Криптовалюты и блокчейн: история и перспективы рынка

Издание «Стимул» опубликовало подробный материал о практическом примении блокчейн-технологий в бизнесе.

Весной 2010 года программист Ласло Ханеш заказал две пиццы, за которые шутки ради расплатился десятью тысячами биткоинов — мало кому известной тогда криптовалютой. Попридержи Ласло эти деньги, сегодня он был бы обладателем около $30 млн.

Биткоин появился осенью 2008 года, когда программист Сатоси Накамото (раскрыть его личность до сих пор не удалось, под этим псевдонимом может скрываться группа людей) опубликовал в интернете короткий документ с описанием алгоритма работы квазиденежного инструмента. Спустя неполные девять лет капитализация экосистемы биткоина достигла почти $53 млрд, а платежи с его помощью совершают до 40 млн человек. Существуют и другие криптовалюты: сейчас их насчитывается более 200.

В экосистеме биткоина есть две категории участников: обычные пользователи и майнеры. Первые совершают транзакции, а вторые обрабатывают их с помощью специального программного обеспечения. Многие ожидали, что блокчейн-технология, на которой основана эта система, перевернёт мир. Хотя революции пока не случилось, поиск сферы применения этой силы продолжается.

Стартапы, которым раньше приходилось бороться за внимание инвесторов, собирают миллионы долларов на эмиссии и продаже криптовалют (ICO, Initial Coin Offering по аналогии с традиционным IPO, эмиссией акций компании). По данным исследовательской компании Smith & Crown, в первой половине 2017 года блокчейн-стартапы привлекли через ICO более миллиарда долларов — в десять раз больше, чем в 2016 году.

Новые цифровые спекуляции привлекли тысячи майнеров — розничных «добытчиков» криптовалюты, сменивших в своей речи слово «бум» на модное «хайп».

Византийская армия осаждает город. Генералам необходимо выработать единую стратегию действий, которая приведет к победе, даже если среди них будут предатели, намеренно искажающие информацию о численности своих отрядов и времени наступления.

Это не отрывок из исторической хроники. Так формулируется «задача византийских генералов» — одна из классических в криптологии. Она о том, как согласовать действия участников системы, объединенных одной целью, но лишенных доверия друг к другу.

Если не пользоваться инструментами математики, то очевидным решением кажется создание единого контролирующего и проверяющего органа, который будет гарантировать участникам системы достоверность получаемой информации. В случае с византийскими генералами это может быть лояльная императору комиссия, которая объезжает все армии и согласовывает их планы.

Сотни лет человечество двигалось по такому пути. Банки и платежные системы служат гарантами денежных переводов. В общественных отношениях эту функцию выполняют нотариусы, а избирательные комиссии верифицируют итоги политических выборов.

Блокчейн-технологии меняют привычную логику, и необходимость в посредниках отпадает. Это достигается благодаря особой форме хранения информации о транзакциях сразу на всех компьютерах системы — в распределенных реестрах или базах данных .

В 2008 году Сатоси Накамото изобрел новый способ достижения социального консенсуса, позволяющий подтверждать истинность всех транзакций без участия третьей стороны. Проще всего продемонстрировать это, вкратце объяснив суть работы блокчейн-технологий на примере переводов в биткоинах.

Каждая транзакция происходит в онлайне и представляет собой лишь сообщение о том, что некий пользователь переводит другому пользователю известное количество биткоинов. Как только транзакция проведена, она становится видна майнерам.

Ни одна из транзакций не будет считаться завершенной, пока ее не включат в так называемый блок — именно этим и занимаются майнеры. Каждый блок содержит информацию о тысячах обрабатываемых транзакций. Чтобы он считался сформированным, майнер должен вычислить хеш-функцию — цифро-буквенную строку, в которую преобразован входящий массив данных.

Хеш-функция содержит информацию о предыдущем блоке, а значит — обо всех транзакциях, совершенных с момента возникновения биткоина как валюты. Если изменить хотя бы бит информации в предыдущей цепочке, до неузнаваемости изменится и хеш-функция. Получается, что распределенная база данных в блокчейне — это цепочка из блоков, каждый из которых ссылается на предыдущий.

Сохранение истории операций с биткоинами гарантирует, что пользователь не переведет кому-то сумму, которой у него нет. Блокчейн-технология позволяет избежать и двойного расходования — ситуации, когда человек дважды пытается потратить одну и ту же сумму. Залогом этого служит большое количество пользователей и экономическая мотивация майнеров.

Мотивация майнеров, тратящих время и деньги на вычисление хеш-функции, довольно проста. Как только блок занимает свое место в цепи, сформировавший его майнер получает некую сумму биткоинов — так происходит их эмиссия. Майнеры также собирают комиссию с каждой транзакции. По правилам, установленным Накамото, размер вознаграждения сокращается наполовину каждые 210 тысяч блоков.

В 2008 году сформированный блок приносил 50 новых биткоинов, а в 2017 сформировано более 477 тыс. блоков, и выплата за каждый новый упала до 12,5 биткоинов. Следующее сокращение, до 6,25 биткоинов, ожидается в 2020 году. А к 2140 году, как считается, размер вознаграждения будет настолько мал, что эмиссия фактически остановится и количество биткоинов не превысит 21 млн (сейчас в обращении находится 16 млн).

В экосистемах ряда других криптовалют, в частности следующей после биткоина Ethereum (её капитализация на начало августа 2017 года составляет свыше $24 млрд), для майнеров установлено фиксированное вознаграждение, а эмиссия не ограничена.

Майнинг давно превратился в полноценный бизнес. Согласно исследованию Кембриджского университета, с момента появления биткоина майнеры заработали более $2 млрд за счет вычислений и $14 млрд — на комиссиях с транзакций.

Производители оборудования для майнинга почувствовали сильный рост спроса. Раньше майнить биткоин можно было на домашних компьютерах, а к 2017 году этот процесс осуществляется на «фермах»: в огромных ангарах, заполненных процессорами. Дело в том, что создание каждого блока — крайне сложный процесс. Майнер в своих вычислениях должен учитывать определенные правила.

Например, каждая хеш-функция в 2017 году должна начинаться c 18 нулей. Чтобы получить такое значение, нужна или большая удача, или перебор около триллиона значений. Поэтому для майнинга требуются внушительные вложения в оборудование. К 2017 году совокупная вычислительная мощность экосистемы биткоина в 800 раз превысила возможности самого быстрого суперкомпьютера.

Самое популярное устройство для майнинга биткоина — ASIC-чипы. Сегодня их массово производят в Китае и США. Такие чипы созданы исключительно для вычисления хеш-функций и пришли на смену видеокартам, мощные процессоры которых раньше справлялись с вычислениями наиболее эффективно. Мощность самой быстрой в 2017 году видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti составляет около 332 гигафлопс. ACIS-чип из той же ценовой категории (60–70 тысяч рублей) предоставляет 163 петафлопс — в 500 тысяч раз больше.

Высокие требования к оборудованию привели к тому, что рынок биткоина оказался поделен между крупнейшими пулами, в которые объединены вычислительные мощности. Около 70% криптовалютных ферм базируется в Китае.

Основная бизнес-модель майнинга проста: вложиться в оборудование и по мере добычи новых единиц виртуальной валюты обменивать ее на фиатные (традиционные кредитные) деньги. Делать это можно на многочисленных криптовалютных биржах и в интернет-обменниках.

В 2013 году развитие блокчейн-технологий серьёзно подтолкнул молодой канадский программист российского происхождения Виталик Бутерин. Он понял, что помимо транзакций в цепочку блоков можно записывать информацию об абсолютно любых событиях. В систему также можно встроить ПО, позволяющее создавать приложения, которые работают по принципу «умных контрактов» — автономных программ, которые запускаются в случае реализации тех или иных условий.

Так появился Ethereum — новая блокчейн-платформа, которую Бутерин создал вместе с группой единомышленников. Как и у разработки Накамото, у Бутерина была собственная валюта, одноименная названию платформы. В конце 2015 года Ethereum провел эмиссию объемом в $18,5 млн.

Одними из первых протестировать «умные контракты» решились немецкие разработчики из проекта Slock.it. Их идея заключалась в создании умных замков. Такие замки предлагалось устанавливать на любое имущество, сдаваемое в аренду: от велосипеда до автомобиля или квартиры. Владелец замка назначал стоимость аренды, арендатор оплачивал ее в Ethereum, после чего замок открывался и закрывался, когда срок аренды подходил к концу.

Совмещением блокчейна и интернета вещей создатели Slock.it не ограничились и инициировали создание на базе Ethereum первой в мире децентрализованной автономной организации The DAO. Они позиционировали её как венчурный фонд нового поколения, закрытую организацию под управлением инвесторов — владельцев токенов DAO. Продажа токенов началась 30 апреля 2016 года, и за четыре недели более 11 тысяч человек вложили в The DAO сумму в Ethereum, эквивалентную $150 млн. А затем случилось нечто неприятное.

В правилах The DAO была заложена возможность создания дочерней организации («сплита»), за это было обещано вознаграждение в Ethereum. Именно так 17 июня 2016 года поступил один из пользователей. Правда, одним сплитом он не ограничился, запустив рекурсивное создание дочерних организаций. За несколько часов он вывел из экосистемы DAO около 3,6 млн единиц криптовалюты, эквивалентные $43,9 млн.

По иронии судьбы, сообщество предупреждало разработчиков о возможности таких действий незадолго до инцидента, но команда Slock.it не ввела мораторий на транзакции, решив разобраться с этим в текущем режиме.

Курс Ethereum рухнул за несколько дней с 22 до 12 долларов. От полного краха систему спасло другое ее правило: окончательно вывести средства можно было не раньше, чем через 27 дней — срок формирования дочерней организации The DAO. Затем в происходящее вмешались разработчики Ethereum во главе с Виталиком Бутериным.

Чтобы вернуть инвесторам деньги, они приняли решение провести «хардфорк» — откатить всю систему до блока, предшествовавшего рекурсивному сплиту, вернуть пользователям вложенную криптовалюту и начать заново. О существовании The DAO пришлось забыть. Платформа Ethereum разделилась на две цепи: в одной вывод валюты произошел, в другой — нет. Предполагалась, что первая цепь со временем исчезнет, поскольку майнерам будет невыгодно работать сразу над двумя.

Однако проблема вышла на уровень этики: нашлась группа энтузиастов, убеждённых, что неизменность платформы гораздо важнее возмещения потерь в The DAO. Поэтому существуют две параллельные вселенные: Ethereum Classic, откуда деньги выведены, и Ethereum, переживший хардфорк. Криптовалюта обращается также в двух ипостасях. При этом классический Ethereum (ETC) стоит порядка $17, а переписанный (ETH) — $200. Весной 2017 года Ethereum Classic решил реформировать свою монетарную политику и приблизиться к биткоину (не в последнюю очередь ради повышения курса собственной валюты). Владельцы платформы ввели лимит эмиссии (не более $230 млн в Ethereum) и правило снижения награды для майнеров (на 20% после каждых пяти миллионов блоков).

Что касается Ethereum, то со временем хардфорки стали для него привычной практикой и проводились для совершенствования кода или устранения последствий DDoS-атак. В конце июля Ethereum пострадал от хакерской атаки — вновь из-за несовершенства «умных контрактов». Злоумышленники вывели из кошелька Parity, которым пользовались некоторые партнёры Ethereum, «эфира» на $32 млн. От более масштабных потерь систему спасла другая группа хакеров, получивших контроль над кошельком: они перевели средства с оставшихся учетных записей в безопасное место. В этот раз команда Бутерина не пошла на хардфорк.

Гонка вычислительных мощностей дошла до уровня, когда майнинг перестает быть экономически выгодным. Максимальный размер блока в один мегабайт позволяет майнерам обрабатывать не более семи транзакций в секунду. У платежных систем Visa и MasterCard этот показатель достигает двух тысяч при затратах мощностей, в разы меньших, чем у майнеров. Конечно, можно повышать комиссию майнеров, но это способно погубить экономику биткоина. Поэтому решение нужно искать в технической плоскости, увеличивая количество транзакций в одном блоке.

Сейчас вокруг этого вопроса есть два противоположных мнения. Первое представляет группа Bitcoin Core. Она предлагает последовательно активировать ряд обновлений (в первую очередь протокол Segregated Witness, SegWit). Эти действия должны сократить объем «побочной» информации, обрабатываемой участниками сети, и освободить место для транзакций.

Вторая группа под названием Bitcoin Unlimited предлагает сразу увеличивать размер блока до двух мегабайт и выше. Это мнение поддерживают китайские майнеры, контролирующие до 70% всех вычислительных мощностей биткоина.

Паритет двух групп не был долговечным. 1 августа 2017 года у биткоина появился клон Bitcoin Cash, где размер блока увеличился до восьми мегабайт. Прежние транзакции и цепь остались общими для двух версий биткоина, а новые будут у каждой разными. Одной из первых бирж торговать Bitcoin Cash начала китайская ViaBTC.

На фоне размывания базовых принципов эмиссии ведущих криптовалют их курсы ведут себя крайне волатильно. Обвальное падение почти всех котировок произошло в середине июня 2017 года и продолжалось около месяца. С середины июля падение сменилось стабилизацией, и в начале августа начался новый рост.

Среди причин падения курса Ethereum Ткачук называет сообщение о смерти Виталика Бутерина, появившееся в конце июня 2017 года (создатель блокчейн-платформы опроверг его, опубликовав свою фотографию с номером последнего блока).

Были и другие причины. В июне повышенный спрос на токены Status (сингапурский разработчик интерфейса для доступа к Ethereum через iOS и Android) привел к большому количеству Ethereum-транзакций. Система не выдержала, переводы перестали обрабатываться. Ряд бирж вынужденно приостановили торги по Ethereum.

Поддавшись ажиотажу, инвесторы фактически совершили идеальную DDoS-атаку. Проблемы биткоина и Ethereum демонстрируют незрелость идеи «умных контрактов» и фундаментальные недочёты в алгоритмах биткоина. Анонимность транзакций делает криптовалюты идеальным средством для торговли наркотиками и оружием, вывода и отмывания денег. Именно на биткоине работали крупнейшие торговые площадки теневого интернета, две из которых недавно удалось закрыть усилиями международной команды правоохранителей.

Когда блокчейн-технологии только появились, их считали будущей основой всех общественных и экономических процессов. Большинство этих идей, как и применение смарт-контрактов, до сих пор относится к области футурологии. Появление десятков блокчейн-проектов позволяет оценить общую картину рынка и нащупать перспективные направления.

Первая группа блокчейн-приложений объединяет проекты, инициированные «традиционными» компаниями. Применение новых технологий позволяет существенно оптимизировать бизнес-процессы. Экономический эффект в таких проектах состоит в сокращении операционного времени и снижении затрат на персонал.

Национальный расчетный депозитарий России использует блокчейн-технологии в процедуре электронного голосования держателей ценных бумаг. В компании «33 слона» такие цепочки обеспечивают документооборот между участниками купли-продажи недвижимости. Агрегатор предложений от страховых компаний Prosto.Insure записывает в блокчейн-базу данные о проданных страховках. «Альфа-банк» и авиакомпания S7 Airlines продают авиабилеты при помощи Ethereum, сократив время проведения транзакции с 14 дней до 23 секунд. С начала 2017 года «Сбербанк» и «М. Видео» используют блокчейн-технологии в факторинговых операциях: если раньше обмен информацией в рамках каждой сделки осуществлялся через письма и телефонные звонки и занимал до трех дней, то теперь этот срок сократился до нескольких часов.

C середины июня по середину июля 2017 года курс эфира упал на 60%, но затем начал восстанавливать свои позиции

Вторая группа блокчейн-приложений более разнообразна. Сюда прежде всего стоит отнести стартапы, строящие на таких технологиях распределённую экономику. Это прежде всего блокчейн-платформы (Ethereum, Tezos, Stratis или российская площадка Waves). Они создают экосистему и собственную версию блокчейн-технологий, которую могут использовать другие стартапы.

Сфера применения распределенной экономики ограничена только фантазией основателей стартапов. Например, израильская компания La'Zooz позиционирует себя как альтернативу службам онлайн-заказа такси. Оплата услуг водителей осуществляется при помощи токенов (виртуальных жетонов) компании. Они также начисляются водителям: передвижение по дорогам со скоростью не менее 20 километров в час выступает для La'Zooz своеобразной формой майнинга.

Австралийский проект Chronobank пытается обеспечить людям возможность напрямую торговать рабочей силой. Здесь токены привязаны к средней почасовой заработной плате в различных регионах. Стартап планирует работать с рекрутинговыми службами, которые при подписании договора должны выкупить токены Chronobank на определенную сумму.

Однако покупка происходит не за деньги, а в счет обязательства компенсировать эти токены часами труда сотрудников. Погашение происходит, когда владелец токена, купивший его на вторичном рынке, обращается в Chronobank с просьбой подыскать ему работника для выполнения того или иного задания. Подобная бизнес-модель уже реализована в ряде интернет-проектов (например, в YouDo).

Продолжаются и активные разработки на стыке смарт-контрактов и интернета вещей, подобные описанному выше проекту Slock.it. Уже существуют «умные дома», в которых техника работает в замкнутой системе. Российский проект Machinomy пытается создать максимально открытую платформу, к которой подключались бы устройства по всему миру. Блокчейн-платформа позволяет участникам системы (людям или устройствам) взаимодействовать напрямую и обмениваться информацией, а также дает возможность более гибкого ценообразования. В проекте Slock.it деньги начислялись за время аренды, разработчики Machinomy планируют применить этот принцип в электроэнергетике и позволить людям платить за свет лампочке, а не компании-генератору энергии по среднему тарифу.

В сфере блокчейн-технологий работают также мессенджеры и игры. К последним можно отнести Etheroll — проект игры в кости, эмиссия токенов которого состоялась в феврале 2017 года.

Недавно был запущен проект Beyond the Void — ролевая онлайн-игра, в которой блокчейн-технологии используются для закрепления прав игроков на те или иные игровые активы (например, оружие и доспехи). Примечательно, что Виталик Бутерин пришёл в мир криптовалют благодаря онлайн-игре World of Warcraft, в которой можно покупать оружие за биткоины.

Сами по себе спекуляции криптовалютами пока не несут системного риска для глобальной финансовой системы — масштабы не те.

Однако вполне возможны проблемы с обменом криптовалют на фиатные деньги. Вот как происходит покупка биткоинов в популярном интернет-обменнике Localbitcoins. Пользователь выбирает продавца биткоинов, отправляет ему запрос на необходимую сумму, которая депонируется на его счете. Затем он переводит продавцу деньги (например, через банк или платежную систему).

Только после подтверждения продавцом успешности транзакции биткоины отражаются на счете покупателя. Конечно, сам сайт выполняет функцию арбитра в случае споров, но этот пример иллюстрирует, что движение фиатных денег и криптовалюты до сих пор недостаточно синхронизировано.

Существуют криптовалютные биржи, работающие под надзором местных регуляторов. На них приходится подавляющее большинство сделок купли-продажи криптовалюты. В мае 2017 года на пике выпуска токенов суточный объем торгов доходил до $4,3 млрд.

Подобные институты слишком молоды, и их существование зачастую становится проблемой для рынка. В 2014 году произошло громкое банкротство японской площадки MtGox через четыре года после её запуска. Этим банкротством и новостью о возможном запрете биткоина в Китае сопровождалось первое крупное падение этой криптовалюты. 30 ноября 2013 года курс достиг своего исторического на тот момент пика в $1120 и резко упал до $430 к апрелю 2014 года.

В конце июля 2017 года в Греции был задержан гражданин России Александр Винник по подозрению в отмывании более $4 млрд через криптовалюты. Его считают одним из администраторов популярной среди россиян биржи BTC-e. Сайт биржи тогда стал недоступен.

Самая тревожная новость для блокчейн-сообществ поступила в этом году из Китая. Народный банк КНР в начале года запретил местным биржам BTCC, Huobi and OKCoin вывод криптовалют, сославшись на нарушение закона об отмывании денег.

Теперь китайский ЦБ разрабатывает собственные правила регулирования крипторынка, которые, как ожидается, будут требовать от бирж раскрывать данные о клиентах. Китайский пример выявляет третью группу рисков — политическую. Многие государства пытаются контролировать оборот криптовалют.

Япония 1 апреля 2017 года наделила биткоин и Ethereum статусом платежных средств. Рынок отреагировал на это соответствующим образом: к концу мая курс биткоина вырос с $1000 до $2300 , а за весь 2016 год он подорожал с $450 до $960. Еще одной японской новацией стало освобождение операций в криптовалютах от 8% налога на потребление. Правда, полноценными деньгами криптовалюты не стали — их приравняли к цифровым активам, разрешив совершать с их помощью взаиморасчеты и оплачивать товары и услуги.

Одновременно японцы ужесточили требования к криптовалютным площадкам. Российский бизнес-омбудсмен Борис Титов в письме Банку России призвал перенять японский опыт, одной из составляющих которого он назвал государственную регистрацию операторов обмена и требование к ним проверять все транзакции и клиентские данные.

Похожие новости приходят из США. Комиссия по биржам и ценным бумагам США в конце июля 2017 года заявила, что не будет делать различий между ICO и IPO. Компании, привлекающие средства на блокчейн-платформах, должны будут регистрировать свои сделки. Аналогичное правило действует для криптобирж. В противном случае им грозит наказание по закону.

Формат взаимодействия, который выбрали США и Китай, кажется потенциальным источником проблем. Возможно, он ударит по популярности выпуска токенов: с одной стороны, энтузиазм стартаперов натолкнется на сложные бюрократические процедуры, с другой — с рынка могут уйти проекты, изначально нацеленные не на привлечение инвестиций, а на мошеннический сбор средств на фоне бума в этой сфере.

Есть и более неблагоприятный сценарий развития событий. Одно из ключевых преимуществ криптовалют — анонимность владельцев и совершаемых транзакций. Едва ли криптотрейдеры положительно воспримут желание правительства контролировать их деятельность. Не исключено, что мир блокчейна окажется на пороге войны государства с криптоанархистами, в результате чего может развиться «серый» рынок обмена виртуальных валют на фиатные деньги.