Введение в криптовалюты и блокчейн

Введение в криптовалюты и блокчейн











СгИНТУИТ
  / НАЦИОНАЛЬНЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                С.ИНТУ ИТ





    У НАЦИОНАЛЬНЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Введение в криптовалюты и блокчейн
2-е издание, исправленное



Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”
2016


2

Введение в криптовалюты и блокчейн/ - М.: Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”, 2016
Курс посвящен технологии блокчейн и биткоин, а также возможностям использования биткоина.
Даются основные ключевые составляющие биткоин, обсуждается ценность блокчейн, рассказывается об основах работы с биткоин.
(c) ООО “ИНТУИТ.РУ”, 2018-2016
(c) 2018-2016

3

        История денег


Бартерная, монетная, бумажная и чековая платежные системы: плюсы и минусы. Платежная система электронных кошельков. Причины появления концепции криптовалюты.

Прежде, чем рассматривать понятие “криптовалюта”, необходимо разобраться в концепции денег, вспомнить их историю и предшествующие им средства обмена, а также положительные и отрицательные стороны доденежных систем. После этого станет понятно, что привело к идее Bitcoin (биткоин) и почему эту платежную систему называют самой революционной из всех когда-либо созданных.

        Бартерная платежная система

Бартерную систему люди использовали 6 тысяч лет до нашей эры. Затем появились монеты - примерно в 650 году до н. э. Люди начали применять первые формы печатной валюты приблизительно в 960 году, а первая форма чека появилась примерно в 1717 году н. э. Впервые идея “электронных денег” была предложена американским специалистом по теории сложности Дэвидом Чоумом еще в конце 70-х годов. Первая система электронных денежных средств PayPal была представлена в 1998 году, в России - WebMoney также появилась в 1998 году. И, наконец, в 2008 году появилась идея биткоина.

Система бартера - первое средство обмена, известное человеку, - в своем зарождении была довольно простой и весьма логичной: любой человек производил тот товар или услугу, на которой он специализировался, и обменивал свой товар или услугу на те, которые ему требовались. Эта система отлично работала некоторое время, но в ней присутствовали недостатки, о которых стало известно позже. Рассмотрим пример, чтобы это понять. Представим два лица - А и Б; А производит пшеницу, а у Б есть стадо коз. А и Б решили обменяться - 10 центнеров пшеницы за одну козу. В данный конкретный момент А и Б решили, что одна коза по стоимости равняется 10 центнерам пшеницы. Однако завтра это может измениться, и пшеница лица А может не стоить столько же у третьего лица. Предположим, лицу А нужны бананы, он ищет того, кто их производит, и теперь ему придется предлагать разную общую стоимость каждый раз, когда он хочет приобрести разные товары. Поэтому первым и главным недостатком системы бартера было отсутствие общей единицы стоимости.

Следующий недостаток состоял в том, что товары легко портятся. Козы, пшеница - все это продукты, подверженные порче. У них короткий срок жизни. Однако, если сегодня есть пшеница, а нужна коза, но через год, то пшеница не доживет до этого момента. Поэтому в данной системе всегда существовал разрыв во времени между спросом и предложением.

Следующим недостатком была неэффективная система перевозки товаров. К примеру, перевозка крупных товаров всегда становилась проблемным моментом.

И, наконец, в бартерной платежной системе не обеспечивалась безопасность - товары


4

могли быть украдены и использованы кем-то другим, и у собственника этих товаров не было доказательства того, ресурсы принадлежат ему.


        Монетная платежная система

Тем не менее люди быстро поняли, что товаром-посредником может служить золото, которое ценилось всеми и прекрасно решило одну из основных проблем бартерной системы - отсутствие единицы общей стоимости. К тому же золотые монеты не подвержены быстрой порче и инфляции. Золотые запасы в мире всегда ограничены, а это значит, что спрос на золото всегда будет повышаться, в то время как предложение всегда будет ограничено. Это делает любые ресурсы не подверженными инфляции. Их стоимость будет только расти и никогда не будет падать. Наконец, золото было легко транспортировать. Монеты были мелкими по размеру и чаще всего одинаковой формы. Людям больше не приходилось перевозить два разных по размеру товара.

Однако у золотых монет были и минусы, из-за которых люди перестали их использовать. Первый минус: добыча золота - затратное и нелегкое дело. Второй минус: несмотря на то, что золотые монеты были сравнительно мелкими по размеру и их легко было перевозить, сравнения с современными бумажными деньгами они не выдерживали. И, наконец, в системе платежей золотыми монетами также не обеспечивалась безопасность: их мог украсть и использовать кто угодно. Это значит, что данная система не решала самую основную проблему бартера - не обеспечивала безопасность.

Итак, возникла необходимость решить вопрос безопасности платежной системы с использованием золотых монет, поэтому люди стали отдавать монеты на хранение третьей стороне, которая в наши дни известна как банки. В обмен на это золото банки выпускали долговые расписки, которые подтверждали получение золота. Любой человек, имеющий такую расписку, мог где угодно обменять ее на товары. Таким образом, долговые расписки были ничем иным как первой формой бумажных денег. Однако их достоинства опирались на фактически существующее количество золота.

        Бумажная платежная система

Существовало множество плюсов бумажной платежной системы. Во-первых, такие деньги были легче золотых монет и их было проще производить. Во-вторых, эти деньги подкреплялись чем-то: на первых порах - физически существующим ценным ресурсом - золотом, а позже - неосязаемым ресурсом, таким как доверие правительству, которое их выпускало.

Однако и у этой системы есть свои недостатки. И один из них заключается в том, что в системе бумажных денег не обеспечивается безопасность. Банкноты можно украсть и использовать. Второй недостаток - бумажные деньги подвержены инфляции. Итак, бумажные деньги - это валюта, подкрепленная нематериальным товаром, например, доверием правительству. Но по причине того, что какого-то осязаемого ресурса, подкрепляющего банкноты, не существует, правительство может выпустить столько бумажных денег, сколько возможно. Но из-за таких рыночных сил, как спрос и


5

предложение, большее количество выпущенных банкнот со временем теряет свою стоимость.

Еще один недостаток бумажной платежной системы - это так называемые “грязные” деньги и теневая экономика. В то время не было способа отследить все денежные потоки, определить, на какие цели используются деньги, и кто ими владеет.

И, наконец, с золотомонетной системой в 1970-х было покончено, потому что она снижала гибкость центрального банка в осуществлении кредитно-денежной и фискальной политик, требующихся для регулирования экономики страны.

        Чековая платежная система

Чековая платежная система и система биткоин имеют много общего. Во-первых, в чековой платежной системе наконец улучшилась ситуация с безопасностью в средствах обмена: на чеках указывалось имя чекодателя, имя чекодержателя, а также их адреса. Этот момент имеет очень важное значение для понимания системы биткоин. Во-вторых, в системе чеков использовалась базовая форма криптографии, именуемая “подписью”, чтобы подтвердить, что именно чекодатель поручает провести операцию по чеку (еще одно важное свойство с точки зрения системы биткоин). И, наконец, пользователь мог поменять сумму на чеке - люди больше не опирались на определенную сумму, как в случае с бумажными деньгами.

Недостатки чековой платежной системы связаны с появлением формы чеков под названием “чек на предъявителя” - тот, кто предъявлял данный чек, мог получить сумму, указанную в нем. Это снижало уровень безопасности. Во-вторых, та форма криптографии, которая использовалась в чековой платежной системе, была слишком элементарной, и подписи можно было легко подделать. Наконец, самым большим недостатком чековой платежной системы являлось время верификации перевода денежных средств. Верификация происходила с большой задержкой. Чекодатель вручал чекодержателю чек, чекодержатель отправлялся в свой банк в любое удобное для него время и передавал чек банку. Банк чекодержателя связывался с разрешающей инстанцией, которая, в свою очередь, связывалась с банком чекодателя, чтобы подтвердить, что у чекодателя есть на счету требуемая сумма и операция по переводу средств может состояться. Проблема же заключалась в том, что во время перевода денег чекодержатель был вынужден отдавать чекодателю товар в обмен на его чек, не имея при этом никаких гарантий того, что у чекодателя есть на счету сумма для завершения сделки.

        Платежная система электронных кошельков

На первый взгляд эта система кажется идеальной - она не требует наличия “живых” денег, людям больше не нужно носить с собой кошелек. С развитием индустрии смартфонов и Интернета и повышением уровня применяемой криптографической защиты безопасность электронных кошельков стала гораздо выше. В наши дни практически в любом смартфоне есть сканер сетчатки и сканер отпечатка пальца, что может служить средством подтверждения банковских операций, а это гораздо более


6

технически продвинутые способы, чем подпись. Благодаря быстроте, эффективности и удобству этих способов верификация операции занимает несколько секунд, что решает самую большую проблему системы платежей банковскими чеками. Наконец, возможность учета операций посредством электронных кошельков в финансовой системе гораздо выше. Электронные кошельки позволяют регулирующим органам отслеживать денежные потоки, контролировать, сколько у кого денег и для чего эти деньги используются. Эта система дает возможность снизить количество “грязных” денег и денег, используемых в противозаконных целях.

Итак, с первого взгляда система электронных кошельков кажется идеальной. Но возникает вопрос: почему возникла необходимость в альтернативной системе - новой, усовершенствованной системе под названием биткоин? Потому что главная проблема системы электронных кошельков - это то, что не очевидно даже сейчас: эта система является частью существующей финансовой инфраструктуры. В 2008 году мир увидел недочеты и недостатки существующей финансовой инфраструктуры. Обнаружилось, что действующая финансовая система неэффективна и коррумпирована. Произошел кризис субстандартного ипотечного кредитования, из-за которого финансовые рынки обрушились по принципу домино, крупные инвестиционные банки стали банкротами,правительствам пришлось предоставить финансовую помощь многим банкам. К тому же на мировых финансовых рынках был зарегистрирован крупнейший с 1929 года спад деловой активности. Но это были экономические последствия, а существовали еще и эмоциональные - люди потеряли веру в финансовую систему. Вся суть банков состояла в том, что они являлись третьей стороной, которая надежно хранит материальные ценности и является лучшей альтернативой, чем хранение денег дома. . Люди доверяли банкам сохранность своих средств, но банки не справились, -они неправильно использовали эти деньги и потеряли все. Тогда люди поняли, что альтернативной и надежной системы хранения денег не существует. Начался массовый вывод средств с банковских счетов, и стало понятно, что замены существующей системы нет. Люди оказались перед выбором: либо хранить все деньги дома, что в сегодняшних обстоятельствах не самая лучшая идея, либо отдавать их банку, которому они больше не доверяли. Возникла нужда в альтернативной системе. В конце 2008 года лицо или группа лиц под псевдонимом Сатоси Накамото опубликовал документ под названием “Биткоин: одноранговая валютная система”. Этот революционный документ бросал вызов самой концепции денег и всей идее существования посредника, который занимается деньгами. В этом и заключается причина того, что биткоин - это самая продуманная и подрывающая все устои технология из всех когда-либо созданных.

В следующей лекции будет рассмотрено, как работает система биткоин, почему она настолько революционна и каким образом она предлагает полностью заменить существующую финансовую систему.


7

        Знакомьтесь - биткоин


Сущность биткоина как цифровой валюты и его свойства.

Биткоин - это цифровая, децентрализованная, без посредников, без внешних гарантов, фиатная (то есть не обеспеченная золотом) валюта. Все эти определения по отдельности имеют очень важное значение в описании этой платежной системы.

В этой лекции будет рассмотрена схема работы системы биткоин на простом примере из жизни.


Допустим, есть шесть друзей - А, Б, В, Г, Д, Е. Они регулярно встречаются и любят ходить в бар, в котором расплачиваются каждый за себя. Однако бары в их районе обычно отказываются делать для каждого отдельный счет, потому что это неудобно. Поэтому каждый раз, когда друзьям приносят счет, расплачивается кто-то один и сохраняет чек, чтобы позже разобраться, кто сколько должен (рис. 2.1).


Рис. 2.1. А платит за друзей в баре

Какое-то время эта система работала, но скоро друзья начали ссориться. Некоторые из них были не согласны с суммой, которую были должны, другие пили больше, чем могли себе позволить, и позже не могли расплатиться. Тогда А решил, что они должны вести совместные записи в блокноте. Они создали общую книгу записей в блокноте и обновляли записи после каждого похода в бар. Блокнот хранился там, куда имел доступ каждый из них (рис. 2.2).


8

Рис. 2.2. Совместные записи в блокноте

Но однажды А обнаружил, что некоторые цифры не сходятся, а некоторые суммы подправлены. Это означало, что доверять друг другу они больше не могут, и А понял, что иметь общий гроссбух недостаточно. Он много думал, и в конце концов ему в голову пришла блестящая идея. На следующий день он позвал всех друзей на встречу, чтобы познакомить их с новой системой.


Он сказал: “Я придумал безотказный метод, чтобы справиться с этой проблемой. Каждому из вас я вручаю блокнот. Мы все будем вести записи по каждому счету и по тому, кто, сколько и кому должен. Таким образом, мы все будем знать, сколько у каждого средств на счету, должны ли вы действительно кому-то эти деньги и т. д. В следующий раз, например, если В должен Е общую сумму за последние два похода в бар, мы проверим наши записи, чтобы понять, так ли это на самом деле. А когда мы это сделаем, то подытожим общую сумму, после чего подсчитаем оставшийся баланс. Но мы не будем это запоминать. Если более чем 51% - это большинство из нас - согласны, что предложенная операция верна, мы одобрим ее и обновим информацию в наших блокнотах маркером, а потом заверим это обновление нашими подписями. Это будет означать, что ни одна запись не была стерта и все записи были нами проверены и утверждены. Записи могут быть изменены только путем предложения всем нам новой операции. В этом случае, если кто-то хочет обмануть систему, он должен будет изменить записи по меньшей мере в четырех блокнотах, в данном случае - без разрешения их владельцев. Усилия и затраты, которые он в это вложит, сведут на нет любую прибыль, которую он надеется получить. Таким образом, нам больше не нужно доверять друг другу - нам нужно довериться системе”.

Если представить, что то, чем они обмениваются, - это не физические деньги, а некая форма цифровой и вымышленной валюты, то это и есть биткоин. Вот некоторые характеристики, которые упоминались в определении биткоина.


9

Биткоин - цифровая валюта. У биткоина нет физической формы, эта валюта полностью цифровая. Тем не менее в общем понимании биткоин немного отличается от цифровой валюты. Цифровая валюта утверждается в местной валюте, а биткоин - это любая валюта, у которой есть собственная ценность, устанавливаемая в пересчете на каждую валюту, например, на рупи, йены или доллары.

Биткоин - децентрализованная валюта. Группа из вышеприведенного примера перешла от общего блокнота с записями к индивидуальным блокнотам. Это и называется “децентрализованной системой базы данных”.

Биткоин - это система без посредников. В центре этой системы нет никого, кто контролировал бы одобрение транзакции. Каждый в группе вовлечен в этот процесс одобрения, и требуется минимальный консенсус в 51%, чтобы одобрить транзакцию.

Система биткоин не создает напряжения у участников из-за недоверия друг к другу и полностью анонимна: членам группы не обязательно быть друзьями и доверять друг другу, чтобы принимать участие в системе, - доверять нужно только самой системе. Система биткоин, в отличие от вышеприведенного примера, не имеет идентификаторов личности - все личности скрыты. Идентификаторами служит набор алфавитноцифровых символов, генерируемых случайным образом. Это достигается за счет процесса, который называется “криптографической хэш-функцией”.

Система биткоин неизменна. Это значит, что ни одна из предыдущих транзакций не может быть изменена, чтобы отменить ее действие или в тот момент времени, когда она должна быть предложена системе.

Как и большинство свободных рыночных валют сегодня, биткоин - фиатная валюта. Она не подкреплена какими-либо осязаемыми ресурсами, только неосязаемым -доверием. Биткоин имеет ценность просто потому, что члены группы верят в то, что он имеет ценность. Они верят в то, что все члены группы, объединенные сетью, примут ценность валюты биткоин и будут использовать ее как законное средство платежа, как любую другую валюту. (Принятый для любой валюты неосязаемый ресурс - доверие государству, которое выпускает ее.)

Дешевизна валюты биткоин. Так как в этой платежной системе нет посредников, а члены группы используют свою собственную валюту, они могут менять деньги с минимальными затратами - без оплаты участия посредника.

В системе биткоин обеспечивается высокий уровень безопасности. В вышеприведенном примере друзья используют подписи, чтобы идентифицировать себя в производимых транзакциях. Однако система биткоин, как уже говорилось, с той же целью использует гораздо более сложный криптографический метод -криптографическую хэш-функцию.

Биткоин - это валюта, не подверженная инфляции. Существует лимит в 21 миллион биткоинов, которые когда-либо могут быть добыты. К тому же каждый биткоин может быть разделен на 10 миллионов единиц, и это подтверждает, что эта валюта не станет жертвой инфляции и что биткоинов достаточно для всех транзакций.


10