И какое они отношение имеют к Linux?)
Просто о сложном.
На заре моей преподавательской карьеры, когда я читал курс по TCP/IP меня спросили про криптовалюты. Я тогда не смог ответить. Но зато сейчас смогу. Постараюсь подробно рассказать про их истоки, а если статья найдет отклик, то и перспективы.
Небольшой дисклеймер — я постарался максимально просто, на пальцах объяснить, как это все работает. Здесь нет подробных технических особенностей реализации, а я заведомо упростил основные моменты работы криптовалютных технологий.
С чего все началось?
БитТоррент
В 2001 году Брэм Коэн создал BitTorrent — децентрализованное, распределенное хранилище файлов. Если файл лежит на сервере, его могут удалить, сам сервер может выйти из строя, злобные правообладатели могут подать в суд и изъять жесткий диск. А в случае торрента файл хранится у многих пользователей. Для файла вычисляется хеш, и, если искомый хеш совпадает с хешем, полученным из файла, хранимого на диске, значит этот файл и ищется. Удобно и просто. Если кто-то из раздающих удалит файл, останется еще много раздающих. Клиенты, которые скачивают файлы, после успешного скачивания сами начинают его раздавать — сеть растет.
Мировой финансовый кризис 2008 года
В 2008 году экономическая ситуация в мире стала потрясением для многих. Он был спровоцирован ипотечным кризисом США в 2007 году, в 2008 году очень сильно вырос уровень инфляции в мире. Население стало переводить деньги в осязаемые активы — те самые деньги, которые можно хранить под подушкой, и в золото. Вывод денег с бирж привел к падением котировок акций.
Есть мнение, что Биткойн, анонсированный полумифическим Сатоши Накомото, стал ответом на кризис 2008 года. И хотя разработки начались раньше, отрицать вклад экономической ситуации в виде формирования желания создать нечто экономически устойчивое, нельзя.
Разработчики Биткойна видели причины кризиса в несовершенстве денежно-кредитной системы. И основное ее зло — централизация.
Проблемы централизации в финансовой сфере
Традиционные валюты сильно централизованы. Некий регулирующий орган обладает монополией на деньги (Центробанк, ФРС и т.д. и т.п.). Если денег не хватает, то включают печатный станок. Это позволяет на некоторое время заткнуть финансовые дырки, но выброс денежной массы на рынок без наличия возросшего предложения товаров и услуг приводит к повышению цен (а цена всегда растет, когда возрастает число желающих купить) — в итоге наблюдается инфляция.
Регулирующий орган может постараться ослабить инфляцию подняв ключевую ставку — это процентная ставка по которой деньги из их первоисточника выдаются кредитным организациям. В итоге кредитные организации (банки) тоже повышают проценты.
И тогда туго становится всем. Снижается покупательская способность частных лиц, люди перестают брать потребительские кредиты и ипотеки. Бизнес без дешевых кредитов не может закупаться оборудованием, сырьем, товарами для переподажи и т.д.
Инфляция снижается, но экономика и развитие производства стагнирует, падает уровень жизни населения.
Проблемы цифровизации и доверия банкам
Даже те кто не застал, слышали как в 90ые годы Сбербанк благополучно простил свои долги дорогим россиянам. Банк также является централизованным органом, обрабатывающим ваши деньги. Он может повысить комиссию за переводы и вывод денег. Он может обанкротиться. Он может ваши накопления выдать в виде кредитов, не просчитав риски, и ваши проценты ему будет не из чего выдавать.
Сейчас, когда экономика во многом цифровизировалась, цифровизировались и банки. Вы заходите в мобильное приложение и видите сумму на счету. Но это всего лишь цифры, которые записаны в БД в банковском приложении. Перевод денег с вашего счета на счет родственника — это снова транзакция в СУБД. В одной записи сумму уменьшили, в другой увеличили.
И как бы не было велико доверие банку, какие бы он резервные копии не делал и не вкладывался бы в надежность, все равно система остается централизованной.
Схема работы банка
Рассмотрим такой вариант — вы хотите перевести сумму денег другому человеку. Чтобы не усложнять объяснение, упростим ситуацию:
- перевод осуществляется внутри одного банка
- банк берет за перевод комиссию.
Соответственно, вы указали банку, что хотите с такого-то счета на такой счет перевести N сумму денег. Банк рассчитывает комиссию K. В итоге в БД в записи с вашим номером счета из суммы вычитается N денег и K комиссия. В запись с номером счета получателя прибавляется N. Это числа, но сумма тех денег, которые банк «должен» своим клиентам — уменьшилась.
K — чистая прибыль банка.
Децентрализованная валюта
Основная идея Биткойна — и не только его — в том, чтобы записи хранились не в каком-то банке, а децентрализовано. БитТоррент показал, что это возможно.
В то время как централизованный оператор (банк) может считать деньги не достоверное (превращаясь в финансовую пирамиду), чтобы такого не произошло с накоплениями криптоинвесторов в криптовалюте данные о кошельках и транзакциях хранятся публично.
Любой может проверить, что денежки на месте.
Возникает вопрос, а как совершать транзакции. С банком все просто. Право записи в базу данных имеет сам банк, с базой данных криптовалюты, которая содержится на многих узлах, уже не все так просто.
Ведь любой может взять и записать, что некий Рокфеллер перевел деньги на мой кошелек ;) запись растиражируется и я получу себе чужие средства.
И этот способ практически работает упрощенно говоря именно так хакеры и крали раньше деньги с криптовалютных кошельков.
Чтобы свести такие задачи к минимуму Биткойн использовал такую схему — каждая транзакция должна быть подписана. Группа запросов на переводы отправлялась в сеть, формируется блок, который также включает информацию о предыдущем блоке. Цепочка блоков образует блокчейн. Чтобы блок был «подписанным» для него рассчитывался хеш. Но так как хеш может рассчитать любой, и это не помогло бы спасти от злоумышленников, вводится задача, делающая такой расчет затруднительным. Хеш модифицируется особым образом, и исходный текст, из которого он получен, становится неизвестным.
Если из текста можно получить достаточно быстро хеш (и проверить его), то по хешу вычислить исходный текст можно только долгим и нудным перебором всех возможны вариантов!
Задача несколько упрощается (чтобы сделать из невозможной просто достаточно сложной) тем, что нужно перебирать не все возможные варианты, а лишь числа, чтобы найти то число, которое вместе с исходным текстом дает модифицированный хеш. Но упрощенно можно считать, что фактически нужно по хешу угадать исходное сообщение! А это решается путем перебора.
Соответственно, майнер подписывает транзакцию, выполняя вычислительную работу — перебирая тонны чисел в надежде найти такое, чтобы оно вместе с исходным блоком после вычисления хеша дало требуемое значение хеша. Такой метод называется PoW — Proof of Work.
Зачем майнеру заниматься подписью каких-то транзакций?
А за тем, что теперь комиссию за транзакцию получает не банк, а майнер в виде вознаграждения за вычислительную работу. То есть теперь майнер — участник децентрализованного банка.
Кроме того, задача эмиссии тоже возложена на майнера. Есть транзакции, нет транзакции, а блоки блокчейна должны генерироваться с определенной регулярностью. Поэтому майнеры получают и эмиссию. И это тоже вознаграждение. То есть теперь майнер участник аналога ФРС (все знают, что в Америке это частная компания которая печатает доллары ;)
Но как же инфляция? А в Биткойн заложена дефляционная модель — постепенно размер эмиссии уменьшается. И как оказалось, это действительно спровоцировало рост цены биткойна.
Майнеры и устойчивость перед хакерами
Пока криптовалюта не популярна, игрушечна, пока за нее покупают пиццы, с подписью справляется обычный процессор. Но все больше майнеров присоединяются в сети. Кто-то увидел коммерческий а не «по фану» интерес, и стали придумывать способ зарабатывать больше.
Вместо последовательных вычислений стали использоваться параллельные, в дело пошли GPU, потом FPGA, а потом и ASIC.
Но с ростом суммарной вычислительной мощности растет и сложность находимого решения. Так реализована криптовалюта. Казалось бы доходы майнеров должны падать, но с ростом цены становится выгодным даже добыча гораздо меньшего, чем ранее количества биткойнов.
Но что это дает сети? Какой толк от большого числа майнеров?
А дело в том, что чем больше майнеров, тем сложнее подделать транзацию. Ведь с ростом вычислительной мощности сети чтобы подделать транзакцию фактически злоумышленнику самому надо стать майнером, причем превышающем мощности уже существующих майнеров. Но с такими ресурсами зачем ему тогда вообще красть чужие деньги, если он может просто стать честным майнером и намайнить себе столько, сколько захочет.
В чем польза криптовалюты?
Когда биткойн появился, он воспринимался как фантики. Собственно и я также относился к нему, пока не узнал что один мой покойный друг в свое время намайнил на обычном компьютере два с половиной битка и продал их где-то за один миллион рублей (сейчас конечно эта сумма смехотворна).
Сейчас биткойн является привлекательным инвестиционным инструментом и может в этом ключе поспорить с акциями.
Кроме того, биткойн действительно является платежным инструментом. Меня часто спрашивали, как перевести деньги из рубежа. Я объяснял пусть ваш товарищ купит криптовалюту на бирже Binance, переведет вам, а вы с помощью P2P обналичите сумму у себя в рублях.
Сейчас это уже не вполне актуально ;) так как водят все новые и новые санкции и Binance c русскими уже не работает, но факт остается фактом.
Кроме того, в ряде случаев комиссия на международные переводы в криптовалюте оказывались дешевле, чем комиссия через традицонные банковские методы.
Какое отношение это имеет к Linux?
Узлы, кошельки и другие приложения, которые обслуживают блокчейн как правило работают под управлением ОС GNU/Linux. Да, их компилируют и под виндовс, и можно запускать на Windows машине, но использование Linux остается монополией для реализации инфраструктурных вещей, будь то бэкенд веб-сервиса или мобильного приложения, так и для криптовалютной сети.
Также майнеры используют операционные системы на базе GNU/Linux для майнинга и управления видеокартами, специализированное оборудование для майнинга (асики) также на борту имеют ту или иную вариацию GNU/Linux.
Дух свободы, который был заложен в криптовалютном движении (если так можно выразиться) прекрасно ложится на свободолюбие сообщества Linux и Open Source.
Если будут лайки, вопросы, то напишу и еще статью про тенденции и перспективы криптовалют в будущем.
Подписывайтесь на мой канал в дзен и будете в курсе новых моих статей по компьютерным сетям и ОС/Linux.
Всегда с вами,
Сергей Кручинин
преподаватель GNU/Linux и компьютерных сетей
