Ethereum: криптовалюта следующего поколения и децентрализованная платформа для приложений

23 ЯНВАРЯ 2014 ГОДА

В минувшем году все чаще и чаще можно было услышать о так называемых протоколах «Bitcoin 2.0». Эти альтернативные блокчейны, вдохновленные биткойном, стремятся предложить на основе той же технологии более широкую функциональность, чем просто валютные операции. Впервые эта идея была реализована в неймкойне – созданной в 2010 году биткойноподобной валюте для децентрализованной регистрации доменных имен. Недавно появились цветные монеты (colored coins), позволяющие пользователям создавать собственные валюты на основе биткойна, и продвинутые протоколы вроде Mastercoin, Bitshares и Counterparty с функциями финансовых деривативов, сберегательных кошельков и децентрализованного обмена валют. Однако все существующие на сегодня протоколы имеют слишком узкую специализацию: как правило, это наборы конкретных функций для конкретных отраслей или приложений, чаще всего финансового характера. Но сегодня группа разработчиков – и я в их числе – решила подойти к этому с другой стороны и создать максимально универсальную криптовалютную сеть, на основе которой любой сможет разработать специализированные приложения практически для любых целей, которые только можно себе вообразить. Мы назвали ее Ethereum.

КРИПТОВАЛЮТНЫЙ ПРОТОКОЛ НАПОМИНАЕТ ЛУКОВИЦУ…

В дизайне многих криптовалютных протоколов второго поколения прослеживается общая идея: протокол, как и интернет, работает лучше при разделении на слои. Если развить эту мысль, протокол биткойна можно представить как своего рода TCP/IP для криптовалютной экосистемы, а протоколы следующего поколения создаются поверх биткойна. То же самое мы наблюдали с TCP в качестве общего базового слоя и созданными поверх него SMTP для электронной почты, HTTP для веб-страниц и XMPP для чатов.

До сих пор этой модели придерживались в основном три протокола: цветные монеты, Mastercoin и Counterparty. Принцип работы протокола цветных монет очень прост. Сперва пользователь приписывает определенным биткойнам конкретное значение и таким образом создает цветные монеты. Например, если Боб – эмитент золота, он может пометить некий набор биткойнов и сказать, что каждый сатоши в нем стоит 0,1 грамма золота и подлежит обмену по соответствующему курсу. Затем протокол отслеживает эти биткойны через блокчейн, и таким образом всегда можно вычислить, кто владеет ими прямо сейчас.

Mastercoin и Counterparty в некотором роде более абстрактны. Они используют блокчейн Bitcoin для хранения данных, так что по сути их транзакция – это транзакция биткойна, но протоколы интерпретируют их совершенно иначе. Например, можно провести две транзакции Mastercoin, в первой отправив 1 MSC, а во второй – 100 000 MSC. Но с точки зрения пользователя Bitcoin, который не знает принципов работы протокола Mastercoin, обе они будут выглядеть как маленькие транзакции по 0,0006 BTC; метаданные Mastercoin кодируются в выходах транзакций. Затем, чтобы определить текущий баланс Mastercoin, клиенту потребуется выполнить поиск транзакций Mastercoin в блокчейне биткойна.

Мне довелось лично пообщаться со многими создателями цветных монет и протокола Mastercoin и принять участие в развитии обоих проектов. За два месяца исследований и совместной работы я понял, что все плюсы идеи создания высокоуровневых протоколов поверх низкоуровневых теряются из-за существенных недостатков в ее реализации, что может помешать этой идее вырасти в нечто большее.

И дело не в том, что сама задумка плоха. Задумка отличная, и реакция сообщества лишний раз доказала, насколько это востребовано. Причина скорее в том, что используемый протокол – биткойн – просто не очень подходит на роль базы для надстройки других протоколов. Это не делает биткойн ненужным или менее революционным изобретением: как протокол для хранения и передачи ценности он прекрасен, но в качестве низкоуровневого протокола – далеко не так эффективен. Если сравнивать его с другими протоколами, он похож не на TCP, поверх которого можно построить HTTP, а скорее на SMTP, который хорошо справится с конкретной задачей (для SMTP это работа с электронной почтой, а для биткойна – с деньгами), но едва ли подойдет в качестве основы для чего-либо еще.

Эта проблема объясняется конкретным свойством биткойна – его масштабируемостью. Сам по себе биткойн масштабируем ровно настолько, насколько это возможно для криптовалюты. Даже если размер блокчейна перевалит за терабайт, протокол под названием Simplified Payment Verification (SPV, «упрощенная проверка платежей»), описанный в вайтпейпере биткойна, позволит «легким клиентам» с пропускной способностью и объемом памяти всего в несколько мегабайт спокойно отслеживать прохождение транзакций. Однако с цветными монетами и Mastercoin эта возможность исчезает. Причина кроется в следующем: для определения цвета цветной монеты SPV будет недостаточно, и потребуется проследить весь ее путь вплоть до происхождения, на каждом этапе выполняя упрощенную проверку. Иногда обратное сканирование экспоненциально, и с протоколами метакойнов вовсе невозможно что-либо узнать без проверки каждой отдельной транзакции.

Именно эту проблему намерен решить Ethereum. Он задуман не как швейцарский нож с сотнями функций для удовлетворения любых потребностей, а как более совершенный базовый протокол, который заменит биткойн в качестве основы для других децентрализованных приложений, предложит им больше рабочих инструментов и позволит в полной мере использовать преимущества масштабируемости и эффективности Ethereum.

КОНТРАКТЫ НА ЧТО УГОДНО

Пока Ethereum еще разрабатывался, возрос интерес к финансовым контрактам на базе криптовалют. Основным типом контракта был «контракт на разницу цен» (CFD): в нем две стороны соглашаются внести некоторую сумму денег, а затем получить деньги в пропорции, которая зависит от стоимости некоторого базового актива. Например, Алиса вносит $1000, Боб – столько же, а через 30 дней блокчейн автоматически возвращает Алисе $1000 плюс $100 за каждый доллар, на который за это время выросла цена LTC/USD, а Бобу отправит оставшуюся сумму. Эти контракты позволяют людям спекулировать на активах с высоким кредитным плечом или, наоборот, защищать себя от волатильности криптовалют, избегая рисков без какого-либо централизованного обмена.

Однако сейчас ясно, что контракты на разницу цен – лишь одна из имплементаций более глобальной идеи: контрактов по формуле. Недостаточно, чтобы контракт умел только брать у Алисы $x, у Боба $y, а затем возвращать Алисе $x + дополнительные $z за каждый доллар, на который подорожал данный актив. Он должен также уметь вернуть Алисе сумму, рассчитанную по любой математической формуле. Такая возможность позволит заключать контракты произвольной сложности. Если формула будет допускать любые входные данные, такие универсальные CFD можно использовать даже для p2p-игр. Чтобы выпустить CFD, Алисе нужно будет создать контракт, отправить на него криптовалюту на $1000 и дождаться, пока Боб примет контракт, также отправив транзакцию на $1000. Затем включится запрограммированный таймер, и через 30 дней они смогут отправить на контракт небольшую транзакцию, чтобы снова его активировать и разблокировать средства.

Пример кода контракта на Ethereum, написанный на высокоуровневом языке:

if tx.value < 100 * block.basefee:

stop

if contract.memory[1000]:

from = tx.sender

to = tx.data[0]

value = tx.data[1]

if to <= 1000:

stop

if contract.memory[from] < value:

stop

contract.memory[from] = contract.memory[from] – value

contract.memory[to] = contract.memory[to] + value

else: contract.memory[mycreator] = 10000000000000000 contract.memory[1000] = 1

Но контрактами на разницу цен возможности не ограничиваются: вайтпейпер Ethereum описывает и другие виды транзакций, реализуемые с помощью его скриптов. Вот несколько из них.

░ ЭСКРОУ С МУЛЬТИПОДПИСЬЮ, по духу напоминающий арбитражный сервис биткойна Bitrated, но с усложненными правилами. Например, подписавшимся не придется вручную обрабатывать частично подписанные транзакции: через блокчейн люди смогут асинхронно санкционировать вывод средств, и когда транзакцию подтвердит достаточное число участников, она совершится автоматически.

░ Еще одна интересная функция – СБЕРЕГАТЕЛЬНЫЕ СЧЕТА. Предположим, Алиса хочет отложить крупную сумму, но не хочет рисковать всем, если ее приватный ключ потеряется или попадет в чужие руки. Она заключает контракт с Бобом, которому не готова довериться до конца, на следующих условиях: во-первых, Алиса может снять до 1 % в день; во-вторых, она может снять любую сумму с одобрения Боба; в-третьих, сам Боб может снять до 0,05 % в день. Алиса не собирается снимать крупные суммы за один раз, а если захочет, то сможет сделать это через Боба, подтвердив ему свою личность. Если кто-то украдет приватный ключ Алисы, она поспешит обратиться к Бобу и переместить средства на другой контракт, пока вор не успел украсть больше 1 %. Если Алиса потеряет свой приватный ключ, Боб сможет восстановить ее средства, пусть это и займет какое-то время. А если сам Боб окажется злоумышленником, Алиса сможет вывести свои средства в 20 раз быстрее, чем он. Короче говоря, система защиты напоминает традиционный банкинг, но отличается от него тем, что основана не на одном лишь доверии к банку.

░ P2P-ИГРЫ. Любой вид протокола p2p-игр можно внедрить на базе Ethereum. Простейший из таких протоколов – контракт на разницу цен на основе случайных данных вроде хеша блока.

░ СОЗДАНИЕ СОБСТВЕННОЙ ВАЛЮТЫ. На базе внутренней памяти Ethereum вы можете создать внутри него совершенно новую валюту. Возможности создания валют позволяют сделать так, чтобы они взаимодействовали друг с другом, обеспечивали децентрализованный обмен и поддерживали множество других передовых функций.

В этом и есть главное преимущество кода Ethereum: его скриптовый язык создавался так, чтобы не иметь ограничений кроме системы комиссий, и поэтому на его основе можно закодировать любой вид правил. На блокчейне можно даже управлять сбережениями целых компаний: создать, к примеру, контракт, по которому перемещение средств возможно только с разрешения 60 % акционеров (а 30 %, например, могут распоряжаться суммой максимум в 1 % в день). Возможны и другие структуры, менее традиционные для капиталистической реальности: например, демократические организации, членом которых можно стать только с согласия двух третей ее состава.

НЕ ТОЛЬКО ФИНАНСЫ

Но финансовые приложения – лишь малая доля того, на что способны Ethereum и созданные на нем протоколы. Хотя именно финансовые приложения Ethereum в первую очередь привлекают криптосообщество, не менее интересно предположить, какой результат может дать взаимодействие с нефинансовыми p2p-протоколами. Одна из главных проблем таких протоколов – отсутствие стимулов: они, в отличие от централизованных коммерческих платформ, не предлагают участникам финансовых выгод. Конечно, иногда участие в проекте – само по себе награда. Именно поэтому люди продолжают создавать софт с открытым исходным кодом, писать статьи для «Википедии», вести блоги и оставлять развернутые комментарии на форумах. Но вот в контексте p2p-протоколов увлеченность проходит очень быстро: процесс поглощает безмерное количество ресурсов, демон^[10] может без остановки работать в фоновом режиме, из-за чего процессор перегружается и расходует очень много электроэнергии.