GEO: децентрализация и приватность без блокчейна

Update: Внесены уточнения относительно специализированного оборудования для майнинга криптовалют, работающих на алгоритме X11.

С появлением Биткоина и других криптовалютных сетей, децентрализация и приватность сделок стали ассоциироваться с блокчейном. В процессе развития экосистемы Биткоина стала очевидной тенденция к концентрации и централизации сети. Оказалось, что транзакции в биткоин-сети не являются ни бесплатными, ни мгновенными, а увеличение размера блока только усилит тенденцию к централизации. Кроме того, по мере развития специальных обозревателей транзакций, таких как Chainalysis, становится очевидным, что приватность псевдонимных транзакций носит весьма условный характер.

Пути усиления децентрализации и приватности

Попытки решения упомянутых проблем Биткоина предпринимаются как в рамках самого Биткоина, так и путем создания альткоинов.

В рамках Биткоина запрет на увеличение блока призван защитить текущий уровень децентрализации сети, а биткоин-миксеры и CoinJoin в сочетании с Confidential Transactions направлены на увеличение приватности транзакций. Недавно анонсированное решение Mimblewimble, развивающее идеи CoinJoin и Confidential Transactions, может быть как софтфорком Биткоина, так и сайдчейном.

Наиболее ожидаемым «анонимным» альткоином является Zerocash, который обеспечивает анонимность транзакций с помощью доказательства с нулевым разглашением (zero knowledge proof). Из уже закрепившихся на криптовалютном рынке альткоинов можно привести в пример Dash. Этот альткоин предлагает большую приватность и скорость транзакций за счет технологий PrivateSend и InstantSend, а концентрация и централизация сети Dash долгое время тормозилась использованием алгоритма хэширования X11, ASIC для которого появился на рынке не так давно.

Так или иначе, на сегодняшний день наличие блокчейна, в котором фиксируются все транзакции, сохраняет возможность их отслеживания. Использование алгоритмов proof-of-work и proof-of-stake сохраняет стимулы к наращиванию доли в вычислительных мощностях или совокупном количестве монет сети, что ведет к ее централизации.

Еретический и, на первый взгляд, абсурдный вывод из этих посылок: для увеличения децентрализации сети и приватности транзакций необходимо отказаться от блокчейна и майнинга.

Этот вывод начинает выглядеть не так абсурдно, если вспомнить проекты офчейновых биткоин-транзакций. В первую очередь, это Lightning Network. Однако, во-первых, Lightning Network не порывает окончательно с блокчейном, а лишь надстраивается над ним. Во-вторых, эта надстройка задумана как средство масштабирования Биткоина, а не усиления приватности транзакций и предупреждения концентрации и централизации сети. Недавно анонсированный проект Bolt ставит себе целью не только масштабирование Биткоина, но и анонимность офчейновых транзакций. При этом, Bolt тоже представляет собой только надстройку над блокчейном.

На Blockchain Conference Kiev 2016 был презентован проект децентрализованной кредитной сети GEO. Как и в Lightning Network или Ripple, транзакции в GEO строятся из атомарных транзакций. Например, если существуют платежные каналы А–В, В-С и С–D, то узел А может совершить транзакцию узлу D с помощью цепочки атомарных транзакций А–В, В–С и С–D. Вместе с этим, в контексте децентрализации и приватности проект GEO имеет ряд существенных отличий как от Lightning Network, так и от Ripple.

Что такое GEO?

GEO представляет собой протокол, на базе которого может быть развернута децентрализованная кредитная сеть. В кредитной сети узлы передают друг другу не деньги, а обязательства, причем в децентрализованной кредитной сети свои обязательства создает каждый узел сети. Каково бы ни было содержание этих обязательств, а это могут быть и векселя, и боны, и товарные талоны, узел-эмитент может обменивать их на товары или деньги у тех узлов, которые согласны их принимать. В отличие от систем национальных валют, каждый узел такой сети сам выбирает, обязательства каких узлов принимать и в каких пределах.

Исходным отношением децентрализованной кредитной сети является кредитная линия между двумя узлами. Узел А соглашается принимать обязательства узла В в пределах суммы n, причем величина кредитного лимита может быть номинирована в любом эквиваленте. В рамках этой суммы узел В может получить кредит у узла А. Затем узел А предъявляет узлу В его обязательства и тот погашает их тем или иным способом, в зависимости от содержания этих обязательств.

В свою очередь, узел В также может согласиться принимать обязательства узла на сумму n. Это увеличивает сумму сделок между узлами. Например, если узел А получил от узла В обязательств на сумму 0,5n, то теперь он может получить от него товаров или денег на сумму (0,5n + n): погашение кредита на сумму 0,5n плюс кредит на сумму n.

Транзакции в сети происходят не только между двумя узлами, непосредственно открывшими друг другу кредитные линии. Сеть позволяет осуществлять транзакции между узлами, непосредственно друг другу не доверяющими, если между ними можно проложить цепочку доверия. Эта цепочка строится по принципу транзитивности доверия. Например, Если узел D доверяет узлу С на сумму 0,5n, узел С доверяет узлу В на сумму 2n, а узел В доверяет узлу А на сумму n, то узел А может получить у узла С кредит на сумму 0,5n. Узел В переуступает узлу А право воспользоваться кредитной линией узла С.

Если узел С, кроме кредитной линии у узла D на сумму 0,5n, имеет еще и обязательства узла D на сумму 0,5n, то узел А сможет получить кредит у узла D на сумму (0,5n + 0,5n). В этом случае узел С переуступает узлу А не только право использования кредитной линии узла D, но и право требования погашения обязательств узла D.

Учитывая теорию шести рукопожатий, каждому узлу нужно непосредственно доверять только своему близкому кругу и это позволит осуществлять транзакции с широким кругом незнакомых лиц, которым узел непосредственно не доверяет.

Главное отличие GEO от таких систем, как Ripple, состоит в том, что в GEO нет блокчейна и внутренней валюты. В отличие от Lightning Network, GEO – это не надстройка над каким-либо блокчейном.

Децентрализация и приватность в GEO

Как уже отмечалось, GEO является децентрализованной кредитной сетью, в которой нет единого центра эмиссии обязательств и нет обязательств, которое обязаны принимать все узлы в неограниченном количестве. Более того, нет даже группы узлов, которая может узурпировать эмиссию. Каждый узел сети может эмитировать свои обязательства и использовать их в обмене только с теми узлами, которые открыли ему кредитную линию и только в пределах кредитного лимита.

Отсутствие единого реестра всех транзакций в сети, копия которого хранится каждым узлом, дает возможность иначе решить проблему децентрализации сети и приватности транзакций. В GEO ни один узел не имеет информации о всех транзакциях в сети – узлы хранят информацию только о своих транзакциях.

Следствием отсутствия блокчейна является отсутствие майнинга. Чтобы быть узлом сети GEO и обрабатывать свои собственные транзакции, достаточно смартфона или ноутбука. Таким образом, в сети нет и стимула к централизации майнинга. Поскольку в GEO нет не только блокчейна, но и внутренней монеты системы, проблемы концентрации и централизация сети по пути PoS также отсутствуют.

Кроме этого, в GEO отсутствуют комиссии за транзакции: ни администрация сети, ни посредники, ни те, кто предоставляют кредитные линии, не получают процент или фиксированную плату за осуществление транзакций.

Итак, протокол GEO позволяет децентрализованно создавать и обмениваться различными обязательствами, номинированными в различных эквивалентах. Обмен посредством обязательств предполагает доверие к должнику. Достоинство таких сетей, как Bitcoin и Lightning в том, что они строятся по принципу trustless. Означает ли это, что GEO является менее предпочтительным способом организации транзакций, чем, например, Lightning Network?

Trustless VS Trusted

В таких системах, как Lightning Network или WebMoney, транзакции на определенную сумму возможны только при условии депонирования денег на эту сумму в платежном канале или на счету централизованного эмитента электронных денег. В этом случае пользователь может осуществлять транзакции только на сумму имеющихся у него денег – он не получает кредит от своего контрагента.

Между тем, кредит является необходимым экономическим отношением капитализма. Кредитная система не заменяет, а дополняет денежную, поскольку деньги являются средством погашения кредита. GEO позволяет создавать не только денежные обязательства, но и боны, номинированные в любом эквиваленте, в том числе любой криптовалюте.

Хотя на сегодняшний день Ripple позиционируется в первую очередь как решение для банковских денежных переводов, технически протокол Ripple тоже позволяет узлам создавать боны и обмениваться ими. Однако Ripple представляет собой систему с публичным блокчейном псевдонимных транзакций и внутренней валютой, необходимой всем узлам, чтобы иметь возможность осуществлять транзакции в этих бонах.

Технический вызов GEO

Наиболее интересная техническая задача, которую поставили себе разработчики протокола GEO – это алгоритм расчета в реальном времени величины доступного кредита между двумя любыми узлами сети.

По словам основателя проекта Максима Демьянюка, задача оказалась нетривиальной и главные усилия команды разработчиков сейчас направлены на доработку этого алгоритма. Сложность состоит в том, что из всех возможных цепочек доверия от узла Х к узлу Y необходимо выбрать комбинацию, позволяющую им осуществить сделку на максимальную сумму.

На Blockchain Conference Kiev 2016 Максим Демьянюк сообщил ForkLog, что сейчас команда GEO тестирует вторую версию этого алгоритма и после успешной симуляции планируется экспериментальный запуск системы в одном из украинских городов. Кроме того, он подчеркнул, что протокол GEO – это open source, и призвал всех желающих присоединяться к команде разработчиков.

Дмитрий Бондарь