Блокчейн-индустрия находится на раннем этапе развития и сталкивается со многими ограничениями, внутренними и внешними, включая технические проблемы базовых технологий, скандалы и кражи, государственное регулирование и принятие со стороны общества.

 

Технические сложности

Существует ряд технических сложностей, связанных с конкретными блокчейн-технологиями и с моделью блокчейна в целом. Разработчикам известно об этих проблемах, для них предлагаются решения, и работа по их реализации сопровождается бурными дискуссиями. Инсайдеры имеют разные мнения о том, когда и как удастся решить эти задачи и перейти на следующие этапы развития блокчейн-индустрии. Кто-то считает, что стандартом де-факто станет распределенный журнал записей биткойна, который больше других заслуживает доверия, имеет самую крупную инфраструктуру и оказывает на сеть такое влияние, что единственным правильным решением будет его использование в качестве универсального стандарта. Другие специалисты создают новые блокчейны, например Ethereum, или криптотехнологии, вовсе не использующие блокчейн, такие как Ripple.

Одна из актуальных задач технологии биткойна – преодоление текущего ограничения в 7 транзакций в секунду, особенно в случае массового признания биткойна. Для сравнения: оператор кредитных карт VISA штатно обрабатывает 2 тыс. транзакций в секунду и может справляться с пиковыми нагрузками до 10 тыс. транзакций в секунду. К другим задачам относится безопасное увеличение размера блока, не приводящее к раздуванию распределенного журнала записей, борьба с уязвимостью майнинга к «атаке 51 %» и внесение в код изменений, не имеющих обратной совместимости. Рассмотрим вкратце основные сложности.

Пропускная способность

Сеть биткойна имеет потенциальную проблему с пропускной способностью: она обрабатывает только одну транзакцию в секунду (т/с), а текущий теоретический максимум – 7 т/с. Ведущие разработчики заверяют, что этот максимум будет повышен, когда возникнет такая необходимость. Один из способов обеспечения большей пропускной способности – увеличение размера блока биткойна, однако это приведет к проблемам раздувания объема распределенного журнала записей. Для сравнения приведем показатели других сетей, обрабатывающих транзакции:

• VISA: обычная нагрузка – 2 тыс. т/с, пиковая – 10 тыс. т/с;

• Twitter: обычная нагрузка – 5 тыс. т/с, пиковая – 15 тыс. т/с;

• рекламные сети – обычная нагрузка > 100 тыс. т/с.

Задержка

Сейчас каждая транзакция с участием блока биткойна обрабатывается 10 минут – это и есть минимальное время подтверждения транзакции. Для обеспечения достаточной безопасности придется ждать дольше, около часа, а если транзакция крупная, то еще дольше, чтобы снизить риск атаки с двойной тратой (в которой биткойны повторно тратятся путем отдельной транзакции до того, как получатель подтвердит получение причитающихся ему бит-койнов). Для сравнения: максимальное время ответа при первичной обработке транзакции VISA – несколько секунд.

Размер и скорость распространения

В конце 2014 года размер распределенного журнала записей биткойна составлял 25 ГБ, а в начале 2016 года – более 60 ГБ. Скачивание такого объема данных может занять целый день. Если число транзакций увеличится до показателей VISA (2 тыс. транзакций в секунду), то увеличение размера составит 1,42 ПБ в год или 3,9 ГБ в день. При скорости 150 тыс. т/с распределенный журнал записей будет расти на 214 ПБ в год. Биткойн-сообщество называет проблему увеличения размера блокчейна «раздуванием», и это позволяет предположить, что пользователи предпочитают журналы записей небольшого объема. Однако для настоящего масштабирования, необходимого для внедрения идеи блокчейна в широкие массы, журнал записей должен стать большим, а доступ к нему – более эффективным. Это наводит на мысли о централизации, поскольку для запуска полного узла биткойна (работающий в фоновом режиме сервер, хранящий и раздающий блокчейн) требуются ресурсы, и в настоящее время число полных узлов упало примерно до 7 тыс. серверов по всему миру.

О том, должны ли системы, на которых запущен полный узел, получать вознаграждение, ведутся дискуссии. 60 ГБ – это вроде бы не так много в современную эпоху больших данных, когда исследователи работают с терабайтами информации. Но исследовательские данные можно сжать, а блокчейн сжимать нельзя из соображений безопасности и доступности. Впрочем, это открывает возможность для разработки инновационных алгоритмов сжатия, позволяющих использовать блокчейн, записывать в него данные, сохранять целостность и доступность даже при достижении гораздо большего размера. Один из новаторских способов решить проблему раздувания распределенного журнала записей и сделать данные более доступными – использовать API, как Chain и другие производители, поддерживающие автоматизированные обращения к полному журналу записей биткой-на. Некоторые решения получают балансы адресов и изменения этих балансов и уведомляют пользовательские приложения, когда в сеть добавляются новые транзакции или блоки. Существуют также средства для работы с блоками, имеющие веб-интерфейс (например, https://blockchain.info/ ), приложения-посредники, позволяющие запрашивать данные распределенного журнала записей частично, и мобильные электронные кошельки с пользовательским интерфейсом, эффективно работающие с усеченным набором данных блокчейна.

Безопасность

Распределенный журнал записей биткойна имеет ряд потенциальных проблем с безопасностью. Наибольшие опасения вызывает «атака 51 %», которая станет возможной, если некто получит контроль минимум над 51 % вычислительных мощностей, используемых для майнинга. Это позволит ему совершать двойную трату собственных биткойнов, ранее участвовавших в транзакциях (но не биткойнов, принадлежащих другим людям). Эта проблема возникает из-за тенденции к централизации майнинга – запись большинства транзакций выполняется несколькими крупными пулами. В настоящий момент можно полагаться только на добропорядочность владельцев крупных пулов. Некоторые из них (например, Ghash.io) заявляют, что не собираются проводить атаки, но сеть все же небезопасна. Двойную трату можно выполнять и другими способами – например, если написать соответствующий код и обманом вынудить пользователя повторно отправить транзакцию. Еще одна проблема безопасности таится в потенциальной возможности взлома эллиптической криптографии, которую использует биткойн. Однако специалисты уже готовят обновления для устранения этой уязвимости.

Бесцельная трата ресурсов

Для майнинга используется огромное количество электроэнергии, которая тратится впустую. По некоторым оценкам, стоимость этой электроэнергии достигает 15 млн долларов в день и более. С одной стороны, именно расточительность майнинга производит децентрализованное доверие в такой модели: пользователи конкурируют, выполняя бесполезную в других отношениях работу, пытаясь получить вознаграждение. С другой стороны, потраченные ресурсы не дают никакой выгоды, кроме безопасности криптовалюты, защищенной подобным майнингом.

Удобство использования

API для работы с Bitcoind (полный узел биткойна) гораздо менее удобен в работе, чем текущие стандарты API, такие как широко используемые API REST.

Различие версий, обратная совместимость, множественные цепочки

Некоторые технические проблемы связаны с инфраструктурой. Одна из них – быстрый рост числа распределенных журналов записей. Новых блокчейнов стало так много, что в некоторых из них несложно развернуть ресурсы для проведения «атаки 51 %». Другая проблема в том, что, когда происходит сплит блок-чейна (разделение на две несовместимых цепочки из-за административных причин или при апгрейде сети), становится не так-то легко объединить их или провести перекрестные транзакции на разделенных цепочках.

Серьезную техническую сложность создает требование наличия полной экосистемы подключаемых решений для поддержки всей цепочки создания ценности. Например, распределенному журналу записей требуется безопасное децентрализованное хранилище (MaidSafe, Storj), система сообщений, транспортная структура, протоколы взаимодействия, пространства имен, службы управления адресами, средства сетевого администрирования и архивирования. В идеале индустрия блокчейна будет развиваться, как модель облачных вычислений, для которой заранее, на первых стадиях развития, были определены и реализованы стандартные инфраструктурные компоненты, такие как облачные серверы и система транспорта, что позволило сфокусироваться на более высоком уровне услуг добавления ценности, а не на базовой инфраструктуре. Для экономики блокчейна это очень важно ввиду сложности шифрования и обеспечения конфиденциальности в децентрализованных сетях. В блокчейн-индустрии сейчас идет выработка лучших практик для типичного блокчейн-стартапа с точки зрения сетевой безопасности, криптографии и математики. Желательно, чтобы эти требования не были очень высокими и можно было положиться на безопасный стек инфраструктуры, в котором эта функциональность была бы доступна автоматически. Это позволит ускорить развитие индустрии блокчейна, и каждой организации не придется заново изобретать колесо и беспокоиться о том, что электронный кошелек не поддерживает мультиподпись (или любой другой стандарт безопасности, принятый на тот момент).

 

Возможные улучшения

Ниже описаны возможные решения некоторых из описанных проблем.

Офлайн-кошельки для хранения криптовалюты

Большую часть средств в биткойнах и других криптовалютах можно хранить в различных офлайн-кошельках, таких как бумажные кошельки, холодные хранилища и бит-карты.

Темные пулы

Цепочка создания ценности может быть гораздо более детализированной. Например, крупные криптобиржи обычно оперируют собственными внутренними базами данных транзакций и периодически синхронизируют сводку этих транзакций с блокчейном. Эта идея позаимствована у банковской индустрии.

Альтернативные алгоритмы хеширования

Litecoin и другие криптовалюты используют алгоритм scrypt, работающий немного эффективнее майнингового алгоритма биткойна. В будущем могут появиться еще более эффективные алгоритмы хеширования.

Альтернативы подтверждению работы в задаче византийских генералов

Существует много других моделей консенсуса (подтверждение ставки, гибриды и варианты) с меньшей задержкой, требующих меньше вычислительной мощности, расходующих меньше ресурсов и повышающих безопасность небольших цепочек. Рассматриваются также модели на основе консенсуса без майнинга, такие как модель Tendermint DLS (измененная версия решения задачи византийских генералов), в которой используются залоговые транзакции. Другой вариант консенсуса без майнинга и подтверждения работы – алгоритм консенсуса Hyperledger, основанный на алгоритме PBFT (практическая византийская парадигма отказоустойчивости).

Использование самых последних или неизрасходованных выходов

Многие блокчейн-операции могут работать аналогично тому, как работают транзакции кредитных карт. «Тонкие кошельки» функционируют именно так, не запрашивая весь блокчейн, как это делает полный узел Bitcoind. Это позволяет держать электронные биткойн-кошельки даже на сотовых телефонах. Похожее решение – Cryptonite, оно использует упрощенную схему данных «мини-блокчейн».

Перемещение между блокчейнами

Координировать транзакции между различными распределенными журналами записей можно с помощью сайдчейнов. Над ними работает, например, Blockstream.

Системы гарантийных залоговых депозитов

Безопасность предлагаемых альтернативных механизмов консенсуса, таких как протокол Tendermint DLS (не требующий майнинга для подтверждения работы), можно усилить с помощью структурных элементов, таких как обязательная публикация майнерами залоговых депозитов в распределенном журнале записей. Это поможет решить проблему «отсутствия риска у майнера», позволяющую злонамеренным участникам (ранее имевшим долю в криптовалюте) совершить кражу посредством двойной траты. Залоговые депозиты могут публиковаться в блокчейне, как это делает Tendermint, чтобы увеличить затраты на раздвоение и повысить операционную безопасность.

API REST

API REST предоставляют безопасный и удобный программный интерфейс для доступа в реальном времени. Многие блокчейн-компании, например Blockchain.info, предоставляют альтернативные интерфейсы кошельков, имеющие такую функциональность.

 

Сложности бизнес-модели

Еще один тип сложностей, не связанный с функциональностью и техническими особенностями, относится к бизнес-моделям. Традиционные модели могут показаться неподходящими для биткойна, поскольку все его характеристики предназначены для использования в децентрализованных пиринговых моделях без участия посредников, извлекающих долю прибыли или плату за транзакции (как в классической бизнес-модели). Однако остается много продуктов и услуг, которые можно выгодно предлагать в новой экономической модели блокчейна. В первую очередь это образование и услуги, ориентированные на широкие массы (например, этим могут заниматься проекты Coinbase, Circle Internet Financial и Xapo).

Другая задача, для решения которой можно с успехом применять концепции блокчейна, – повышение эффективности существующей мировой инфраструктуры банков и финансирования (чем занимается Ripple). Перестройка всей коммерческой деятельности с помощью умных контрактов Биткойн 2.0 будет сложной задачей, но предоставит ряд возможностей для оказания услуг по внедрению, обучению потребителей, разработке стандартов и другой деятельности, способствующей созданию ценности. В экономике биткойна могут найти применение также бизнес-модели облачных вычислений и корпоративного ПО, включая модель Red Hat (платные услуги по разработке и реализации ПО с открытым исходным кодом) и SaaS (ПО как услуга). В будущем, возможно, появится работа для аудиторов, проверяющих комплаенс и выполнение умных контрактов, подготовленных и записанных в распределенный журнал записей самообучающимися средствами ИИ.

 

Скандалы и восприятие обществом

Одно из самых больших препятствий дальнейшему развитию биткойна – его восприятие общественностью как платформы для отмывания денег и прочей теневой деятельности – например, организации подпольных рынков (таких, как Silk Road) для продажи запрещенных товаров. Как и любая другая технология, биткойн и блокчейн сами по себе нейтральны, с их помощью можно действовать по любую сторону закона. И, хотя способы вредоносного использования блокчейна, безусловно, существуют, потенциальные преимущества значительно перевешивают потенциальные недостатки. Со временем общественное восприятие может измениться, и чем больше людей заведет электронные кошельки и начнет использовать биткойн, тем быстрее это произойдет. Однако необходимо понимать: биткойн, как псевдонимный инструмент, может использоваться и в преступных целях, что приведет к разработке соответствующих защитных мер, а это запустит своего рода гонку вооружений. Как в ответ на появление компьютерных вирусов возникло антивирусное ПО, так и в блокчейне создаются соответствующие средства для борьбы со злонамеренными участниками.

Еще одно препятствие широкому распространению биткойна – постоянно происходящие кражи, скандалы и случаи мошенничества: например, новые альткойны, работающие по принципу «выкачать и бросить», пытающиеся создавать все новые криптовалюты для быстрого получения прибыли.

Не улучшил общественного мнения и крах крупнейшей бит-койн-биржи MtGox в 2014 году. Исчерпывающего объяснения нет до сих пор: как в самой прозрачной и общедоступной главной книге активы могут исчезать и оставаться ненайденными месяцы спустя? Компания утверждала, что ее взломали и воспользовались ошибкой, создающей проблему пластичности транзакций. Эта ошибка позволила злоумышленникам дважды потратить биткойны, передавая их на свои адреса, заставляя биржу считать, что передача не удалась, и повторять транзакцию. Аналитики так и не выяснили, была эта атака внешней или работой инсайдеров. Проблема подобных краж пока остается нерешенной. Вот лишь несколько случаев: в октябре 2014 года исполнительный директор Moolah исчез с 1,4 млн долларов в биткойнах, в июле было украдено 2 млн долларов в валюте Vericoin, в июне – 620 тыс. долларов в результате майнинг-атаки на Dogecoin.

Бизнес-моделям блокчейна необходимо сформироваться и окрепнуть, выработать меры защиты, позволяющие стабилизировать положение в индустрии и научиться отделять добропорядочных участников от злонамеренных. Внешний надзор для этого не обязателен; в экосистеме можно создать соответствующие децентрализованные системы проверки, подтверждения и мониторинга. Впрочем, исследования в области общественных наук показывают, что функции надзора все же важны; они позволяют держать процесс в тонусе, предоставляя сбалансированную систему сдержек и противовесов. Например, в генетических исследованиях, организованных самими участниками проекта DIYgenomics, есть функция надзора, и в некоторых случаях она выступает в совершенно новой роли независимого арбитра в вопросах гражданской этики. Можно привести и другие примеры саморегулируемых индустрий, включая киноиндустрию, индустрию видеоигр и комиксов.

Существует вероятность того, что вся индустрия блокчейна просто рухнет в силу известных причин или из-за появления новых проблем. Гарантировать, что этого не случится, нельзя. Блокчейн-экономика имеет сильные позиции, если верить показателям капитализации рынка криптовалют, инвестициям в этот сектор, числу стартапов, численности сотрудников, количеству опубликованных в GitHub строк кода и вниманию общественности и СМИ к этой области. Индустрия блокчейна уже имеет больший размах, чем все предыдущие попытки внедрения цифровых валют (таких, как доллары виртуального мира Second Life Linden). И все же не факт, что время цифровых валют уже пришло. Возможно, общественность пока не готова принять все технологии и структуры, которые еще не созданы для цифровых валют, хотя Apple Pay и показывает хороший пример принятия цифровых валют массами. Возможно, на ближайшее время нам хватит и Apple Pay. Биткойн еще не скоро станет настолько же удобным для пользователя.

 

Государственное регулирование

Государственное регулирование может быть одним из наиболее значимых факторов риска, определяющих возможность становления блокчейна как системы финансовых услуг. В США законодательство определяется на федеральном уровне и уровне штатов. В штате Нью-Йорк в июне 2015 года после долгих обсуждений принята нормативно-правовая база для криптовалютных компаний Bitlicense, и это может задать тон регулированию блокчейна во всем мире.

С одной стороны, биткойн-индустрия заинтересована в максимальной широте и экстерриториальности лицензии. Эта лицензия будет охватывать все, что можно делать с биткойнами, включая программное обеспечение кошельков (таких, как кошелек BitcoinCore). С другой стороны, регулирование в области защиты прав потребителей, распространяющееся на пользователей биткойна, и требования, предъявляемые к организациям, оказывающим услуги по переводу денежных средств, могут ускорить принятие индустрии общественностью и избавить потребителей от беспокойства насчет хакерских атак.

Обсуждения и первые постановления правительств относительно биткойна поднимают интересные вопросы. Один из них – вопрос налогообложения. Децентрализованная пиринговая экономическая система Airbnb 2.0 и Uber 2.0, работающая на локализованных версиях платформы OpenBazaar с оплатой услуг криптовалютами, делает традиционные схемы налогообложения неэффективными. Обычные средства контроля потребления товаров и услуг могут исчезнуть. Это повлияет и на налогообложение, и на общее измерение экономических показателей, таких как ВВП, благодаря чему широкие массы могут перестать ориентироваться на потребление как на показатель благополучия. Систему налогообложения можно переработать, приняв за основу отслеживаемое дорогостоящее имущество (машины, дома), получив своего рода «налог на видимое». Переход от налога на доходы к налогу на потребление будет важным изменением для общества.

Второй вопрос относительно государственного регулирования – какую ценность может предложить государство в своей бизнес-модели. В эпоху больших данных некоторые правительственные организации не справляются со своими обязанностями по ведению записей и поддержанию архивов данных в легкодоступном формате. Это значит, что для правительств есть опасность «ухода с рынка», поскольку они не смогут в полной мере финансировать себя традиционным способом – посредством увеличения налогов. Технологии блокчейна позволяют решить обе эти проблемы и, как минимум, помочь правительствам лучше выполнять их обязанности, в то же время вытесняя правительственные агентства с рынка некоторых из этих услуг. Запись всех общественных данных в блокчейне может устранить целые классы государственных служб. С этой точки зрения демократизация правительственных функций с помощью технологий блокчейна делает многие традиционные сферы деятельности правительства невостребованными.

Однако в мире сосуществуют централизованные и децентрализованные модели координации деятельности, поэтому в будущем найдется место как для традиционного правительства, так и для новых форм управления на основе блокчейна. Тем не менее полезность и необходимость централизованного управления теперь придется экономически обосновывать. В будущем могут сложиться гибридные формы управления, в которых движущей силой будет автоматизация, а лучшей формой координации – тандем человека и алгоритма. Формальные повторяющиеся задачи можно автоматизировать с помощью блокчейнов и умных контрактов, а государственные служащие, возможно, найдут способ приносить пользу и на новом уровне развития технологий.

 

Проблемы конфиденциальности персональных данных

Прежде чем люди перестанут бояться хранить свои персональные данные в децентрализованных хранилищах с возможностью доступа через блокчейн, необходимо решить ряд вопросов. Для любого человека будет катастрофой кража или раскрытие закрытого ключа ко всем его личным данным, хранящимся в сети. В текущей системе криптовалют это возможно во многих случаях – персональные и корпоративные пароли постоянно крадут, а базы данных взламывают. Последствия могут быть совершенно непредсказуемыми, вплоть до случаев полной кражи личности.

 

Итог: тенденции к децентрализации сохраняются

Несмотря на все потенциальные ограничения зарождающейся блокчейн-экономики, нет сомнений в том, что биткойн – мощная сила, которая вызовет серьезные изменения. Даже если вся текущая инфраструктура, созданная для инфраструктуры блокчейна, исчезнет (или утратит популярность, как это произошло с виртуальными мирами), останется ее наследие. Экономика блокчейна позволила совершенно по-новому увидеть, как может функционировать вся наша цивилизация. Даже если не верить в будущее биткойна как стабильной и долговечной криптовалюты или в текущее направление развития блокчейн-технологий, нельзя отрицать обширные возможности децентрализованных моделей в целом.

Децентрализация – это идея, время которой пришло. Интернет настолько огромен и динамичен, что может способствовать развитию децентрализованных моделей в самых разных областях и с бóльшим потенциалом, чем когда-либо. Централизованные модели долго служили человечеству, сотни лет назад они были революционным способом управления обществом. Но технологии ушли вперед, появился интернет и многие другие инструменты, включая блокчейн, которые позволяют не только впервые охватить все семь миллиардов жителей планеты, но и обеспечить более совершенное координирование общественного взаимодействия, ускорить прогресс и создать по-настоящему эффективное общество. Если это не удастся современной блокчейн-индустрии, то непременно появится что-то еще более эффективное. Возможно, какие-то технологии дополнят блокчейн-индустрию. Но сейчас блокчейн – это первое крупномасштабное воплощение моделей децентрализации, разворачиваемое на новом, более сложном уровне человеческой деятельности.