Що робить Bitcoin чудовим? ONE учений шукає з’ясування

Visa, PayPal, Bitcoin. Останній, здається, не схожий на інші.

Ви можете подумати, ну, звичайно. Це унікально порівняно зі старими установами, які першими зробили цифрову валюту можливою, зберігаючи платіжні дані в централізованих базах даних.

Але це може бути лише ONE спосіб поглянути на це.

Комп’ютерні вчені та розробники QUICK відзначають, що причина успіху Bitcoin в децентралізації своєї грошової системи полягає в тому, що він покращує попередні комп’ютерні протоколи консенсусу, на чому підкреслила доцент Корнелла Елейн Ши у своїй презентації на нещодавньому Стенфордська конференція з безпеки блокчейну.

Навіть після 30 років досліджень, пояснив Ши, класичні протоколи консенсусу за певних умов дають збій. Але вона вважає, що Bitcoin відрізняється, тому що він більш «надійний».

Однак визначити та математично сформулювати ці відмінності T так просто.

Ши сказав CoinDesk:

«Успіх протоколу трохи випереджає наукове розуміння».

Незважаючи на труднощі, вчений, здається, має намір надолужити згаяне.

Сидячи на холоді після довгого дня презентацій безпеки, вона захоплено балакала про унікальні властивості біткойна.

Вона зазначила, що інші нещодавні дослідження мали на меті розробити офіційне підтвердження безпеки для Bitcoin, і що дослідники з IC3 та інших країн зараз прагнуть допомогти виявити потенційні вразливості та надати інформацію майбутнім дослідженням протоколу.

Початкове хвилювання

Вперше цікавість Ши виникла в 2010 чи 2011 роках, коли вона працювала в Технології компанії Xerox PARC в Пало-Альто.

Саме тоді її друг, любитель і шахтар, показав їй білий папір Bitcoin. Вони прочитали це разом, зачаровані.

«Ми намагалися зрозуміти, чому Bitcoin злетів», — сказала вона.

З її точки зору, це було великою справою, що ця валюта знайшла таке широке застосування порівняно з eCash, Технології, яку в середині 1990-х років запровадив у світ криптограф із давнім стажем Девід Чаум.

«У той час вони прийняли більш складну Крипто. Але T було такої великої тяги», — сказала вона.

Вона додала, що її вразило те, що Bitcoin, навпаки, отримав більш швидке впровадження та використовує просту криптографію – шифрування відкритим ключем, підписи та хеш-функції.

«ONE велика річ для Bitcoin полягала в тому, що він зробив правильні стимули. Він дав стимули першим користувачам. Існують різні інші аспекти, які, можливо, були правильні з точки зору стимулів і, можливо, допомогли в прийнятті та тому, як він набув популярності», — додала вона.

Сонний консенсус

Пізніше Ші переїхала до Університету Меріленда, де продовжила дослідження Bitcoin , а потім до Корнелла. Ініціатива для криптовалют і контрактів (IC3), університетський центр вивчення всього блокчейну.

Її презентація в Стенфорді, "Переосмислення широкомасштабного консенсусу," обговорювала своє нове дослідження, спрямоване на перегляд того, як Bitcoin може працювати по-іншому, але при цьому зберігати свої унікальні властивості. Результатом є запропонований нею "сонний' модель консенсусу.

Вона зазначила, що коли вона запитувала, чому люди досліджують використання блокчейну, а не давно вивченого класичного протоколу, такого як PBFT, люди зазвичай відповідали «тому що він більш надійний».

Це загальна мудрість. Але вона зазначила, що з академічної точки зору було важко навіть визначити, що саме означає «надійний».

У цьому світлі «сонний консенсус» досліджує особливу частину надійності біткойна: спорадичну участь, коли вузли можуть залишати та входити в систему, як їм заманеться. Далі досліджується, чи може система бути настільки ж надійною без підтвердження роботи, алгоритму, який веде до ONE узгодженої історії транзакцій.

У моделі Ши є «сонні» вузли (які знаходяться в автономному режимі) і «активні» вузли (які знаходяться в режимі онлайн і активні).

Ши показав зображення Білосніжки, щоб показати кожен стан і продемонструвати, що ці вузли можуть переходити між цими двома станами.

"Наприклад, коли принц цілує Білосніжку, вона прокидається і продовжує брати участь", - сказала вона. «Білосніжка дуже сильна принцеса».

ONE із способів перевірити надійність системи — перевірити, чи зможе вона дійти згоди, якщо 51% онлайн-вузлів є «чесними» (і, отже, не приймуть недійсну транзакцію), навіть із цією властивістю спорадичної участі.

Класичні моделі тут не справляються. Насправді Ши зайшов настільки далеко, що сказав, що жоден класичний протокол, синхронний чи асинхронний, не витримає. Навіть якщо 99% онлайн-вузлів є чесними.

Вона дійшла висновку, що Bitcoin, як стверджує загальноприйнята думка, справді надійний. Це система, яка працює вісім років і продовжує працювати, доки 51% вузлів є чесними.

«Сонний» консенсус базується на цій надійності, але змінює протокол таким чином, щоб відмовитися від підтвердження роботи біткойна.

Дослідницька група виявила, що налаштована система була певним чином надійнішою, але з новою конструкцією також виникли нові проблеми безпеки.

Робота тут триває, і Ши сказав, що на даний момент протокол підходить для блокчейнів консорціуму на кшталт тих, що були випущені Hyperledger під керівництвом Linux.

Хоча, знову ж таки, є, можливо, й інші елементи «надійності» біткойна.

Ще один проект від Shi та IC3, FruitChains, досліджує теоретичний компонент біткойна в іграх або те, як він спонукає учасників діяти таким чином, щоб зрештою принести користь усім.

Результатом дослідження є пропозиція щодо «чесного блокчейну», де винагороди за блоки та комісії за транзакції розподіляються рівномірно, а винагороди менші.

Аналіз кожної частини окремо може призвести до чогось більшого.

"Загалом, нам потрібна нова наукова основа для всього цього", - сказав Ши.

Несподівані напрямки

Тим не менш, Ши підкреслив, що це дослідження не стосується визначення речей лише заради академічної цікавості.

Щойно люди краще зрозуміють протоколи, з’являться різні, можливо, несподівані, напрямки для руху. Загалом, дослідники матимуть краще розуміння того, як можна покращити загальнодоступні блокчейни.

Наприклад, підтвердження роботи коштує дорого, оскільки потужні комп’ютери з усього світу наразі хешують головоломки із запаморочливою швидкістю, щоб захистити такі блокчейни, як Bitcoin та Ethereum. Багато дослідників, як-от ті, що працюють над proof-of-stake для Ethereum, це так намагаючись розвиватися спосіб обійти ці величезні потреби в електроенергії.

Додаткові дослідження можуть допомогти визначити, чи ці зусилля марні чи ні.

Крім того, Ші стверджує, що важливо працювати над розумінням безпеки протоколу та написанням математичних доказів, які потенційно можуть виявити приховані недоліки протоколу.

"Люди якимось чином розвинули цю дуже гарну інтуїцію, але все ще дуже, дуже важко розробити доведено правильний протокол. Це дуже, дуже важливо, коли ви маєте справу з чимось на кшталт Криптовалюта, тому що якщо протокол зламаний, на кону стоять ваші гроші", - сказала вона.

З іншого боку, «доказово правильний» протокол — це ONE , який задовольняє певним математичним вимогам.

Вона зазначила, що такий протокол може допомогти уникнути майбутніх ситуацій, подібних до The DAO – проекту Ethereum , який закінчився невдачею.

«Дуже легко зробити помилку, якщо не пройти весь цей процес», — сказала вона. «Я думаю, що як в академічному середовищі, так і в промисловості існує величезна потреба в цих протоколах, включаючи як консенсус, так і криптографію».

Вона також стверджувала, що для смарт-контрактів потрібні більш просунуті протоколи криптографії.

"IC3 хоче допомогти зробити їх безпечними, створивши протоколи. І розгортаючи їх у реальному світі", - додала вона.

Поєднання дисциплін

Крім усього цього, у Ши є інші дослідницькі ідеї.

ONE з потенційних проектів є розробка мови програмування, яка дозволить програмістам із невеликим знанням криптографії створювати більш безпечні програми. Програмісти могли б розпливчасто вказати, які властивості безпеки їм потрібні, а мова програмування сама вирішила б, який консенсусний протокол найкраще використовувати під капотом.

Для Ші здатність поєднувати дисципліни таким чином частково захоплює. Крім того, Bitcoin — це багата область для експериментів із криптографією, зокрема, сказала вона.

Вона підсумувала:

«Це як золота жила проблем».

Зображення Bitcoin -лабіринту через Shutterstock