Блокчейн-оракули як зв'язок між цифровим і реальним світом

Блокчейн-оракули як зв'язок між цифровим і реальним світом

Blockchain Terms

Оракули грають важливу роль в екосистемі будь-якого блокчейн стартапу, оскільки вони є рішенням однієї з ключових проблем розподілених мереж - відсутністю способу комунікації з реальним світом. У зв'язку з чим розробники активно працюють над реалізацією і впровадженням цих алгоритмів. Ми розглянули, як працює система блокчейн оракулів і чому їх розвиток зіграє ключову роль в практичному застосуванні смарт-контрактів.

Що таке блокчейн-оракул?

Будь-яка розподілена децентралізована мережа завжди детермінована - транзакції в ній йдуть в строго хронологічній послідовності, а сама мережа не може самостійно отримувати інформацію з третіх джерел і зовнішнього світу. Для цього в блокчейні існують оракули - інфраструктурні алгоритми, які переводять інформацію, що знаходиться поза мережею, в зрозумілий для блокчейна формат.

Таким чином, оракул можна розглядати як спосіб зв'язку блокчейну з реальним світом. Дана можливість грає ключову роль, особливо в використанні смарт-контрактів - протоколів, які забезпечують автоматичне виконання умов комерційних угод, проведення транзакцій та обміну активами між сторонами без участі третіх осіб. Однак, працюючи зі смарт-контрактами, підприємці та компанії часто стикаються з такими вагомими недоліками, як:

 
• смарт-контракти існують тільки в крипто-просторі, а для їх роботи необхідний надійний блокчейн, впровадження якого - технічно і фінансово складний процес
 
• оскільки смарт-контракт є алгоритмом, який повинен враховувати безліч факторів, то для коректного складання такого договору необхідно прописати велику кількість можливих варіантів розвитку ситуацій, що значно збільшує шанси на критичну помилку
 
• після запуску в смарт-контракт неможливо внести зміни або зупинити його роботу, поки всі умови, прописані в ньому, не будуть виконані

Однак, на відміну від блокчейну, світ за межами розподіленої мережі зовсім не є детермінованим, і, цілком ймовірно, що одна зі сторін, або обидві, можуть наразитися на непередбачені обставини, які вплинуть на умови виконання смарт-контракту. В даному випадку блокчейн-оракул дозволить смарт-контрактам оновити умови свого виконання через здобуття інформації з зовнішнього світу. Так, оракул буде працювати як свого роду порадник, до якого смарт-контракт може звернутися за інтерпретацією певних подій.

Як працює блокчейн-оракул

Одне з ключових питань, яке постає перед розробниками блокчейн оракулів - як пояснити смарт-контракту події достовірним, доступним для перевірки, послідовним і прозорим шляхом? Для цього необхідні три складових:

 
• джерело даних
 
• запит
 
• оракул/консенсус оракулів

Джерело даних - це ресурс, який надає потрібну для оракула інформацію. Типи даних, з якими працюють оракули, сильно варіюються, тому джерела можуть бути найрізноманітнішими - від метеорологічних ресурсів, що надають дані про погоду, до інформації Bloomberg про коливання цін на фондовому ринку або даних про майбутні події від ринку передбачень Augur.

Запит - це спеціальний код, який працює з певним джерелом даних. Завдяки запитам, оракул отримує потрібні смарт-контракту дані.

Оракул/Консенсус оракулів - це алгоритм/група алгоритмів, що працюють в блокчейні, які відповідають за підключення до джерела даних і інтерпретацію отриманої інформації в зрозумілому для блокчейна форматі.

Типи блокчейн-оракулів

Залежно від свого призначення і використання, блокчейн-оракули можуть бути декількох типів:

 

Оракул як ПЗ

Оракул, існуючий в форматі програмного забезпечення, працює з інформацією, яка знаходиться онлайн. Такий оракул може надавати дані про погоду, температуру, ціни на послуги або товари, розклад транспорту і так далі. Ці дані оракул отримує з сайтів компаній, обробляє і надає смарт-контракту.

 

Апаратний оракул

Деяким смарт-контрактам необхідна інформація з реального світу про фізичне виконання певних умов. Наприклад, смарт-контракту можуть знадобитися дані про автомобіль, який знаходиться в зоні дії певного датчика. Також апаратний оракул може взаємодіяти з RFID-мітками (мітки радіочастотної ідентифікації) для роботи смарт-контрактів в логістиці. Основною проблемою для даного типу оракулів є забезпечення належного рівня захисту зчитуваної інформації.

 

Вхідний оракул

Даний тип оракула працює безпосередньо всередині самого смарт-контракту і надає інформацію з зовнішнього світу за певних умов. Наприклад, для запуску автоматичного ордера на покупку криптовалют, смарт-контракт повинен знати, коли її курс досягне тієї чи іншої позначки. Дану інформацію надасть вхідний оракул.

 

Вихідний оракул

Вихідний оракул, навпаки, може відправляти інформацію в зовнішній світ. Так, система розумного блокування, яка існує в реальному світі, може автоматично надати користувачу доступ, як тільки вона отримає інформацію про успішні платежі від оракула.

 

Консенсус Оракулів

Таким ринкам передбачень, як Augur або Gnosis, необхідні оракули для достовірного передбачення розвитку подій і кінцевих результатів. Однак, використовуючи всього одне джерело інформації, неможливо з точністю визначити його надійність. У зв'язку з чим ринки передбачень використовують не один, а кілька оракулів, щоб передбачити наслідки подій.

Хто розробляє блокчейн-оракули

Розробкою проектів, пов'язаних з розвитком і впровадженням блокчейн-оракулів займаються кілька компаній:

Oraclize - пропонує безпечне і «доказово-чесне» вилучення даних з веб-сторінки, завдяки використанню TLSNotary/pagesigner-сервісу, який надає криптографічні докази того, що отримані дані відповідають тим, що були надані сервером.

ChainLink - проект компанії Smart Contract, який працює над запуском децентралізованої мережі оракулів. За словами розробників, захищена мережа оракулів здатна вирішити проблему зв'язку смарт-контрактів із зовнішнім світом, тим самим збільшивши варіанти практичного застосування цих контрактів. ChainLink складається з двох частин, здатних до обміну інформацією: блокчейну і оффчейну. Так ChainLink може витягувати дані інтерфейсів програмних додатків (API), пулів даних і інших ресурсів з оффчейна і для інтегрування їх в блокчейн.

BNC (BraveNewCoin) - організація, яка надає аналіз і дослідження по криптовалютах. Спільно з компанією Smart Contract безкоштовно запустила 14 публічних оракулів для смарт-контрактів на базі блокчейну Ethereum. Ці оракули пропонують інформацію з котируваннями цін на основні криптовалюти, а їх дані оновлюються щодня. Подібні оракули, які постачають фінансові дані про криптовалюти, можуть бути використані в програмах, додатках і криптогаманцях.

Blocksense - стартап, який надає цілий спектр послуг на блокчейні, в тому числі розробку і впровадження смарт-контрактів, які працюють з блокчейн-оракулами. У список послуг також входить допомога в запуску проекту, розвиток компанії на блокчейні, а також консалтинг та надання навчальних курсів.

Підсумок

У міру розвитку блокчейн-економіки, екосистема оракулів буде стрімко розвиватися як надійний спосіб зв'язку цифрового світу з реальним. Саме блокчейн-оракули зможуть вирішити проблеми комунікації блокчейнів, а також забезпечити більш широке застосування смарт-контрактів в різних індустріях, зацікавлених у використанні децентралізованих мереж.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Smart Contracts: Вчимо матчастину, або про що мовчать розробники

Smart Contracts: Вчимо матчастину, або про що мовчать розробники

Blockchain Terms

З експансією блокчейн-технологій в ужиток україномовного ділового середовища, поняття «смарт-контракт» перестало бути чимось з області непізнаного. Ми самі не так давно писали про смарт-контракти, розбираючи основні терміни та варіанти застосування розумних контрактів на практиці. І все ж, незважаючи на розвиток теми, в ряді випадків знання про принципи дії та застосування смарт-контрактів носять поверхневий і теоретичний характер.

Більшості підприємців, які впроваджують в бізнес блокчейн-технології, достатньо і цього. Є розуміння, що смарт-контракт - це якісь домовленості, зафіксовані у вигляді коду, і угода відбудеться тільки в разі їх виконання. Визначившись з предметом і умовами угоди, реалізацію самого механізму смарт-контракту віддають на відкуп спеціально навченим людям - розробникам.

Їхні подальші дії, непідготовленою людиною сприймаються як «танок з бубном». Розробників такий розклад цілком влаштовує: чим менше людей розуміють механіку їхньої роботи, тим вища їхня цінність як фахівців на ринку праці. Замовники, які звикли до контрактів, написаних людською мовою, тим більше не прагнуть вникати в структуру програмного коду. Подібного роду сліпе делегування ставить бізнесмена в залежність від технічної команди і в разі, якщо «щось піде не так», може привести до проблем, про саму можливість виникнення яких розробники вважають за краще замовчувати.

Високі ризики і прогалини в розумінні принципу дії смарт-контрактів підвищують і без того серйозний рівень недовіри до цього інструменту. Спробуємо вирішити проблему і розібратися в ключових аспектах технології, яка в найближчому майбутньому має всі шанси трансформувати ортодоксальні бізнес-процеси.

Смарт-контракту потрібні умови

Ідея логіки договору, коли подія Б не відбудеться, поки не відбулася подія А, не іноваційна. Вона навіть увічнена класиками у формулі «вранці гроші, ввечері стільці». Смарт-контракт забезпечує безапеляційність реалізації домовленостей, обумовлену математично, виключає залежність учасників угоди від будь-якого роду централізованої системи або впливу людського фактора і при цьому гарантує автоматизацію, прозорість і безпеку всього процесу. Але тільки в тому випадку, якщо середовище реалізації смарт-контракту передбачає можливість виконання запрограмованих умов і забезпечує прямий доступ до об'єктів контракту. Через 14 років після теоретичного опису ідеї смарт-контракту, таким середовищем став блокчейн.

На сьогоднішній день ринок пропонує розробку смарт-контрактів для Ethereum, Hyperledger Fabric, Cardano, NEO і інших блокчейн платформ. Але не всі вони добре адаптовані для виконання смарт-контрактів. Так, біткоін, наприклад, не містить маркери станів і не дає програмістам свободу дій, а NXT містить обмежену кількість шаблонів смарт-контрактів і не передбачає можливості створення своєї версії. Ethereum, позбавлений цих недоліків, став базовою платформою для реалізації смарт-контрактів.

Виходячи з цього, як би блокчейн-ентузіасти не педалювали ідею про універсальність смарт-контрактів, їх реалізація можлива лише в тому випадку, якщо ваш бізнес і бізнес вашого партнера еволюціонували до інтеграції блокчейн-технологій.

Як зрозуміти комп'ютерний код

Якими б переконливими не були перспективи використання смарт-контрактів, у скептиків з числа консерваторів залишаться аргументи проти. Навіть з огляду на весь спектр можливостей для оскарження традиційних контрактів, папірець з печаткою і підписом буде для них авторитетнішими за нематеріальний комп'ютерний алгоритм. Розробникам, яким дістанеться клієнт з подібною принциповою позицією, слід запастися терпінням і приготуватися до прохання дати почитати, помацати і покрутити в руках «те, що ви там написали».

Спробуємо розібратися, що саме являє собою смарт-контракт, як він виглядає і яку інформацію містить.

Смарт-контракт - це комп'ютерний код, запис послідовних функцій, що визначає параметри і логіку виконання договірних зобов'язань двох сторін. Як і будь-який код, він лаконічний і однозначний, але зрозуміло це тільки програмістам.

У 2014 році для запису коду смарт-контрактів, експертами Ethereum була спроектована спеціальна мова програмування Solidity. Він має багато спільних рис c Java Script і характеризується можливістю реалізації будь-якої обчислювальної функції.

Обсяг смарт-контракту визначається кількістю рядків із записами. Чим складніше умови, тим більше рядків в програмному коді. Готовий код смарт-контракту транслюється в байт-код віртуальної машини Ethereum, що приводить контракт у виконання. У міру виконання умов контракту, комп'ютери і вузли блокчейну оновлюють регістр.

Якщо з формою все зрозуміло, перейдемо до змісту на прикладі найпопулярнішої сфери застосування смарт-контрактів - організації первинного випуску токенів.

Структура основної частини коду являє собою ієрархію контрактів, що прописують той чи інший завершений функціональний цикл, і складається з п'яти ключових елементів. Один з найважливіших контрактів структури називається owned, його завдання - виділити власника контракту із загального числа користувачів і наділити його привілейованим функціоналом (наприклад, можливістю виводити гроші з рахунків).

Наступний контракт містить інформацію про збір коштів і розподіл токенів. Тут прописується загальна кількість випущених токенів, інформація про баланси всіх власників токенів і реакція смарт-контракту на рух токенів між власниками. Всі елементи контракту crowdsale обов'язкові, при некоректному заповненні цієї частини контракту, токени не відобразяться в гаманцях власників.

Функція fallback відповідає за порядок дій у разі надходження ефірів на рахунок смарт-контракту. Вона перевіряє наявність токенів, доступних до продажу, фіксує їх ціну і обчислює, скільки токенів потрібно відправити покупцеві.

Наступний за crowdsale підконтракт, EasyToken, фіксує повне та скорочене найменування токена, визначає його подільність або неподільність і, що найголовніше, дозволяє користувачам виводити маркери на біржу, знімати їх звідти і обмінюватися ними.

І, нарешті, найприємніша функція - можливість вивести отриманий ефір - прописується в контракті EasyCrowdsale.

Реєструвати інші умови смарт-контракту (термін проведення ICO, softcap і hardcap і так далі) можна доти, доки фантазію розробника не буде вичерпано. Однак, надмірно обтяжувати конструкцію коду без необхідності все ж не рекомендується, хоча б тому, що чим більше даних, тим вища ймовірність допущення помилки.

Право на помилку

Головне, що потрібно пам'ятати, формуючи розробнику техзавдання на написання смарт-контракту: у вас не буде можливості додумати функціонал і доопрацювати контракт в процесі роботи. Вже завантажений в блокчейн код не може бути змінений, а будь-яка помилка, допущена під час його написання, призведе до некоректного виконання контракту або повної втрати контролю над ним. Єдино можливий варіант виправлення ситуації - завантажити новий контракт з виправленим кодом.

Навіть великі гравці, під час складання смарт-контрактів, примудряються допускати помилки, які, на жаль, виявляються занадто пізно. І безперечно краще розробнику їх побачити до того, як це зроблять зловмисники. Помилка під час написання смарт-контракту компанії The DAO, дозволила хакерам у 2016 році зламати систему і вивести токени на свої гаманці, інцидент призвів до обвалу курсу ефіру і навіть відбився на котируваннях біткоіна, хоча у падінні його ціни є і інші причини.

А восени минулого року хтось під ніком Devops199 скористався критичною вразливістю смарт-контракту Parity і запустив процес його самознищення. В результаті на рахунках користувачів було заблоковано 513 774 ETH (на ті часи $160 мільйонів).

З огляду на дефіцит і високу завантаженість кваліфікованих розробників, логічним розвитком ринку послуг в сфері блокчейн-технологій стала поява компаній, які перед запуском проводять аудит смарт-контракту. За невелику, за мірками капіталізації ринку, суму, фахівці незамиленим оком перечитають код і перевірять його на помилки і можливі вразливості.

Той факт, що смарт-контракти оперують грошима і не схильні до змін, грає на руку хакерам. Кожен день солдати тіньового фронту блокчейну вивчають нові коди і роблять спроби їх зламати. Втім, про їх «досягнення» на цьому терені ми розповімо в окремому матеріалі.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Що таке Gas, Gas Limit та Gas Price в мережі Ethereum

Що таке Gas, Gas Limit та Gas Price в мережі Ethereum

Blockchain Terms

У мережі Ethereum, на відміну від Bitcoin, діє не тільки однойменна криптовалюта - ефір, але і Gas і Gas Limit. Саме вони дозволяють користувачам не тільки оплачувати транзакції, але і запускати смарт контракти та DApps, а також зберігати дані на блокчейні.

Платформа Ethereum

Платформа другої за капіталізацією криптовалюти світу Ethereum була запущена в липні 2015 року. Мета платформи - надати розробникам відкриту розподілену мережу для запуску власних децентралізованих додатків (DApps) і смарт-контрактів. Якщо мережа Bitcoin грає роль пірингової платіжної системи, то Ethereum створений для виконання програмного коду за допомогою децентралізованої віртуальної машини (EVM).

Ефір - це внутрішня криптовалюта, яку добувають майнери для підтримки роботи мережі, і, на відміну від інших криптовалют, її роль не обмежена тільки платежами. Одна монета ефіру ділиться на: Finney, Szabo, Gwei, Mwei, Kwei і Wei, де Wei - найменша одиниця ефіру. Такі назви розробники дали часткам ефіру на честь відомих особистостей, які внесли істотний внесок у розвиток криптовалют. Один ETH дорівнює тисячі Finney, мільйону Szabo, мільярду Gwei і квінтильйону Wei.

Кількість одиниць Wei в кожній долі

Транзакції в Ethereum

За проведення будь-якої транзакції і дії в блокчейні Ethereum стягується комісія, яку отримує майнер. Майнери мережі підтверджують транзакції і вирішують, які з них увійдуть до нового блоку мережі. Комісія за транзакцію обчислюється в газі, а оплачується в ефірі. З чого виходить, що газ - це «паливо» мережі Ethereum, яке використовується для проведення транзакцій, виконання смарт-контрактів і запуску DApps, а також для оплати зберігання даних.

Газ має дві складових - ліміт і ціну. Таким чином, роботу мережі Ethereum забезпечують:

• Ефір (ETH) - це криптовалюта мережі Ethereum, друга за розміром капіталізації на крипторинку
 
• Газ (Gas) - це одиниця обчислення, яка позначає розмір комісії за певну дію або транзакцію
 
• Ліміт газу (Gas Limit) - це максимальна кількість газу, яку користувач готовий заплатити за виконання цієї дії або підтвердження транзакції (мінімум - 21.000)
 
• Ціна газу (Gas Price) - це кількість Gwei, яку користувач готовий витратити на кожну одиницю газу

Для кожної транзакції відправник встановлює ліміт і ціну газу. Щоб самостійно розрахувати загальну вартість комісії за транзакцію в ефірі, необхідно помножити ліміт газу на його ціну. Наприклад, якщо ліміт газу дорівнює 50.000 одиницям, а ціна газу - 20 Gwei, то це означає, що відправник готовий витратити на виконання транзакції 0.001 ефіру.

Чим вища ціна газу, яку відправник готовий заплатити, тим пріоритетнішою є його транзакція в мережі, оскільки винагорода майнера буде вище. Цей варіант підходить тим, хто бере участь в касах токенів популярного ICO і хоче збільшити шанси на включення своєї транзакції в наступний блок. Однак, встановивши низьку ціну на газ, відправник економить власні кошти, наприклад, переказуючи кошти з одного гаманця на інший.

Після виконання транзакції весь невикористаний газ повертається на рахунок відправника. Але якщо він вказав дуже низьке значення для ліміту газу, то його транзакція вважається недійсною і буде відхилена у зв'язку з помилкою «Out of Gas», а витрачений на обчислення газ не повернеться на рахунок. Варто мати на увазі, що відправник завжди платить майнеру за обчислення, незалежно від того, пройде транзакція чи ні. Процес обробки транзакції з гаманця MyEtherWallet буде виглядати наступним чином:

Для того щоб підрахувати в ETH або USD кількість ефіру, ліміт газу і час транзакції, існує онлайн-сервіс ETH Gas Station. А сервіс GasPriceOracle, грунтуючись на інформації про останні транзакції, розраховує ціну газу і час, необхідний для виконання обчислень майнерами. На сьогоднішній день за 1 Gwei на підтвердження транзакції піде близько 30 хвилин, а за 40 Gwei - близько 1-2 хвилин.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Що таке оксамитові форки

Що таке оксамитові форки

Blockchain Terms

На сьогодні відомі і широко поширені два типи форків - софтфорк і хардфорк. Перші вважаються менш руйнівними і мають зворотну сумісність, тобто вони сумісні зі старою версією блокчейну. Під час проведення софтфорку, оновлені ноди можуть взаємодіяти з нодами «батьківської» мережі. Приклад софтфорка - SegWit в мережі Bitcoin, яка має кілька форків, отримати які можна цим способом. Із хардфорку ж утворюється новий ланцюжок мережі за правилами, несумісними зі старим протоколом блокчейну. В даному випадку вузли нової і старої мережі не можуть взаємодіяти, оскільки хардфорк передбачає зміни самого механізму консенсусу. При цьому, якщо не всі користувачі погоджуються внести оновлення, то хардфорк може розколоти блокчейн, як це сталося з Ethereum Classic. Хардфорк Ethereum спочатку був покликаний повернути вкрадені в ході атаки кошти, а не створити дві версії криптовалюти.

Оксамитові форки вперше описуються в дослідницькій роботі Non-Interactive-Proofs-of-Proof-of-Work (NIPoPoWs), присвяченій способам досягнення консенсусу і опублікованій 4 грудня 2017 року працівниками провідних університетів Единбурга, Іллінойсу і Афін: Агелосом Кіайясом, Ендрю Міллером і Діонісом Зіндросом . Вони уявляють оксамитовий форк як механізм, який не вимагає «зміни правил на рівні консенсусу», завдяки чому він не потребує схвалення всіма учасниками мережі. Крім того, документ вказує, що такі форки дозволяють «послідовне розгортання» ПЗ і не заподіюють шкоди майнерам, які не підтримали оновлення - в цьому сенсі вони мають схожі риси з софтфорком.

Ми вважаємо, найцікавіше полягає в тому, що ти можеш вводити нові принципи в інклюзивний блокчейн, для чого не потрібна підтримка більшості учасників мережі.

Таке розповів науковий співробітник Imperial College London Олексій Замятін, який на початку березня, на конференції з фінансової криптографії в Кюрасао, представив дослідження, повністю зосереджене на оксамитових форках, під назвою «Дикий оксамитовий форк тут! Зміни інклюзивного протоколу блокчейну на практиці».

За його словами, «це не ракетобудування, а досить простий концепт», причому сама система існувала і раніше, але не була описана. Замятін наводить як приклад децентралізований майнінговий пул P2Pool. Оскільки немає інструменту, який контролює розподіл винагороди майнерів, P2Pool створив другий блокчейн з більш низьким рівнем складності, який можуть підтримувати тільки майнери цього пулу. Цей блокчейн використовується, щоб оцінювати, скільки обчислювальних потужностей надає кожен майнер, і виплачувати пропорційну винагороду. При цьому, всі майнери можуть приймати як блоки, створені в блокчейні Bitcoin, так і блоки власного блокчейну P2Pool.

Подібні форки можуть вдихнути нове життя в запропоновані раніше, але не втілені інновації, зокрема, в протокол «наступного покоління біткоіна» Bitcoin-NG, розроблений професором Корнельського університету Емінем Гюн Сірером для збільшення пропускної здатності блокчейну Bitcoin за допомогою його реструктуризації.

«Хоча документ не занадто докладний, сама ідея додавання нових функцій при відсутності ризиків і труднощів, які зазвичай пов'язані з софтфорками і хардфорками, вельми цікава», - прокоментував Сірер.

Так, у оксамитових форків є потенційно вразливі місця, але ступінь цих загроз потребує додаткового вивчення. Так, в одному зі сценаріїв, «оксамитові майнери» оновлюють ПЗ, тоді як інші ігнорують нові правила. Якщо блоки, які генерують оксамитові майнери, стануть більш прибутковими, ніж звичайні, то інші майнери можуть надавати перевагу оновленим блокам, а не створеним за старою системою. Оскільки сьогоднішні моделі атак, в більшості випадків, передбачають різну вигідність блоків, це може надати непередбачуваний вплив на припущення безпеки таких систем. Ще один можливий спосіб атаки - «егоїстичний майнінг». Це процес, під час якого майнери приховують той факт, що вони згенерували блок, і інші майнери продовжують шукати його, в той час як обманщики вже шукають наступний. Це дає їм фору для отримання наступного блоку.

В даний час йдуть дослідження пропозицій щодо зміни мережі, для яких оксамитовий форк буде потенційно корисним. Зокрема, за таким принципом в мережу Bitcoin може бути доданий спочатку розроблений під Ethereum протокол GHOST: для прискорення блокчейну він повністю реструктурує систему і може не отримати достатньої підтримки для реалізації в якості софтфорку або хардфорку.

Таким чином, одна з головних переваг оксамитового форку в тому, що він допомагає обійти етап суперечок, що зазвичай виникають навколо великих змін коду. Навіть кілька версій блокчейну можуть існувати паралельно, можливо, вони навіть будуть сумісні одна з одною, і все це без необхідності часто суперечливих софтфорків і хардфорків.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Ноди і мастерноди в криптовалютах

Ноди і мастерноди в криптовалютах

Blockchain Terms

Що таке нода і чим вона відрізняється від мастерноди в криптовалютах? Прийшов час розібратися з цими поняттями!

Що таке нода в криптовалютах

Bitcoin - перша криптовалюта, створена у 2009 році, до недавнього часу була найбільш простою для розуміння.

Якщо не заглиблюватися у поняття «хеш» і «асиметричне шифрування», Bitcoin простий і складається з п'яти основних сутностей:

1. Біткоін адреса і приватний ключ до нього. З адреси на адресу за допомогою транзакцій переводяться суми.
2. Транзакції - підписані інструкції для вбудованої скриптової мови. За допомогою транзакцій між гаманцями переводяться гроші.
3. Блок - всі транзакції групуються у блоки. З блоків формується блокчейн.
4. Блокчейн - велика бухгалтерська книга, у яку записуються блоки з транзакціями. Запис ведеться хитрим чином - всі дані взаємопов'язані і підписані.
5. Майнери - люди, (або організації) які відповідають за правильність інформації у блокчейні, вирішуючи складну задачку і отримуючи за це винагороду. Майнери - гарант коректності даних в блокчейні.

Комп'ютер, який зберігає копію блокчейна і робить обмін даними з іншими комп'ютерами, отримав назву «нода» (від англ. Node - вузол). Так як мережа децентралізована, чим більше у мережі нодів, тим краще.

Нода - аналог торрент-клієнта, викачує «постійно оновлюваний файл» (блокчейн), і передає іншим таким клієнтам фрагменти файлу - транзакції, які претендують на потрапляння у блокчейн. Правила перевірки коректності даних у ноди складніші, ніж у торрент-клієнта, але це не настільки суттєво. Можливо, через подібні аналогії існує хибна думка, що bitcoin - це як торренти, тільки гроші. Але ні - протокол не обмежується блокчейном і мережею нодів.

«Неповна нода» на противагу «повній ноді», описаній вище, не зберігає копію блокчейну і тому не може перевірити коректність транзакцій у блоках. Неповні ноди використовуються, як правило, в якості клієнтів для переказу коштів, і для мережі майже ніякої користі не несуть - неповну ноду легко обдурити.

Система не ідеальна, але працює непогано. Однак, для перевірки коректності грошових переказів, необхідно зберігати всі транзакції в блокчейні у відкритому вигляді. Хоча і невідомо, кому яка адреса належить, всі взаємини між адресами простежуються - варто засвітити якусь одну (наприклад, сплатити з нього авіаквиток), ретроспективно можна з тією або іншою часткою ймовірності отримати всі ваші адреси і подивитися всі ваші перекази.

Творці біткоіна знали про цю проблему і зробили ряд дій для її вирішення. Під час формування транзакції клієнт кожного разу вказує одержувачем решти нову адресу, «розмиваючи» ваші фінанси на десятки і сотні адрес. Але багато що залежить і від користувача.

Не раз стверджувалося, що біткоін НЕ анонімний, а знеособлений, і що для кожного нового отримання коштів вкрай бажано використовувати нову адресу. Але навіть якщо дотримуватися всіх рекомендацій, чим більше ви користуєтеся системою, тим більше слідів залишаєте в блокчейні, збільшуючи ймовірність того, що всі ваші комерційні таємниці стануть надбанням громадськості.

Як засіб вирішення цієї проблеми з'явилися bitcoin-міксери. Працюють вони в такий спосіб. Припустимо, вам потрібно зробити транзакцію, але так, щоб ніхто не дізнався, кому переводяться гроші. Ви звертаєтеся до мікс сервісу, повідомляєте йому одержувача і переводите гроші не одержувачу, а сервісу. Сервіс, дробить перекладені гроші на довільні частини, перемішує з грошима інших клієнтів кілька разів і від свого імені здійснює транзакцію одержувачу.

В результаті перемішування вже складно розібратися, хто кому і скільки перевів. Але в сервісі ця інформація зберігається. Плюс до всього, ви довіряєте переказ грошей сторонній особі - така собі «централізація», яка і стала приводом для народження криптовалют.

Що ж робити? Правильно, давайте поставимо міксер в протокол Bitcoin. Так розмірковував Еван Даффилд (Evan Duffield) - він написав працюючий код, але команда розробників біткоіна відмовилася вносити запропоновані правки. Тоді Еван вирішив втілити свої ідеї в життя в новій криптовалюті з мастернодами і створив Darkcoin, пізніше перейменований в Dash.

Так, в криптовалютах з'явилася нова сутність - мастернода.

Що таке мастернода

Мастернода - це особливим чином налаштована повна нода, що відповідає кільком додатковим умовам:

• Нода завжди повинна бути «онлайн». Тому мастерноду зазвичай розгортають на сервері - в домашніх умовах складно забезпечити постійні аптайм і онлайн. Хоча дехто і піднімає мастерноди на одноплатних комп'ютерах.
• На рахунку мастерноди заморожується певна сума. У Dash це 1 000 монет.

Якщо з першим пунктом все більш-менш зрозуміло, то, дивлячись на другий, виникає питання.

Адже необхідність мати ці тисячі монет обмежує можливість відкриття мастернод. Для чого обмежувати кількість вузлів мережі? Багаторічний досвід експлуатації децентралізованих систем (торрент, біткоіни) показує, що чим більше вузлів, тим краще.

Та й, взагалі, біткоін став настільки популярним саме тому, що кожен може взяти участь у розвитку мережі. Але, все не так просто. Розробники, таким чином, створили «централізовану» децентралізовану мережу. Вони називають це дворівневою системою, але, за фактом, система мастернод Dash менш гнучка, ніж система нод Bitcoin, і якщо мастернод буде занадто багато, система не буде працювати. Давайте розберемося чому.

Сьогодні на мастернодах в Dash реалізовані три технології:

• DarkSend - аналог bitcoin-міксерів. Те, заради чого мастерноди і були придумані. Але, на відміну від міксерів, під час процедури перемішування не проводиться переказ всіх коштів на одну адресу. Мастерноди домовляються і координують рухи коштів від користувача до користувача, перемішуючи гроші.
• InstantX - технологія «миттєвих» платежів. У Bitcoin для виключення подвійної витрати потрібно дочекатися включення транзакції в блок (10 хвилин), а краще дочекатися ще 5-ти блоків після (+50 хвилин), інакше є ймовірність, що транзакція «відкотиться». Загалом очікування становить цілу годину! У InstantX мастерноди домовляються і «блокують» зазначені в транзакції кошти таким чином, що використовувати ці ж кошти (цей же вихід) в іншій транзакції не можна, і можна навіть не чекати включення транзакції в блок. Як це контролюється? Майнери, перед включенням транзакції в блок, отримують інформацію від мастерноди, для якої із транзакцій «заблокований» той чи інший вихід.
• Децентралізоване управління блокчейном (Decentralized Governance by Blockchain, DGB). Мастерноди голосують за ту чи іншу пропозицію, вартість якої становить 5 DASH.

У перших двох технологіях можна помітити причину того, чому мастернодів не повинно бути занадто багато. Мастерноди повинні домовитися, прийшовши до єдиної думки. Чим більше мастернодів в системі, тим складніше і довше їм домовлятися. Це вибивається з концепції криптовалют, що передбачає виконання кожним вузлом чіткого алгоритму, і не має на увазі прийняття ним рішень.

Bitcoin спроектований так, щоб працювати стабільно навіть в умовах, коли мережу намагаються обвалити, передаючи некоректні дані. Кожна нода чітко слідує внутрішньому алгоритму. Навіть якщо всі сусіди будуть «кричати», що транзакція коректна в той час, якщо по локальному блокчейну ноди та поточному алгоритму буде видно, що вона некоректна, нода перестане слухати сусідів і буде «гнути свою лінію» далі.

Через таку поведінку нодів в Bitcoin періодично з'являються форки ланцюжків блоків, і це нормально, оскільки, врешті-решт, мережа приходить до консенсусу. Факт того, що мастерноди повинні приймати рішення і домовлятися один з одним, не допускаючи декількох різних думок в мережі, ставить всю децентралізацію під сумнів.

Але мережа працює стабільно, тому що для спроби атакувати мережу, потрібні великі вкладення. Ті, хто має 1 000 Dash мастернод навіть не намагаються піти проти системи, інакше великий шанс втрати довіри до мережі другого рівня, і курс піде вниз.

Звичайно ж, мастерноди не піднімаються на чистому ентузіазмі. Їх зміст оплачується - 45% емісії під час видобутку блоків розподіляються між усіма мастернодами. Кількість мастернодів постійно збільшується, і на даний момент їх кількість в мережі Dash - 4 760.

Відповідно, чим більше мастернодів в мережі, тим менше отримує кожна з них. По суті, мастерноди - це аналог PoS (proof-of-stake - доказ частки) поверх класичного PoW (Алгоритм Proof-of-Work - докази роботи) мережі. Аналог більш примітивний і менш гнучкий, але працює.

Як заробити на мастерноді

Якщо вкладені 1 000 Dash залишаються на балансі, а дохід йде з кожного добутого мережею блоку, це ж відмінний спосіб вигідно вкластися!

Можливо. Давайте оцінимо прибуток від підняття мастерноди Dash. Як писалося вище, формула добової прибутковості наступна:

Залишилося підставити змінні і порахувати. Для Dash все необхідне можна подивитися через сервіси Bitinfocharts і Chainz.cryptoid.

Разом:

• нагорода за блок - 3.60 (може змінюватися з часом)
• час генерації блоку - 150 секунд
• відсоток доходу мастерноди - 45%
• кількість мастернодів в мережі - 4 760 (може змінюватися з часом)

Підставляємо значення і отримуємо 0.196 монет на добу. Чи багато це? 71.6 монет на рік або 7.16% від необхідної тисячі Dash для відкриття мастерноди. Це за умови, що кількість мастернод в мережі і нагорода за блок не зміниться. Якщо перевести все в долари, то на даний момент вартість створення мастерноди (без урахування обслуговування хостингу і обладнання) становить 412 180 USD. Мастернода буде приносити 2 492 долара на рік.

Навіть якщо врахувати, що ринок криптовалют зараз знаходиться в затяжній корекції, витрати доволі істотні, а прибуток невеликий. То ж, якщо ви розглядаєте мастерноди як спосіб вигідно вкласти свої гроші, напевно, це не найкращий спосіб віддати фіат кому-небудь. Інша справа, якщо в планах вкластися в криптовалюту на довгий термін - в цьому випадку мастернода буде приносити додатковий прибуток або скоротить збитки, якщо криптовалюта буде дешевшати.

«Та, якби у мене було 412 000 доларів для мастерноди, я б спробував, але де ж ці кошти взяти?» - заперечите ви.

Без паніки, є два рішення:

Існують спеціальні мастернод-хостинги, що акумулюють кошти «вкладників» для відкриття мастерноди і ділять прибуток пропорційно до внесків. Приклади таких хостингів - Node40, MasternodeMe, Dashmasternode. Врахуйте, що функціонування подібних сервісів має на увазі прямий переказ ваших монет на їх рахунок, і це відкриває простір для шахрайства. Будьте обережні.

Dash хоч і перша криптовалюта з мастернодами, але далеко не єдина. Можна знайти перспективну криптовалюту і підняти мастерноду для неї. Вартість такої мастерноди буде істотно меншою мастерноди Dash.

Мастерноди в сучасних криптовалютах

Було б дивно, якщо ідею мастернод підхопили і не понесли штампувати форки. Справа навіть не тільки і не стільки в перевагах цієї технології, а в тому, що для відкриття мастерноди вам необхідно намайнити або купити потрібну криптовалюту.

Якщо ви її намайнили для мастерноди і не злили, не знизивши тим самим курс, - це для молодої монети плюс. Якщо ви її купили - взагалі, відмінно - ви вклали в крипту реальні гроші, підвищивши її вартість і ставши «довгостроковим інвестором». Технологія мастернод і необхідність «холдити» відчутні суми на рахунках, сильно допомагає криптовалюті на старті.

З огляду на вищесказане, варто відкривати мастерноду тільки тієї монетки, номінал якої не обмежується можливістю відкрити мастерноду. Інакше є ризик залишитися з великою сумою стрімко дешевіючої крипти, купленої для мастерноди.

Природно, варто враховувати вартість утримання мастерноди. Можливо, зміст її дорівнюватиме отримуваному з її допомогою доходу, або ж буде його перевищувати. Система саморегульована - як тільки прибуток починає рости, починають підніматися нові мастерноди - отримувати надприбутки вам ніхто не дасть.

Загалом, до вибору криптовалюти для мастерноди потрібно підходити так само, як і до вибору криптовалюти для інвестування.

Щоб вдало визначитися з вибором, кожен початківець інвестор повинен задати собі наступні питання:

1. Чи приносить монета щось нове на ринок?
2. Хто входить в команду розробників?
3. Чи є премайн/інстамайн?
4. Чи торгується вона на біржах і, якщо так, то на яких?
5. Який вік монети і що за цей час зробили розробники?
6. Чи є офіційний сайт? Яка динаміка ціни?
7. Які плани щодо розвитку монети у розробників?
8. Чи активна у монети спільнота?
9. Чи приємний у монети логотип?

Коли монету обрано, можна порахувати, чи вигідно вам буде містити мастерноду для неї - формула добового доходу, наведена вище для DASH, підходить для переважної більшості криптовалют з мастернодами. Змінні для формули можна дізнатися на офіційному сайті валюти або з анонсів на форумах.

Подивимося на кілька сучасних представників валют з мастернодами.

ZenCash (ZEN) - форк Zcash classic. У розробників глобальні плани з побудови на мастернодах децентралізованої мережі типу TOR і децентралізованого месенджера. Для підняття мастерноди необхідно мати на рахунках 42 монети, що на сьогодні складає 1 050 доларів. Між усіма нодами розподіляється 3,5% нагороди за намайнений блок. Подивитися кількість нод і порахувати прибутковість можна на сервісі SecurenodesNaZensystem або ж зробити розрахунок за вищенаведеною формулою. На даний момент мастернода приносить 0.0378 монети в день, 33% річних від необхідних для підняття мастерноди засобів.

Exclusive Coin (EXCL) - монета з доказом роботи PoS. 1 монета за блок, з якої рівно половина ділиться між мастернодами. Для відкриття мастерноди потрібні 5 000 монет.

Можна продовжувати, але за час опису існуючих монет з'явиться з десяток нових, то ж в цьому немає сенсу. Більшість розробників не вигадують нічого нового, лише додаючи мастерноди в існуючі алгоритми. Прибутковість розраховується за наведеною вище формулою.

Епілог

Як бачите, технологія мастернод при своїх перевагах має і недоліки. Як і в разі PoS-майнінгу, ризики набагато вищі, ніж під час вкладання грошей на обладнання для PoW-майнінгу - обладнання можна легко переключити на іншу монету, а куплену крипту не так просто обміняти на іншу.

То ж, якщо виникне бажання підняти мастерноду, уважно вивчіть валюту з усіх боків, бо помилка буде коштувати дорого. Але, якщо ви вірите в якусь монету з підтримкою мастернод, пробуйте - підняття мастерноди не тільки збільшить прибуток, але і зміцнить мережу, що позитивно позначиться на курсі, за умови, що монета не стане скамом.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Огляд алгоритму шифрування SHA-256

Огляд алгоритму шифрування SHA-256

Blockchain Terms

Для чого створювався SHA-256

SHA 256 - скорочення від Secure Hashing Algorithm - це популярний криптографічний алгоритм хешування, розроблений National Security Agency - Агентство національної безпеки США. Завдання SHA-256 полягає в тому, щоб зробити з випадкового набору даних певне значення з фіксованою довжиною, яке послужить ідентифікатором цих даних.

Отримане значення порівнюється з дублікатами вихідних даних, витягти які неможливо. Основна сфера застосування алгоритму - використання в різних додатках або сервісах, пов'язаних із захистом інформації, де функція і набула широкого поширення. Також вона використовується як технологія для майнінгу криптовалют.

Цей алгоритм відноситься до групи шифрувальних алгоритмів SHA-2, які в свою чергу розроблені на базі алгоритму SHA-1, вперше створеного у 1995 році для використання в цивільних цілях. Сам SHA-2 розроблений Агентством національної безпеки США навесні 2002 року. Протягом трьох років АНБ США випустили патент на використання технології SHA в цивільних проектах.

У 2012 році в Національному інституті стандартів і технологій створено оновлений варіант алгоритму: SHA-3. Згодом новий алгоритм буде витісняти як поточний основний алгоритм SHA-2, так і вже застарілий, але ще використовуваний SHA-1.

Хеш-сума не є технологією шифрування даних в класичному розумінні, цим обумовлена ​​неможливість розшифровки даних у зворотний бік. Це одностороння шифровка для будь-якої кількості даних. Всі алгоритми SHA базуються на методі Меркле-Дамгарда: дані поділяють на рівномірні групи, кожна з яких проходить через однобічну функцію стиснення. В результаті цього довжина даних зменшується.

У такого методу є дві значних переваги:

• висока швидкість шифрування і практично неможлива розшифровка без ключів
• мінімальний ризик появи колізій (однакових образів)

Де ще використовується

Щодня кожен користувач Мережі, знаючи чи ні, використовує SHA-256: сертифікат безпеки SSL, яким захищений кожен веб-сайт, включає в себе алгоритм SHA-256. Це необхідно для встановлення і аутентифікації захищеного з'єднання з сайтом.

Плюси SHA-256

SHA-256 - найпоширеніший алгоритм майнінгу серед всіх інших. Він зарекомендував себе як стійкий до зломів (за рідкісним винятком) і ефективний алгоритм як для задач майнінгу, так і для інших цілей.

Мінуси SHA-256

Головним недоліком SHA-256 є його підконтрольність майнерам: власники найбільших обчислювальних потужностей отримують більшу частину криптовалюти, що виключає один з основоположних принципів криптовалют - децентралізованість.

Після того, як великі інвестори почали вкладати гроші в обчислювальні потужності для промислового майнінгу біткоіна, складність майнінгу багаторазово зросла і стала вимагати виняткових обчислювальних потужностей. Цей недолік виправлений в інших протоколах, більш сучасних і «заточених» під використання в майнінгу криптовалют, таких як Scrypt. Незважаючи на те, що сьогодні SHA-256 займає більшу частину ринку криптовалют, він буде послаблювати свій вплив на користь більш захищених і просунутих протоколів.

Через деякий час алгоритми SHA-1 перестали давати необхідний рівень надійності через ймовірне виникнення колізій. SHA-256, як і SHA-512 більш захищені від цього недоліку, але ймовірність виникнення все одно присутня.

Майнінг на SHA-256

Майнінг на SHA-256, як і на будь-якому іншому алгоритмі - це процес вирішення будь-якого складного криптографічного завдання, яке генерує програма для майнінгу на основі даних з попередніх блоків.

Майнити з використанням функції SHA-256 можна трьома способами:

• CPU (центральний процесор)
• GPU (графічний процесор)
• спеціалізований процесор: ASIC

У майнінгу хеш-сума використовується в якості ідентифікатора вже наявних блоків і створення нових на основі попередніх. Процес майнінгу відображається в інтерфейсі в вигляді «accepted f33ae3bc9...». Де f33ae3bc9 - це хеш-сума, частина даних, призначена для дешифрування. Основний блок складається з величезної кількості подібних хеш-сум.

Тобто, майнінг з алгоритмом SHA-256 являє собою невпинний підбір правильного значення хеш-суми, перебір чисел для створення нового блоку. Чим більші ваші обчислювальні потужності, тим більше шансів отримати правильний блок: швидкість перебору різних хеш-сум залежить від потужностей.

З огляду на те, що Bitcoin побудований на алгоритмі SHA-256, для конкурентоспроможного майнінгу на ньому необхідні вкрай великі обчислювальні потужності. Це пов'язано з тим, що для майнінгу біткоіна досить давно налагоджено виробництво «Асіків» - application specific integrated circuit, тобто інтегральна схема спеціального призначення. Асіки, до яких є різне ставлення, про які ми писали тут і тут, дозволяють майнити біткоіни і інші криптовалюти на алгоритмі SHA-256 набагато швидше, ефективніше і дешевше.

Які криптовалюти використовують алгоритм SHA-256

SHA-256 це класичний алгоритм для токенів: на ньому побудована основна криптовалюта - Bitcoin. Відповідно, і в форки біткоіна використовують цей алгоритм: у Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Diamond.

Крім них, SHA-256 використовується також в:

• Steemit
• DigiByte
• PeerCoin
• NameCoin
• TeckCoin
• Ocoin
• Zetacoin
• EmerCoin

Також алгоритм SHA-256 використовується як підпрограма в криптовалюті Litecoin, а основним алгоритмом для майнінгу там є Scrypt.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Алгоритм Proof-of-Work

Алгоритм Proof-of-Work

Blockchain Terms

Криптовалюти невідривно пов'язані з поняттям Proof-of-Work. Але що це таке?

У більшості криптовалют нові монети випускаються у вигляді винагороди, тому учаснику мережі (вузла), який перевірив певну кількість транзакцій в мережі на валідність, зібрав ці транзакції в так званий блок і додав цей блок в блокчейн - розподілену базу даних. Створення механізму захисту від безконтрольного створення блоків і випуску монет, а також інших зловживань - необхідний елемент розробки криптовалюти. Найбільш поширеним механізмом є алгоритм Proof-of-Work, що вимагає довести, що для створення блоку були дійсно проведені необхідні обчислення.

Для цього вузлу-творцю потрібно вирішити задачку. Завдання при цьому повинно бути складним, але посильним і вирішуваним, а перевірка результату повинна бути максимально простою і швидкою.

Історія створення алгоритму Proof-of-Work

Ідея механізму PoW з'явилася в літературі ще в далекому 1993 році. Тоді його запропонували використовувати для захисту електронної пошти від спаму. Хоча словосполучення Proof-of-Work ще не прозвучало - термін з'явився лише у 1999.

Перше практичне втілення відбулося через чотири роки, у 1997 і також було пов'язано з боротьбою зі спамом. Проект отримав назву HashCash.

Для створення блокчейну біткоіна, Сатоши Накамото застосував захисний алгоритм HashCash (який вже довів до того часу свою працездатність), а в якості обчислюваної хеш-функції використовував SHA-256 - найбільш популярну у 2008 році.

Що таке Proof-of-Work?

Використовуючи PoW для додавання блоку в ланцюжок, вузлу необхідно вирішити складну задачку.

У випадку з біткоіном і більшості блокчейнів інших криптовалют, заснованих на його алгоритмі, необхідно підібрати хеш заголовка блоку. У нього включені хеш попереднього блоку і блок транзакцій, який починався б з певної кількості нулів.

Оскільки для цього використовується стійка необоротна хеш-функція, вирішити задачу можна тільки простим перебором. У той же час, після знаходження рішення, його можна дуже швидко перевірити.

Особливості Proof-of-Work

Однією з найважливіших особливостей використовуваного в криптовалютах алгоритму PoW (в порівнянні, скажімо, з механізмом захисту від спаму) є механізм динамічної зміни складності розв'язуваної задачі. Без нього емісія того ж біткоіна дуже швидко стала б неконтрольованою, оскільки з ростом сумарної обчислювальної потужності мережі, швидкість випуску блоків збільшиться і, відповідно, швидкість випуску нових монет також.

Однак, складність пошуку доказу нового блоку в біткоінах постійно змінюється таким чином, щоб середній час пошуку рішення становив близько 10 хвилин. Досягається це простою зміною числа необхідних нулів на початку шуканого хеша.

У зв'язку з тим, що обчислювальні потужності мережі безперервно ростуть, складність завдання також постійно підвищується. Це призводить до підвищення витратності майнінгу, в зв'язку з чим почалися роботи над альтернативними алгоритмами. Найбільш успішним з них став Proof-of-Stake, в якому доводити потрібно не факт проведення обчислень, а факт володіння видобуваною криптовалютою.

Плюси Proof-of-Work

Proof-of-Work пропонує достатньо високий рівень безпеки блокчейну, стрімко зростаючий по мірі того, як збільшується число вузлів в мережі і їхня сумарна обчислювальна потужність.

Пов'язано це з тим, що більша частина атак на блокчейн, який використовує PoW, вимагає, щоб атакуючий контролював більшу частину обчислювальних потужностей мережі.

Теоретично, у зловмисника є можливість підтверджувати тільки свої блоки, ігноруючи інші, збирати 100% нових монет і блокувати транзакції. Однак для цього йому потрібно контролювати більше половини обчислювальних потужностей (звідси назва «атака 51%»). Це, за великим рахунком, позбавляє атаку економічного сенсу.

Інші атаки, призначені, наприклад, для забезпечення подвійного витрачання коштів за допомогою форків, не вимагають обов'язкового контролю над більшою частиною потужностей, однак, все ще «ненажерливі» - зловмиснику потрібно підтримувати розгалуження протягом тривалого часу.

Мінуси PoW

Основна проблема Proof-of-Work - це постійно зростаюча складність обчислень. Виникаючі через це вимоги до обладнання і величезна енерговитратність, роблять пошук нових блоків вкрай дорогим і енергонеефективним процесом.

Проекти, які намагаються знайти корисне застосування цим ресурсам, які «йдуть в порожнечу», з'являються регулярно (чого вартий тільки проект біткоін-ферми, що опалює будинок) але особливого успіху поки не здобули.

Проблема «ненажерливості» PoW посилюється ризиком витратити ресурси «в нікуди». Передбачити, який саме вузол знайде новий блок, неможливо, а винагороду отримає тільки «переможець». Всі інші вузли палили електрику марно.

Високі вимоги до обладнання також привели до того, що домінуючі позиції в майнінгу зайняли пули і компанії з великими датацентрами. А «домашні майнери» з процесу видобутку біткоіна фактично вибули вже кілька років тому.

Зосередження обчислювальних ресурсів під контролем нечисленних компаній суперечить самій ідеї децентралізації, закладеної в криптовалюти. Роботи над «ASIC-захищеними» PoW-алгоритмами ведуться, однак, говорити про їхню повну успішність поки рано. В основному вони лише роблять використання спеціального устаткування більш витратним.

Використання Proof-of-Work в криптовалютах

Proof-of-Work використовується в абсолютній більшості криптовалют, представлених сьогодні на ринку. Виняток становлять ті валюти, в яких випуск нових токенів або не передбачений (всі монети перебували в мережі з самого початку роботи), або здійснюється централізовано (як в Ripple).

Навіть ті валюти, розробники яких заявили про намір використовувати альтернативні алгоритми для захисту проведення транзакцій, для початкового розподілу токенів використовують PoW.

Майнінг криптовалют, що використовують Proof-of-Work

На сьогоднішній день всі цифрові валюти, які майняться, використовують саме алгоритм PoW. Однак, майнінг найбільших криптовалют для одинаків, які використовують неспеціалізоване обладнання і не входять до великих пулів, практично недоступний. Їх нішею стали нечисленні ASIC-захищені крипти або монети «з дна», які нікому з великих гравців не потрібні.

Популярні криптовалюти на алгоритмі Proof-of-Work

Само собою, головна PoW-крипта в світі - це Bitcoin. З нього почалася історія криптовалют і поки що не видно монети, яка змогла б змістити біткоін з вершини і відібрати у нього звання «цифрового золота».

Велика частина нашого матеріалу і присвячена роботі алгоритму PoW в тому вигляді, в якому він реалізований в біткоінах. Пов'язано це з тим, що в більшості валют використовується той же самий алгоритм. Причому не тільки в тих, які є форками біткоіна: більшість розробників цілком природно краще «не винаходити велосипед» і використовувати перевірене і працююче рішення.

Друга криптовалюта за капіталізацією - Ethereum, на даний момент також використовує для захисту мережі алгоритм PoW, званий Ethash. Надалі розробники планують перейти спершу на гібридну схему PoW+PoS, а потім і повністю відмовитися від алгоритму Proof-of-Work.

Подібний підхід викликаний тим, що творець Ethereum спочатку мав намір використовувати концепцію Proof-of-Stake, однак, невирішені проблеми цього алгоритму змусили його звернутися до більш перевірених варіантів. Зараз же розробники сподіваються, що створюваний ними протокол PoS під назвою Casper вирішить проблеми доказу частки і захисту блокчейна від форків, що дозволить відмовитися від PoW.

Monero є рідкісним прикладом успішної валюти, що використовує ASIC-захищений PoW-алгоритм. Протокол, названий CryptoNight, використовує вбудовані інструкції CPU, виконання яких на пристроях з низькою частотою і швидкою пам'яттю або спеціалізованому обладнанні дуже затратне. Успішність Monero, втім, забезпечується не нововведеннями в алгоритмі консенсусу, а унікально високою анонімністю - на відміну від того ж біткоіна, транзакції в блокчейні Monero НЕ відстежуються в принципі.

Яке майбутнє чекає алгоритм Proof-of-Work?

Proof-of-Work залишається найбільш надійним (багато в чому в силу того, що він - найбільш старий і випробуваний з усіх) алгоритмом консенсусу. У зв'язку з цим, навіть ті розробники криптовалют, які заявляють про свою прихильність альтернативним алгоритмам, змушені використовувати PoW як мінімум для розподілу токенів.

І, хоча недоліки Proof-of-Work призводять до поступового переходу від «чистих» PoW-алгоритмів до гібридних, відмови від використання цієї концепції найближчим часом не відбудеться. І тим більше цього не станеться, поки буде працювати блокчейн біткоіна.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Що таке сайдчейни

Що таке сайдчейни

Blockchain Terms

Що таке сайдчейни

Сайдчейни (від англ. Side chain - бічний ланцюг) - технологія, яка знаходиться на стадії активного розвитку. Вона дозволяє токенам та іншим цифровим активам одного блокчейну, безпечним чином використовуватися в іншому блокчейні і потім (в разі необхідності) бути повернутими в оригінальний блокчейн. Спочатку концепція сайдчейнів була описана у 2014 році у white paper, написаній розробниками компанії Blockstream, - Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains.

Для чого потрібні сайдчейни

Творці концепції сайдчейнів в майбутньому бачать широку глобальну мережу безлічі сплетених між собою блокчейнів, у кожного з яких буде свій протокол, правила і набір функцій. Всі вони, однак, будуть прив'язані до біткоіна і захищені його майнінговою мережею. Сайдчейни також можуть використовуватися для моделювання змін, що розглядаються для кодової бази біткоіна.

Крім того, сайдчейни призначені і для комерційного використання. Наприклад, сайдчейн, який розробляється Blockstream Liquid призначений для обслуговування біткоін-бірж, процесингових сервісів і трейдерів. Він скорочує час, необхідний для здійснення транзакцій між різними рахунками.

Незважаючи на те що Liquid по своїй суті є приватним блокчейном, на відміну від багатьох замкнутих на собі систем, він побудований поверх блокчейна біткоінів і допомагає скоротити час переміщення коштів між біржами до декількох секунд.

Як працюють сайдчейни

Сайдчейн є окремим блокчейном з двосторонньою прив'язкою до батьківського блокчейну. Це забезпечує взаємозамінність активів із заданою інтенсивністю. Батьківський блокчейн зазвичай називається «основним (головним) ланцюгом», додаткові ланцюги - сайдчейнами.

Користувач батьківського блокчейну повинен спочатку відправити токени на вихідні адреси, де вони «замикаються» учасниками так званої «федерації», що покликане виключити можливість їх витрачання в іншому місці. По завершенню транзакції її учасники отримують підтвердження, однак з метою додаткової безпеки це відбувається після деякого періоду очікування. Після цього еквівалентна кількість монет перекладається в сайдчейн, і у користувача з'являється можливість їх витратити. Під час відправки монет з сайдчейну в основний блокчейн, відбувається зворотний процес.

Що таке федерація

Федерація - це група операторів, яка виступає в ролі проміжної точки між основним ланцюгом і одним з її сайдчейнів. Федерація визначає, коли монети користувача «замикаються» і коли вони можуть бути витрачені.

При цьому, творці сайдчейнів можуть обирати членів федерації. Недоліком такої моделі є наявність додаткового шару між основним ланцюгом і блокчейном і, як наслідок, ризики централізації.

У січні 2017 року, Blockstream представили новий white paper сайдчейнів, що містить оновлені механізм консенсусу і модель довіри, а також опис механізмів, що забезпечують, у разі невдачі, повернення відправлених коштів в батьківський ланцюг.

Новий технічний опис отримав назву Strong Federations: An Interoperable Blockchain Solution to Centralized Third Party Risks (Сильні федерації: рішення взаємозамінних блокчейнів щодо ризиків, пов'язаних з централізованими третіми особами).

Фактично, Strong Federations представляють собою добре продумані адреси мультипідписів, в яких «замикаються» біткоіни. Розблокувати їх можна тільки в разі підтвердження справжності платежу достатньою кількістю власників ключа. Подібна функція забезпечує публічно перевірювані, надійні мережі транзакцій, які дозволяють переміщати будь-який актив між різними, за своїми характеристиками, ринками, не вимагаючи централізованої довіри до будь-якої сторони.

Чи безпечне використання сайдчейнів

Сайдчейни самі відповідають за свою безпеку. За відсутності достатньої майнінгової потужності для забезпечення безпеки, сайдчейн може бути підданий зламу. Оскільки кожен сайдчейн є незалежним, в разі, якщо він зламаний або скомпрометований, збиток залишається в рамках цього ланцюга і не зачіпається основна система блокчейн. Відповідно, якщо буде скомпрометований основний блокчейн, сайдчейн продовжить працювати, але його прив'язка до батьківської ланцюга знеціниться.

Сайдчейни потребують власних майнерів, яких можна стимулювати за допомогою «суміщеного майнінгу» - одночасного видобутку двох окремих криптовалют, заснованих на одному і тому ж алгоритмі консенсусу.

Які існують платформи сайдчейнів

Найбільш відома на сьогоднішній день платформа - Liquid від Blockstream. Компанія називає цю технологію «більш надійною та ефективною системою для переміщення біткоінів, пов'язаних з біржами». Очікується, що виробництво сайдчейнів Liquid буде запущене в першому кварталі 2018 року.

Також, широкої популярності набула платформа RSK (Rootstock) - сайдчейн біткоіна з тюринг-повною віртуальною машиною, яка сумісна з інтерфейсом децентралізованих додатків мережі Ethereum. Запуск основної мережі платформи під назвою Bamboo відбувся в січні 2018. Генерація блоків в мережі RSK ведеться в режимі поєднаного майнінгу з біткоінами. Також розробники заявляють, що в майбутньому сайдчейн Bamboo зможе створювати смарт контракти для мережі Litecoin.

Технологію сайдчейнів, як рішення для бізнесу, пропонує Ardor - система блокчейн для децентралізованих сервісів другого покоління від команди Nxt. Її ключовою відмінністю є використання Proof of Stake як алгоритм консенсусу, в той час як самі сайдчейни, будучи тісно інтегрованими з основним блокчейном, називаються «дочірніми ланцюгами» (childchains). Бета-реліз Ardor відбувся у лютому 2017.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci

Фліппенінг: хто займе місце біткоіна

Фліппенінг: хто займе місце біткоіна

Blockchain Terms

Що таке фліппенінг

Термін «фліппенінг», або «фліппінг», прийшов від англійського слова «flip» і позначає ситуацію, під час якої, в майбутньому, лідируюче місце біткоіна займе інша криптовалюта. Найчастіше мова йде про ефір. На ринку навіть існують такі майданчики, як Flippening Watch, які щодня відстежують процентне співвідношення ефіру до біткоіна за розміром ринкової капіталізації, числу транзакцій, обсягом торговельних операцій, розміром винагороди за майнінг, числу нод в мережі і навіть по трендах Google. Так, згідно з нинішніми показниками, капіталізація ефіру складає 44.2% від капіталізації біткоіна. А в червні 2017 року переворот здавався неминучим - тоді капіталізація ефіру на ринку досягла позначки в 80%.

Ethereum проти Bitcoin

На відміну від мережі Bitcoin, яка працює як P2P платіжна система, яка використовує однойменну одиницю для обліку операцій і однойменний протокол передачі даних, Ethereum з самого початку створювався як платформа для запуску і реалізації смарт-контрактів і DApps. На думку Майлса Блека - ефір обійде першу криптовалюту світу з наступних причин:

• створення блоку в мережі Ethereum займає 15-17 секунд, в порівнянні з 10 хвилинами, які йдуть на створення нових блоків в мережі Bitcoin
• транзакції в мережі Ethereum швидші, а комісії за них нижчі, ніж у Bitcoin
• більшість нових криптовалют будуються на протоколі ERC20 і сумісні з блокчейном Ethereum.
• з переходом на протокол Casper, який дозволить використовувати гібридний механізм консенсусу PoW і PoS для досягнення консенсусу в мережі, Ethereum зможе вирішити проблеми масштабованості, підвищити безпеку, а також стати менш енерговитратним блокчейном, ніж Bitcoin
• кількість форків мережі Ethereum (Ethereum Classic) набагато нижча, ніж в Bitcoin (Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Bitcoin Diamond, Super Bitcoin, Lightning Bitcoin, Bitcoin Uranium, Bitcoin Cash Plus)

Тієї ж думки і співзасновник Ethereum Стівен Нерайофф, який в інтерв'ю з CNBC припустив, що фліппенінг на користь ефіру може статися вже в цьому році:

Ми бачимо, що число проектів на базі Ethereum експоненційно зростає. Зараз в цю екосистему вливаються мільярди доларів. У цьому році кількість проектів може вирости в 10 разів у порівнянні з минулим роком, що призведе до двократного або триразового зростання ціни до кінця року.

Як зазначив Нерайофф, однією з ключових переваг перед біткоіном також є висока швидкість транзакцій в блокчейні Ethereum, а його обслуговування обходиться дешевше:

Люди використовують його так само, як і валюту. Нижчі комісії підвищують коефіцієнт використання всієї мережі, разом з чим зростає мережевий ефект. Зростає число користувачів, запускається все більше проектів, а в мережі працює все більше програмістів.

Інше значення фліппенінга

Луї Кернер, партнер компанії CryptoOracle.io, впевнений, що ймовірність того, що на крипторинку відбудеться фліппенінг, дуже висока, проте, на його думку, це станеться зовсім не так, як передбачає криптоспільнота. Кернер впевнений, що фліппенінг відбудеться, коли вартість security-токенів перевищить вартість utility-токенів.

Security-токени і Utility-токени

Utility-токени дають доступ до послуг або сервісів проекту: вони використовуються як внутрішня валюта проекту, що забезпечує можливість його фінансування. Більшість проведених ICO реалізовували саме utility-токени.

Security-токени представляють собою інвестиційний інструмент і дають власникам право володіння. За певних умов ці маркери можуть підпадати під дію законів про цінні папери. Так, в липні 2017, Комісія з цінних паперів і бірж США зробила висновок, що токени проекту The DAO є цінними паперами, а значить, в їх випадку застосуємо федеральний закон про цінні папери.

Кернер вважає, що майбутній фліппенінг НЕ буде обумовлений крахом ринку utility-токенів, оскільки вони відіграють важливу роль у розвитку цифрової економіки. Проте, існує кілька факторів, згідно з якими фліппенінг відбудеться на користь саме security-токенів.

Величезна кількість приватних активів, які можуть бути токенізовані

Згідно з оцінкою інвестиційної компанії SAALT, обсяг глобальних публічно торгованих активів становить понад $116 трильйонів:

Однак, приватні активи перешкоджають росту цієї цифри. Так, за оцінкою фахівців Savills, тільки в нерухомості розмір неринкових об'єктів перевищує $136 трильйонів. Це в 17 разів більше, ніж сума публічно торгованих об'єктів нерухомості в цьому ж секторі. А коли приватні активи почнуть токенізуватись, їх вартість зросте, оскільки інвестори будуть платити за їхню ліквідність.

Більше того, число проектів, що займаються токенізаціею нерухомості, стає дедалі більшою. Так, на ринку ведуть роботу такі проекти, як Evareium, TokenLend, Slice і PropertyCoin. А число ICO, пов'язаних з нерухомістю, вже перевищує 80.

У Венесуелі в лютому цього року запущено криптовалюту, забезпечену нафтою і природними запасами країни, - El Petro. За даними Геологічної служби США, розвідані запаси нафти в світі перевищують 2.3 трильйона барелів. Відповідно, обсяг лише одного цього ринку, потенційно готового до токенізаціі, становить $135 трильйонів. Компанія Carats токенізує діаманти спільно з Ізраїльської діамантової біржею. А Фонд 22х займається токенізацією портфеля венчурного капіталу. Даний портфель представлений у вигляді одного токена, який включає в себе 10% частки в 30 кращих проектах, які брали участь в 22 класі бізнес-акселератора 500 Startups.

Список токенізованих реальних активів весь час розширюється. Зростає і число бірж і платформ, орієнтованих на токени-акції. Зокрема, в їх число входять The Open Finance Network, tZERO, Polymath і Harbor.

Токенізоване майбутнє

За даними Банку міжнародних розрахунків, на кінець 2017 року загальна вартість позабіржових деривативів перевищила $500 трильйонів. Даний ринок переважно складався з контрактів на процентні ставки, які відмінно підходять для токенізаціі з використанням смарт-контрактів.

Одним з найбільш впливових авторів, які висвітлюють тему токенізаціі класичних активів, вважається Стівен Маккеон - професор фінансів в Університеті Орегону, який також займається вивченням криптовалют. Він впевнений, що разом з постійним зростанням ліквідності активів, поняття власності буде розвиватися шляхами, які ми поки не можемо собі уявити.

Коли відбудеться фліппенінг

Як зазначає Кернер, ми схильні переоцінювати вплив технології в короткостроковій перспективі і недооцінювати їх у довгостроковій. У зв'язку з чим, на думку експерта, для токенізаціі активів і зростання ринку токенів-акцій буде потрібно більше часу, ніж припускають багато гравців крипторинку. Однак, навіть з огляду на таку тенденцію, Кернер вважає, що фліппенінг на користь токенів-акцій може відбутися вже у 2019 році.

Фото: flickr.com
Обробка: Vinci