзоян (Roza Mirzoyan)