Рассвет надежных вычислений

Ник Сабо – один из наиболее уважаемых исследователей, работающий на стыке экономики, денежных систем, права и технологий. Именно он изобрел сам термин “умная собственность», а также криптовалюту “bit gold” – предтечу Биткойна. В этом эссе он отвечает на вопрос о том, в чем отличие “кода на блокчейне” от привычных нам вычислительных моделей.

В настоящее время, когда мы соединяемся с сотовой сетью или Интернетом, на другом конце этой связки, как правило, находятся централизованные сервера. Эти машины имеют архитектуру, разработанную так, чтобы управлял ими один человек или иерархия людей, которые доверяют друг другу. С точки зрения удаленного пользователя (или веб-приложения), эти архитектуры базируются на полном доверии главному админу (“root»), который может контролировать все, что происходит на сервере: он может читать, изменять, удалять или блокировать любые данные на этом компьютере по своему желанию. Даже данные, передаваемые в зашифрованном виде по сети, перед этим верховным админом, в конечном счете, предстают в незашифрованном виде.

С такой архитектурой веб-приложений мы полностью полагаемся на доверие, или, другими словами, мы полностью уязвимы для людей, которые получили рут-доступ к этому компьютеру (например, инсайдерами или хакерами). Если кто-то на другом конце хочет игнорировать или фальсифицировать то, что вы поручили сделать серверу, им ничуть не помешает высокий уровень безопасности. Для того, чтобы обязать их сделать что-то, нужны внешние институты. Но человеческие институты (например, суды) дороги, ненадежны и часто ошибаются, а также зачастую ограничены государственными границами.

Высокая уязвимость веб-архитектуры ярко контрастирует с традиционными коммерческими протоколами. Например, работник кинотеатра, продающий билеты, не сможет украсть деньги, оставив это деяние незамеченным. Нет никакого администратора с “root” правами, который мог бы незаметно положить деньги себе в карман, и сказать, что ничего от вас не получал. Так как, в отличие от веб-сервера, эти традиционные протоколы, называемые финансовым контролем, могут надежно обрабатывать транзакции с наличностью, вам не приходится каждый раз заполнять специальные формы, чтобы просто сходить в кино, купить продуктов или рассчитаться в большинстве жизненных ситуаций. Вы просто отдаете немного наличных и взамен забираете свои покупки.

Несмотря на несовершенство и медлительность этих обменных процессов, аналоговые или бумажные институты обеспечивают намного более высокий уровень безопасности, финансового контроля при заключении фидуциарных сделок, если сравнивать с веб-серверами. В Интернете, чтобы совершить покупку, вместо безопасной и надежной передачи наличности и получения товара в обмен, мы вынуждены заполнять громоздкие формы с персональными данными, делая их уязвимыми для кражи. Частенько это серьёзно осложняет многие виды торговли, даже те, которые возможны только в Интернете. Сегодняшней архитектуре компьютерных сетей трудно доверять, однако мы в любом случае широко используем эти сети из-за того, что они в решении многих важных задач гораздо быстрее людей. Мы пожинаем огромные преимущества от компьютерных сетей общего пользования ценой крупных затрат на обнаружение и предотвращения финансового мошенничества в онлайн-сфере.

Недавно разработанная и все еще развивающаяся технология блокчейна прямо сейчас начинает изменять эту ситуацию. Компьютер в сети блокчейна – это виртуальный вычислитель или облачный супер-компьютер, защищенный криптографическими методами и консенсусом пользователей. Согласно Тьюрингу, блокчейн с тьюринг-полным набором операций и достаточно большой вычислительной емкостью представляет из себя универсальный компьютер, не требующий доверия. Эфириум является наиболее интересным и значимым проектом, который пытается реализовать такую схему. Основанные на блокчейне “виртуальные компьютеры”, не зависящие от доверия, позволят нам изобрести заново наиболее важные стороны Интернет-протоколов на гораздо более надежном и безопасном фундаменте. Они также сделают возможными схемы фидуциарных взаимодействий, на которые ранее никто не отваживался, если транзакция происходила в онлайн-режиме.

Подобно тому как карманные калькуляторы стали предвестниками появления более универсальных и полезных персональных компьютеров, Биткойн также является пионером в области надежных систем вычисления. На основе сети Биткойна была реализована валюта, посредством которой можно совершить трансграничный платеж без необходимости иметь какого-либо гаранта-посредника. Возможно также заключение ряда интересных соглашений, исполнение условий которых не потребует взаимного доверия, включая операции с мультиподписями. Однако ограничения встроенного языка Биткойна и в особенности его операций с памятью, не позволяет использовать его для большинства фидуциарных сфер применения. Например, биткойн-скрипт не позволяет построить более продвинутые финансовые схемы – например, страховые или рисковые пулы с совместным залогом – все, что чуть сложнее простой транзакции, все равно требует доверенного посредника.

Блокчейн-компьютер ярко контрастирует с веб-сервером, являясь распределенной среди многих пользователей (число которых может варьироваться от десятков до десятков тысяч) вычислительной сетью, но при этом он не подлежит контролю кого-либо из этих людей (нет никакого рут-доступа). В такой архитектуре каждый компьютер проверяет результаты работы других, и следовательно, блокчейн-компьютер надежно и безопасно исполняет наши инструкции в пределах безопасной технологической цепи блоков. Такой механизм взаимодействия называют алгоритмом византийских генералов или, с недавних пор, консенсусом Накомото. Наиболее известным ограничением такой модели безопасности является часто обсуждаемая атака типа 51%. В данной статье мы не будем останавливаться подробно на теоретическом обосновании этой модели безопасности, указав лишь, что часто используемых для ее описания термин trustless (“не требующая доверия”), на самом деле является преувеличением. Более точно характеризовать такую систему будет термин “минимальный уровень доверия». “Доверие” в этом контексте означает необходимость доверять удаленным незнакомцам, и таким образом, быть уязвимым по отношению к ним.

Архитектура, построенная на “минимальном уровне доверия”, означает, что вы можете доверять коду сети без необходимости доверия каждому отдельному владельцу удаленного компьютера. Пользователь смартфона в Албании может использовать блокчейн для взаимодействия с чьим-либо компьютером в Зимбабве. И им нет никакой необходимости доверять и знать друг друга, или использовать какие-либо посреднические институты, гарантирующие  безопасность операции. Независимо от территориального местоположения компьютеров, блокчейн-технология будет гарантировать безопасность, надежность и предсказуемость исполнения кода. Это очень высокий уровень надежности и безопасности по сравнению с существующей технологией веб-серверов.

Вместо финансовых контролеров существующих оффлайн-систем, блокчейн использует тысячи компьютеров, обрабатывающих сделки с билетами, деньгами и многими другими фидуциарными объектами в цифровой форме. Вообразите тысячи роботов с зелеными светодиодами вместо глаз, которые выполняют задания и постоянно перепроверяют друг друга. По одиночке роботы (или их владельцы) не могут предоставить высокий уровень надежности (доверия), но в совокупности, подчиненные математическому алгоритму, они выполняют работу (транзакции или вычисления) с высоким уровнем надежности и безопасности.

Часто сторонники блокчейна сравнивают децентрализованный блокчейн с централизованными веб-приложениями или институтами. Но что интересно, децентрализация – это здесь не ключевой момент. На самом деле, источником высокой надежности и безопасности здесь является протокол (тот самый консенсус Накамото) в сочетании с высокоустойчивой в взлому криптографией. Именно это сочетание и является источником более высокой надежности и низкого уровня уязвимости блокчейнов, а не просто децентрализация. Криптография и консенсус обеспечивают защиту транзакций и любых других данных, помещенных на блокчейн. Многие другие распределенные (P2P) технологии не обеспечивают даже и близкого уровня надежности и безопасности в сравнении с тем, какую даёт даёт блокчейн, защищенный консенсусом Накамото и криптографическими цепочками – хотя многие и пытаются примазаться к этой технологии без достаточных к тому оснований (привет, Ripple!)

Большим недостатком является то, что наш распределенный блокчейн-компьютер намного медленнее и дороже в обслуживании, чем обычный веб-сервер: по очень грубой оценке, он в 10 000 раз медленнее и затратнее, или примерно равен затратам на запуск программы на компьютере времен 1985 года. По этой причине мы будем использовать мощности блокчейна только для выполнения той части вычислений, которые требуют максимальной надежности и безопасности, а именно то, что я называю фидуциарным кодом. Однако стоимость проблем, возникающих у людей в результате недостатка безопасности и надежности веб-серверов, обсчитывающих фидуциарные задачи, часто намного выше, чем стоимость дополнительного оборудования, необходимого для запуска кода на блокчейне.

Особенно в том случае, когда уровень надежности веб-сервера уже явно недостаточен, например, в таких задачах как обработка платежей и финансовые контракты. Тогда есть вполне конкретный экономический смысл в обсчете подобных вычислений при помощи блокчейна, взамен выполнения подобных операций на более дешевой, но куда менее безопасной и надежной технологии веб-серверов. И что еще лучше, блокчейн открывает для нас новые фидуциарно-интенсивные области применения, допустим, размещение напрямую в Интернете денег и финансовых инструментов, надежно и безопасно доступных из любой точки земного шара. Такие области применения мы никогда бы не осмелились сделать при помощи ненадежных веб-серверных технологий.

На что может быть похож фидуциарный код, обрабатываемый блокчейном? Новым областям применения такого кода еще только предстоит возникнуть. Однако очень продуктивным подходом является размышление о традиционных фидуциарных сферах применения, поддерживамых существующим правовым полем. Фидуциарный блокчейн-код будет часто выполнять функции, которые традиционно основывались на коммерческом праве и легальных инструментах – права собственности, договора, трасты, залоги, доверенные посредники и т.п. Им на смену придет программное обеспечение, которое будет надежно и безопасно выполнять те же функции, только гораздо лучше – ведь его применение не будет сковано барьерами государственных границ и традиционных юрисдикций.

Таким образом, видятся следующие перспективные области применения:

Регистрация прав собственности, где реестр на блокчейне является либо общепризнанным официальным реестром активов вне блокчейна, либо программно контролирует активы внутри блокчейна, и, таким образом, обеспечивает безопасность прав на них. Можно считать, что и сами биткойны (и другие криптовалюты) являются как раз такими ценными онлайн-активами, контролируемыми блокчейном. Блокчейн может также управлять внешним оборудованием, которое, в свою очередь, управляет функционалом и доступом к некоторой физической собственности (машина, завести которую может только обладатель определенного секретного биткойн-ключа и т.п.).

Умные контракты: в данном случае двое и более пользователей приходят к соглашению о выполнении некоторого блокчейн-кода, который может, например, включать денежные переводы или передачу каких-либо привязанных к блокчейну активов в любое  установленное пользователями время и согласно оговоренным условиям. Передавать таким образом можно любые типы информации как на блокчейне, так и вне его. Блокчейн позволяет замораживать криптовалюту, используемую в качестве залога для обеспечения действий сторон вне блокчейна, что может быть в дальнейшем подтверждено договаривающимися сторонами или третьей стороной (арбитром). Можно использовать и более продвинутые системы риск-менеджмента, когда залоговые активы на блокчейне объединяются в пул, который может использоваться сразу во многих финансовых контрактах, в зависимости от их рисков (тем самым, уменьшая потребности во встречных залогах и т.п.) Возможности блокчейна позволяют также стандартизировать и уменьшить затраты на поиск, переговоры и проверку выполнения контрактов, в то же время сделав их исполнение более надежным и гарантированным. Мы сможем заключать финансовые контракты, покупать и продавать финансовые инструменты и услуги одним щелчком мыши, без того чтобы заполнять бесчисленные официальные формы и предоставлять везде свои персональные данные.

Казначейства, трасты и совместные фонды на блокчейне, где денежные активы находятся на блокчейне и управляются схемами мультиподписи с заранее распределенными ролями и разрешениями. Управление средствами компаний (казначейства) авторизованными сотрудниками через блокчейн – видимо, наиболее близкая перспектива. Но на горизонте маячат и более продвинутые возможности в виде распределенных автономных организаций (DAO), где все голосования и любые механизмы контроля прописаны в коде и потому не могут быть обойдены недобросовестными инсайдерами.

Надеюсь, в дальнейшем я раскрою подробнее различные аспекты применения гарантированно надежных блокчейн-вычислений. Хотя многим кажется, что все это – далекий и абстрактный футуризм, и проблемы, которые они решают – надуманные, на самом деле это не так, и приход таких вычислений в нашу повседневную реальность гораздо ближе, чем вы думаете.

Источник: Unenumerated

Автор: Ник Сабо