Что делает Биткойн сильным?

Почему биткойн такой крутой? Один ученый хочет найти ответ

Visa, PayPal, Биткойн. Последний, похоже, не вписывается в этот ряд.

Вы можете подумать – ну конечно же. Это уникальное явление, по сравнению со «старичками», где информация о платежах в цифровой валюте хранилась в централизованных базах данных.

Но это может быть лишь одна сторона медали.

Ученые в области компьютерных наук и разработчики отмечают, что причина успеха Биткойна в децентрализации его монетарной системы состоит в особенностях улучшения прошлых компьютерных протоколов на основе консенсуса. Доцент Корнельского университета, Элейн Ши (Elaine Shi), в выступлении на Стэндфордской конференции по вопросам безопасности блокчейна, подчеркнула эту мысль.

Даже после 30 лет исследований, объясняет Ши, классические протоколы консенсуса не работают при определенных условиях. Но она считает, что биткойн отличается от большинства других аналогичных технологий, потому что он более «надежный».

Тем не менее, определить и математически доказать эти отличия не так-то просто.

Ши рассказала CoinDesk:

«Успех данного протокола опережает его научное понимание».

Несмотря на сложность вызова, ученый, похоже, решила наверстать упущенное.

Отдыхая в холодке после долгого дня проведения презентаций по компьютерной безопасности, она воодушевленно рассказывала об уникальных преимуществах Биткойна.

Ши отметила, что другие недавние исследования занимались разработкой формального доказательства безопасности Биткойна, и что мыслители из IC3 и других организаций в настоящее время ищут способы снизить риски потенциальных уязвимостей и предварить будущие исследования протокола.

Первоначальное воодушевление

Впервые любопытство Ши проснулось в 2010 или 2011 году, когда она работала на технологическую компанию Xerox PARC в Пало-Альто. Именно тогда её друг и биткойн-майнер показал ей описание Биткойна. Очарованные, они немедленно прочли его вместе.

«Мы пытались понять, почему Биткойн “взлетел”», – сказала она.

С её точки зрения, имело большое значение то, что криптовалюта получила такое широкое распространение, по сравнению с ecash, технологией, увиделевшей свет благодаря известному криптографу Дэвиду Чому (David Chaum) в середине 1990-х.

«В то время они использовали более сложную криптографию, но их разработка не имела такого успеха», – сказала она.

Она также добавляет, что была поражена, видя быстрое принятие Биткойна, при том, что в нём использовалась более простая криптография – шифрование с открытым ключом, подписи и хэш-функции.

«Еще один важный момент в Биткойне – он создал правильные стимулы. Это послужило поощрением для первых участников. Существует много других аспектов, которые, возможно, были сделаны правильно и вовремя, с точки зрения стимулов, и, это, возможно, помогло принятию и приобретению Биткойном огромной популярности», – добавила она.

Сонный консенсус

Позже, Ши перешла в университет штата Мэриленд, где продолжила исследования Биткойна, а затем в Корнельский университет для участия в работе по криптовалютам и (смарт-)контрактам (IC3) в университетском центре исследования блокчейна.

В своем выступлении в Стэнфорде «Переосмысление консенсуса в большом масштабе», она рассказала о своем новом исследовании, направленном на переосмысление того, как по-разному может работать Биткойн, но при этом сохранить свои уникальные свойства. В результате она предложила «сонную» модель консенсуса.

Ши отметила, что когда она спрашивает, почему изучается использование блокчейна, вместо кропотливых исследований классических протоколов, таких как PBFT, ей обычно отвечают «потому что он надёжнее». Это общеизвестно. Вот только с научной точки зрения, определить что такого «надежного» в блокчейне, оказалось нелегко.

В этом свете, «сонный консенсус» исследует конкретную часть надежности Биткойна: спорадическое участие, когда узлы могут присоединяться и покидать систему когда им угодно. Кроме того, он изучает, может ли система быть такой же надежной без доказательства выполненной работы (Proof of Work), алгоритма, который позволяет вести единую согласованную историю транзакций.

В модели Ши сочетаются «сонные» узлы (которые находятся оффлайн) и «бодрствующие» (они онлайн и активны). Ши воспользовалась аналогией с Белоснежкой, чтобы показать каждое состояние, и продемонстрировать, как узлы могут переключаться между ними.

«Например, когда принц целует Белоснежку, она просыпается и участвует», – говорит она. «Белоснежка – очень надежная принцесса».

"Спящая" модель консенсуса

Новый протокол, новые проблемы

Один из способов проверить надежность системы – посмотреть, может ли она прийти к соглашению, когда 51% интернет-узлов являются «честными» (и, следовательно, не примут “неправильную” транзакцию), даже при условии спорадического участия. Классические модели здесь не срабатывают. На самом деле, Ши пошла так далеко, чтобы сказать, что ни один классический протокол, будь он синхронный или асинхронный, не выдерживает испытания. Даже если 99% живых узлов будут честны.

Она приходит к выводу, что Биткойн, как это общеизвестно, действительно надежен. Эта система работает больше 8 лет, и будет продолжать работать до тех пор, пока хотя бы 51% узлов останутся честными. «Сонный» консенсус основывается на надежности, но перестраивает протокол таким образом, чтобы сделать доказательство выполненной работы не необходимым.

Исследовательская группа пришла к тому, что изменённая система оказалась в некотором роде более устойчивой, но с изменением структуры, возникли и новые проблемы в области безопасности. Работа в этом направлении продолжается, и Ши сказала, что на данный момент, протокол подходит для реализаций консорциумных блокчейнов, как они имплементированы в Linux’овой ветке Hyperledger.

Хотя, опять же, возможно, в «надежности» Биткойна есть и другие составляющие. Ещё один проект Ши и IC3 – FruitChains, исследует составляющую теории игр Биткойна, или “как вознаграждать участников так, чтобы в конечном счёте выиграли все“.

Результатом исследования стало предложение о «справедливом блокчейне», где равномерно распределены награда за блок и транзакционные сборы распределяются поровну и вариативность вознаграждения гораздо меньше. Анализ каждого элемента по отдельности позволяет прийти к чему-то большему.

«В целом, для всего этого нам нужно новое научное обоснование», – говорит Ши.

Неожиданные направления

Ши уже не раз подчеркивала, что эти исследования проводятся не из чистого академического любопытства. Как только люди поймут протокол лучше, возможно откроются новые неожиданные направления развития. В широком смысле, сами исследователи станут лучше понимать, как можно улучшить открытые блокчейны.

Доказательство выполнения работы стоит дорого, ведь для него, например, необходимы мощные компьютеры, разбросанные по всему миру, которые могут решать хэш-головоломки с головокружительной скоростью, чтобы обезопасить блокчейны по типу Биткойна и Эфириума. Многие исследователи по всему миру работают над моделью доказательства владения долей (PoS) в попытке сократить необходимость расходования электроэнергии.

Дальнейшие исследования помогут определить, будут ли эти усилия плодотворными.

Кроме того, Ши утверждает, что очень важно работать над пониманием безопасности протокола, и написанием математических доказательств, которые потенциально могут выявить его скрытые недостатки.

«Люди каким-то образом интуитивно его разработали, но всё ещё очень, очень трудно, создать дизайн доказуемо правильного протокола. А это очень важно, когда вы имеете дело с чем-то вроде криптовалюты, потому что, если протокол будет взломан, вы рискуете своими деньгами», – сказала исследователь.

А «доказуемо правильный» протокол, это протокол, который удовлетворяет определенным математическим требованиям. Она отметила, что такой протокол может помочь в будущем предотвратить ситуации по типу краха theDAO – проекта Эфириума, закончившегося неудачей.

«Очень просто сделать ошибку, если не пройти через весь этот процесс», – сказала она. «Я думаю, что и в научных кругах и в промышленных, существует огромная потребность в таких протоколах, в том числе в консенсусе и криптографии».

Она также утверждает, что смарт-контракты требуют более продвинутых криптографических протоколов.

«IC3 хотел бы помочь улучшить безопасность путем разработки протоколов. И затем запустить их использование в реальном мире”, – добавила она.

Сочетание дисциплин

Помимо всего выше изложенного, у Ши есть и другие идеи исследований. Есть один проект по  разработке языка программирования, который позволил бы кодерам с незначительным знанием криптографии создавать достаточно безопасные приложения. Программисты могли бы грубо определить, какие параметры безопасности им необходимы, а язык программирования сам определял бы какой протокол консенсуса лучше использовать “под капотом”.

Для Ши, умение сочетать разные отрасли, это отчасти то, что её восхищает. А Биткойн – богатая область для экспериментов, в частности, с криптографией, сказала она.

Она заключила:

«Это просто золотая жила разных проблем».

Источник

 



Categories: Разработчикам, Сервисы, Технологии, Технологии

Tags: , , , ,

3 replies

Trackbacks

  1. Что делает Биткойн сильным? | Заработок онлайн доступный каждому
  2. Что делает Биткойн сильным?
  3. Что делает Биткойн сильным? — Всё о криптовалюте! Заработок, обмен, майнинг, игры!

Поделитесь своими мыслями

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s