Трилема безпеки та майбутнє Bitcoin

Рафаель Ауер є головним економістом відділу інновацій та цифрової економіки Банку міжнародних розрахунків (BIS). Його дослідження зосереджено на питаннях, пов’язаних з криптовалютами, стейблкойнами та цифровою валютою центрального банку. Погляди, висловлені тут, належать йому і не обов’язково відображають погляди BIS.

Неминуче скорочення «блокової субсидії» вдвічі створює фундаментальну загрозу для Bitcoin. Кожного разу, коли новий блок додається до блокчейну, кількість нового біткоіни створюється та виплачується майнеру, який додає блок. Оскільки майнери змагаються за цю субсидію, вони підвищують складність системи, ускладнюючи так звані 51% атак щоб досягти успіху. Але субсидія з часом зменшиться, дуже скоро вдвічі до 6,25 біткойнів за блок, так що загальна пропозиція монет в кінцевому підсумку досягне 21 мільйона. І оскільки субсидії скорочуються, Bitcoin може стати жертвою атак 51%, як це вже сталося з меншими криптовалютами.

Рафаель Ауер є спікером Consensus: Distributed, безкоштовної віртуальної конференції CoinDesk, яка проходитиме 11-15 травня. Зареєструватися тут.

Тим не менш, майбутнє, в якому Bitcoin страждатиме від атак 51%, є лише ONE із можливих результатів. У цій колонці я вводжу поняття «трилеми безпеки», щоб проілюструвати, як екосистема Bitcoin може розвиватися в міру зменшення субсидії. Ця трилема стосується компромісів, які впливають на те, наскільки добре Bitcoin може функціонувати без блокової субсидії.

Дивіться також: Пояснення щодо халвінгу Bitcoin

Простіше кажучи, «ви T можете мати все це», і, як тільки субсидія зменшиться за певну межу, користувачам доведеться піти на компроміс принаймні в ONE з трьох вимірів. У майбутньому Bitcoin або стане більш централізованим (тобто покладатиметься на інституції для функціонування), або його ліквідність може вичерпатися, або його пропозиція повинна перевищити початково передбачені 21 мільйон монет.

Роль блокової субсидії для безпеки платежів

Неможливо переоцінити ступінь, до якого Bitcoin залежить від блокової субсидії. Дивлячись на це питання в BIS робочий документ, я показав Криптовалюта , на яку покладається підтвердження роботи Для забезпечення остаточності платежу застосовуються два економічні обмеження.

Перший полягає в надзвичайних витратах на забезпечення остаточного платежу протягом розумного проміжку часу. Для початку дохід майнерів має бути дуже високим, щоб стримувати 51% атак. Згідно з моїми підрахунками, щоб платежі стали незворотними протягом шести блоків (тобто приблизно ONE години), дохід майнерів повинен складати 8,3% від обсягу транзакції – кратне комісії за транзакції, які зараз стягуються в сучасних звичайних платіжних сервісах.

Bitcoin або стане більш централізованим..., або його ліквідність може вичерпатися, або його пропозиція повинна перевищити початково передбачені 21 мільйон монет.

Друге обмеження полягає в тому, що лише комісії за транзакції Bitcoin не можуть створити адекватний рівень доходу для майнерів. Сьогодні користувачі сплачують середню комісію менше 1 долара за транзакцію. Кожен блок може включати приблизно до 3500 транзакцій, але загальний дохід від комісії все одно становить лише частину вартості субсидії блоку. Насправді субсидія зазвичай становить понад 99% від загального доходу (див. графік 1 нижче, ліворуч).

Незначний рівень комісій створює класичну «проблему безкоштовних транзакцій»: для будь-якої конкретної транзакції доказ роботи, а отже, рівень безпеки визначається на рівні її блоку. Натомість плата встановлюється кожним користувачем індивідуально. Хоча кожен користувач отримує вигоду, якщо майнер отримує високий дохід, у користувачів немає стимулу робити внесок у цей дохід за рахунок комісій, які вони сплачують. У сукупності ці спостереження свідчать про те, що ліквідність Bitcoin істотно погіршуватиметься з кожним халвінгом.

Оскільки дохід майнера падає, складність системи також падає, і користувачам доведеться чекати все довше, перш ніж вони зможуть безпечно вважати, що платіж пройшов. Необхідна кількість підтвердження доведеться збільшити. Моє дослідження (Графік 1, панель справа) показує, що до кінця цього десятиліття може минути кілька годин або навіть днів, перш ніж платежі стануть незворотними. Згодом – тобто після повного скасування блокової субсидії – час очікування може подовжитися до місяців.

Трилема безпеки: у пошуках плану Б для Bitcoin

Bitcoin почне функціонувати по-іншому, коли блокова субсидія впаде. ONE із варіантів, змодельований вище, полягає в тому, що транзакції вимагатимуть все більше підтверджень. Але це не єдиний можливий результат. Різноманітність сценаріїв можна візуалізувати, адаптувавши «Трілему масштабованості» Віталіка Бутеріна до конкретної перспективи Bitcoin.

Bitcoin стикається з «трилемою безпеки» та низкою можливих результатів (див. графік 2). Ця трилема означає, що з трьох властивостей, які сьогодні роблять Bitcoin бажаним для його шанувальників (дефіцит, децентралізація та ліквідний ринок блокчейн-торгівлі), потрібно буде йти на компроміс принаймні в ONE вимірі. Bitcoin може стати менш ліквідним, або його протокол може бути змінений так, що пропозиція зрештою перевищить 21 мільйон, або він може стати більш централізованим.

Сценарії з нижчою ліквідністю

Сценарії з нижчою ліквідністю означають, що торгівля Bitcoin в ланцюжку буде або значно повільнішою, або підлягатиме значно вищим комісіям, ніж зараз. Найпростіший сценарій полягає в тому, що система залишається незмінною, а комісії залишаються низькими, але потрібні додаткові підтвердження, як обговорювалося вище.

Однак існує й інший сценарій із зниженням ліквідності, який полягає у створенні вищих комісій. Цього можна, наприклад, досягти шляхом навмисного створення заторів. Коли щойно додані блоки вже мають максимальний розмір, дозволений протоколом, система перевантажується, і транзакції потрапляють у чергу. Користувачі, які хочуть негайно обробляти свої транзакції, починають встановлювати вищі комісії. Під час піку криптовалютного ажіотажу наприкінці 2017 року комісія за транзакції таким чином зросла до понад 50 доларів США за транзакцію (див. графік 1, ліворуч). У майбутньому така перевантаженість також може бути створена штучно, шляхом регулювання максимальної кількості транзакцій, які може обробити Bitcoin .

Сценарії з меншим дефіцитом

Дуже суперечливий сценарій передбачає суттєвий відхід від Початковий дизайн Накамото: продовження зростання пропозиції. Наприклад, ONE з варіантів обговорено Дослідниками Хасу, Прествічем і Кертісом є зміна протоколу, щоб пропозиція Bitcoin продовжувала зростати понад 21 мільйон – наприклад, на 1% щорічно. Це безпосередньо вирішило б проблему зменшення блокової субсидії. Однак, як зазначають Хасу та його колеги, такі пропозиції були сприйняті скептично з ряду причин. Основна з ONE полягає в тому, що багато хто зараз бачить дефіцит цифрових технологій як PRIME перевагу біткойна. Таким чином, хоча це залишається теоретичним варіантом, розширення пропозиції понад 21 мільйон виглядає малоймовірним сценарієм.

Сценарії з меншою децентралізацією

Третій набір можливих результатів передбачає меншу децентралізацію та певну інституціоналізацію. Це може мати кілька форм, включаючи гірничі картелі. Навіть сьогодні, у майнінгу домінує невелика кількість великих гравців. Це може бути великою проблемою, коли справа доходить до опір цензурі, але підсумок полягає в тому, що ці великі гравці мають стратегічні стимули для захисту транзакцій і таким чином захистити свої інвестиції в майнінгове обладнання.

У майбутньому, можливо, майнери можуть сформувати картелі, які координуватимуть один одного, щоб відповісти на будь-які атаки 51%. Дослідники Массачусетського технологічного інституту Мороз, Аронофф, Нарула та Паркс проаналізували потенціал для подвійні контратаки у випадку з одним майнером. Якщо буде задіяно кілька майнерів, це вимагатиме певної інституціоналізації, тобто угоди, яка гарантуватиме безперебійну співпрацю між майнерами.

Але інституціоналізація може мати й інші форми. Наприклад, це може включати "proof-of-stake", тобто заміна дорогих обчислень з підтвердженням роботи грою для ставок, яка фактично не потребує ресурсів. Чому це потребує інституціоналізації? З підтвердженням роботи майнери, як правило, Соціальні мережі найдовшому ланцюжку, вибираючи між блокчейнами, якщо вони конфліктуватимуть. З підтвердженням частки відсутність фактичної вартості відкриває двері для так тривалі напади.

Це проблема, яку Бутерін назвав «слабка суб'єктивність.” Це означає, що успішне впровадження proof-of-stake може спиратися на якусь центральну контактну точку, яка спрямовує новачків до «чесного» блокчейну. Залишається побачити, наскільки добре можуть працювати такі домовленості.

Останній варіант інституціоналізації передбачає зберігання та торгівлю поза мережею на регульованих біржах. Протягом багатьох років Bitcoin торгуються на спеціалізованих біржах, таких як Coinbase або Kraken. Зовсім недавно, деяка торгова діяльність розвинувся на Bakkt, дочірній компанії Intercontinental Exchange, власника Нью-Йоркської фондової біржі. У майбутньому більша частка торгівлі може перейти на такі регульовані ринки.

Звичайно, будь-який такий розвиток супроводжуватиметься регуляторними проблемами, подібними до тих, що існують на стандартних фінансових Ринки. Починаючи з Mt. Gox, за останні роки було втрачено або вкрадено криптовалюти на мільярди доларів, оскільки нерегульовані біржі виявилися шахрайськими або просто некомпетентними. Галузь могла б виграти від кращого регулювання. що неминучим Згідно з дослідженням BIS, регулювання не завжди є поганою новиною для криптовалют.

І регулювання також можна адаптувати до Технології криптовалют, як я описав в іншому BIS робочий документ. Ідея «вбудованого нагляду» полягає в тому, що фінансовий інспектор гарантує, що кошти, депоновані на біржі, повністю забезпечені Bitcoin холдингами в мережі. Доставка даних автоматизована, фінансовий інспектор безпосередньо зчитує баланс власності в блокчейні Bitcoin . Таким чином інвестори захищені, а адміністративне навантаження на криптобіржу зведено до мінімуму.

Дорога попереду: якщо не гроші, то що?

У міру того, як блокова субсидія падає, екосистемі Bitcoin доведеться змінитися – не для того, щоб рости, а лише для того, щоб обмежити наслідки. Майбутнє, ймовірно, передбачатиме постійний перехід до регульованих бірж із меншою кількістю анонімних угод на блокчейні та меншою роллю майнерів.

Оскільки це далеке від проголошеної революції, пропозиція CORE цінності Bitcoin , можливо, потребує переоцінки. Цілком ймовірно, довгострокова перспектива біткойна залежатиме від додатків, які можна змусити працювати поверх нього, і від того, наскільки добре такі додатки отримають тягу та принесуть дохід. У цьому CORE активі біткойна цілком може виявитися не стільки оригінальна Технології, що базується на доказі роботи, скільки велика спільнота шанувальників і розробників, а також півтінь уваги ЗМІ, яку він продовжує привертати.

Лише кілька років тому Bitcoin вважали майбутнім грошей. Але його численні обмеження підірвали це твердження. Зараз поширена думка, що це цифровий еквівалент золота. Але люди продовжуватимуть торгувати золотом тисячоліттями, тоді як мало хто наважиться зробити таку заяву щодо Bitcoin. Натомість небезпека полягає в тому, що Криптовалюта виявляється цифровим еквівалентом SAND, який повільно вислизає крізь пальці.