«Биткоин устарел». Вот более 40 инноваций, которые говорят об обратном

Автор статьи — Лукас Нуцци, директор по исследованиям технологий в Digital Asset Research. Оригинал опубликован на Medium.

Биткоин прошел долгий путь за последние десять лет. С момента релиза первой версии программного обеспечения биткоина качество текущих реализаций заметно улучшилось. Биткоин смог привлечь целый легион разработчиков, которые посвятили тысячи часов совершенствованию, а иногда и обновлению, большей части кодовой базы первой криптовалюты.

Вместе с тем биткоин остался таким же. Основной набор правил консенсуса, определяющих его денежные свойства (алгоритмическая инфляция и ограниченное предложение), остается неизменным. Снова и снова разные фракции пытались изменить эти фундаментальные характеристики, но все их попытки провалились. Это только подчеркивает и укрепляет два самых больших достоинства биткоина:

  • Ни одна сторона не может диктовать то, как должен развиваться биткоин;
  • Отсутствие централизованного контроля защищает денежные свойства биткоина.

Интересно, что именно эти правила привлекают как шифрорпанков, так и институциональных инвесторов, поскольку это те свойства, которые делают биткоин беспрецедентным видом денег. Тем не менее, это также правила, которые делают разработку ПО поверх биткоина более сложной, чем для любого другого цифрового актива. Биткоин предоставляет разработчикам довольно ограниченный набор инструментов, чтобы они не могли нарушать его денежные свойства, ведь на карту поставлено слишком много.

Это означает, что инновации в биткоине требуют терпения и, что самое важное, минимизации эго. В конце концов, фундаментальные правила, заложенные в биткоин, в конечном итоге вытесняют технологии. Вот почему Кремниевая долина с трудом понимает ценность биткоина — это не просто технология, финансовый инструмент или потребительское приложение; это целая денежная система, поддерживаемая технологиями. Изменение конституции биткоина требует квазиполитического процесса, который может нарушить его денежные свойства, поэтому технологические инновации реализуются модульно.

Как часто отмечалось ранее, модульный подход биткоина к инновациям аналогичен эволюции интернета, где различные протоколы специализируются на конкретных функциях. Электронные письма обрабатывались по SMTP, файлы по FTP, веб-страницы по HTTP, адресация пользователей по IP и маршрутизация пакетов по TCP. С годами каждый из этих протоколов развивался, чтобы предоставить вам лучший опыт, который вы получаете в эту самую секунду.

В статье Спенсера Богарта о стеке технологий биткоина говорится о том, что сейчас мы являемся свидетелями начала создания собственного набора протоколов биткоина. Как оказалось, негибкость базового уровня биткоина породила ряд дополнительных протоколов, которые специализируются на различных приложениях (к примеру, стандарт BOLT для каналов в Lightning Network). Также такой модульный подход к инновациям минимизирует системные риски.

На разных уровнях развития биткоина происходит так много всего, что сегодня невероятно сложно отслеживать новые решения. Диаграмма ниже представляет собой попытку отобразить все относительно новые инициативы и продемонстрировать более полную картину технологического стека биткоина. Эта карта не является исчерпывающей и не означает одобрения конкретных инициатив (всего из более 40). Тем не менее, впечатляет то, что прогресс наблюдается на всех фронтах — от технологий второго уровня до новых решений для смарт-контрактов:

Второй уровень

В последнее время много говорят о скорости принятия Lightning Network (LN) — на сегодняшний день это самая популярная технология второго уровня. Критики часто указывают на очевидное снижение количества каналов и общего количества биткоинов, заблокированных в Lightning; это две метрики, которые часто используют для оценки принятия сети пользователями. Хотя сообщество часто ссылается на эти показатели, важно отметить, что они в корне ошибочны, учитывая то, как именно работает Lightning.

Одним из наиболее недооцененных достоинств LN является её уровень конфиденциальности. Поскольку Lightning не полагается на глобальную проверку всех изменений состояния (т. е. cвоего собственного блокчейна), пользователи могут осуществлять частные операции, используя дополнительные методы и оверлейные сети, такие как Tor. По оценке Кристиана Декера, около 41% каналов Lightning являются частными:

Активность, происходящая в этих каналах, не фиксируется популярными обозревателями LN. Таким образом, увеличение частного использования Lightning приводит к уменьшению видимых данных, и наблюдатели ошибочно приходят к выводу о том, что пользователя уходят из сети. Действительно, Lightning ещё предстоит преодолеть существенные барьеры удобства использования, прежде чем эта технология сможет получить широкое распространение, но мы должны прекратить использовать вводящие в заблуждение метрики, говоря о текущем состоянии сети. Как отметил Декер в своем выступлении на Lightning Conference в Берлине, даже приведенная выше оценка частных и публичных каналов будет ошибочной, поскольку принятие подписей Шнорра сделает транзакции открытия каналов неотличимыми от обычных транзакций.

Еще одним интересным направлением в развитии LN стало создание WhatSat, частной системы обмена сообщениями поверх Lightning. Этот проект является модификацией Lightning deamon, которая позволяет ретрансляторам сообщений получать компенсацию за свои услуги посредством микроплатежей. Этот децентрализованный, устойчивый к цензуре и спаму мессенджер стал возможен благодаря инновациям в самом LND (недавние улучшения в Lightning-Onion, собственном протоколе луковой маршрутизации Lightning). Рост числа приложений на Lightning (Lightning Applications или Lapps) демонстрирует широкую применимость этих инноваций, когда речь идет о потребительских приложениях.

И это всего лишь инновации в Lightning. В более широком смысле мы определяем второй уровень как набор приложений, которые используют базовый уровень биткоина в качестве «суда», в котором согласовываются внешние события. Тема привязки данных к блокчейну биткоина гораздо шире и такие компании как Microsoft сегодня внедряют систему цифровой идентификации поверх биткоина.

Смарт контракты

Есть также ряд проектов, пытающихся вернуть биткоину функциональнось смарт-контрактов. Это сложная разработка, поскольку начиная с 2010 года некоторые из операционных кодов биткоина (или опкодов — это операции, которые определяют, что биткоин способен вычислять) были удалены из протокола. Это произошло после того, как была обнаружена серия критических ошибок, которые привели к тому, что сам Сатоши отключил некоторые функции в Script, языке программирования биткоина.

С годами стало ясно, что существуют серьёзные риски безопасности в функциональности смарт-контрактов. Общее практическое правило заключается в том, что чем больше функциональных возможностей вводится в виртуальную машину (механизм коллективной верификации, который обрабатывает опкоды), тем более непредсказуемыми будут её программы. Однако в последнее время разработчики увидели новые подходы к архитектуре смарт-контрактов в биткоине, которые могут минимизировать их непредсказуемость вместе с предоставлением широких функциональных возможностей.

Разработка нового подхода к смарт-контрактам биткоина под названием Merkleized Abstract Syntax Trees (MAST) привела к появлению новой волны технологий, которые пытаются найти компромисс между безопасностью и функциональностью. Наиболее заметным является Taproot, элегантная реализация структуры MAST, которая позволяет целому приложению быть выраженным в виде дерева Меркла. Вместе с Taproot появится язык программирования Tapscript, который можно использовать для более простого выражения условий расходования, связанных с каждой ветвью дерева Меркла.

Ещё одна интересная инновация — это новая архитектура для реализации ковенантов (или условий расходования) в биткоин-транзакциях. Первоначально предложенная Грегом Максвеллом в качестве мысленного эксперимента еще в 2013 году, ковенаты — это подход, позволяющий ограничить расходование биткоинов на счетах даже при изменении условий их хранения. Хотя идея существует уже почти семь лет, ковенанты были непрактичными для реализации до предложения Taproot.

На первый взгляд, ковенанты невероятно полезны в контексте кредитования (и, возможно, деривативов на основе биткоина), но их потенциальное влияние на удобство использования биткоина выходит далеко за рамки кредитования. Соглашения могут предусматривать реализацию таких вещей, как биткоин-хранилища, которые дают эквивалент второго закрытого ключа, который позволяет взломанной стороне «заморозить» украденные средства.

Важно отметить, что активация подписей Шнорра может добавить к смарт-контрактам ещё более сложную функциональность, которые могут сделать их полностью конфиденциальным и масштабируемыми.

Майнинг

Есть также нескольно интересных разработок в протоколах майнинга, особенно тех, которые используются пулами. Несмотря на то, что проблема централизации майнинга биткоинов часто сильно преувеличивается, верно то, что операторы пулов имеют власть, которая может быть дополнительно децентрализована. Одним из наиболее существенных изменений в майнинге биткоина является протокол Stratum V2.

Ещё одним интересной инициативой в майнинге являются деривативы на хешрейт и сложность. Они могут быть особенно полезны для майнеров, которые хотят застраховаться от колебаний хешрейта сети. Хотя эти деривативы еще не реализованы, это демонстрирует эволюцию в индустриализации майнинга биткоина.

Конфиденциальность

После публикации исследовательского отчета о влиянии подписей Шнорра на биткоин некоторые сторонники монет с повышенным уровнем анонимности были возмущены предположением, что в биткоине может быть реализована полная конфиденциальность. Хотя это предположение может угрожать долгосрочным перспективам анонимных монет, сегодня уже существует множество других протоколов, которые могут обеспечить лучшую конфиденциальность в биткоине.

Важно подчеркнуть, что самым большим препятствием для частных транзакций в цифровых активах является тот факт, что большинство решений являются недоработанными. Также решениям в анонимных монетах часто не хватает практичного использования, что упрощает деанонимизацию транзакций либо посредством статистического анализа, либо на уровне блокчейна.

Сегодня наиболее интересными решениями в биткоине являются P2EP и CheckTemplateVerify, поскольку конфиденциальность становится побочным продуктом эффективности. Как новый подход к CoinJoin, эти решения могут ускорить принятие частных транзакций пользователями, мотивированными более низкой платой за транзакции.

Если более низкие комиссионные за транзакции станут стимулами, то они приведут к увеличению анонимности в биткоине. Поскольку будет расти процент UTXO (чем больше участников, тем выше уровень анонимности), то деанонимизация посредством статистического кластерного анализа станет еще более субъективной, чем она есть сегодня. Некоторым компаниям, занимающимся анализом блокчейнов, удалось убедить правоохранительные органы в том, чтоб есть определенная вероятность того, что UTXO принадлежит конкретному пользователю, но базовая модель этого анализа уже чрезвычайно хрупкая. Если большинство UTXO станут CoinJoin-выходами, это может разрушить все существующие подходы к кластеризации.

Прежде чем это произойдет, необходимо проделать огромную работу в области юзабилити, чтобы все пользователи биткоина имели равный доступ к механизмам конфиденциальности. Помимо P2EP и CheckTemplateVerify, есть ещё предложение SNICKER, который предлагает новый способ генерации CoinJoin-транзакций с ненадежными пирами. SNICKER объединяет несколько технологий, чтобы предоставить пользователям доступ к CoinJoin-транзакциям без необходимости доверять своим пирам или взаимодействовать с ними.

Последней разработкой в ​​сетевом стеке биткоина, на которую стоит обратить внимание, является новый протокол ретрансляции транзакций под названием Erlay. Erlay пока находится на очень ранней стадии разработки. В случае реализации Erlay упростит начальную загрузку блоков (IBD) и постоянную проверку блокчейна, поскольку он может значительно снизить требования к пропускной способности для работы полной ноды биткоина.

Вершина айсберга

Невероятно сложно отследить все инновации в биткоине и эта статья — всего лишь царапина на поверхности. Это подводит нас к ключевому выводу: биткоин представляет собой постоянно развивающийся набор протоколов. Описанный здесь модульный подход к инновациям важен, поскольку он играет ключевую роль в минимизации политизации биткоина и защищает его фундаментальные денежные свойства. Вспомните эту статью, когда в следующий раз кто-то скажет, что биткоин стоит на месте.

Интересное по теме