Кардано — суверенная экономика будущего?

После того, как в своем первом посте я представился и описал, почему влюбился в криптомир, пришло время написать об одном из проектов, которые меня больше всего волнуют — Cardano. Хотя я с самого начала был заинтригован Cardano, вначале мне было трудно понять и оценить весь объем проекта. После постепенного изучения проекта в свободное время в течение последних нескольких месяцев я думаю, что начинаю видеть общую картину, которую нахожу абсолютно умопомрачительной. В этой длинной статье я подведу итог ключевым достижениям проекта Cardano и как, в случае успеха, они изменят известный нам мир.

Cardano называет себя криптовалютой третьего поколения и платформой для финансовых приложений. Bitcoin впервые успешно внедрил концепцию криптовалюты, после чего Ethereum стал первой платформой, которая смогла запускать смарт-контракты на блокчейне, провозгласив себя буквально «мировым компьютером». Оба достигли многого с момента их создания, но также у обоих есть и некоторые явные проблемы с масштабируемостью, такие как:

Задержки транзакций — при интенсивном использовании вводится больше операций, чем может справиться система, из-за чего повышаются издержки на трансакции, и снижается скорость их проводки.
Энергопотребление — майнинг PoW (Доказательство выполнения работы) потребляет энергию, доводя потребление энергии до точки, где она оказывается равна потреблению энергии небольшой страны. В то время как некоторые сторонники биткойна утверждают, что нынешняя банковская система еще более энергоемкая, любая аналогичная безопасная альтернатива со значительно более низким потреблением энергии, несомненно, будет более устойчивой с экологической точки зрения.
В то время как оба проекта имеют несколько потенциальных решений, над которыми ведется работа, и некоторые другие проекты разветвляют их, чтобы создать свою собственную версию и попытаться ее улучшить, Cardano строится с нуля. Как правило, проведение технического обслуживания на движущемся автомобиле может позволить сохранить свою фору, Cardano надеется разработать настолько эффективный новый автомобиль, что он в конечном итоге догонит остальных.

Есть множество проектов, направленных на улучшение масштабируемости, совместимости и/или устойчивости экосистемы криптовалюты. И что действительно отличает Cardano от конкурентов, так это процесс его развития.

Развитие через академический процесс и формальную верификацию
Большинство криптопроектов, которые были запущены во время ICO-бума 2017 года, написали проектный документ с конкретными сроками и ожидаемыми результатами по заработанным деньгам, и упорно работают над их достижением. Хотя такой подход привлекателен для инвесторов, поскольку он дает им четкие ожидания того, чего и когда им ожидать, он не всегда может привести к продуктам самого высокого качества. Изучение или проектирование чего-то нового требует времени, и неожиданный поворот событий может заставить разработчиков сделать прагматичный выбор, если они находятся под давлением сроков.

Команда разработчиков из Input Output Hong Kong (IOHK), возглавляемая сооснователем Ethereum Чарльзом Хоскинсоном, перевернула этот принцип для Cardano. Они хотят построить лучшую из возможных систему, основанную на лучших достижениях теоретической науки, и будут реализовывать ее постепенно, поскольку части головоломки, скорее всего, собираются медленно. Для этого они используют систему, которая фактически использовалась инженерами в течение сотен лет: академический процесс и формальные методы, в которых исследователи доказывают свою теорию.

Каждый продукт Cardano, выпускающийся IOHK, проходит четко утвержденный процесс. Во-первых, ученые разрабатывают основополагающую теорию, которую они записывают в научной статье и представляют для рецензирования в журнале или на конференции. Нескольких других ученых просят критически рецензировать статью. Это двойной слепой метод, означающий, что автор не знает, кто выполняет обзор, и наоборот, так что обе стороны могут быть критичными без негативных последствий.

После того, как рецензенты дают свое критическое заключение по статье, редактор принимает решение о ее принятии, отклонении или направлении авторам на доработку. Статьи, принятые в рецензируемый журнал или на конференцию, имеют «гриф утверждения» других ученых. Для каждой ключевой технологии, которая реализована в Cardano, теоретическое доказательство было опубликовано в рецензируемом журнале или представлено на конференции, подтверждения чего можно найти на их веб-сайте.

Затем инженеры IOHK продолжают дальнейшую реализацию недавно разработанной теории в целевом приложении. По завершении аудита сторонняя служба аудита FPComplete проверяет код, в результате чего ежемесячно публикуется их отчет. Для дополнительной прозрачности, Cardano выпускает еженедельный технический отчет, в котором они дают отчеты о ходе работы и объяснения выполненных вариантов дизайна.

Итак, разве в этом не слишком много бюрократии? Не замедляет ли это процесс без необходимости?

Конечно, замедляет в сравнении с другими проектами, которые просто пишут код, запускают его в тестовой сети и, когда оказываются удовлетворены, сразу же внедряют его в свою основную сеть. Однако, как результат прозрачности и учебного процесса, некоторые из лучших умов в криптографии (которые на самом деле изобрели методы, использующиеся в криптовалютах) имели возможность критиковать этот проект и найти уязвимые места. Если мы рассчитываем на академический процесс и формальные методы создания ракетных двигателей, кардиостимуляторов и т.д., не должны ли мы также применять самые высокие стандарты при разработке ключевого инфраструктурного слоя для будущего мировой экономики?

Менее энергоемкая, более быстрая и дешевая валюта, чем Биткойн?
Bitcoin — это децентрализованный регистр, то есть каждый узел сети хранит ее копию. Для предотвращения вредоносных действий по изменению регистра в свою пользу, например, путем изменения транзакций или двойных расходов, он использует механизм консенсуса PoW (Доказательство Выполненной Работы). В PoW сетевые узлы должны решать сложные криптографические головоломки. Узел, который первым решает головоломку, получает «шахту» следующего блока и получает вознаграждение за майнинг (в настоящее время это 12,5 BTC), в то время как другие узлы проверяют текущее состояние регистра и обработанные транзакции.

Так как, вследствие этого, атака на сеть потребует от злоумышленника владеть по крайней мере 51% мощности майнинга, она становится очень дорогой — в настоящее время это 0,5 млрд. долларов в час плюс затраты на оборудование. Хотя система в теории остается уязвимой к картелям, аккумулирующим мощность майнинга (трем крупнейшим объединениям сегодня принадлежит 52,3%) и производители оборудования (ASIC) оставляют самое эффективное оборудование для себя, она так и остается невзломанной и имеет почти идеальный период работоспособности с момента ее основания.

Появление Bitcoin в 2009 году стало абсолютным прорывом и запомнится как один из самых больших технологических достижений нашего времени, при условии, что криптовалюты успешны. Тем не менее, в своей нынешней форме он слишком медленный, слишком дорогой и, возможно, слишком энергоемкий, чтобы использоваться в качестве ежедневной реальной «одноранговой электронной денежной системы», как описано в техническом документе биткойна. Если Lightning Network (самая большая надежда Bitcoin для решения проблемы масштабируемости) будет успешной, скорость транзакций и затраты резко снизятся, но потребление энергии останется. В то время как массы принимают последнее в качестве компромисса, безусловно, возможна и аналогичная система, которая, по крайней мере, такая же быстрая и безопасная, но потребляет значительно меньше энергии и имеет преимущество как по общей стоимости, так и по экологической устойчивости.

Cardano надеется достичь этого, используя инновационный вариант консенсусных механизмов Доказательства Владения (PoS) под названием Уроборос. В Уроборосе любой человек может участвовать в механизме консенсуса, (1) «ставя» свои коины в свой же узел, сохраняя свой компьютер онлайн или (2) делегируя свои права на ставку стэкпулу, что не подразумевает постоянного нахождения в сети. Механизм консенсуса случайным образом назначает кого-то для создания следующего блока, где шансы «выиграть в лотерею» привязаны к относительной доле ставки: чем больше кто-то ставит, тем выше шансы быть назначенным. Таким образом, более крупные стэкпулы чаще выигрывают в лотерею, но вознаграждение по ставкам необходимо разделить между заинтересованными сторонами. Наконец, используется схема стимулов, основанная на теории игр, которая стимулирует как узлы, так и пользователей к децентрализации системы. Математические доказательства для первой версии Уробороса (Genesis) уже были опубликованы и представлены на конференции Crypto 2017. Уроборос реализуется после выпуска «Shelly» от Cardano в течение нескольких следующих месяцев (~Q1 2019 года).

Одним из основных предположений (и, следовательно, потенциальных уязвимостей) Уробороса является то, что это честное большинство участников. Будет ли это предположение верным после освобождения «в дикой природе», станет ясно со временем. В случае успеха механизм консенсуса будет быстрее, дешевле и менее энергоемким, чем Bitcoin, и теоретически сможет быть изменен, чтобы стать более масштабируемым. Математические доказательства для следующей версии, Уроборос Praos, которая еще более эффективна, уже опубликованы и представлены на Eurocrypt 2018. Уроборос Praos планируется выпустить одновременно с «Басё» (2019?). После Praos, IOHK будет работать над Уроборос Hydra, что должно принести дальнейшую децентрализацию и масштабируемость в механизм консенсуса (2020?).

Более безопасная и более удобная для разработчиков платформа смарт-контрактов, чем Ethereum?
Концепция смарт-контрактов уже обсуждалась Ником Сабо в 1995 году. Было высказано предположение о том, что теоретически любой «контракт» или договоренность между двумя или более лицами могут быть запрограммированы, что автоматизирует процесс и тем самым снижает уровень доверия, необходимого среди участников. Однако до появления Bitcoin применение этой концепции было неосуществимо, так как не существовало безопасной и не требующей доверия системы. Основываясь на успехе Bitcoin, смарт-контракты были впервые успешно применены на практике Ethereum. ICO была проведена в 2014 году, и особенно эта платформа набрала обороты в качестве ICO-платформы во время огромного мощного бычьего ралли 2016 и 2017 годов.

Так же как и Bitcoin, Ethereum знаменует собой абсолютный прорыв в криптопространстве и технологических инновациях в целом, но система имеет и свои уязвимые места. Помимо аналогичных проблем масштабируемости, о которых упоминалось выше, сложность программирования смарт-контрактов тоже добавила в нее некоторые новые уязвимости.

В итоге, в середине 2016 года произошел один из самых значительных взломов в истории криптовалют. Была построена Децентрализованная Автономная Организация (DAO), пытающаяся автоматизировать принятие решений организацией с использованием смарт-контрактов, устраняя необходимость вмешательства человека и тем самым создавая доверительную организацию. Конкретно DAO хотела заработать деньги и использовать схему голосования заинтересованных сторон, чтобы голосовать, куда будут потрачены деньги, что также сделало ее гигантским соблазном для хакеров.

И дальше произошло то, что кто-то нашел уязвимость в базовом коде, и это позволило ему дважды потратить и, таким образом, слить большую часть денег за счет других инвесторов. В результате было украдено около 15% всего циркулирующего Ether, что привело к вилке восстановления потерянных средств, инициировало массовое экзистенциальное обсуждение в сообществе Ethereum и, в конечном итоге, разделило сеть на Ethereum и Ethereum Classic. Вместе с тем, «Взлом DAO» повысил осведомленность об уязвимостях в коде смарт-контрактов и привел к таким стартапам, как Quantstamp, который проводит аудит смарт-контрактов, ведь они остаются уязвимыми для человеческой ошибки, и именно поэтому произошли аналогичные взломы кошелька Parity Ethereum в июне и ноябре 2017 года.

Чтобы выполнить смарт-контракты для Cardano, IOHK и Runtime Verification разрабатывают новую виртуальную машину под названием IELE. Благодаря методу, называемому компиляцией на основе семантики, разработчики смогут писать смарт-контракты Cardano практически на любом языке программирования и корректные по конструкции.

Это означает, что Cardano является гибким, очень удобным для разработчиков и очень безопасным. Предполагая, что IELE оправдывает свои обещания, инцидент, подобный взлому DAO, будет невозможен при написании смарт-контрактов на Cardano.

Тестовая сеть IELE была запущена 30 июля. Окончательная версия является частью релиза Goguen и, как ожидается, будет запущена где-то в 2019–2020 годах. По словам генерального директора IOHK Чарльза Хоскинсона, это сделает Cardano более дешевой, быстрой и безопасной платформой смарт-контрактов для ICO и STO, чем Ethereum.

Уроборос и IELE захватывающие, но долгосрочный успех Cardano будет почти полностью зависеть от ключевого аспекта окончательного релиза «Voltaire» (2020?).

Полностью децентрализованная, суверенная система?
Полная децентрализация абсолютно необходима для того, чтобы система была надежной и надежной. Это означает, что:

распределение токенов должно быть достаточно диффузным (рассеянным), чтобы ни одна из сторон не могла легко получить контрольный пакет в системе;
ни один человек или группа пулов (объединений) не должны иметь возможность участвовать в механизме консенсуса с мажоритарным пакетом акций;
и ни один человек или группа не должны обладать всеми полномочиями для принятия решений о будущем чейна.
На момент написания статьи распределение токенов довольно диффузное, и после того, как во время выпуска «Shelly» будет реализован Уроборос (~в середине 2019 года), распределение узлов также должно остаться достаточно децентрализованным. Тем не менее, в течение следующих нескольких лет IOHK будет по-прежнему полностью контролировать развитие системы. Хотя это очевидная необходимость на ранних стадиях развития, почему бы IOHK просто не продолжить все развитие цепи, поскольку они, кажется, делают это довольно хорошо?

Взлом DAO, упомянутый ранее, на самом деле является хорошим примером этого. В результате потери средств из-за уязвимости в коде, сообщество Ethereum глубоко разделилось по поводу того, что делать дальше. Одна часть сообщества, включая сооснователя Ethereum Виталика Бутерина, была убеждена, что восстановление потерянных средств в основном покажет, что сообщество может преодолеть действия злоумышленников. Другая часть, которая включала еще одного сооснователя Ethereum и нынешнего генерального директора IOHK Чарльза Хоскинсона, имела мнение, что разветвление цепи для восстановления потери средств докажет, что регистр не был «неизменным», как это заявлялось, и неизменность стоит соблюдать. Обе стороны не смогли прийти к соглашению, и как чейн, так и сообщество в конечном итоге разделились на то, что мы теперь знаем как Ethereum (ETH) и Ethereum Classic (ETC).

Помимо потенциальных разногласий разработчиков и сообщества, если у отдельных лиц есть решающее слово в важных решениях или в том, какой код пишется, в систему вводится «единая точка отказа». Помимо потенциально предвзятых решений, взяточничество или угрозы могут косвенно повлиять на безопасность системы. Поэтому политика на самом деле играет очень большую роль в моделях управления любой криптовалютой, даже Bitcoin и Ethereum.

Итак, как мы можем сделать эту систему управления действительно доверительной и устойчивой к цензуре? Единственная система, которая оказалась устойчивой к цензуре и не требующей доверия — это Bitcoin, поэтому управление он-чейн является интригующей идеей для решения проблемы политической устойчивости. Недавний кризис в таком управлении EOS показывает, что сложность данной системы не следует недооценивать, поскольку последствия этого могут быть огромными. IOHK предусматривает для Cardano систему, в которой определенный процент консенсусных вознаграждений откладывается в бюджет и периодически (например, один раз в месяц) голосование он-чейн определяет, на что он потратится.

Во-первых, на этапе предварительного голосования любой, кто имеет представление о том, как улучшить текущую систему (например, повышение эффективности, вилка, новая функция или dApp), может представить предложение о финансировании. Остальные пользователи могут зарегистрироваться, если они хотят быть (1) избирателем, (2) экспертом или (3) хотят участвовать в избирательной комиссии. Избиратели должны поставить определенное количество коинов для участия и могут либо голосовать напрямую, либо делегировать свой голос эксперту. Эксперты имеют те же права, что и избиратели, но могут делегировать им долю других избирателей, то есть их вес может увеличиться. Наконец, члены комиссии участвуют в голосовании, следят за тем, чтобы избирательный процесс проходил правильно и по факту.

Во-вторых, на этапе голосования с помощью алгоритма составляется представительная избирательная комиссия, где шанс быть избранным пропорционален сумме ставки, которую поставил человек. Кроме того, заинтересованным сторонам предлагается проголосовать за то, какие предложения о финансировании должны получить финансирование. Как и в случае с Уроборосом, любая заинтересованная сторона может либо принять непосредственное участие в голосовании, либо делегировать свои права кому-либо другому, например, более осведомленному по данному вопросу, либо поручить заинтересованной стороне голосовать в ее интересах. В предусмотренной Cardano системе голосования заинтересованные стороны могут делегировать полномочия любому, кто зарегистрирован в качестве эксперта. Эксперт может даже делегировать им долю, которую делегировал ему кто-то другой. Это называется делегативной демократией.

Например: моя мать (зарегистрированный избиратель) держит ADA, но не чувствует себя компетентной в принятии решений о будущем Cardano. Тем не менее, она знает, что я (зарегистрированный эксперт) активно слежу за развитием событий, и полностью доверяет мне сделать это или, по крайней мере, выяснить, кого стоит поддержать, поэтому она делегирует свою ставку мне. Я же действительно много читаю о Cardano и активно участвую в сообществе, но не думаю, что я достаточно экспертен, чтобы голосовать по соответствующей теме, поэтому я делегирую свою (и, следовательно, моей матери) ставку лидеру сообщества (также эксперту), которого я знаю и который, похоже, имеет тот же моральный ориентир, что и я. Затем этот член сообщества голосует «да» или «нет», представляя свою собственную ставку, а также мою, моей матери и любого другого, кто делегировал ему свою ставку, значительно увеличивая его/ее вес голоса.

В-третьих, на этапе после голосования члены избирательной комиссии проверят результаты и, если они действительно законны, приведут их в исполнение. Все предложения ранжируются на основе относительной доли положительных голосов. Например, предложение, по которому 80% проголосовали «да», занимает первое место, затем идет предложение, получившее 75% положительных голосов, а третий проект получил 55% положительных голосов. Затем в этом порядке им назначается имеющееся финансирование (при условии его наличия). Например, на финансирование первых двух предложений может хватить, а на третье уже нет. Оставшиеся средства будут разделены между всеми, кто участвовал в голосовании, в качестве «награды за участие».

Dash — это криптовалюта, которая имеет аналогичную систему голосования, где могут голосовать владельцы их masternode. Однако в системе отсутствует конфиденциальность, что теоретически может повлиять на избирателей, например, при голосовании по спорным предложениям. Поэтому в Cardano поданные голоса будут скрыты при помощи использования доказательств с нулевым разглашением.

Таким образом, модель управления Cardano он-чейн вводит несколько концептуальных прорывов, куда входит то, что (1) это гибридная система, в которой участники могут либо голосовать напрямую, либо делегировать свой голос, (2) делегирование и голосование выполняются одновременно, и (3) все голоса проводятся в частном порядке. IOHK опубликовал научную статью о предлагаемой бюджетной системе в октябре 2017 года, но не планирует развертывать систему управления он-чейн до самого окончания релиза «Voltaire». Это позволяет им получить опыт «реального мира» со стейкингом в Уроборосе (что несколько похоже), извлечь уроки из успехов и неудач в управлении другими проектами он-чейн и выиграть какое-то время, чтобы настроить систему до совершенства.

Хотя я ни в коем случае не эксперт по этому вопросу, как ученый я склонен скептически относиться ко всему, пока не доказано обратное. Лично меня больше всего беспокоит то, что порог ставки, который необходим для предотвращения отказа в обслуживании и атак Сибиллы, может привести к тому, что фактические избиратели будут непредставительной выборкой всего населения, поскольку более богатые заинтересованные стороны могут иметь больше возможностей для участия. Это будет зависеть от того, насколько высоким будет фактический порог, который все еще неизвестен. Я верю в то, что команда IOHK найдет наилучшее возможное решение, но, как и во всем остальном, только время покажет, как будет выглядеть фактическая реализация проекта, и действительно ли это работает так, как предполагалось.

Система, которая улучшит мировое социально-экономическое равенство?
В конце 2014 года, еще до начала проекта Cardano, генеральный директор IOHK Чарльз Хоскинсон говорил на TEDx Bermuda о том, как будущее будет децентрализовано. В своем выступлении Хоскинсон описал жизнь 30-летнего американца и сравнил ее с жизнью афганца того же возраста. Его пример совершенно ясно показал, что многие вещи, которые люди, живущие в странах Первого мира, принимают как должное, не обязательно доступны в других местах. Фактически, это касается примерно 3 миллиардов человек во всем мире.

Для стран Первого мира такая система, как Cardano, могла бы обеспечить отличное обновление инфраструктуры, но для людей, живущих в развивающихся странах, это может стать первым случаем, когда у них появится свидетельство о рождении, земельный реестр и доступ к системе, которая устойчива к цензуре, хранит их деньги и позволяет им переводить их быстро, дешево и безопасно. Вот почему Cardano имеет четкое представление о том, как технология блокчейн может помочь развивающимся странам.

IOHK обратился к африканским университетам и предложил своим лучшим студентам возможность узнать о блокчейнах, программировании и т.д. от их персонала, который работает в известных университетах и научно-исследовательских институтах по всему миру. В свою очередь, эти студенты рассказывают IOHK о реальных повседневных проблемах, с которыми сталкиваются их родные страны, и помогают IOHK найти решение для их решения. Хоскинсон ожидает, что результаты этого появятся примерно в 2022–2025 гг.

Это уже привело к меморандуму о взаимопонимании (MOU) с правительством Эфиопии, где IOHK пообещал обучать разработчиков блокчейна, в то время как правительство Эфиопии исследует использование технологии блокчейн в своем сельском хозяйстве, особенно для кофе. Точно так же Хоскинсон недавно выступал на нескольких мероприятиях в Руанде, которые также вызвали большой интерес.

Если Cardano действительно станет безопасным инфраструктурным пластом экономики будущего, то, скорее всего, в первую очередь он будет внедрен в развивающихся странах. И если это удастся, это изменит жизнь миллиардов людей во всем мире.

Вывод
Cardano представляет так много захватывающих новых технологий, и мы даже не говорили о совместимости, конфиденциальности, квантовом сопротивлении, блокчейн-агностическом кошельке, бумажных кошельках, предстоящей поддержке аппаратного кошелька, банкоматах Cardano в Японии и предстоящей дебетовой карте. Тем не менее, заголовки и подзаголовки оставляют много вопросов, и тому есть причины. Большой вопрос: будут ли разработанные теории работать так, как ожидалось в реальном мире?

Это факт, что такие технологии Cardano, как новая схема стимулирования Уроборос и модель управления он-чейн, основанные на формальной проверке и математических доказательствах, превосходны. Однако они в значительной степени опираются на основополагающие допущения, которые по определению считаются правильными до тех пор, пока не доказано обратное.

Поэтому Cardano нужно будет выдержать испытание временем, прежде чем мы сможем быть более уверенными, что это действительно легально. Речь не только о Cardano, это судьба любой криптовалюты, которая рассчитана на теорию игр и схемы стимулирования децентрализации (даже биткоина). Поэтому, на мой взгляд, неразумно ожидать, что Cardano сразу же станет ключевым инфраструктурным слоем в нашей жизни после его реализации (2020?). Тем не менее, если она будет функционировать так, как ожидалось, и окажется устойчивой, постепенное повышение доверия к системе, скорее всего, увеличит ее внедрение и в конечном итоге позволит ей выполнить все свои обещания.

В некотором смысле, Cardano — это словно медленная кулинария и осознанная еда. IOHK не торопятся, чтобы приготовить лучший продукт. Давайте удостоверимся, что мы остаемся осознанными, когда потребляем его, бдительными, чтобы увидеть, соответствует ли он обещаниям, и, конечно же, наслаждаемся ли каждым укусом, если это так и есть.