Эндрю Макафи - Машина, платформа, толпа. Наше цифровое будущее

Существующие комбинации криптографического кода и математики помогли Накамото решить сложную задачу определения того, кому принадлежат биткоины, по мере их использования и оплаты вещей через сеть. При транзакциях участники используют цифровые подписи, чтобы передать нужное количество биткоинов от покупателя к продавцу. Цифровые подписи уже применяются некоторое время и работают вполне нормально. Любой человек способен их легко создать и проверить, их очень трудно подделать, а еще они используют псевдонимы: человек может создать цифровую подпись, не раскрывая своей настоящей личности. Накамото предполагал, что во время транзакции с биткоинами будет производиться их регистрация в реестре (какие именно биткоины потрачены), а также идентификация с помощью псевдонимов и подписей покупателя и продавца.

Для расчетов биткоинами существенно наличие универсального реестра, к которому можно обращаться, чтобы справляться с проблемой двойных трат. Такая проблема периодически возникает, поскольку биткоины – это не более чем информация, но важно, чтобы на них не распространялись принципы бесплатности, совершенства и мгновенности, характерные для цифровой экономики (см. главу 6). Если бы биткоины допускали бесплатное, мгновенное и совершенное копирование, распространилось бы мошенничество. Тогда нехорошие люди, защищенные псевдонимами, тратили бы снова и снова одни и те же деньги, торговцы были бы обмануты, доверие – исчезло, и вся система очень быстро обрушилась бы.

Надежный реестр с универсальным доступом решил бы проблему двойных трат, дав возможность торговцам, да и кому угодно, удостовериться, что потенциальный покупатель действительно владеет теми биткоинами, которые, по его словам, он создал, и что он не потратил их в другом месте.

Кто же должен отвечать за создание, поддержание и обеспечение целостности такого реестра? Это не может быть банк, компания – эмитент кредитных карт или они оба, поскольку весь смысл системы, предложенной Накамото, заключается в том, что она не должна опираться на существующие финансовые учреждения и правительства. Система должна функционировать независимо от них. По сути, она должна оставаться работоспособной, будучи децентрализованной (не привязанной к каким-либо организациям и учреждениям) и независимой от того, как участники производят обмен. Но как примирить такую философию радикальной и постоянной децентрализации с потребностью в едином, постоянном и достоверном реестре?

Это можно сделать с помощью хитроумного сочетания математики и программирования, приправленных здоровой дозой личной материальной заинтересованности. Накамото предложил сетевую систему, которая действует следующим образом.

1. Когда происходит транзакция между покупателями и продавцами, информация об этом передается по системе.

2. Специализированные компьютеры, называемые узлами (или нодами), периодически собирают все транзакции и удостоверяются в их легитимности: они проверяют, что использованные биткоины не были потрачены ранее. Набор признанных хорошими транзакций за определенный период называется блоком.

3. Выполняя работу с транзакциями, узлы соревнуются друг с другом, пытаясь подсчитать короткую числовую сводку для текущего блока, называемую хешем. В этом соревновании выигрывает узел, который первым находит хеш правильной формы. Его поиск производится методом проб и ошибок; это требует большого объема вычислений и называется также «доказательством выполнения работы». Чем б о льшими вычислительными мощностями располагает узел, тем с большей вероятностью он первым выполнит задачу. Доказательство работы включается в блок таким образом, что другой узел может поменять содержимое блока только в том случае, если заново выполнит аналогичную работу.

4. Победивший узел – первый, который успешно доказал выполнение работы, – передает законченный блок в систему. В качестве награды ему разрешается создать и оставить у себя некоторое заранее определенное число биткоинов [700]. Сам факт их создания также записывается в блок.

5. Другие узлы повторно проверяют этот блок, удостоверяясь, что все заключенные в нем транзакции законны, а также изучают доказательство выполнения работы. У них есть серьезный стимул делать это, поскольку при обнаружении незаконных транзакций или неверно выполненных доказательств работы весь блок станет недействительным, а все связанные с ним биткоины – бесхозными.

6. Как только узлы убедятся, что какой-то блок корректен и полон, они переходят к следующему, пытаясь провести доказательство работы для него, и весь процесс повторяется. Накамото спроектировал систему так, чтобы создавать новый блок и выдавать награду в биткоинах примерно один раз в 10 минут. Он заметил, что «регулярное добавление постоянного количества новых денег аналогично работе золотодобытчиков, расходующих ресурсы для добавления золота в обращение» [701]. Аналогия была принята, и люди и организации, управляющие узлами по всему миру, теперь называются майнерами [702]биткоинов.

Многие из тех, кто прочел статью Накамото, поверили, что описанную им систему можно создать и что она будет иметь большую ценность. Математика и программирование, кажется, сработали. Еще более впечатляет, что сработали стимулы.

Майнеры могут заниматься своей деятельностью без координирования и совершенно самостоятельно. Их единственная мотивация – желание получить биткоины, а не альтруизм или коллективизм, поэтому система добивается своих целей и развивается. Участники не испытывают потребности координировать работу, им нужно только передавать информацию о своих сделках и готовые блоки. Было бы лучше, если бы майнеры не координировали свои действия, поскольку это может легко и быстро привести к сговору: вдруг некая группа майнеров решит, например, менять прошлые записи так, чтобы переписать все биткоины на себя.

Блестящий проект Накамото предлагал два основных способа защиты от подобных атак. Первый – доказательство работы, или требующая большого объема вычислений задача по нахождению правильного хеш-кода для блока. С каждым новым блоком она становится экспоненциально сложнее, поскольку блоки математически соединяются. Атакующим пришлось бы заново проводить доказательство работы не только для интересующего их блока, но и для каждого блока во всей цепи, то есть для каждого когда-либо созданного. Поскольку блоки неразрывно соединены, полная запись обо всех прошлых транзакциях называется блокчейном [703].