Текст книги "Читай, пиши, управляй: блокчейн как новая эра интернета"

Глава 4. Блокчейны

Если большинство технологий автоматизируют работу людей на периферии, тех, кто выполняет «черную» работу, то блокчейны автоматизируют центр. Вместо того чтобы лишать работы таксиста, блокчейн лишает работы Uber, позволяя водителям такси связываться с клиентом напрямую, без посредника.

Виталик Бутерин, сооснователь сети Ethereum[112]112
  Цитата Виталика Бутерина взята из Genius Gala // Liberty Science Center, Feb. 26, 2021 // lsc.org/gala/vitalik-buterin-1.


[Закрыть]

В чем особенность компьютеров: цикл обратной связи «платформа – приложение»

Во второй части фильма «Назад в будущее» (1989 года) главный герой путешествует в 2015 год. На экране мы постоянно видим летающие автомобили, но люди по-прежнему пользуются телефонными будками. Никаких тебе смартфонов.

Это типично для научной фантастики доинтернетовской эпохи: почти ни одно произведение не предсказало потрясающего успеха компьютеров и интернета. Почему же писатели-фантасты вечно прокалываются в своих прогнозах? Почему портативные суперкомпьютеры, подключенные к интернету, появились раньше летающих автомобилей? Почему компьютеры и интернет развиваются быстрее, чем все остальное?

Это отчасти объясняется чисто технологическими причинами. Законы физики позволяют нам уменьшить транзисторы – мельчайший компонент вычислительной техники – и, следовательно, втискивать во все меньшие объемы все больше вычислительной мощности. Темпы этого процесса описывает закон Мура. Он назван в честь Гордона Мура, основателя компании Intel, специализирующейся на производстве чипов[113]113
  Rotman D. We’re not prepared for the end of Moore’s Law // MIT Technology Review, Feb. 24, 2020 // technologyreview.com/2020/02/24/905789/were-not-prepared-for-the-end-of-moores-law/.


[Закрыть]. Закон Мура гласит, что количество транзисторов, которые могут поместиться на чипах, примерно удваивается каждые два года. История это правило подтверждает: в современном iPhone более 15 млрд транзисторов – сравните с настольным ПК 1993 года выпуска, в котором их было около 3,5 млн. Очень немногие технологии могут похвастаться улучшениями более чем в тысячу раз за такой короткий период. Физические ограничения в других технологических сферах преодолеть гораздо труднее.

Но не все объясняется технологическим аспектом. Не следует забывать и об экономическом феномене: о взаимоотношениях между компьютерными приложениями и платформами, на которых они работают. В современном iPhone гораздо больше транзисторов и других компонентов, чем в первой его модели, но у него есть и множество других приложений. И они намного более полезные и продвинутые, чем те, что были в самом начале. Новые приложения помогают продавать больше телефонов, что приводит к увеличению реинвестирования в этот продукт и, в свою очередь, в дальнейшую разработку приложений. Это и есть цикл обратной связи «платформа – приложение». Платформы, такие как iPhone, создают условия для создания новых приложений. Они повышают ценность и полезность платформ. В результате создается цикл позитивной обратной связи накопления улучшений и усовершенствований.

Благодаря техническому прогрессу и циклу обратной связи «платформа – приложение» компьютеры становятся все быстрее, миниатюрнее, дешевле и функциональнее. И эти силы действуют на протяжении всей истории вычислений. Предприниматели создали текстовые процессоры, программы графического дизайна и электронные таблицы для ПК. Разработчики оснастили интернет поисковыми системами, механизмами для электронной торговли и соцсетями. Технари перенесли сервисы для обмена сообщениями и фотографиями и сервисы доставки по требованию на мобильные телефоны. И в каждом случае инвестиции переходили от платформ к приложениям и обратно, способствуя быстрому многолетнему росту и тех и других.

Цикл обратной связи «платформа – приложение» применим как к платформам, принадлежащим сообществу, так и к корпоративным. В первом случае от него выиграли и сети с протоколами, такие как Веб и электронная почта, и операционная система с открытым исходным кодом Linux. С корпоративной стороны эти циклы стали истинным благом для Microsoft в 1990-х, когда разработчики создавали приложения для компьютеров с Windows. Теми же преимуществами пользуются сегодня разработчики приложений для мобильных операционных систем Apple и Google.

Иногда несколько тенденций налагаются друг на друга и взаимно усиливаются, как своего рода конструктивная интерференция перекрывающихся волн. Социальные сети стали для мобильных телефонов «убойным» приложением; они помогли сделать эти устройства популярными. А облачные вычисления предложили гибкую инфраструктуру, которую стартапы смогли использовать для быстрого масштабирования своих приложений, таких как социальные сети, что позволило им обеспечить связью миллиарды пользователей. Мобильные телефоны, в свою очередь, сделали все доступным и недорогим. А все вместе эти тенденции привели к появлению волшебных портативных суперкомпьютеров, которые сегодня повсеместно распространены, но которые в не таком уж далеком прошлом не могли себе представить большинство писателей-фантастов.

Крупные циклы в сфере вычислений обычно случаются каждые десять – пятнадцать лет[114]114
  Dixon C. What’s Next in Computing? // Software Is Eating the World (blog), Feb. 21, 2016 // medium.com/software-is-eating-the-world/what-s-next-in-computing-e54b870b80cc.


[Закрыть]. Мэйнфреймы доминировали в 1950–1960-х. Мини-компьютеры царствовали в 1970-х. Затем, в 1980-х, появились ПК, а в 1990-х «взлетел» интернет. И уже совсем недавно, начиная с 2007 года, когда на рынок вышел iPhone, повсеместно распространились мобильные телефоны. Четкого правила, по которому эта модель должна развиваться далее, не существует, но определенная логика все же просматривается. Закон Мура гласит, что для увеличения вычислительной мощности в сто раз требуется примерно десять – пятнадцать лет. Примерно столько же времени нужно для «вызревания» многих исследовательских проектов. Если принять, что этот паттерн сохраняется, можно сказать, что мы с вами сейчас примерно в середине очередного цикла.

Этот следующий цикл будет определяться целым рядом тенденций. Одна из них – искусственный интеллект (ИИ). Сложность ИИ-моделей растет с экспоненциальной скоростью и зависит от количества параметров в нейронных сетях, которые лежат в их основе. Сегодняшние темпы усовершенствований позволяют предположить, что будущие модели станут гораздо мощнее, чем уже весьма впечатляющие варианты, имеющиеся на рынке сегодня. Еще одним прорывом станут новые аппаратные устройства, такие как беспилотные автомобили и гарнитуры виртуальной реальности. Эти технологии стремительно развиваются благодаря неуклонному улучшению датчиков, процессоров и других компонентов. Все крупные компании, в том числе Apple, Meta^♦ и Google, щедро инвестируют в эти сферы[115]115
  Espósito F. Apple Bought More AI Companies Than Anyone Else Between 2016 and 2020 // 9to5Mac, March 25, 2021 // 9to5mac.com/2021/03/25/apple-bought-more-ai-companies-than-anyone-else-between-2016-and-2020/; Bove T. Big Tech Is Making Big AI Promises in Earnings Calls as ChatGPT Disrupts the Industry: ‘You’re Going to See a Lot from Us in the Coming Few Months’ // Fortune, Feb. 3, 2023 // fortune.com/2023/02/03/google-meta-apple-ai-promises-chatgpt-earnings/; Feiner L. Alphabet’s Self-Driving Car Company Waymo Announces $2.5 Billion Investment Round // CNBC, June 16, 2021 // cnbc.com/2021/06/16/alphabets-waymo-raises-2point5-billion-in-new-investment-round.html.


[Закрыть]. Это консенсусные ставки – традиционный вариант – на то, что нас ждет в сфере вычислений. Почти все сходятся на том, что это будет иметь огромное значение.

С блокчейнами же ситуация совсем иная. Тут речь не о консенсусе. Многие люди, в том числе ваш покорный слуга, осознают их великий потенциал, но значительная часть истеблишмента игнорирует их. По сути, согласно преобладающей в сфере высоких технологий точке зрения, единственными важными векторами улучшений оказывается то, на чем уже сфокусированы действующие игроки отрасли: более масштабные базы данных, более быстрые процессоры, более крупные нейронные сети, более миниатюрные устройства. Но это близорукий подход. Он излишне опирается на технологии, созданные на базе устоявшихся институтов, практически игнорируя при этом те, что приходят из других мест, из длиннющего «хвоста» сторонних разработчиков.

Два пути к принятию технологий: «изнутри наружу» и «снаружи внутрь»

Новые технологии всегда пробивают себе путь либо «изнутри наружу», либо «снаружи внутрь»[116]116
  Dixon C. Inside-out vs. Outside-in: The Adoption of New Technologies // Andreessen Horowitz; www.cdixon.org, Jan. 17, 2020 // a16z.com/2020/01/17/inside-out-vs-outside-in-technology/; cdixon.org/2020/01/17/inside-out-vs-outside-in/.


[Закрыть]. В первом случае они зарождаются в недрах пятерки крупнейших технологических компаний. Они намного заметнее технологий второго типа, поскольку выходят «на сцену» уже полностью готовыми; появляются из стабильных, устоявшихся институтов и совершенствуются темпами, на которые способны корпоративные сотрудники, штатные исследователи и прочие специалисты, получающие за это зарплату. Они, как правило, нуждаются в значительном капитале и формальном обучении, что повышает барьеры для входа.

Большинство людей признают ценность технологий, идущих по пути «изнутри наружу», еще до их появления. Несложно представить, что карманные суперкомпьютеры с подключением к интернету станут суперпопулярными. Доказано Apple с ее iPhone. Или что люди с радостью примут машины, способные научиться действовать разумно и самостоятельно выполнять всевозможные задачи; доказано университетскими и корпоративными исследовательскими лабораториями, работающими в сфере ИИ. Старожилы индустрии выбирают эти технологии, поэтому их потенциал очевиден.

А вот технологии, идущие по пути «снаружи внутрь», зарождаются на периферии. Любители, энтузиасты, open source[117]117
  Open Source – это программное обеспечение, которое поставляется для конечного пользователя с открытым исходным кодом. То есть приложение можно доработать под свои задачи без нарушения авторских прав разработчиков исходного ПО. Прим. науч. ред.


[Закрыть] – разработчики и основатели стартапов «высиживают» и «вынашивают» их вне мейнстрима. Работа над ними обычно требует меньшего капитала и формального обучения, что помогает уравновесить условия со старожилами. А еще из-за такой относительно низкой планки крупные компании менее серьезно относятся к этим технологиям и их поклонникам.

Потенциал технологий «снаружи внутрь» рассмотреть гораздо труднее, поэтому их постоянно недооценивают. Над ними работают в гаражах, подвалах, комнатах студенческих общежитий и в основном не в официальные рабочие часы: по их окончании, во время перерывов, в выходные. Людей мотивируют особая философия и культура, которые, скорее всего, покажутся посторонним довольно странными. Другим этого не понять. К тому же эти новички выводят свой продукт на рынок недоделанным и без четкого, понятного способа применения. Большинство сторонних наблюдателей отвергают такие технологии, считая их игрушечными, странными, несерьезными, очень дорогими, а то и попросту опасными.

Мы уже говорили, что программное обеспечение – это, по сути, форма искусства. Вы же не думаете, что все великие романы и картины написаны людьми из авторитетных институтов. Не следует ожидать этого и от великих программ.

Но кто же они, эти новички, о которых мы только что упоминали? Представьте себе двадцать-с-чем-то-летнего Стива Джобса, фаната контркультуры и завсегдатая компьютерного клуба Homebrew, приюта для одержимых идеей микрокомпьютера ботаников, который в 1970-е ежемесячно организовывал собрания в Калифорнии[118]118
  Rothman L. More Proof That Steve Jobs Was Always a Business Genius // Time, March 5, 2015 // time.com/3726660/steve-jobs-homebrew/.


[Закрыть]. Вспомните Линуса Торвальдса образца 1991 года, студента Хельсинкского университета, работавшего над персональным проектом, которому было суждено стать одноименной операционной системой Linux[119]119
  Calore M. Aug. 25, 1991: Kid from Helsinki Foments Linux Revolution // Wired, Aug. 25, 2009 // wired.com/2009/08/0825-torvalds-starts-linux/.


[Закрыть]. Или представьте, как Ларри Пейдж и Сергей Брин, бросив в 1998 году Стэнфордский университет, переезжают в гараж в Менло-Парке и через какое-то время превращают свой проект каталогизации веб-ссылок под названием BackRub в гигант Google[120]120
  Battelle J/ The Birth of Google // Wired, Aug. 1, 2005 // wired.com/2005/08/battelle/.


[Закрыть].

Ценность и польза технологий «снаружи внутрь» зачастую неясны не только до их появления, но и на протяжении многих лет после этого. Веб, детище Тима Бернерса-Ли, зародившаяся в швейцарской физической лаборатории, явилась в этот мир в 1989 году «недоношенной», но потом она росла в геометрической прогрессии, поскольку многие разработчики и предприниматели быстро увидели ее потенциал. Как шутит мой друг-технарь Сеп Камвар, если бы вы спросили тогда людей, что им нужно для лучшей жизни, они вряд ли сказали бы, что остро нуждаются в децентрализованной сети информационных узлов, связанных друг с другом с помощью гипертекста. И все же, если оглянуться назад, им, судя по всему, нужно было именно это.

Отрасли часто зарождаются из хобби. Программное обеспечение с открытым исходным кодом, прежде чем стать мейнстримом, возникло как нишевое движение против авторских прав. Социальные сети зародились как развлечение в среде идеалистов-энтузиастов блогерства, и только потом эту идею принял мир. То, что энтузиасты в футболках и шлепанцах зачинают крупные отрасли, может казаться забавной причудой и свидетельством эксцентричности индустрии высоких технологий, но хобби тут действительно играет огромную роль. Бизнесмены голосуют своими кошельками: они нацелены преимущественно на создание краткосрочной финансовой отдачи. А инженеры голосуют своим временем: они обычно мечтают изобрести что-то новое и действительно интересное.

Хобби – то, на что расходуют свое время самые умные люди, когда не ограничиваются краткосрочными финансовыми целями. То, что умнейшие из умнейших делают сегодня по выходным, через десять лет будут делать все остальные в рабочее время.

Эти два режима развития технологий: «изнутри наружу» и «снаружи внутрь» – часто дополняют и усиливают друг друга. Пример – комбинация тенденций, способствовавших развитию и росту вычислительной техники в последнее десятилетие. Как упоминалось ранее, мобильные устройства – технология «изнутри наружу», пионерами которой были Apple, Google и другие, – сделали компьютеры доступными миллиардам людей. Технология социальных сетей – «снаружи внутрь», детище хакеров вроде Марка Цукерберга, бросившего Гарвардский университет, – стимулировала их использование и монетизацию. Облачная технология, тоже типа «изнутри наружу», разработанная Amazon, позволила масштабировать серверную часть веб-сервисов[121]121
  Miller R. How AWS Came to Be // TechCrunch, July 2, 2016 // techcrunch.com/2016/07/02/andy-jassys-brief-history-of-the-genesis-of-aws/.


[Закрыть]. Когда два режима совпадают, это позволяет высвободить огромную мощь, примерно как при ядерной реакции.

Блокчейны представляют собой классическую технологию «снаружи внутрь». Как уже говорилось, большинство старожилов индустрии высоких технологий ее игнорируют, а некоторые сотрудники этих компаний даже принижают и высмеивают. Многие пренебрегают блокчейнами и вовсе не считают их компьютерами. Развитием блокчейнов занимаются стартапы и независимые группы разработчиков с открытым кодом. Иначе говоря, возглавляют это новое компьютерное движение энтузиасты отрасли – так же как первые сети с протоколами, например Веб, и ПО с открытым исходным кодом, такие как Linux.

Блокчейны – новый вид компьютера

В опубликованной в 2008 году статье Сатоши Накамото – это псевдоним изобретателя или коллектива изобретателей (точно до сих пор никому не известно) – представил миру первый блокчейн[122]122
  Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System // Oct. 31, 2008 // bitcoin.org/bitcoin.pdf.


[Закрыть]. Накамото не называл свое изобретение так – он использовал термины block (блок) и chain (цепочка) отдельно, – но сообщество, сложившееся вокруг его идей, со временем «склеило» два слова в одно. В той статье новый вид цифровых денег, биткойн, описывался как «электронная платежная система, основанная на криптографическом доказательстве, а не доверии, что позволяет любым двум сторонам заключать сделки напрямую друг с другом без потребности в доверенной третьей стороне». Чтобы удалить из процесса доверенную третью сторону, Накамото нужен был инструмент, позволяющий системе выполнять вычисления независимо. Для этого он и предлагал использовать новый тип компьютера, блокчейн.

Компьютер – концепция абстрактная, определяемая скорее тем, что он делает, чем тем, из чего он сделан. Первоначально так называли людей, занимавшихся вычислениями. В XIX и XX столетиях это слово стало относиться к машинам, способным производить вычисления. В знаменитой работе, написанной в 1936 году и посвященной математической логике, британский математик Алан Тьюринг исследует природу и пределы применения алгоритмов и предлагает более четкое обоснование этого явления[123]123
  Turing A. On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem // Proceedings of the London Mathematical Society. 1937. Vol. 42. No. 2. Pp. 230–265 // londmathsoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1112/plms/s2-42.1.230.


[Закрыть]. Автор дал определение того, что сегодня ученые-компьютерщики называют конечным автоматом, а все остальные – просто компьютером.

Конечный автомат состоит из двух частей: 1) места для хранения информации и 2) средств изменения этой информации. Хранящаяся в автомате информация – эквивалент компьютерной памяти. Наборы инструкций, называемые программами, определяют, как принять начальное состояние, входные данные, и вывести новое состояние, результат. Поскольку в мире гораздо больше людей, которые умеют читать и писать, чем тех, кто умеет программировать, я люблю описывать вычисления с использованием лингвистической терминологии. Представьте, что существительные представляют собой состояние или память – то, чем мы можем манипулировать, глаголы – код или программы: действия, посредством которых осуществляется это манипулирование. Я еще не раз повторю: все, что вы способны нарисовать в своем воображении, можно закодировать. Именно поэтому я сравниваю кодирование с творческой деятельностью, такой, например, как написание художественной литературы. В этом смысле компьютеры крайне разнообразны и разносторонни.

Конечный автомат – самый четкий способ представления о компьютере. Блокчейн Накамото – не физический компьютер, такой как ПК, ноутбук, телефон или сервер, а виртуальный: компьютер по функциям, а не материальному воплощению. Блокчейны – программная абстракция, которая накладывается поверх физических устройств. Это конечные автоматы. Когда-то слово «компьютер» стало вместо людей обозначать машины; теперь этот термин охватывает не только аппаратное обеспечение, но и программное.

Компьютеры на базе ПО, или «виртуальные машины», существуют с тех пор, как IBM в конце 1960-х разработала первый компьютер и в начале 1970-х вывела его на рынок[124]124
  IBM VM 50th Anniversary // IBM, Aug. 2, 2022 // vm.ibm.com/history/50th/index.html.


[Закрыть]. Позже, в конце 1990-х, ИТ-гигант VMware сделал эту технологию массовой и популярной. Сегодня любой может запустить виртуальную машину, загрузив на свой ПК так называемую программу-гипервизор. Компании обычно используют такие машины для оптимизации управления корпоративными центрами обработки данных, и они играют ключевую роль в работе провайдеров облачных услуг. Блокчейны расширяют модель программных вычислений на новый контекст. Компьютеры могут быть построены разными способами; они определяются своими функциональными свойствами, а не внешним видом.

Как работают блокчейны

Блокчейны изначально, по своей конструкции, устойчивы к манипуляциям[125]125
  Pruden A., Chokshi S. Crypto Glossary: Cryptocurrencies and Blockchain // a16z crypto, Nov. 8, 2019 // a16zcrypto.com/posts/article/crypto-glossary/.


[Закрыть]. Они строятся на базе сети физических компьютеров, к которой может подключиться каждый, но которую чрезвычайно трудно контролировать кому-то одному. Эти физические компьютеры поддерживают нужное состояние компьютера виртуального и контролируют его переходы в новые состояния. В сети Bitcoin эти физические компьютеры называют майнерами, но сегодня больше распространен другой термин, «валидаторы»: они и правда выполняют именно функцию валидации (переходов, или смены) состояния.

Если концепция перехода состояния кажется вам излишне абстрактной, попробуйте воспользоваться аналогией. Думайте о биткойне как о странной электронной таблице или бухгалтерской книге с двумя столбцами. (Все, конечно, гораздо сложнее, но уж потерпите.) Каждая строка первого столбца имеет уникальный адрес. В каждой строке второго столбца указано количество биткойнов, хранящихся по этому адресу. Переходы состояния обновляют строки во втором столбце, отражая все переводы биткойнов, выполненные в последнем блоке транзакций. В этом вся суть.

Но как же виртуальный компьютер обеспечивает единый источник истины о его состоянии, если к сети может присоединиться любой желающий? Проще говоря, если электронная таблица открыта и доступна всем, как можно доверять числам, которые видишь в ее ячейках? Ответ: посредством математических гарантий, в частности криптографии (наука о безопасности коммуникаций) и теории игр (наука о принятии стратегических решений).

Рассмотрим, как некое предложенное состояние становится следующим состоянием компьютера. Во время каждого перехода состояния валидаторы запускают процесс для достижения консенсуса по следующему состоянию сети. Во-первых, они делают то, что следует из их названия: осуществляют валидацию, проверяя, что каждая транзакция подтверждена надежной цифровой подписью. Затем сеть случайным образом выбирает одного валидатора, который объединяет проверенные транзакции вместе для перехода к следующему состоянию сети. Другие валидаторы проверяют, что новое состояние отвечает требованиям сети, как и все транзакции в блоке, и что главные обязательства блокчейн-компьютера выполнены (например, если говорить конкретно о биткойнах, что их число никогда не будет превышать 21 млн). Валидаторы фактически «голосуют» за новое состояние, опираясь на него при переходе в следующие состояния.

Этот процесс по определению гарантирует, что все работают на базе одной и той же проверенной версии истории – чтобы достичь консенсуса. Если какой-либо валидатор (или некое их подмножество) попытается смошенничать, остальные имеют все возможности уличить его во лжи и проголосовать против него. Правила этого процесса установлены так, что он не сработает, кроме только того случая, когда большинство валидаторов вступит в преступный сговор.

Если вернуться к нашему упрощенному примеру с электронной таблицей, новой мастер-копией будет таблица, предложенная выигравшим валидатором. Конечно, в реальности никакой таблицы нет. Есть только переходы состояний – суть вычислений. Каждый переход состояния называется блоком, и все блоки соединены в цепочку, в результате чего каждый может, просмотрев их, верифицировать полную историю данного компьютера. Отсюда и название: блокчейн – цепочка блоков.

Переходы состояний могут содержать не только числа, отображающие простые балансы счетов, но и наборы вложенных компьютерных программ. Биткойн идет в паре с языком Bitcoin Script, который можно использовать для написания программ, модифицирующих переходы состояний. Однако этот язык изначально ограничен, по задумке. Он в основном позволяет людям переводить средства с одной учетной записи на другую или создавать учетные записи, контролируемые многочисленными пользователями. Более новые блокчейны – например, Ethereum, первый блокчейн общего назначения, дебютировавший в 2015 году, – позволяют программировать, используя гораздо более экспрессивные языки[126]126
  Kuhn D. CoinDesk Turns 10: 2015 – Vitalik Buterin and the Birth of Ethereum // CoinDesk, June 2, 2023 // coindesk.com/consensus-magazine/2023/06/02/coindesk-turns-10-2015-vitalik-buterin-and-the-birth-of-ethereum/.


[Закрыть].

Добавление в блокчейны продвинутых языков программирования – прорыв поистине революционный. В итоге мы получили что-то вроде магазина приложений Apple для iPhone (только они модерируются, а блокчейны доступны всем и не требуют разрешений). Любой разработчик в мире может написать и запустить на базе блокчейнов вроде Ethereum приложение, начиная от торговых площадок и заканчивая метавселенными. Это чрезвычайно мощное свойство. Оно делает блокчейны неизмеримо более экспрессивными и универсальными, чем вышеупомянутая бухгалтерская книга из нашего примера. Конечно, блокчейны – не просто гроссбухи для табулирования данных. Это не базы данных, а полноценные компьютеры.