6.1 Objevení digitální vzácnosti
S Bitcoinem byl objeven nový druh komodity… digitální komodita, kterou generují počítače a která je částečně určena pro počítače. Lidstvo má za sebou historii významných vynálezů. V učebnicích dějepisu budoucnosti bude Bitcoin uveden jako jeden z nich.
Prof. Dr. Philipp Sander
6.1.0 Vzácnost v ekonomii
V oblasti ekonomie je dobře známo, že vzácnost je klíčovým principem, který určuje hodnotu. Zboží a služby, po kterých je velká poptávka, se stávají cennějšími, pokud je nabídka natolik omezená, že poptávku nelze snadno uspokojit. Vzácnost navíc zvyšuje konkurenci a je hnacím motorem objevování cen na trhu. Na trhu se svobodnou, férovou a otevřenou konkurencí by se ceny měly ustálit v bodě, kde se setkává nabídka s poptávkou.
Zdroje, po kterých je velká poptávka, lze považovat za cennější, pokud jsou konečné nebo obtížněji dostupné. To může podnítit zvýšenou poptávku po tomto zdroji, protože účastníci trhu mezi sebou soutěží o přístup k němu. Tento dynamický proces lze pozorovat u přírodních zdrojů, jako jsou drahé kovy, ropa nebo tzv. „měkké komodity“, například potraviny. Vzácnost tedy stojí v základu ekonomického rozhodování, alokace zdrojů a nákladů obětované příležitosti. Ve světě neomezených zdrojů by bylo vše stejně dostupné a mělo by velmi nízkou hodnotu. Oproti tomu vzácnost vnáší hodnotu a podporuje obchod, investice a inovace, protože nutí společnosti efektivně spravovat omezené zdroje.
6.1.1 Výzva digitální vzácnosti
Problém digitální vzácnosti spočívá v tom, jak snadno lze digitální informace kopírovat a šířit. Digitální informace je ze své podstaty obtížnější zabezpečit než fyzická, protože na rozdíl od fyzického zboží – některé z nich
přirozeně vykazují vzácnost díky materiálním omezením – digitální položky jako hudební soubory, dokumenty nebo obrázky lze kopírovat donekonečna prakticky bez nákladů.
Tradičně znamenala snadná kopírovatelnost digitálních dat, že tato aktiva nemohla mít stejnou ekonomickou hodnotu jako fyzická, protože jim chyběla jakákoli vynutitelná vzácnost. U digitálních peněz je to obzvlášť problematické a označuje se to jako problém „dvojího utracení“, kdy lze jednu digitální jednotku (např. token nebo měnu) zkopírovat a utratit vícekrát, čímž ztrácí hodnotu. Pokud je možné měnu utratit dvakrát, ztrácí hodnotu tím, že je nerozeznatelná od padělaných nebo podvodných prostředků.
Tradičně tento problém řeší centralizované finanční instituce, jako jsou banky, tím, že vedou účetní knihu, která ověřuje každou transakci a podle toho odečítá zůstatky, čímž zajišťují, že jakmile jsou peníze utraceny, nelze je znovu použít stejným majitelem účtu. Tento přístup však vyžaduje důvěryhodnou centrální autoritu nebo „orákulum“, které spravuje a ověřuje transakce, což vytváří závislost a jediný bod kontroly. Mít centralizované orákulum informací činí digitální aktiva zranitelnými vůči manipulaci a cenzuře.
Pro decentralizovaný, na důvěře minimálně závislý systém jako je Bitcoin, kde neexistuje žádná centrální autorita dohlížející na transakce, je zabránění dvojímu utracení obrovskou výzvou. Bez mechanismu, který by zajistil jedinečnost každé transakce, by byl Bitcoin zranitelný vůči zneužití, což by jej činilo nepraktickým jako uchovatele hodnoty a spolehlivé platební médium. Bitcoin řeší problém dvojího utracení prostřednictvím decentralizované účetní knihy, kde jsou transakce potvrzovány tisíci účastníků sítě současně. Tento mechanismus umožňuje Bitcoinu udržovat neměnný záznam každé transakce a zajišťuje, že každá mince může být utracena pouze jednou.
Toto řešení vytváří digitální vzácnost bez nutnosti centrální kontroly. Bitcoin přináší první úspěšné řešení digitální vzácnosti a otevírá cestu pro ekosystém digitálních aktiv s minimální důvěrou a vzácností způsobem, který byl dříve považován za nemožný.
6.1.2 Prosazování digitální vzácnosti pomocí Bitcoinu
Navrhujeme řešení problému dvojího utracení pomocí peer-to-peer distribuovaného serveru s časovým razítkem, který generuje výpočetní důkaz o chronologickém pořadí transakcí. Systém je bezpečný, pokud poctivé uzly společně ovládají více výpočetního výkonu než jakákoli spolupracující skupina útočících uzlů.
Satoshi Nakamoto
Satoshi Nakamoto vytvořil Bitcoin jako inženýrské řešení problémů spojených s fiat měnou. Toto řešení však vyžadovalo, aby Satoshi objevil způsob, jak prosadit absolutní digitální vzácnost. K tomu Satoshi vyvinul open-source komunikační protokol, který běží na decentralizované síti počítačů, tzv. uzlů. Každý z těchto uzlů uchovává lokálně ověřitelnou kopii neměnné účetní knihy, tzv. blockchainu nebo timechainu. Protokol Bitcoinu definuje pravidla a decentralizovaná síť nezávisle ověřuje transakce, přičemž se řídí stejnými pravidly bez nutnosti centrální autority.
Vzácnost Bitcoinu přispívá k jeho roli uchovatele hodnoty. Podobně jako zlato je Bitcoin cenný nejen díky omezené nabídce, ale také kvůli úsilí potřebnému k „těžbě“ nebo vytvoření nových mincí. Těžba Bitcoinu (proces, který udržuje účetní knihu a vydává nové mince) je nákladný, energeticky náročný proces, který připomíná fyzickou těžbu nerostů ze země. Tento digitální „důkaz prací“ vynucuje omezení produkce, které staví Bitcoin na úroveň hmatatelných komodit a dává mu vlastnosti trvanlivosti a ověřitelnosti, které tradiční digitální zboží postrádá. Vestavěná obtížnost a klesající tempo vydávání nových mincí prostřednictvím pravidelných „halvingů“ vytváří ekonomickou strukturu, v níž se nabídka Bitcoinu v čase stává stále vzácnější, což zvyšuje jeho atraktivitu jako dlouhodobého uchovatele hodnoty.
Jak je digitální vzácnost vynucována?
Řešení Bitcoinu pro problém dvojího utracení spočívá v použití decentralizované a veřejně přístupné účetní knihy. Účetní knihu Bitcoinu si lze představit jako neměnnou databázi, která zaznamenává každou transakci v sekvenčním řetězci časově označených bloků. Každý blok je přísně chronologický a obsahuje transakce, které byly ověřeny a přijaty účastníky sítě. Každý blok je propojen s předchozím, čímž vzniká trvalý záznam, který je distribuován mezi tisíce uzlů po celém světě. Uchováváním a sdílením této účetní knihy v decentralizované síti Bitcoin eliminuje potřebu centrální autority pro potvrzování transakcí. Když dojde k bitcoinové transakci, uzly v síti ji nezávisle ověřují a zajišťují, že každá je utracena pouze jednou. Tato sdílená účetní kniha také činí síť extrémně obtížně napadnutelnou nebo měnitelnou, protože jakákoli změna by vyžadovala souhlas většiny účastníků sítě.
Mechanismus Proof-of-Work (PoW) Bitcoinu dále posiluje ochranu proti dvojímu utracení tím, že vyžaduje, aby těžaři vyřešili kryptografický problém, aby získali oprávnění ověřit nové transakce a vytvořit nový blok. Tento proces, známý jako těžba, vyžaduje výpočetní výkon a přidává úroveň obtížnosti a nákladů na změnu účetní knihy. Každý blok přidaný do účetní knihy musí obsahovat kryptografické propojení s předchozím blokem, což upevňuje integritu řetězce a brání manipulaci.
Úlohou uzlu je uchovávat nejaktuálnější kopii účetní knihy, která obsahuje úplnou historii transakcí. Uzly udržují těžaře „poctivé“, protože ověřují, že nedošlo k dvojímu utracení a že všechny mince byly vytvořeny v souladu s emisním plánem Bitcoinu. Každý uživatel Bitcoinu může provozovat uzel a ověřit si vlastnictví mincí bez nutnosti důvěřovat třetí straně. V Bitcoinu není potřeba autorit k řešení sporů, protože jakákoli transakce zahrnutá v bloku je objektivně platná.
Jak by mohl útočník ovládnout síť Bitcoinu?
Pokud by útočník chtěl změnit minulou transakci, aby uspěl v útoku dvojího utracení, musel by znovu provést Proof-of-Work pro tento blok a všechny následující bloky, a to v konkurenci se souhrnným výpočetním výkonem celé sítě. Tento bezpečnostní mechanismus zajišťuje, že pokud by se někdo pokusil o dvojí utracení, musel by ovládat více než 50 % těžebního výkonu sítě, aby uspěl. Tomu se říká 51% útok.
V raných letech Bitcoinu, kdy bylo možné, aby jednotlivci vytvářeli nebo těžili nové bloky pomocí běžně dostupného výpočetního hardwaru, bylo alespoň teoreticky možné nasadit dostatek výpočetního výkonu k úspěšnému provedení 51% útoku. Dnes kombinovaný výpočetní výkon sítě Proof-of-Work přesahuje 700 ExaHash/s. To znamená, že těžební počítače dohromady počítají více než 700 kvintilionů hashů (kryptografických výpočtů) každou sekundu. Dostali jsme se do bodu, kdy obrovské náklady a koordinace potřebné k přepsání účetní knihy a úspěšnému provedení 51% útoku činí dvojí utracení v praxi neproveditelným.
Potvrzení a reorganizace
Další vrstvu ochrany (která je někdy přehlížena) představuje proces potvrzování transakcí v Bitcoinu. Když je transakce poprvé vyslána do sítě, je považována za nepotvrzenou a je zařazena do tzv. „mempoolu“, kde čeká na zařazení do bloku a ověření těžaři. Jakmile je transakce přidána do bloku, je považována za „potvrzenou“. Každý další blok přidaný po tomto je počítán jako další potvrzení pro danou transakci. Zatímco transakce je považována za oficiální po jednom potvrzení, za definitivní je považována až po dalších potvrzeních.
Pro plnou bezpečnost uživatelé Bitcoinu často čekají na více potvrzení (obvykle šest), protože každý další blok přidaný do blockchainu dále zabezpečuje transakci a dramaticky snižuje pravděpodobnost úspěšného pokusu o dvojí utracení. Tento proces potvrzování vytváří časové okno, během kterého jsou transakce finalizovány.
Proč čekat na šest potvrzení?
Uživatelé Bitcoinu čekají na další potvrzení, protože je možné, že nejnovější blok transakcí může být odstraněn z řetězce bloků, pokud již není součástí nejdelšího řetězce. Je důležité si uvědomit, že těžba je soutěž mezi velmi velkými fondy výpočetního výkonu. Proto je možné, že dva soupeřící těžaři najdou platné kryptografické řešení a téměř současně přidají samostatné bloky do řetězce. Pokud k tomu dojde, řetězec se v podstatě rozdělí. Těžaři se pak snaží přidávat bloky do každé větve řetězce. Jakmile je však vytěžen další blok, nejdelší řetězec1 (definovaný jako řetězec s největším investovaným proof-of-work) je ten, který převládne, a blok na kratším řetězci je „osamocený“ a je neplatný. Všechny transakce v osamoceném bloku jsou vráceny do mempoolu k zařazení do pozdějšího platného bloku. Tento proces se nazývá reorganizace nebo jednoduše „reorg“.
Špatný aktér, který se pokouší o dvojí utracení, musí ovládnout síť dostatečně dlouho, aby mohl provést „reorg“ řetězce. Jak jsme viděli výše, získání celkové kontroly vyžaduje obrovské množství výpočetního výkonu, ale co když velká těžební operace – která hypoteticky ovládá něco málo přes třetinu veškerého výpočetního výkonu v síti – zkusí dvojí utracení mincí?
Pojďme si projít příklad:
Řekněme například, že celkový těžební výkon Bitcoin sítě je 550 ExaHash/s. Firma Rogue Inc, která ovládá 200 ExaHash/s, provede velký nákup nemovitosti a má v úmyslu zaplatit v Bitcoinu. Rogue však také plánuje pokusit se o dvojí utracení stejných mincí. Prodávající řekne firmě Rogue, že počká na šest potvrzení, než předá listiny k nemovitosti. Aby mohl Rogue provést útok dvojího utracení, musí tajně vytěžit alternativní větev v řetězci, která bude delší a bude obsahovat transakci s dvojím utracením. Jakmile prodávající uvidí šest potvrzení obsahujících jeho transakci a předá majetek, musí Rogue nahrát všechny bloky, které vytěžil v nové větvi, čímž ji učiní nejdelším řetězcem. Jak reálné to je?
V každém okamžiku je pravděpodobnost, že Rogue vytěží další blok, 200/550 = 0,36. I když je Rogue největší těžební pool, pravděpodobnost, že poctiví těžaři najdou další blok, je 1 - 0,36 = 0,64. Bloky by tedy měly být těženy mnohem rychleji na poctivém řetězci. Ale řekněme, že Rogue má štěstí, vytěží blok a nechá si ho v tajnosti. Poté se pokusí vytěžit další blok na této tajné větvi. Nicméně poctivý řetězec vytěží blok a získá náskok tím, že vytěží další, ještě než Rogue vytěží svůj druhý blok.
Rogue to pak vzdá. Proč?
| Dohnat bloky | 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 |
Zdroj: Na základě tabulky v knize Grokking Bitcoin od Kalle Rosenbauma
Rogue si uvědomuje, že nemá dostatečný hash rate na provedení dvojího utracení, i když ovládá 36 % hash rate Bitcoinu. Aby byl úspěšný, musí vytěžit ještě čtyři další bloky, aby předběhl poctivý řetězec. Navzdory svému obrovskému výpočetnímu výkonu a ovládání 36 % sítě má Rogue šanci na úspěch pouze 0,100113.
Nastupuje teorie her
Šance Rogue na úspěch jsou mizerné, ale je to ještě horší. Každou minutu, kdy to zkouší, Rogue spotřebovává obrovské množství elektřiny. To vše bude zbytečné. Navíc za každý blok, který nevytěží poctivě, Rogue přichází o blokovou odměnu, která je aktuálně 3,125 mincí za blok, což má v současnosti hodnotu přes 7 000 000 Kč.
Hlavním důvodem neúspěchu Rogue bylo to, že prodávající nemovitosti požadoval šest potvrzení. Čím více potvrzení je potřeba, tím těžší je pro nepoctivé těžaře vytvořit alternativní řetězec bloků. U velmi velkých transakcí může prodávající požadovat ještě více potvrzení. Například deset potvrzení (což by mělo trvat asi 100 minut) by snížilo šanci Rogue na úspěch na pouhých 0,003.
Tímto způsobem teorie her kolem těžby zajišťuje, že všichni mají motivaci jednat poctivě a neplýtvat výpočetními zdroji ani nepřicházet o blokové odměny. Navíc je v zájmu všech těžařů, aby byla síť Bitcoin bezpečná a spolehlivá. To zajišťuje ochranu jejich obrovských investic do výpočetního výkonu. Pokud by byla síť úspěšně napadena, tržní hodnota mincí by dramaticky klesla, protože důvěra v síť by byla narušena.
6.1.3 Je centralizace těžby hrozbou?
Jak je vidět v tabulce výše, centralizace těžby může představovat potenciální hrozbu pro ochranu Bitcoinu před dvojím utracením, protože zvyšuje pravděpodobnost útoku 51 % – scénáře, kdy jeden těžař nebo skupina těžařů ovládá více než polovinu výpočetního výkonu sítě. Pokud by k tomu došlo, mohl by tento subjekt teoreticky upravit nedávné transakce nebo se pokusit o dvojí utracení přepsáním účetní knihy, což by mu umožnilo utratit stejné mince vícekrát.
Taková situace podkopává integritu Bitcoin sítě tím, že dává nepřiměřený vliv na ověřování transakcí několika aktérům. I když je to teoreticky možné, provedení útoku 51 % by bylo stále velmi složité a nákladné, vyžadovalo by obrovské výpočetní zdroje, elektřinu a koordinaci, což by pravděpodobně převážilo nad potenciálními výhodami pokusu o dvojí utracení.
Existují opatření, která pomáhají omezit rizika centralizace těžby. Těžební pooly například umožňují menším těžařům spojit zdroje a sdílet blokové odměny, čímž snižují dominanci jednoho subjektu. I když je to užitečný způsob, jak se malí těžaři mohou zapojit do sítě, existuje riziko, že subjekt ovládající pool se může chovat nepoctivě a pokusit se zaútočit na síť. Transparentnost účetní knihy Bitcoinu však také znamená, že jakákoli koncentrace těžebního výkonu je viditelná, což upozorňuje komunitu na potenciální rizika a umožňuje přijmout protiopatření. Těžaři si velmi dobře uvědomují, že jakýkoli útok na Bitcoin síť vážně ohrožuje její hodnotu, proto je pro malé těžaře velmi snadné přejít do nového poolu, aby jejich těžební výkon nebyl zneužit. I když riziko není nulové, otevřená a distribuovaná povaha ekosystému Bitcoinu v kombinaci s vysokými náklady na útok činí centralizaci těžby spíše teoretickou hrozbou než bezprostřední, protože udržet takovou kontrolu po delší dobu by bylo pro útočníka finančně neudržitelné.
6.1.4 Širší dopad digitální vzácnosti
Bitcoin změnil způsob, jakým přemýšlíme o vzácnosti v digitálním světě. Digitální statky – jako jsou software, hudební soubory, e-knihy a online obsah – mají vlastnosti, které je odlišují od fyzických statků: lze je reprodukovat s minimálními náklady a sdílet okamžitě. Na rozdíl od fyzických předmětů, které jsou omezeny materiálními náklady na výrobu a skladování, digitální statky existují jako data, která lze nekonečně kopírovat bez ztráty kvality. To znamená, že zatímco fyzické statky jsou přirozeně vzácné kvůli těmto materiálním omezením, digitální statky byly tradičně hojné a postrádaly jakýkoli zabudovaný mechanismus pro omezení nabídky.
Důležité je, že digitální statky jsou nerivalitní. To znamená, že spotřeba digitálního statku jednou osobou nesnižuje jeho dostupnost pro ostatní. Například když si někdo stáhne píseň, může být tato píseň kopírována a distribuována neomezeněkrát bez ztráty užitné hodnoty. Tato hojnost historicky představuje výzvu pro vytváření hodnoty, protože tradiční ekonomický model nabídky a poptávky je narušen, když je nabídka – alespoň teoreticky – neomezená. V reakci na to byly zavedeny systémy správy digitálních práv (DRM) a další umělé způsoby vzácnosti, které se snaží omezit přístup. Tyto mechanismy však lze obejít a přesouvají důvěru na centralizované autority. Inovace Bitcoinu spočívá v tom, že tento problém řeší nativně – je prvním digitálním aktivem, které zavádí vzácnost prostřednictvím decentralizované technologie, aniž by se spoléhalo na tradiční omezení.
Bitcoin hraje zásadní roli při zavádění digitální vzácnosti tím, že přináší protokol, který vynucuje konečnou nabídku. Limit 21 milionů mincí je pevně zakódován v protokolu a tento limit nelze změnit bez konsenzu celé sítě, tedy všech tisíců účastníků po celém světě, kteří provozují Bitcoin uzly. Tímto způsobem Bitcoin vytvořil aktivum, které napodobuje konečnou povahu fyzických komodit, jako je zlato, a přitom existuje výhradně v digitálním světě. Tento strop nabídky je zásadní pro hodnotu Bitcoinu a je zajištěn kombinací kryptografie, konsenzuálních mechanismů a transparentního open-source kódu. To zajišťuje, že všichni účastníci sítě dodržují stejná pravidla a zároveň jsou motivováni klíčovým ekonomickým stimulem, aby byla nabídka mincí naprosto a prokazatelně konečná.
Tím, že Bitcoin vyřešil problém dvojí útraty, zabraňuje inflaci nebo duplikaci aktiva – což byla výzva, která sužovala předchozí pokusy o digitální peníze. V rámci Bitcoinu žádná jediná autorita neovládá nabídku, což jej činí imunním vůči centrální manipulaci, jakou známe z fiat měnového systému, například svévolného tištění peněz nebo znehodnocování měny. Tato inovace umožňuje Bitcoinu sloužit jako uchovatel hodnoty a zajištění proti inflaci, čímž získává jedinečné postavení podobné „digitálnímu zlatu“ – vzácnému digitálnímu zdroji s ověřitelnou hodnotou.
6.1.5 Závěr
Závěrem lze říci, že se stále více uznává, že inovace Bitcoinu v oblasti digitální vzácnosti předefinovala pojetí peněz. Někdy se však přehlíží, že Bitcoin také proměnil digitální prostředí tím, že vyřešil dlouhodobý problém vytváření vzácnosti v přirozeně hojném digitálním světě. Bitcoin tak účinně zavedl novou kategorii digitálního aktiva, které odráží vlastnosti fyzických komodit.
Tento průlom ukazuje, že decentralizovaný systém může vytvořit vzácnost, neměnnost a hodnotu nezávisle na jakékoli centrální autoritě. Navíc může mít využití i mimo oblast peněz, protože inspiroval celý obor výzkumu a vývoje této technologie.
S výhledem do budoucna model digitální vzácnosti Bitcoinu formuje budoucnost peněz a uchovávání hodnoty. Jak se obavy z inflace a otázky ohledně správy fiat měn stávají stále více uznávanými, pevně stanovená nabídka Bitcoinu jej činí stále atraktivnějším jako zajištění proti tradiční finanční nestabilitě.
Objev digitální vzácnosti v Bitcoinu může nakonec znamenat začátek změny paradigmatu, kdy digitální aktiva s uznávanou vzácností a ověřitelnou důvěrou získávají uznání jako hodnotné součásti moderní ekonomiky a vytvářejí základ pro budoucnost decentralizovaných financí a digitálního vlastnictví. To má zásadní dopady na oblast ekonomie – Bitcoin poskytl model, jak může vzácnost a hodnota existovat v digitální podobě.
Kromě digitální vzácnosti je Bitcoin také prvním příkladem absolutní vzácnosti – jedinou likvidní komoditou (digitální nebo fyzickou) s pevně stanoveným množstvím, které nelze žádným způsobem navýšit. Až do vynálezu Bitcoinu byla vzácnost vždy relativní, nikdy absolutní.
Saifedean Ammous
Poznámky
- Nejdelší řetězec je uzly Bitcoinu považován za nejplatnější verzi účetní knihy, protože je definován jako řetězec, jehož vytvoření stálo nejvíce úsilí (nebo největší důkaz práce). Více informací zde: https://learnmeabitcoin.com/technical/blockchain/longest-chain/