6.1 Откриването на дигиталната оскъдност
С Bitcoin е открит нов вид стока... вид дигитална стока, генерирана от компютри и отчасти създадена за компютри. Човечеството има история на значими изобретения. В учебниците по история, които ще се пишат в бъдеще, Bitcoin ще бъде посочен като едно от тях.
Проф. д-р Филип Сандер
6.1.0 Недостиг в икономиката
В сферата на икономиката е добре известно, че недостигът е ключов принцип, който движи стойността. Стоките и услугите, за които има значително търсене, стават по-ценни, ако предлагането е ограничено до степен, че търсенето не може лесно да бъде задоволено. Освен това, недостигът засилва конкуренцията и е двигател на откриването на цената на пазара. В условията на свободна, честна и открита конкуренция, цените трябва да се установят там, където предлагането и търсенето се срещат.
Ресурсите, за които има значително търсене, могат да се считат за по-ценни, ако са ограничени или по-трудни за придобиване. Това може да доведе до увеличено търсене на този ресурс, тъй като участниците на пазара се конкурират за достъп до него. Тази динамика може да се наблюдава при природни ресурси като благородни метали, петрол или така наречените „меки стоки“ като хранителни продукти. Недостигът, следователно, е в основата на икономическото вземане на решения, разпределението на ресурсите и алтернативната цена. В свят с неограничени ресурси всичко би било еднакво достъпно и с много ниска стойност. За разлика от това, недостигът придава стойност и насърчава търговията, инвестициите и иновациите, тъй като принуждава обществата да управляват ефективно ограничените ресурси.
6.1.1 Предизвикателството на дигиталния недостиг
Предизвикателството при дигиталния недостиг се крие в лекотата, с която дигиталната информация може да бъде копирана и разпространявана. Дигиталната информация по своята същност е по-трудна за защита в сравнение с физическата, защото, за разлика от физическите стоки – някои от
които естествено притежават недостиг поради материални ограничения – дигиталните елементи като музикални файлове, документи или изображения могат да бъдат дублирани безкрайно при практически нулеви разходи.
Традиционно, възможността за копиране на дигитални данни означава, че тези активи не могат да имат същата икономическа стойност като физическите, защото им липсва каквато и да е форма на наложим недостиг. За дигиталните пари това е особено проблематично и се характеризира като проблема с „двойното харчене“, при който една дигитална единица (например токен или валута) може да бъде копирана и похарчена многократно, като по този начин се обезценява. Ако е възможно двойно харчене на валута, тя се обезценява, тъй като става неразличима от фалшиви или измамни средства.
Традиционно, централизираните финансови институции като банките намаляват този риск, като поддържат счетоводна книга, която проверява всяка транзакция и съответно намалява салдата, гарантирайки, че веднъж похарчени, парите не могат да бъдат използвани повторно от същия притежател на сметката. Този подход обаче изисква доверен централен орган или „оракул“, който да управлява и проверява транзакциите, което налага зависимост и единна точка на контрол. Наличието на централен оракул на информацията прави дигиталните активи уязвими към манипулация и цензура.
За децентрализирана, минимизираща доверието система като Bitcoin, където няма централен орган, който да следи транзакциите, предотвратяването на двойното харчене е огромно предизвикателство. Без механизъм, който да гарантира уникалността на всяка транзакция, Bitcoin би бил податлив на злоупотреби, което го прави непрактичен като средство за съхранение на стойност и надеждно средство за размяна. Bitcoin решава проблема с двойното харчене чрез децентрализирана счетоводна книга, където транзакциите се потвърждават едновременно от хиляди участници в мрежата. Този механизъм позволява на Bitcoin да поддържа неизменим запис на всяка транзакция, гарантирайки, че всяка монета може да бъде похарчена само веднъж.
Това решение създава дигитален недостиг без да разчита на централен контрол. Bitcoin въвежда първото успешно решение на проблема с дигиталния недостиг, проправяйки пътя за екосистема от дигитални активи с ограничено доверие и недостиг, по начин, който преди се смяташе за невъзможен.
6.1.2 Налагане на дигитален недостиг с Bitcoin
Предлагаме решение на проблема с двойното харчене чрез използване на peer-to-peer разпределен сървър за времеви печати, който генерира изчислително доказателство за хронологичния ред на транзакциите. Системата е сигурна, докато честните възли колективно контролират повече изчислителна мощност от която и да е координирана група от възли на атакуващи.
Сатоши Накамото
Сатоши Накамото създава Bitcoin като инженерно решение на проблемите, свързани с фиатните пари. Това решение обаче изисква Сатоши да открие начин да наложи абсолютен дигитален недостиг. За да постигне това, Сатоши разработва отворен комуникационен протокол, който работи върху децентрализирана мрежа от компютри или възли. Всеки от тези възли държи локално проверимо копие на неизменима счетоводна книга, така наречената блокчейн или timechain. Протоколът на Bitcoin определя правилата, а децентрализираната мрежа независимо проверява транзакциите, спазвайки същите правила без необходимост от централен орган.
Недостигът на Bitcoin допринася за ролята му като средство за съхранение на стойност. Подобно на златото, Bitcoin е ценен не само заради ограниченото си предлагане, но и заради усилието, необходимо за „копаене“ или създаване на нови монети. Копаенето на Bitcoin (процесът, който поддържа счетоводната книга и издава нови монети) е скъп, енергоемък процес, който наподобява физическото извличане на минерали от земята. Този дигитален „proof-of-work“ налага ограничение в производството, което приравнява Bitcoin с материалните стоки, придавайки му свойства на издръжливост и проверимост, които традиционните дигитални стоки нямат. Вградената трудност и намаляващият темп на издаване на нови монети чрез периодични „халвинги“ създават икономическа структура, при която предлагането на Bitcoin става все по-ограничено с времето, увеличавайки привлекателността му като дългосрочно средство за съхранение на стойност.
Как се налага дигиталният недостиг?
Решението на Bitcoin за проблема с двойното харчене се крие в използването на децентрализирана и публично достъпна счетоводна книга. Счетоводната книга на Bitcoin може да се разглежда като неизменима база данни, която записва всяка транзакция в последователна верига от времево маркирани пакети, наречени блокове. Всеки блок е строго хронологичен и съдържа транзакции, които са били проверени и приети от участниците в мрежата. Всеки блок е свързан с предходния, създавайки постоянен запис, който е разпределен между хиляди възли по целия свят. Чрез съхраняване и споделяне на тази счетоводна книга в децентрализирана мрежа, Bitcoin елиминира нуждата от централен орган за потвърждаване на транзакции. Когато се случи Bitcoin транзакция, възлите в мрежата я валидират независимо, като гарантират, че всяка може да бъде похарчена само веднъж. Тази споделена счетоводна книга също така прави изключително трудно за нападатели да хакнат мрежата или да променят минали транзакции, тъй като всяка промяна би изисквала одобрение от мнозинството участници в мрежата.
Механизмът Proof-of-Work (PoW) на Bitcoin допълнително засилва защитата срещу двойно харчене, като изисква от копачите да решат криптографски проблем, за да получат разрешение да валидират нови транзакции и да създадат нов блок. Този процес, известен като копаене, изисква изчислителна мощност и добавя ниво на трудност и разходи към промяната на счетоводната книга. Всеки блок, добавен към счетоводната книга, трябва да съдържа криптографска връзка към предходния блок, което затвърждава целостта на веригата и предотвратява манипулации.
Ролята на възела е да съхранява най-актуалното копие на счетоводната книга, която съдържа пълната история на транзакциите. Възлите държат копачите „честни“, тъй като проверяват, че не е настъпило двойно харчене и, което е важно, че всички монети са създадени в съответствие с емисионния график на Bitcoin. Всеки потребител на Bitcoin може да управлява възел и да проверява собствеността си върху монетите без необходимост от доверие към трета страна. Не е необходимо органи да разрешават спорове в Bitcoin, защото всяка транзакция, включена в блок, е обективно валидна.
Как един нападател може да контролира мрежата на Bitcoin?
Ако нападател иска да промени минала транзакция, за да успее в атака с двойно харчене, той трябва да извърши отново Proof-of-Work за този блок и за всеки следващ блок, състезавайки се срещу комбинираната изчислителна мощност на цялата мрежа. Този механизъм за сигурност гарантира, че ако някой се опита да извърши двойно харчене, ще трябва да контролира над 50% от копаещата мощност на мрежата, за да успее. Това е известно като атака от 51%.
В ранните години на Bitcoin, когато беше възможно отделни участници да създават или копаят нови блокове с обикновен хардуер, поне теоретично беше възможно да се използва достатъчно изчислителна мощност за успешна атака от 51%. Днес комбинираната изчислителна мощност на Proof-of-Work мрежата надхвърля 700 ExaHash/s. Това означава, че в съвкупност копаещите компютри изчисляват над 700 квинтилиона хеша (криптографски изчисления) всяка секунда. Достигнахме точка, в която огромните разходи и координация, необходими за пренаписване на счетоводната книга и успешна атака от 51%, правят двойното харчене практически невъзможно.
Потвърждения и реорганизации
Още един слой защита (който понякога се пренебрегва) идва от процеса на потвърждение на транзакциите в Bitcoin. Когато една транзакция бъде изпратена за първи път, тя се счита за непотвърдена и се събира в „mempool“, докато чака да бъде включена в блок и валидирана от копачите. След като транзакцията бъде добавена в блок, тя се счита за „потвърдена“. Всеки следващ блок се брои като допълнително потвърждение за транзакцията. Докато една транзакция се счита за официална след едно потвърждение, тя не се счита за окончателна, докато не бъдат добавени още потвърждения.
За пълна сигурност потребителите на Bitcoin често изчакват няколко потвърждения (обикновено шест), тъй като всеки допълнителен блок, добавен към блокчейна, допълнително защитава транзакцията, като драстично намалява вероятността за успешен опит за двойно харчене. Този процес на потвърждение създава времеви прозорец, в който транзакциите се финализират.
Защо да се чака за шест потвърждения?
Потребителите на Bitcoin изчакват допълнителни потвърждения, защото е възможно най-скорошният блок с транзакции да бъде премахнат от веригата, ако вече не е част от най-дългата верига. Важно е да се отбележи, че копаенето е състезание между много големи пулове от изчислителна мощност. Следователно е възможно двама конкуриращи се копачи да намерят валидно криптографско решение и отделни блокове да бъдат добавени към веригата почти едновременно. Ако това се случи, веригата на практика се разделя. Копачите ще продължат да се опитват да добавят блокове към всеки клон на веригата. Въпреки това, след като бъде изкопан следващият блок, най-дългата верига1 (определена като веригата с най-голямо вложено proof-of-work) е тази, която надделява, а блокът в по-късата верига става „сирак“ и е невалиден. Всички транзакции в сирашкия блок се връщат в mempool за включване в по-късен валиден блок. Този процес се нарича реорганизация или просто „реорг“.
Злонамерен участник, който се опитва да извърши двойно харчене, трябва да поеме контрол над мрежата достатъчно дълго, за да „реорганизира“ веригата. Както видяхме по-горе, за да се постигне пълен контрол, е необходима огромна изчислителна мощност, но какво би станало, ако голяма копаеща операция – която хипотетично контролира малко над една трета от цялата изчислителна мощност в мрежата – се опита да извърши двойно харчене на монети?
Нека разгледаме пример:
Да приемем, например, че общата изчислителна мощност на мрежата на Bitcoin е 550 ExaHash/s. Rogue Inc, която контролира 200 ExaHash/s, прави голяма покупка на недвижим имот и възнамерява да плати с Bitcoin. Въпреки това, Rogue също планира да се опита да похарчи същите монети два пъти (double-spend). Продавачът казва на Rogue, че ще изчака шест потвърждения, преди да предаде нотариалните актове. За да осъществи double-spend атака, Rogue трябва тайно да изгради алтернативен клон в блокчейна, като копае по-дълга верига, съдържаща double-spend транзакцията. След като продавачът види шест потвърждения, съдържащи неговата транзакция, и предаде актива, Rogue трябва да качи всички блокове, които е изкопала в новия клон, превръщайки го в най-дългата верига. Колко възможно е това?
Във всеки един момент вероятността Rogue да изкопае следващия блок е 200/550 = 0,36. Дори Rogue да е най-големият миньорски пул, вероятността честните миньори да намерят следващия блок е 1 - 0,36 = 0,64. Блоковете трябва да се копаят много по-бързо в честната верига. Но да кажем, че Rogue има късмет, изкопава блок и го пази в тайна. След това се опитва да изкопае още един блок в този таен клон. Обаче честната верига изкопава блок и излиза напред, като изкопава още един, преди Rogue да изкопае своя втори блок.
Тогава Rogue се отказва. Защо?
| Наваксани блокове | 1% | 10% | 36% (Rogue) | 51% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.010101 | 0.111111 | 0.562500 | 1.0 |
| 2 | 0.010102 | 0.012346 | 0.316406 | 1.0 |
| 3 | 1.0e-06 | 0.001372 | 0.177919 | 1.0 |
| 4 | 1.0e-08 | 0.000152 | 0.100113 | 1.0 |
| 5 | 1.0e-10 | 0.000017 | 0.056314 | 1.0 |
| 6 | 1.0e-12 | 1.9e-06 | 0.031676 | 1.0 |
Източник: Въз основа на таблица в Grokking Bitcoin от Kalle Rosenbaum
Rogue осъзнава, че няма достатъчно hash rate, за да постигне double spend, въпреки че контролира 36% от hash rate на Bitcoin. За да бъде успешна, трябва да изкопае още четири блока, за да изпревари честната верига. Въпреки огромната си изчислителна мощ и контрола върху 36% от мрежата, шансовете на Rogue за успех са само 0.100113.
Включва се теорията на игрите
Шансовете на Rogue за успех са ужасни, но става още по-зле. За всяка минута, в която продължава да опитва, Rogue изразходва огромно количество електроенергия. Всичко това ще е било напразно. Освен това, за всеки блок, който не изкопае честно, Rogue губи наградата за блока, която в момента е 3.125 монети на блок, оценени на над 550 000 лв. в момента.
Основната причина за провала на Rogue беше, че продавачът на недвижимия имот изиска шест потвърждения. Колкото повече потвърждения са необходими, толкова по-трудно е за нечестните миньори да изградят алтернативни вериги от блокове. Всъщност, при много голяма транзакция, продавачът може да изиска повече потвърждения. Например, десет потвърждения (които трябва да отнемат около 100 минути) биха намалили шансовете на Rogue за успех до едва 0.003.
По този начин теорията на игрите около копаенето гарантира, че всички са стимулирани да действат честно и да не пилеят изчислителни ресурси или да се отказват от наградите за блок. Освен това, в интерес на всички миньори е мрежата на Bitcoin да бъде сигурна и надеждна. Това гарантира, че огромната им инвестиция в изчислителна мощ е защитена. Ако мрежата бъде успешно атакувана, пазарната стойност на монетите ще спадне драстично, тъй като доверието в мрежата ще бъде подкопано.
6.1.3 Централизацията на копаенето заплаха ли е?
Както се вижда в таблицата по-горе, централизацията на копаенето може да представлява потенциална заплаха за защитата на Bitcoin срещу double-spend, тъй като увеличава вероятността от 51% атака – сценарий, при който един миньор или група миньори контролира повече от половината от изчислителната мощ на мрежата. Ако това се случи, контролиращият субект теоретично може да промени скорошни транзакции или да се опита да направи double-spend, като пренапише счетоводната книга, което му позволява да похарчи едни и същи монети повече от веднъж.
Подобна ситуация подкопава целостта на мрежата на Bitcoin, като дава непропорционално влияние върху валидирането на транзакции на малък брой участници. Въпреки това, макар и теоретично възможно, извършването на 51% атака би било изключително сложно и скъпо, изискващо огромни изчислителни ресурси, електроенергия и координация, което вероятно би надхвърлило потенциалните ползи от опита за double-spend.
Съществуват механизми, които помагат да се ограничат рисковете от централизация на копаенето. Миньорските пулове, например, позволяват на по-малките миньори да обединяват ресурси и да споделят наградите за блок, намалявайки доминацията на който и да е отделен субект. Макар това да е полезен начин малките миньори да участват в мрежата, съществува риск субектът, който контролира пула, да се държи злонамерено и да се опита да атакува мрежата. Въпреки това, прозрачността на счетоводната книга на Bitcoin означава, че всяка концентрация на изчислителна мощ е видима, което предупреждава общността за потенциални рискове и позволява предприемането на мерки. Миньорите са много наясно, че всяка атака срещу мрежата на Bitcoin крие сериозен риск за стойността ѝ, затова е много лесно за малките миньори да преминат към нов пул, за да избегнат използването на тяхната изчислителна мощ за злонамерени цели. Макар рискът да не е нулев, отвореният и разпределен характер на екосистемата на Bitcoin, в комбинация с високата цена на една атака, прави централизацията на копаенето по-скоро теоретична заплаха, отколкото непосредствена, тъй като поддържането на такъв контрол за продължителни периоди би било финансово неизгодно за всеки нападател.
6.1.4 По-широкото въздействие на цифровата оскъдност
Биткойн промени начина, по който мислим за оскъдността в дигиталната сфера. Тъй като дигиталните стоки – като софтуер, музикални файлове, електронни книги и онлайн съдържание – притежават характеристики, които ги отличават от физическите стоки, те могат да бъдат възпроизвеждани с незначителни разходи и споделяни мигновено. За разлика от физическите предмети, които са ограничени от материални фактори като производствени разходи и ограничения за съхранение, дигиталните стоки съществуват като данни, които могат да се дублират безкрайно без загуба на качество. Това означава, че докато физическите стоки са по природа оскъдни поради тези материални ограничения, дигиталните стоки традиционно са били изобилни, без вградени механизми за ограничаване на предлагането.
Важно е да се отбележи, че дигиталните стоки са невзаимозаменяеми. Това означава, че потреблението на дадена дигитална стока от един човек не намалява наличността ѝ за други. Например, когато една песен се изтегли, тя може да бъде копирана и разпространявана неограничен брой пъти без загуба на полезност. Исторически това изобилие създава предизвикателство за създаване на стойност, тъй като традиционният икономически модел на търсене и предлагане се изкривява, когато предлагането е, поне теоретично, неограничено. В отговор на това, системите за управление на дигитални права (DRM) и други изкуствени мерки за оскъдност се опитват да ограничат достъпа. Въпреки това, тези механизми могат да бъдат заобиколени и прехвърлят доверието към централизирани органи. Иновацията на Биткойн се състои в това, че решава този проблем по естествен начин, превръщайки се в първия дигитален актив, който въвежда оскъдност чрез децентрализирана технология, без да разчита на тези традиционни ограничения.
Биткойн играе преобразяваща роля в създаването на дигитална оскъдност, като въвежда протокол, който налага краен лимит на предлагането. Лимитът от 21 милиона монети е твърдо заложен в протокола и този лимит не може да бъде променен без консенсус на мрежата, т.е. всички хиляди участници по света, които управляват Биткойн възли. По този начин Биткойн създаде актив, който имитира крайния характер на физическите стоки, като златото, докато съществува изцяло в дигиталната сфера. Ограничението на предлагането е фундаментално за стойността на Биткойн и се поддържа чрез комбинация от криптография, механизми за консенсус и прозрачен, отворен код. Това гарантира, че всички участници в мрежата спазват едни и същи правила, както и че са мотивирани от ключовия икономически стимул да гарантират, че предлагането на монети е абсолютно и доказуемо крайно.
Като решава проблема с двойното харчене, Биткойн предотвратява инфлация или дублиране на актива – предизвикателство, което е измъчвало предишни експерименти с дигитални пари. В рамките на Биткойн няма единен орган, който да контролира предлагането, което го прави имунизиран срещу централна манипулация от типа, наблюдаван във фиатната парична система, като произволно печатане на пари или обезценяване. Тази иновация позволява на Биткойн да служи като средство за съхранение на стойност и защита срещу инфлация, което му дава уникална позиция, подобна на „дигитално злато“ – оскъден дигитален ресурс с проверима стойност.
6.1.5 Заключение
В заключение, все по-широко се разбира, че иновацията на Биткойн за дигитална оскъдност преосмисли понятието за пари. Въпреки това понякога се пренебрегва фактът, че Биткойн също така трансформира дигиталния свят, като реши дългогодишния проблем със създаването на оскъдност в по природа изобилен дигитален свят. Биткойн ефективно въведе нова категория дигитален актив, който отразява качествата на физическите стоки.
Този пробив показва, че децентрализирана система може да установи оскъдност, неизменяемост и стойност независимо от какъвто и да е централен орган. Освен това, тя може да има приложения отвъд парите, тъй като вдъхнови цяла област от изследвания и развитие около тази технология.
Гледайки напред, моделът на Биткойн за дигитална оскъдност оформя бъдещето на парите и съхранението на стойност. С нарастващите опасения за инфлация и въпросите около управлението на фиатните валути, фиксираното предлагане на Биткойн го прави все по-привлекателен като защита срещу традиционната финансова нестабилност.
В крайна сметка, откритието на Биткойн за дигитална оскъдност може да отбележи началото на промяна в парадигмата, при която дигиталните активи с призната оскъдност и проверимо доверие получават признание като ценни компоненти на съвременната икономика, създавайки основа за бъдещето на децентрализираните финанси и дигиталната собственост. Това има значителни последици за областта на икономиката – Биткойн предостави модел за това как оскъдността и стойността могат да съществуват в дигитална форма.
Освен дигиталната оскъдност, Биткойн е и първият пример за абсолютна оскъдност – единствената ликвидна стока (дигитална или физическа) с фиксирано количество, което не може да бъде увеличено по никакъв начин. До изобретяването на Биткойн, оскъдността винаги беше относителна, никога абсолютна.
Сайфедин Амус
Бележки
- Най-дългата верига се приема от Биткойн възлите като най-валидната версия на счетоводната книга и се определя като веригата, за чието изграждане е вложено най-много усилие (или най-голямо доказателство за работа). Повече информация тук: https://learnmeabitcoin.com/technical/blockchain/longest-chain/