Экосистемы криптовалют

Разнообразие криптовалют

Эта лекция посвящена многообразию, истории и общему устройству различных криптовалют.

Впервые мир услышал о биткоине в январе 2009 года. Не прошло и двух лет, как в середине 2011-го была запущена первая рабочая альткоин-система - Неймкоин (Namecoin). После этого появились и другие биржи, однако широкое распространение альткоины получили только после 2013 года – в настоящее время новые проекты запускаются каждую неделю. Число криптовалютных систем сейчас доходит до 500, но и эти цифры весьма условны, так как не все известные системы до конца проработаны. Также не стоит забывать и о "биржах-однодневках", о которых будет рассказано позже.

Альткоин и биткоин. Схожесть прослеживается уже в названиях. Эти понятия и в самом деле имеют много общего. К примеру, структура скрипта: оба содержат генезис-блок, хранящий информацию обо всех произведенных транзакциях. Если говорить об объеме рынка, то лидером по-прежнему является биткоин. Но доля альткоина, объединившего под собой множество электронных валют, постоянно растет.

Рассмотрим различия в концепции систем альтернативной криптовалюты и биткоина.

Во-первых, ни один скрипт системы не разрабатывается и не реализуется "с нуля", сначала производится предварительная подготовка: в альткоин-системах подключается справочно-информационный клиент, поэтому узел фактически сразу связан с сетью. Делается это с помощью форкинга существующей кодовой альткоин- или биткоин – базы, так называемого "исходника".

Например, популярная криптовалюта Лайткоин является форком Биткоина, практически его "внуком": изначально он произошел от валюты-однодневки тенебрикс, затем был восстановлен форкингом биткоина.

Зачастую альткоин отличается технической спецификой кода и параметрами - например, различными дополнениями к программному скрипту. Благодаря этому можно менять виды транзакций, ставить защиту путем добавления или запрета разных видов майнинга. Сюда же можно отнести функции анонимности и конфиденциальности пользователя.

Множество параметров (назовем это денежной политикой), к которым относится система вознаграждений и общая инфляция альткоина не влияют на способность биткоина "тормозить" инфляцию на каком-либо пределе. Потребность в альткоинах в большинстве случаев обусловлена общественными интересами.

Рассмотрим поподробнее некоторые виды альткоин-систем.

Неймкоин (Namecoin) - первая альткоин-система, созданная в апреле 2011-го года, то есть спустя 2 года после запуска биткоина.

Неймкоин интересен тем, что имеет очень актуальное и необычное свойство, связанное с регистрацией имени домена. На самом деле, неймкоин предназначен для децентрализованной замены доменных имен.

Воспользоваться этой возможностью с помощью обычного браузера нельзя, но можно загрузить плагин, который позволит ввести любое имя веб-сайта, которое заканчивается на .bit, и он автоматически направит в нужное место, указанное в реестре, хранящемся на Неймкоин. Чтобы зарегистрировать имя в этой системе, нужно внести оплату, составляющую порядка 0,01 неймкоин. Это в тысячу раз меньше стоимости регистрации в обычной, централизованной системе.

Как и в любой системе регистрации доменов, в Неймкоин заложена собственная иерархия имен. То есть если кто-то зарегистрирует корневой домен, то он сможет предоставлять пользователям субдомены. Мощности программы гарантируют свободный выбор имени и защищенность от присвоения его другими людьми. Можно также продавать домены, находящиеся в собственности, за криптовалюту.

Еще одна любопытная деталь – неймкоин был первой альткоин-системой с реализованной возможностью "двойного" майнинга. Подробнее об этом будет рассказано в следующих лекциях.

Лайткоин (Litecoin) - биржа, запущенная немногим позднее Неймкоина и произошедшая от биткоина, в течение нескольких лет занимала второе место по популярности и пользовательской базе.

Главное отличие лайткоина от биткоина заключается в алгоритме шифрования, о котором подробно рассказывалось в лекции 8. Лайткоин был заявлен конкурентом биткоина, устойчивый к GPU-майнингу. В начале майнить на нем можно было тем же способом, что и на биткоин-биржах, однако на данный момент технология добычи LTC сильно отстает от лидера на рынке криптовалют. И все же пиринговая криптовалюта превосходит биткоин по некоторым параметрам. Например, по скорости совершения платежей – блок LTC присоединяется в блокчейн в целых 4 раза чаще, так как создание очередного звена не превышает 150-ти секунд.

Лайткоин ранее называли "улучшенной" версией биткоина, но на данный момент с утверждать об этом с уверенностью нельзя - альтернативная криптовалюта так и не смогла обогнать своего предка в гонке за первое место на рынке. Такой исход легко объяснить: улучшения, внедряемые в LTC, уже были прописаны в скриптах биткоина.

Теперь перейдем к рассмотрению другой альтернативной криптовалюты, выпуск которой датируется 2012 годом, – Пиркоин (PPCoin или Peercoin). Пиркоин известен своим разнообразием в системах шифрования – это первый альткоин, в котором при генерации блоков использован proof-of-stake ("доказательство доли владения"), форма майнинга, рассмотренная в лекции 8. Идея состоит в использовании "доли" в качестве ресурса, который определяет, какая именно нода получает право добычи следующего блока. Сейчас в PPCoin реализована возможность гибридного варианта майнинга, то есть с использованием PoS - и PoW – систем – такой подход сейчас считается самым безопасным. Биткойн использует только PoW, что делает потенциально возможным двойное расходование ("атака 51 %"). Доказательство владения предполагает, что для двойного расходования надо сконцентрировать в своих руках более 50 % всех выпущенных пиркоин. Помимо этого PoW в пиркоине используется для расчета вознаграждения и не определяет главную цепочку. Таким образом, провести атаку пиркоин-сети, имея большое количество SHA-2-оборудования, становится невозможным.

У гибридной майнинг-стратегии есть одна особенность, вызывающая много споров, - неполная децентрализованность. Администрация сети имеет открытый регистр - контрольную точку, через которую проходят платежи. Создатели утверждают, что таким образом желают достичь лучшей защиты, называя это "временнной мерой".

Да, на данный момент регистрационная точка не привязана к архитектуре программы жестко, теоретически, ее можно удалить. Но нельзя обеспечить безопасность системы, используя только PoS-алгоритм – эффективность данного метода так и не была доказана. Никто не может сказать наверняка, как поведет себя система после таких изменений.

Догикоин (Dogecoin) – был запущен в 2013 году. Сообщество Догикоин неоднократно поддерживало сбор средств на благотворительность. Например, В 2014 году было собрано $30000 для ямайской команды бобслеистов, не получившей финансирования для поездки на олимпийские игры; также догикоин-сообщество поддержало участника автогонок NASCAR в Талладеге. Создатели стремились сделать систему близкой к человеку и поэтому уделили особое место набору ценностей, преследуемых биржей, чувству юмора и подходу к майнингу в целом. В этом и заключен секрет успеха и популярности догикоина.

Нельзя не отметить одну интересную особенность этой биржи – так называемые "случайные" бонусы. Изначально размер награды за каждый блок в догикоин определялся случайным образом, но через некоторое время в такой концепции обнаружился недостаток – выяснилось, что "случайное" вознаграждение зависит от псевдослучайной хэш-функции предыдущего блока. То есть любой майнер, понимая, что цена следующего блока низкая, мог переключиться на майнинг другого, более выгодного альткоина. В конце концов, от случайных бонусов создателям пришлось отказаться. Догикоин нестабилен, падение процента вознаграждения происходит каждые два месяца.

На рис 10.1 представлены графики хэширования сети с апреля по август 2014 года для трех разных криптовалют . На среднем графике изображен догикоин. Можно увидеть две точки в апреле и июле, когда размер вознаграждения был сокращен вполовину. Когда это произошло впервые, хэшрейт сети значительно снизился, на 30-50% от средней величины. За этим последовал спад, но в июле хэшрейт снова вырос…и затем опять сократился в два раза.

Наверху дан тот же график, но уже для биткоина, – очевиден неуклонный рост с медленной экспоненциальной скоростью. Сравнение этих графиков приводит к выводу о степени стабильности этих двух валют.

И еще немного статистики, чтобы не возникло ощущения, что все криптовалюты растут и падают. Внизу рис 10.1 приведен график некоторой криптовалюты, название которой не указано из соображений этикета.

Вообще, сравнивать хэшрейт можно у пары разных альткоинов, имеющих одинаковую схему майнинга. Вот, к примеру, для альткоина снизу 5 террахэшей в секунду по величине примерно в 10000 раз меньше, чем 100 петахэшей биткоина за то же время. С другой стороны, не имеет смысла сравнивать частоту хэширования у систем с разными схемами майнинга, поскольку эти показатели изначально не будут равноценными. Гораздо больше объективной информации можно получить из сравнения силы хэширования с течением времени.

Стоит всегда обращать внимание на курс валюты. Особенно это касается не всегда стабильных альткоинов, их стоимость легко прослеживается по графику хэшрейта сети.

На рис 10.2 на верхнем графике изображен хешрейт Лайткоина, по нему опять же можно заметить медленный уверенный рост. Приведен также график хешрейта Догикоина, испытавшего за тот же период несколько скачков и падений.

На нижнем графике представлено отношение курсов валют на одном из крупнейших сторонних обменников. По этим данным очевидно, что стоимость догикоина ниже стоимости лайткоина.

Рассмотрим подход к сравнению криптовалютных бирж. Наиболее часто используемым критерием сравнения является рыночная капитализация. Напомним, что это цена за единицу валюты в текущее время, измеренная на сторонней бирже, умноженная на общее количество единиц этой валюты в обращении. Это важная информация, но не всегда объективная. Помните, что курс может измениться, когда кто-то попытается продать валюту. Предположим, что у кого-то есть один миллион биткоинов, это около 10% от текущего тиража биткоинов. И он не сможет продать все эти монеты по текущей цене, потому что как только он попробует продать такое количество, курс начнет снижаться. Он просто не сможет найти столько желающих купить валюту. Другой недостаток такого подхода – неизвестное соотношение между объемами валюты, вошедшей и вышедшей из обращения. Рыночная капитализация не отражает сведений о неактивных владельцах, например, утративших свой пароль. Суммы буквально висят в воздухе, но сеть не может определить их роль в текущем обороте.

Иногда смотрят на объем обмена, это очень актуально для альткоинов. Все эти показатели также есть на сторонних биржах, они вносят некоторую определенность.

Возможно также "перемещать" цену, то есть покупать и продавать валюту для себя по низкой цене на сторонних биржах. Но этот способ оказывает влияние на объем обмена.

Можно проанализировать операции, совершенные в сети. Но не всегда транзакции означают смену стоимости – сеть регистрирует даже простой пересчет средств в кошельке.

Как уже упоминали ранее, имеет смысл сравнивать силу хэширования валюты или анализировать хэшрейт сети с течением времени. Это позволяет объективно сравнивать валюты с одинаковой схемой майнинга. Для сравнения альткоин-систем можно полагаться на степень поддержки пользователей. Порой бывает сложно верно оценить эти показатели, так как новые биржи на рынке воспринимаются с недоверием. Может потребоваться помощь крупных участников торговли или платежных процессоров, обрабатывающих альткоины и биткоины.

Взаимодействие электронных бирж

Альткоин и биткоин – давние соперники на рынке криптовалют. А, как известно, в любой борьбе есть победитель и побежденный.

Майнинг-атаки становятся возможными в случае некорректной работы защитных систем. Вследствие этого майнер или целый майнинг-пул может сосредоточить в своих руках большие вычислительные мощности сети и провести атаку на какую-либо биржу. Примечательно, что крупный майнер в биткоин-сети может с легкостью атаковать небольшую альткоин-биржу.

Вспоминается история небольшой альткоин-биржи коилдкоин, атакованной в 2012 году крупным майнинг-пулом Элигий. Биткоин-майнеры заподозрили коилдкоин мошенничестве, через некоторое время администрация пула собрала достаточно мощностей и запустила атаку. Заключалась она в майнинге множества блоков с измененной записью операций, произведенных пользователями. Система начала отказывать в обслуживании. После этого инцидента биржа потеряла всякое доверие и, в конце концов, прекратила существование.

Такая же участь настигла и другие альткоин-биржи: терракоин, ворлдкоин недавно подверглись кратковременным майнинг-атакам.

Самое время вспомнить об "объединенном майнинге" – технике добычи, позволяющей получать вознаграждения сразу от нескольких независимых криптобирж. В чем заключается хитрость? В том, что альткоин-системы позволяют добывать только собственную валюту, и при этом каждый сгенерированный хэш или паззл может быть применен и к альткоину, и к биткоину. Однако нет никакой гарантии, что найденное решение сработает в этих двух системах одновременно. Объединенный майнинг - своего рода лотерея, в которой майнер "отдает" копию своего билета в смежную сеть – сеть, объединившую несколько валют, – после чего шанс его выигрыша повышается.

Рассмотрим процесс технического исполнения алгоритма более детально. Каждая новая вычисленная хэш-функция биткоина зависит от случайного числа, хэша предыдущего блока и корня дерева Меркла от всех транзакций. Значение хэша должно удовлетворять установленным критериям сложности (target). И если решение не подошло для биткоин-цепи, оно перенаправляется в смежную сеть, где продолжает сравниваться со значениями форков – таким образом, почти всегда можно преумножить свою добычу на некоторый процент (рис 10.3).

Данные для добычи параллельного альткоина размещаются в поле scriptSig, находящегося в самом начале блока (рис 10.4). Скрипт в этом месте не проверяется системой, поэтому можно размещать здесь все что угодно, блок не перестанет работать.

Далее все происходит по описанной ранее схеме – блоки сравниваются сначала в биткоин-системе, а затем, если решение не подошло, переходят в смежную сеть. Главное условие успеха при таком подходе – беспрерывный майнинг биткоина.

Безусловно, нельзя не учесть вероятность атак. Такой способ упрощает задачу взлома сети. Коилдкоин прекратила свое существование именно из-за атаки совмещенного майнинга. Мощностей сети не хватило, чтобы перекрыть майнинг-пулу добычу биткоина.

Другим недостатком такого способа добычи можно назвать следующее – дороговизна. Если вы собираетесь попытать удачу таким путем, придется потратиться. Потому что комиссия с нескольких сетей будет стоить дороже, чем та же операция на какой-нибудь одной альткоин-бирже. Поэтому очевидно, что число самостоятельных майнеров, пользующихся такой техникой, весьма невелико.

Пулы в биткоин-системе уже давно запустили сервисы, позволяющие осуществлять параллельный майнинг. Например, крупнейший пул GHash.IO предоставил возможность добычи биткоинов, неймкоинов, икскоинов и девкоинов. Это самые популярные валюты для параллельного майнинга.

Перейдем непосредственно к связи транзакций в независимых блокчейнах альткоинов.

Представим ситуацию: Боб заработал один лайткоин и захотел сторговаться с Алисой, добывшей биткоин. Чтобы осуществить задуманное, Алиса должна отправить транзакцию по биткоин сети, которая "передаст" ее монету Бобу, а Боб совершит то же самое, но по лайткоин-сети. Если они полностью доверяют друг другу, не возникает никаких проблем. Но кто должен перевести валюту первым, если люди вовсе не знают друг друга?

Технология атомарный своп (atomic swap) позволяет осуществить эту операцию без участия третьего доверенного лица. За успешную транзакцию будет считаться выполнение двух условий – перевод биткоина и перевод лайткоина. Алгоритм содержит четкую последовательность шагов.

Алиса генерирует секретный ключ x. Она вычисляет хэш-функцию ключа h=H(x) - публичный ключ для обеих сторон (рис 10.5). Далее она создает депозит (DepositA), который можно потратить, если он подписан и Алисой и Бобом или Бобом, который знает X. Алиса не публикует депозит в сети.

Затем она создает возвратную транзакцию (RefundA), отправляет ее Бобу и он ее подписывает. Возвратная транзакция вернет деньги Алисе в момент времени T+2. После получения подписи Боба на возвратной транзакции, Алиса публикует депозит.

Операция обмена валютой выполнится, если Боб узнает x до времени T+2.

Чтобы сделка осуществилась, Бобу также нужно создать депозит "Б". У литкоина Боба тоже два пути - либо он отправится к Алисе после подтверждения, либо останется с хозяином. Действия Боба аналогичны действиям Алисы – сначала он создаст транзакцию возврата, и лишь затем публикует депозит. Транзакция возврата ожидает двух подписей до времени Т+1 – это значит, что подтверждение от Алисы потребуется немногим раньше. Нетрудно заметить, что механизм взаимодействия пользователей безопасен и прозрачен для обоих – благодаря установленным интервалам Т+1 и Т+2 все действия пользователей автоматически становятся согласованными во времени.

На третьем шаге Алиса открывает(reveal) x (до наступления T+1). Она забирает депозит B, а Боб забирает депозит A. В случае, если она не передает x, по прошествии T+1 у Боба остается его лайткоин благодаря возвратной транзакции.

Но и в этом способе есть недостатки. Во-первых, количество операций накладывает некий процент комиссии. Во-вторых, никто не отменял времени на обработку, порой из-за сбоев происходят сбросы сценария. И, конечно, любые валютные операции безопаснее всего выполнять с доверенными пользователями.

Из-за этих недостатков операции с альткоинами выполняются в основном через крупные централизованные обменники, либо через локальные биткоин-обменники.

Плюсы и минусы разнообразия альткоинов

Большинство существующих альткоинов появились благодаря форкингу биткоина или какого-либо другого "успешного" альткоина. Отличает новые альткоин-биржи только набор функций. Чаще всего запуск новых бирж анонсируется на популярных форумах, посвященных биткоину.

Схема кажется простой, но на самом деле первые трудности возникают на этапе запуска: ценность альткоин-биржи пропорциональна количеству пользователей сети. Необходимо найти майнеров, желающих присоединиться.

Востребованность биржи решает практически все проблемы. Чем больше привлекаемая аудитория, тем больше транзакций, тем активнее происходит оборот средств. Конечно же, любой криптобирже необходимо иметь штат разработчиков. Обновления, исправление ошибок, любые сбои – вот основные направления работы этих людей. Если биржа становится популярной, роль разработчиков возрастает в геометрической прогрессии: они уже не только вносят коррективы, но и повышают эффективность работы сети: опять же, для большого количества людей потребуется больше пространства для совершения транзакций. В технической инфраструктуре альткоинов и биткоинов существуют так называемые боты-советники ("tipbots") и "краны" ("faucets"). С помощью ботов-советников система общается с новыми пользователями, не зарегистрированным в сети. Через бота сеть может выдать неизвестному майнеру сведения о свободной валюте, предложить зарегистрироваться. Конечно, все это делается для привлечения внимания. Краны предназначены для стимуляции распространения сведений пользователями, например, за какое-либо упоминание веб-сайта в сети пользователь получает небольшой денежный бонус.

Почти все альткоины имеют в своем арсенале маркетинговые уловки или брендинг. Например, привлекающий внимание логотип делает биржу более запоминающейся.

Другое важное оснащение системы – обменные или автоматизированные способы обмена биткоинов или альткоинов на другие валюты, сюда же относится торговля. Сейчас Альткоин системы поддерживают множество обменных и платежных процессоров, поэтому если возникнет необходимость подключения, достаточно будет отправить запрос на добавление криптовалюты в реестр.

Пользователи новой биржи могут получить доступ не только к комплектам тестирования, но и к полным тестовым версиям Альткоина – инструменты разработчика и диагностики позволяют просматривать поступающие блоки и транзакции. Большинство альткоинов сейчас имеют фундамент управления, обычно запущенный разработчиками. Вспомним Сатоши Накамото, основателя биткоина, выпустившего исходный код для ссылочного клиента и исчезнувшего после этого. Многие разработчики продолжают поддерживать свой проект и после его запуска. Им важно развивать свою систему, поэтому некоторые группы пользователей создают целые организации. Совместными усилиями они выводят свою биржу на рынок. Пользователям предоставляются вознаграждения за решения PoW-паззлов. Но есть и другие способы популяризовать новую систему.

Например, премайнинг, в котором добыча начинается не с первого блока, а с некоторого под номером N. Это значит, что создатели уже добыли некоторое количество единиц, а часть из них зарезервировали для будущих пользователей.

Еще для привлечения заинтересованных майнеров пользуются пресейлом. В таком случае основатели продают валюту – либо в долларах, либо уже в электронном виде - физическим лицам; таким образом покупатели "встраиваются" в систему. То есть основатель получает и нового пользователя, и прибыль от продажи. Довольно просто и удобно.

А вот следующий вариант вряд ли покажется таким же тривиальным, как предыдущие. Proof-of-burn, дословно "доказательство сожжения", - алгоритм, известный среди майнеров как "односторонняя привязка". Работает он по следующей схеме: за уничтожение цифровой биткоин-единицы пользователь получает прибыль в другой сети. Выглядит так, будто бы стоимость альткоина и биткоина эквивалентна. Понятно, что после уничтожения биткоин восстановить невозможно. И последний алгоритм – "сброс" бесплатных монет. Такая схема используется в основном для привлечения какой-либо группы лиц. Начальный капитал просто распределяется между членами этого сообщества.

Аврокоин (Auroracoin) – одна из наиболее противоречивых и неоднозначных криптовалют. Мнения об этой криптовалюте разнятся – одни считают авроракоин успешным мошенничеством, другие задумчиво вспоминают провальную кампанию запуска. Как бы то ни было, сейчас Авроракоин – криптобиржа, поддерживающая жителей Исландии.

Концепция этой системы заключалась в начальном распределении между желающими некоторого количества валютных единиц. В текущий момент Авроракоин владеет суммой в 21 миллион единиц, половина из которых постоянно находится в обиходе среди майнеров. Другая половина предназначена для выплаты вознаграждений.

Население Исландии насчитывает 330000 человек. На момент запуска системы экономика в Исландиии находилась в глубоком кризисе, банковский сектор страны сильно пострадал. Люди не могли получить свои средства в течение нескольких месяцев, курс валют сильно колебался. После запуска криптобиржи и распределения средств, цена на Авроракоин сильно упала, после чего сильных изменений на рынке не происходило. Что же произошло? Возможным объяснением такого итога будет высокая неопределенность в отношении денежного предложения. Вначале были распределены только небольшие суммы, как бы в качестве эксперимента, – ведь неизвестно сколько пользователей заинтересовало бы новое предложение. Поэтому эту сумму фактически нельзя назвать фиксированной.

Другая причина неопределенности обусловлена сложным процессом самого распределения. Предположительно средства распределяли по некой проверке национальных удостоверений личности. Процесс выглядел непрозрачным и , как следствие, породил множество подозрений о законности действий разработчиков. Со стороны порой казалось, что основатели производили все операции для самих себя, а потом скрылись. Точного ответа на вопрос о том, афера это была или честная схема, нет. Но факт подозрений присутствовал.

Альткоины критикуют за схемы "накачки и сброса". В данной схеме дешевые акции преподносятся как перспективные для вложений.

Чтобы сопровождать эту схему, нужно выбрать альткоин – свою цель. Чаще всего это монеты небольшой стоимости, либо недавно запущенная биржа. Пока цена низкая, злоумышленникам очень легко сосредоточить в своих руках большое количество этой валюты. Затем можно запускать рекламную кампанию по раскрутке, чтобы привлечь внимание пользователей к этой бирже. Спекулянты преподносят дешевые альткоины как перспективные и выгодные, и если их реклама работает, цена альткоина начинает быстро расти.

А когда рекламная кампания сворачивается, мошенник исчезает с рынка с деньгами энтузиастов. Пользователи, разумеется, понимают, что произошло, и в конечном счете оставляют сеть.

Существует множество негативных мнений об альткоинах в целом. Основаны эти доводы на том, что данная группа криптовалют весьма ненадежна в обращении. Некоторые опасаются, что одно присутствие таких бирж может нанести вред всему рынку. Разумеется, такие заявления не лишены оснований – разделение мощностей добычи между множеством разных альткоинов ослабляет их собственную защиту.

Еще один повод для споров – это количество валюты на рынке. Если запасы биткоина ограничены 21 миллионом, то у альтернативной криптовалюты нет никаких лимитов.

И, наконец, вышеупомянутые схемы накачки и сброса, которую мошенники проворачивают на альткоинах, не могут не вызывать опасений среди пользователей.

С другой стороны, альткоины не лишены положительных сторон. Например, с помощью них на рынке поддерживается здоровая конкуренция. Статистикой уже отмечены самые перспективные альткоин-системы, имеющие большой потенциал и завидные перспективы развития.

И, конечно, если у кого-то есть идея нового алгоритма, реализовать ее гораздо проще на альткоин-платформах. Там не потребуется получать специальных разрешений и обходить ограничения.

Другим весомым аргументом "за" будет и разнообразие функционала альткоинов – всегда можно найти замену упавшей валюте среди многообразия выбора на рынке. Возможно, что альтернативных валют и правда чересчур много, но в этом есть их преимущество. Создание и запуск таких систем не составляют труда, потому можно с уверенностью сказать - альткоины никогда не исчезнут с рынка электронных валют.

Взаимодействие биткоина и альткоина. Сайдчейн.

После запуска нового альткоина нужно привлечь пользователей. Варианты кардинально отличаются:

Если пользователь решит воспользоваться этой схемой, то он обязательно должен будет учесть риски в случае краха альткоинов, в противном случае его ждут большие убытки.

Было бы гораздо лучше, если бы биткоин можно было сдать в залог на некоторый срок, а в это время заниматься майнингом альткоинов. Биткоины в этом случае были бы защищены, так как в случае обесценивания альткоина их можно было бы забрать обратно. Это называлось бы уже двусторонней привязкой, а биткоин стал бы резервной валютой. Для поддержки такой схемы нужны так называемые сайдчейны (side chains). Сайдчейны – это транзакции биткоина, которые поддерживают валидацию альткоина. Они позволили бы однозначно сказать, что альткоин уничтожен и можно вернуть биткоин. Но в настоящее время в силу технических характеристик биткионов, нельзя получить отчет по добыче альткоинов. Это требует расширения языка транзакций. Поэтому сейчас для того, чтобы забрать биткоин в схеме с двойной привязкой, необходимо проанализировать всю цепочку блоков и найти доказательство, что альткоин был уничтожен. То есть каждый нод биткоина должен хранить всю цепочку данных альткоина.

Решением этой проблемы может стать использование доказательств SPV. Основная идея в том, чтобы вместо проверки длинной действительной цепочки, проверять просто самую длинную цепочку. Для того, чтобы доказать действительность цепочки нужно проверить каждую транзакцию. Если же просто проверять самую длинную цепочку, без доказательства того, что она действительная, то достаточно проверять заголовки блоков.

Похожую схему используют мобильные клиенты, которые не могут являться полными нодами, так как не имеют достаточно ресурсов для проверки всей цепочки. Они проверяют только интересующую их транзакцию, что она включена в дерево Меркла какого-то блока, который был в прошлом. Это намного быстрее, так как они проверяют только заголовки блоков.

Поэтому для реализации двусторонней привязки необходимо реализовывать сценарий биткоина, способный делать SPV-доказательства об альткоине.

Как уже отмечалось ранее, у некоторых альткоинов формирование блоков происходит быстрее, чем у биткоина. В этом случае проверка SPV-доказательств может быть медленной. Например, потребуется n шагов для проверки PoW n блоков альткоина. Чтобы повысить эффективность spv-проверки, можно хранить блоки не просто в цепочке, а в структуре данных, поддерживающей более эффективный вид SPV-доказательства.

Один из подходов к реализации основан на идее доказательства работы. Предположим, есть 4 блока 4-битной сложности. 4 бита – значит, каждый хэш этих блоков имеет, как минимум, 4 нулевых бита в начале. И если все 4 блока имеют столько же нулевых битов впереди, то в среднем половина этих блоков будет иметь уже как минимум 5 нулевых битов впереди. При этом в среднем один блок из четырех будет иметь и шестой нулевой бит впереди хэша. И так далее, в зависимости от числа блоков. В среднем потребуется 64 хэша, чтобы найти 4 блока с нулевыми битами в начале хэша. Почти то же число хэшей потребуется для поиска одного-единственного блока с шестью нулевыми битами. Идея в том, чтобы проверять блок с самой длинной нулевой цепочкой спереди вместо проверки всех четырех блоков.

Несмотря на одинаковое время, точность оценки значительно отличается. сли злоумышленник вычисляет 32 хэша, половину искомого числа, то вероятность нахождения четырех блоков равна 14%. То есть шанс на успех в поиске четырех блоков за остаток времени равен 14%. Разумеется, при поиске одного блока с длинной цепочкой нулей вероятность гораздо выше – 40%,. Итак, 40% вероятности успеха; фиксированное количество попыток, определенное биноминально. Все это говорит о том, что чем больше образцов доказательств работы используется, тем выше точность. Аргумент, очевидно, не в пользу быстрой проверки. Однако все зависит и от длины блокчейн, иногда бывает достаточно выполнить быструю проверку.

Чтобы осуществить поддержку spv-доказательств такого рода, нужно составить что-то вроде списка с пропусками (рис 10.9). Допустим, что цель – проверка PoW только у четверти блоков. . Чтобы осуществить алгоритм, логичнее всего будет создать указатель и на предыдущий блок с четырьмя нулевыми битами, и на блок, имеющий шесть и более нулевых битов спереди. Реализация такого хранения не потребует больших затрат. Чтобы проверить SPV-доказательство, нужно будет проверить всего четверть блоков.

Итак, можно сделать вывод, что реализация сайдчейна позволит осуществлять двойную привязку. То есть резервировать одну криптовалюту во время майнинга другой. В резерве могут находится как альткоины, так и биткоины. Этот алгоритм необходим, чтобы защититься от рисков краха альткоина. Для поддержки алгоритма требуются модификации в скрипте биткоина. Альткоины же достаточно объединить с какой-либо другой валютой, работающей под тем же майнинг-паззлом.

В заключение остается еще раз отметить важность альткоина для экосистемы электронных валют. Альткоины и биткоины взаимодействуют друг с другом по-разному – порой это сотрудничество, а иногда и борьба. Взаимодействие происходит как технически – вспомним, например, тот же параллельный майнинг и транзакции с общим хэшем. Очевидно одно - спектр взаимодействия электронных бирж будет расти со временем.

Терминологический словарь

Криптовалюта (Cryptocurrency)– распределенная система безопасного обмена и передачи цифровых денежных знаков, основанной на средствах криптографии. Основное свойство – децентрализация.

Биткоины (BTC, bitcoins)- одноранговая цифровая денежная система, построенная на криптографических алгоритмах. Первая массовая криптовалюта.

Альткоины (ALT, Altcoins) - общее название всех криптовалют, предлагаемых в качестве альтернативы биткойну – неймкоин, альткоин, лайткоин…

Адрес (Address)- биткойн-адрес используется для отправки и получения транзакций. Он состоит из буквенно-цифровых символов, но также может быть представлен в виде сканируемого QR-кода. Биткойн-адрес также является публичным ключом, используемых держателями биткойнов для цифровой подписи транзакций.

Блок (block)- список проверенных транзакций, который добавляется к блокчейну в результате майнинга. Является базовым элементом структуры блокчейна. Состоит из двух частей - заголовка (Head) и полезной нагрузки (Payload)- собственно записи транзакций.

Блокчейн (block chain - цепочка блоков)- распределенный реестр, состоящий из цепочки блоков финансовых транзакций, в которой каждый последующий блок криптографически связан с предыдущим. В ключает в себя сети peer-to-peer (P2P), распределенное хранение данных и криптографию.

Кошелек (wallet) - программное приложение, позволяющее производить транзакцию с заданного адреса и просматривать его баланс.

Цифровая подпись (ЭЦП - электронная цифровая подпись) - код, который генерирует алгоритм шифрования с открытым ключом, прикрепляемый к транзакции для проверки неизменности её содержимого и идентификации отправителя. Используется для подтверждения транзакции владельцем биткоин-кошелька отправителя.

Ключ (key) - битовая строка, используемая криптографическим алгоритмом при шифровании и дешифровании сообщений, постановке и проверке цифровой подписи, а также идентификации.

Майнинг (mining), "добыча" - процесс в сети Биткоина и других криптовалют, в результате которого в блокчейн добавляется новый блок транзакций и происходит эмиссия монет.

Нода (node) - узел (сервер) сети Bitcoin.

Премайнинг (Pre-mining) - добыча криптовалюты создателем до того, как официально объявлено о её появлении. Позволяет осуществить эмиссию криптовалюты до её выхода на рынок. Зачастую используется в мошеннических криптовалютах, но не все премайнинговые монеты являются мошеническими.

Приватный (закрытый) ключ (private key) - кодовая строка, при помощи которой осуществляется доступ к кошельку или биткоин-адресу. Необходима для осуществления транзакций.

Публичный (открытый) ключ (public key) - парная соответствующему приватному ключу кодовая строка, к которой имеется открытый доступ. Используется с секретным приватным ключом для отправки транзакций. Публичный ключ соответствует биткоин-адресу.

Пул (Pool), Майнинг-пул (mining pool) - объединение майнеров, которые коллективно добывают блок, а затем делят полученное вознаграждение. Майнинг-пулы - способ увеличить доходность при росте сложности майнинга.

Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto) - анонимный создатель (или группа создателей) одноранговой электронной денежной системы Биткоин.

Транзакция (transaction) - перевод денег между двумя адресами.

Форк (Fork - вилка) - создание альтернативной успешной версии цепочки блоков. Форк успешен, если он становится самой длинной версией цепочки блоков с точки зрения сложности. В этом случае альтернативная ветка блокчейна отвергается и становится невалидной. Часто форком называют новую криптовалюту, которая построена на протоколе существующей. Например, лайткоин (LTC) является форком биткоина (BTC).

Автономные агенты (Autonomous Agent) - программные сущности (приложения и модули), которые могут принимать решения без необходимости участия и одобрения человека. Умный контракт (smart contract) - это своего рода автономный агент, базирующийся на блокчейне.

PoW, Proof-of-Work, "доказательства работы" - алгоритм, при помощи которого сеть майнинга определяет, какой из майнинговых узлов запишет сформированный блок в блокчейн.

PoS, Proof-of-Stake, "подтверждение доли владения" - альтернативный PoW алгоритм, с помощью которого сеть во время записи блока в блокчейн определяет вероятность записи нового блока в блокчейн и получение соответствующего вознаграждения, пропорционального доле владения пользователя в системе.

Hashrate (хэшрейт или вычислительная мощность) - вычислительная производительность компьютерного оборудования для майнинга криптовалют. Измеряется хэшах (hash) в секунду.

Сайдчейнинг (sidechaining) — это механизм, который дает безопасно использовать токены одного блокчейна в другом, сохраняя возможность обратного перевода. В этом случае оригинальный блокчейн называют основным, дополнительные блокчейны — сайдчейнами

SPV-proof, "доказательство простой проверки платежа" - доказывают существование транзакции в блоке с помощью специального набора данных. SPV перемещает биткоины между основным блокчейном и сайдчейном после того, как узнает, что сигнальная транзакция о переводе средств между цепочками была помещена в блок.