Криптовалюты, Технологии | Олег Брагинский, Марина Строева
Основатель «Школы траблшутеров» Олег Брагинский и ученица Марина Строева разберут технологию блокчейн, выявят основные проблемы систем безопасности, расскажут, как цифровые структуры данных можно интегрировать в традиционные финансовые институты, чтобы повысить эффективность существующих операций и создать новые возможности.
Сатоши Накамото в 2008 году предложил экономическую систему, не зависящую от государства или закона на основе выпуска цифровых активов с помощью технологии блокчейн. Доверие и безопасность обеспечиваются криптографией и децентрализованной системой.
Базовые концепции технологии – публичные цепочки блоков, связанных хешами. Для добавления нового блока участники – майнеры, решают криптографическую задачу. Действует принцип «длиннейшей цепи»: валиден блокчейн, содержащий наибольшее количество вычислений.
В криптовалютах Bitcoin и Ethereum технология базируется на распределённом реестре, который позволяет добавлять новые данные (транзакции), но разрешает не изменять или удалять старые, обеспечивая прозрачность и неизменность записей.
В децентрализованных системах доверие обеспечивается через механизмы консенсуса, такие как Proof-of-Work (PoW) или Proof-of-Stake (PoS). В первом случае право обновлять реестр зависит от вычислительной мощности, во втором – от доли владения токенами.
Proof-of-Stake в отличие от Proof-of-Work, использует стейкинг: пользователи блокируют криптовалюту как залог безопасности. Преимущества: экономия на электроэнергии, возможность наказывать атакующих конфискацией залога и принудительного удержания средств.
Стейблкоины – цифровые валюты, привязанные к определённому одному активу или корзине, фиатным или криптовалютам. Выполняют функции средство сбережения и обмена.
Типы обеспечения:
- Алгоритмическими стейблкоинами: Terra-Luna использует уравнения поддержания стабильности, терпит крах из-за недостатка надёжного обеспечения – коллапс в 2022 году.
- Криптоактивами: Dai обеспечен Ethereum, переобеспечивается компенсируя волатильность.
- Фиатом: подкрепление резервами в валютах. USDC гарантируется депозитами и казначейскими облигациями, Tether использует менее прозрачный набор активов.
В традиционных финансах аналогичные функции выполняют центральные банковские резервы, депозиты, казначейские облигации, доли в фондах денежного рынка. Служат средством сбережения и обмена, поскольку кредитные учреждения обрабатывают переводы между счетами.
Главной проблемой блокчейн-технологии является безопасность. Необходима система, обеспечивающая консенсус без доверенного посредника. Если злоумышленник контролирует 51% вычислительных мощностей, то может перезаписать историю транзакций.
Атака 51% возможна, но дорога, требует вычислительных мощностей для майнинга. Атакующему экономически выгоднее контролировать чуть больше 51%, сокращая время и стоимость атаки.
Накамото предполагал, что атака дороже честного участия в сети. Следовательно, атаковать будут транзакции с высокой экономической ценностью, используя разные адреса и несколько блоков.
Выше экономическая активность честных пользователей – крупнее потенциальная выгода от атаки. Стоимость защиты должна расти пропорционально увеличению использования блокчейна.
При атаке двойного расходования злоумышленник тратит валюту несколько раз, удаляя свои транзакций из записи. Такие атаки называются нарушениями безопасности или согласованности.
Обеспечение доверия в децентрализованных системах крайне дорогостояще. Защита транзакции в $10 млрд требует затрат в $500 млрд в год. Что делает системы экономически неэффективными для традиционных финансов, где доверие уже обеспечено институтами, законом, регулированием.
Доверие Накамото не масштабируется – затраты на защиту растут пропорционально возможному ущербу от атаки. Возможность атак 51% делает блокчейны уязвимыми без государства, репутации. Блокчейны проигрывают традиционным системам доверия по экономической эффективности.
Традиционные системы используют эффект масштаба: одна и та же судебная система защищает множество сделок, тот же полицейский патруль обеспечивает защиту нескольких банков. В блокчейне безопасность требуется для каждой отдельной транзакции.
Блокчейн для традиционных финансов системы экономически неэффективен из-за высоких затрат на обеспечение безопасности. Структура данных может быть полезна, если использовать традиционные источники доверия, регулирование, репутация, залоги.
Блокчейн может минимизировать проблемы доверия устранением возможности мошенничества, упрощением наказания за обман, усилением репутационных стимулов и системы динамических штрафов. По модели игры «Дилемма заключённого» меняя равновесие в пользу сотрудничества.
Многие ценные транзакции не происходят из-за риска мошенничества. Особенно актуально для транзакций между сторонами, которые редко взаимодействуют и не могут полагаться на долгосрочные отношения для поддержания доверия.
Пример: банк в Польше и кредитный союз в Бразилии могут быть заинтересованы в сделке, но не доверяют друг другу из-за отсутствия частых взаимодействий.
В игре два участника могут выбрать:
- Не взаимодействовать – отказаться от сделки.
- Сотрудничать – выполнить сделку честно.
- Обмануть – нарушить обязательства.
- f: выигрыш от честной сделки (небольшой).
- V: выигрыш от обмана (большой).
- -ε: потери, если обе стороны обманут (небольшие).
Единственное равновесие – не взаимодействовать, так как обман является доминирующей стратегией. Добавим юридическую систему, способную обеспечивать выполнение контрактов.
Механизм работы: если Сторона 2 выбирает Обман:
- Сторона 1 может обратиться в суд, заплатив издержки
- Суд точно определяет факт обмана
- При подтверждении обмана: возврат активов Стороне 1; штраф для Стороны 2.
Результирующие выигрыши при обмане:
- Сторона 1: судебные издержки
- Сторона 2: штраф
Правовая система создаёт равновесие с честными сделками. Угроза крупного штрафа предотвращает обман. Примечательно, что судам не нужно вмешиваться в большинство сделок – сам факт существования системы служит сдерживающим фактором.
Ключевой вывод: общество, инвестирующее в создание судебной системы, получает возможность обеспечивать безопасность сделок с нулевыми предельными издержками и достигать экономии на масштабе благодаря эффекту сдерживания.
Формальная модель:
- Добавляем параметр V_honest – объём честных транзакций
- Традиционное доверие имеет затраты
- фиксированные: F – суды, полиция
- переменные: c – на единицу объёма затрат (охрану банков).
Сравнение моделей доверия:
Преимущество традиционной системы: фиксированные затраты F распределяются на весь объём транзакций V_honest, создавая экономию на масштабе. Аналогичный эффект достигается через:
- частные инвестиции в репутацию
- долгосрочные отношения
- залоговые механизмы
- бренды.
В отличие от традиционных механизмов, доверие Накамото получает экономию на масштабе только, если V_attack не растёт пропорционально V_honest. В финансовых транзакциях типичное соотношение V_attack / V_honest = 1. На практике соотношение может превышать 1, так как:
- V_honest отражает средний размер транзакций
- атакующие оперируют крупными суммами.
Традиционные механизмы доверия, особенно залог, обеспечивают значительную экономию на масштабе, в то время как система блокчейна требует пропорционального роста затрат на безопасность при увеличении объёма операций.