Что делает Bitcoin великим? ONE ученый пытается это выяснить

Visa, PayPal, Bitcoin. Последний, похоже, не похож на другие.

Вы можете подумать, ну конечно. Это уникально по сравнению со старыми институтами, которые первыми сделали цифровую валюту возможной, храня платежные данные в централизованных базах данных.

Но это, возможно, лишь ONE из способов взглянуть на ситуацию.

Ученые-компьютерщики и разработчики QUICK отмечают, что Bitcoin преуспел в децентрализации своей денежной системы, поскольку он улучшает предыдущие протоколы компьютерного консенсуса. Этот момент доцент Корнеллского университета Элейн Ши подчеркнула в своей презентации на недавнем Стэнфордская конференция по безопасности блокчейна.

Даже после 30 лет исследований, объяснила Ши, классические протоколы консенсуса терпят неудачу при определенных условиях. Но она считает, что Bitcoin отличается, потому что он более «надежный».

Однако определить и математически описать эти различия T так-то просто.

Ши сказал CoinDesk:

«Успех протокола в некотором роде опережает научное понимание».

Несмотря на трудности, ученый, похоже, полон решимости наверстать упущенное.

Сидя на холоде после долгого дня презентаций по безопасности, она увлеченно рассказывала об уникальных свойствах биткоина.

Она отметила, что другие недавние исследования были направлены на разработку формального доказательства безопасности Bitcoin, и что специалисты из IC3 и других организаций теперь стремятся помочь выявить потенциальные уязвимости и предоставить информацию для будущих исследований протокола.

Первоначальное волнение

Любопытство Ши впервые проявилось в 2010 или 2011 году, когда она работала в Технологии компании Xerox PARC в Пало-Альто.

Именно тогда ее друг, любитель и шахтер, показал ейБелая книга BitcoinОни вместе, заворожённые, прочитали его.

«Мы пытались понять, почему Bitcoin стал таким популярным», — сказала она.

С ее точки зрения, было большим событием, что эта валюта получила такое широкое применение по сравнению с eCash— Технологии , которую в середине 1990-х годов представил миру опытный криптограф Дэвид Чаум.

«В то время они приняли более сложную Криптo. Но она T пользовалась особой популярностью», — сказала она.

Она добавила, что была впечатлена тем, что Bitcoin, напротив, получил более быстрое распространение и использует простую криптографию — шифрование с открытым ключом, подписи и хеш-функции.

«ONE из главных преимуществ Bitcoin было то, что он создал правильные стимулы. Он дал стимулы ранним последователям. Есть и другие аспекты, которые, возможно, были правильными с точки зрения стимулов и, возможно, помогли с принятием и тем, как он набрал популярность», — добавила она.

Сонный консенсус

Позже Ши перешла в Мэрилендский университет, где продолжила свои исследования Bitcoin , а затем в Корнеллский университет. Инициатива по криптовалютам и контрактам(IC3), университетский центр по изучению всех аспектов блокчейна.

Ее выступление в Стэнфорде: «Переосмысление широкомасштабного консенсуса," рассказала о своем новом исследовании, направленном на переосмысление того, как Bitcoin может работать по-другому, но при этом сохранять свои уникальные свойства. Результатом является ее предлагаемое 'сонный«модель консенсуса».

Она отметила, что когда она спрашивала, почему люди изучают использование блокчейна, а не давно изученного классического протокола, такого как PBFT, люди обычно отвечали: «Потому что он более надежный».

Это общепринятая точка зрения. Но она отметила, что с академической точки зрения даже сложно точно определить, что означает «надежный».

В этом свете «сонный консенсус» исследует определенную часть надежности биткойна: спорадическое участие, когда узлы могут покидать и входить в систему по своему усмотрению. Он также исследует, может ли система быть столь же надежной без доказательства работы, алгоритма, который приводит к ONE согласованной истории транзакций

В модели Ши есть «спящие» узлы (которые находятся в автономном режиме) и «активные» узлы (которые находятся в сети и активны).

Ши показал изображения Белоснежки, чтобы продемонстрировать каждое состояние и продемонстрировать, что узлы могут переключаться между этими двумя состояниями.

«Например, когда принц целует Белоснежку, она просыпается и продолжает участвовать», — сказала она. «Белоснежка — очень крепкая принцесса».

ONE из способов проверить надежность системы — посмотреть, сможет ли она прийти к соглашению, когда 51% сетевых узлов являются «честными» (и, следовательно, не примут недействительную транзакцию), даже с учетом этого свойства спорадического участия.

Классические модели здесь терпят неудачу. Фактически, Ши зашел так далеко, что сказал, что ни один классический протокол, будь то синхронный или асинхронный, не выдерживает критики. Даже когда 99% онлайн-узлов честны.

Она пришла к выводу, что Bitcoin, как гласит общепринятая мудрость, действительно надежен. Это система, которая работает уже восемь лет и продолжает работать до тех пор, пока 51% узлов честны.

«Сонный» консенсус основывается на этой надежности, но перестраивает протокол таким образом, что отказывается от доказательства работы биткоина.

Исследовательская группа обнаружила, что усовершенствованная система в некоторых отношениях стала более надежной, но с новой конструкцией возникли и новые проблемы безопасности.

Работа в этом направлении продолжается, и Ши заявил, что на данный момент протокол подходит для консорциумных блокчейнов, подобных тем, которые выпускает Hyperledger на базе Linux.

Хотя, опять же, возможно, есть и другие элементы «надежности» биткоина.

Еще один проект от Ши и IC3,FruitChains, исследует игровой теоретический компонент биткоина или то, как он стимулирует участников действовать таким образом, чтобы в конечном итоге принести пользу всем.

Результатом исследования стало предложение о «справедливом блокчейне», в котором вознаграждения за блоки и комиссии за транзакции распределяются равномерно, а различия в вознаграждениях минимальны.

Анализ каждой части в отдельности может привести к чему-то большему.

«В целом нам нужна новая научная основа для всего этого», — сказал Ши.

Неожиданные направления

Однако Ши подчеркнул, что это исследование не направлено на определение вещей только ради академического любопытства.

Как только люди лучше поймут протоколы, появятся разные, возможно неожиданные, направления для движения. В целом, исследователи будут лучше понимать, как можно улучшить публичные блокчейны.

Например, доказательство работы стоит дорого, поскольку мощные компьютеры по всему миру в настоящее время хешируют головоломки с головокружительной скоростью, чтобы защитить блокчейны, такие как Bitcoin и Ethereum. Многие исследователи, например, работающие над доказательством доли для Ethereum, пытаюсь развитьспособ обойти эти огромные потребности в электроэнергии.

Дополнительные исследования могли бы помочь определить, напрасны ли эти усилия.

Кроме того, Ши утверждает, что важно работать над пониманием безопасности протокола и написанием математических доказательств, которые потенциально могут выявить скрытые недостатки протокола.

«Люди каким-то образом развили эти очень хорошие интуиции, но все еще очень, очень сложно разработать доказуемо правильный протокол. Это очень, очень важно, когда вы имеете дело с чем-то вроде Криптовалюта, потому что если протокол сломан, то ваши деньги под угрозой», — сказала она.

С другой стороны, «доказуемо правильный» протокол — это ONE , который удовлетворяет определенным математическим требованиям.

Она отметила, что такой протокол может помочь предотвратить будущие ситуации, подобные тем, что возникли в DAO — проекте Ethereum , закончился неудачей.

«Очень легко ошибиться, если не пройти весь этот процесс», — сказала она. «Я думаю, что и в академической среде, и в промышленности существует огромная потребность в этих протоколах, включая как консенсус, так и криптографию».

Она также утверждала, что смарт-контракты требуют более продвинутых протоколов криптографии.

«IC3 хотела бы помочь сделать их безопасными, создав протоколы. И развернуть их в реальном мире», — добавила она.

Объединение дисциплин

Помимо всего этого, у Ши есть и другие исследовательские идеи.

ONE из потенциальных проектов — разработать язык программирования, который позволит программистам с небольшим знанием криптографии создавать более безопасные приложения. Программисты могли бы неопределенно указать, какие свойства безопасности им нужны, а сам язык программирования решал бы, какой протокол консенсуса лучше всего использовать под капотом.

Для Ши возможность объединять дисциплины таким образом отчасти является тем, что так захватывающе. И Bitcoin — это богатая область для экспериментов с криптографией в частности, сказала она.

Она пришла к выводу:

«Это словно золотая жила проблем».

Изображение Bitcoin лабиринтачерез Shutterstock