Благодаря чему сеть Биткоина продолжает работать как часы? Опять же, ответов на этот вопрос может быть множество, но что несомненно, так это то, что вот уже больше десяти лет Биткоин без сбоев и остановок отмеряет время новыми блоками.
Мы называем процесс работы этих символических часов “майнингом” (от англ. mining, добыча), потому как новые биткоины генерируются за каждый “намайненный” (читай «найденный») валидный блок. Сгенерированные новые монеты мы называем «наградой (или премией) за блок», и благодаря этой системе поощрений сеть развивается без постороннего вмешательства.
В каком-то смысле Биткоин-организм «растет» на грани между порядком и хаосом: в результате хаотичного процесса поиска новых блоков получается чрезвычайно организованный список транзакций – блокчейн (реестр) Биткоина.
С точки зрения “поиска новых блоков” мы пока что находимся на самой ранней стадии игры. Эра вознаграждений за блок (их еще называют субсидиями блоков) продлится примерно до 2140 года, то есть пока что пройдено лишь около 13% эпохи самообеспечения и самогенерация сети Биткоина – эпохи субсидирования блоков.
Нет сомнений в том, что Сатоши понимал, что игра будет долгой. Эпоха, в которой новые блоки ассоциируются с получением автоматической субсидии от сети, – это лишь один из этапов игры, продолжительность которого составляет 6 930 000 блоков. При среднем интервале между блоками в 10 минут эра субсидирования блоков продлится 131 год.
2019: ранние годы эры субсидирования блоков сети Биткоин
Наступит время, когда те, кто ищет новые блоки, будут получать вознаграждение главным образом через рынок комиссий сети, о чем можно прочитать в прекрасной статье Дэна Хелда «Безопасность Биткоина в порядке«. Доля комиссий за транзакции в вознаграждении майнеров должна перевесить субсидии блоков в период с 2020 по 2140 годы. Это либо произойдет, либо же Биткоин просто умрет. Ну или, возможно, какие-то музейные компьютеры еще продолжат искать новые блоки без всякой экономической выгоды.
После этого этапа мы, вероятно, по-прежнему будем говорить про «майнинг» Биткоина, несмотря на то, что майнеры уже не будут «добывать» новых монет. Все 21 миллион BTC — или, если быть точным, 2 099 999 997 690 000 сатоши — уже будут намайнены. К имеющемуся в обороте количеству монет больше не будут добавляться новые биткоины.
Майнеры — если мы по-прежнему будем их так называть — продолжат поиск новых блоков, но у всех биткоинов, передаваемых в этих блоках, будет длинная финансовая история. Времена, когда майнеры получают за нахождение блока награду в виде новых биткоинов из coinbase-транзакции, которые можно потратить через 100 блоков после этого, уйдут в прошлое.
Я не знаю, будет ли Биткоин существовать через 5 000 лет и заменит ли он золото, которое по факту является эквивалентом денег во всем мире. Этого я не знаю, но знаю, что важную информацию крайне сложно уничтожить. Я надеюсь, что биткоин будет жить долго, как древние рукописи или религиозные тексты, дошедшие до наших дней. Это информация, и она не ограничивается носителем, на который она записана.
Конечно, я ожидаю, что к тому времени произойдет что-то вроде гипербиткоинезации. Мы увидим экономику замкнутого типа, а биткоин-банки по всему миру будут рассчитываться друг с другом крупными суммами в биткоинах. Пока неясно, чем будут пользоваться частные, или, если говорить точнее, суверенные лица. Я сомневаюсь в том, что люди вроде меня или вас будут использовать биткоины, и это совершенно нормально.
С учетом вышесказанного и помня о таких концепциях как «порядок», «информация», «случайность» и «энтропия», давайте обратимся к концепциям, связанным с Биткоином. Они отличаются визуально: от хаотических (слева) до упорядоченных (справа).
2019: ранние годы эры субсидирования блоков сети Биткоин
Давайте остановимся на этой теме подробнее.
- Секретный ключ: хаотичная информация, с очень высокой степенью случайности. Секретная информация, которую лучше не разглашать. Максимальная энтропия для максимальной безопасности. Если ваш секретный ключ не сгенерирован случайным образом, готовьтесь к неприятностям.
- Nonce, случайно перебираемое значение: хаотичная информация, высокая степень случайности. Nonce – это конкретное число. Майнеры постоянно конкурируют за поиск следующего значения, которое позволит им сгенерировать валидный блок. Заданным критериям может отвечать несколько чисел, однако процесс майнинга скорее предполагает нахождение одного случайного числа.
- Новый блок (до отправки): новые блоки находятся в результате хаотического процесса подбора значения. До трансляции в сеть они могут рассматриваться как секретная информация. Свежие блоки могут быть неоднозначными, поскольку несколько блоков могут образовывать корректный конец цепи одновременно. В ваших интересах незамедлительно транслировать новый блок всей сети для получения награды. Если кто-то держит новые блоки в секрете, то он либо готовится атаковать сеть, либо слишком глуп, либо и то и другое одновременно.
- Конец цепи: формирование конца цепи в целом является достаточно упорядоченным процессом, но в основе его все же лежит процесс хаотичный. Как говорилось выше, корректных вариантов нового блока может быть несколько. Один из них окажется жизнеспособным, а «проигравшие» варианты станут орфанными, брошенными, блоками. Вы можете подтвердить корректность всей информации во всех блоках до самого конца цепи. Конец цепи фиксирует текущее время в сети Биткоин.
- Орфанные блоки: брошенные блоки являются частью упорядоченного, естественного процесса роста блокчейна Биткоина. Очень часто валидные блоки отклоняются сетью. Если два корректных блока обнаруживаются практически одновременно, они будут вести вероятностный бой за выживание. В итоге битву может выиграть только один блок. Проигравший же блок становится орфанным и умирает в полном одиночестве.
- Неподтвержденные транзакции: упорядоченные, легко проверяемые структуры. Неподтвержденная транзакция может быть валидной или невалидной. Валидные транзакции включаются в блоки на основании экономических стимулов, а этот процесс носит вероятностный характер и завязан на рыночных факторах. Невалидные транзакции отклоняются.
- Внутренние блоки: упорядоченная структура, сгенерированная в результате хаотического процесса некоторое время назад. Возможность реорганизации внутренних блоков экспоненциально уменьшается, поскольку увеличивается количество вероятных сценариев, препятствующих такой возможности. Например, если бы у каждого блока была вероятность реорганизации 50%, то шанс реорганизации 6 блоков составил бы 1,5%. В реальности вероятность составляет около 0,31% на блок и 0,0000000000008875% для реорганизации 6 блоков.
- Подтвержденные транзакции: упорядоченная структура, без труда поддается проверке. Необратимость – величина вероятностная и зависит от высоты блока. После подтверждения транзакции она становится тем более окончательной, чем глубже погружается в структуру блокчейна.
- Открытые ключи: расширенные открытые ключи (xpub, ypub, zpub) генерируются посредством детерминистского процесса из случайной seed-фразы — вашего секретного ключа.
- Интервал между блоками: нахождение приемлемого блока в среднем занимает 10 минут. Вот почему я сравниваю функционирование Биткоина с часами. Появление блоков похоже на биение сердца Биткоин-организма, и сердечный ритм этот ровный и безмятежный. И хотя в категориях человеческого времени майнинг представляется предсказуемым, на самом деле это процесс вероятностный, а потому существует шанс того, что некоторые блоки будут найдены слишком быстро или относительно поздно.
- Корректировка сложности: хотя корректировка сложности является в высшей степени упорядоченным процессом, при значительном изменении вычислительной мощности (как произошло в августе 2017 года из-за спорного хардфорка bcash) он может стать хаотическим. Корректировка сложности основывается на интервале между блоками, который связан с человеческим временем лишь вероятностно.
- Объем предложения Биткоина: объем эмиссии Биткоина фиксирован и не изменяется с момента его появления. Темп и объем выпуска новых монет прописан в консенсус-коде сети и, следовательно, практически не поддается изменению.
- Реестр в целом, глубокие внутренние блоки (то есть блокчейн Биткоина): упорядоченная, последовательная структура, которая практически однозначна до конца цепи и может быть проверена любым человеком.
- Валидация реестра: валидация является организованным, последовательным процессом. В результате ее каждому блоку присваивается простое булево значение: правда или ложь, верно или неверно. Каждая нода приходит к одной и той же высоте блока независимо, благодаря чему формируется консенсус Накамото.
Меня не перестанет удивлять та слаженность, с которой работает механизм сети Биткоина, подтверждая или опровергая операции, отвечая на вопросы «что», «когда» и «с кем», определяя, сколько и чего есть у всех и каждого, и как это получилось. Важнейшее слово здесь – «как», ведь понимание процессов позволяет всем и каждому проверить любой фрагмент информации и прийти к тем же выводам.
Подводя итог, можно сказать, что Биткоин использует хаотичные процессы (майнинг, генерация секретных ключей) и информационную асимметрию (открытая информация активно распространяется, секретная информация не распространяется в принципе) для создания структурированных, упорядоченных и постоянных записей, которые может проверить любой человек.
В этом и заключается суть Биткоина. Это и есть консенсус Накамото. Это инновация, то, что делает Биткоин лучшей и самой твердой валютой из когда-либо существовавших на планете Земля. Биткоин открыт, общедоступен, не имеет границ, нейтрален, устойчив к цензуре, фундаментален, прочен – и это лишь немногие из возможных хвалебных эпитетов.
Я называю это «жизнью». А все вместе мы называем это «Биткоином».
Автор: Джиджи