Сообщения об альтернативной валюте Bitcoin сегодня всё чаще появляются в прессе – как правило, они связаны с новым рекордом курса биткоинов или с ограблением бирж. Биткоины во многом перевернули картину мира: экстремальная прибыль и потери, полная децентрализация, отсутствие привязки к каким-либо государствам и органам. Но что представляют собой биткоины? Есть ли причины использовать битконы в повседневной жизни? Или это просто инструмент для нелегальной активности? В нашей статье мы попытаемся разобраться со всеми этими вопросами.

Перед тем, как мы обсудим исторические и современные наработки, позвольте немного поговорить о базовых принципах работы валюты – в конце концов, они не менялись после появления биткоинов. Идея биткоинов возникла намного раньше, чем появилась сама валюта: для борьбы с проблемой спама в электронной почте в 1997 году Адамом Бэком (Adam Back) был предложен метод под названием Hashcash. В данном случае компьютер отправителя электронного письма должен был решить сложную вычислительную задачу, которая требовала определенного времени. Поэтому отсылать сотни или тысячи сообщений в секунду просто не представлялось возможным. Получатель письма с помощью простых расчётов мог проверить, выполнил ли отправитель вычислительную задачу (при этом учитывалось содержимое и заголовок письма, которые постоянно меняются). Если проверка не проходила, то почта определялась как спам. Но данная система так и не вступила в силу.

В любом случае, эта идея как раз является основой работы Bitcoin: существуют очень сложные вычислительные задачи, на решение которых требуется значительное время, но проверить результат этих вычислений можно очень легко. Биткоины опираются на ассиметричное шифрование, то есть на учетную запись, состоящую из закрытого (private) и открытого (public) ключей. Для передачи биткоинов на учетную запись, требуется ее открытый ключ. Для траты биткоинов необходим закрытый ключ владельца. Если вы владеете закрытым ключом, то владеете и учетной записью. Поскольку биткоины существуют в полностью децентрализованной сети P2P, то в случае потери закрытого ключа (в результате сбоя диска или кражи) обращаться просто будет не к кому. Точно так же для использования биткоинов регистрации не требуется, достаточно скачать клиент, после чего вы сможете отсылать и принимать биткоины. Но здесь есть одно распространенное заблуждение: биткоины базируются на принципе псевдо-анонимности, а не полной анонимности. Получатель биткоина сохраняет адрес в своей адресной книжке, так что можно проследить связь между учетной записью биткоина и физическим лицом. Также и платежные потоки можно отследить, и с определенной вероятностью найти, кому принадлежит адрес. Для полностью анонимного использования биткоинов требуются определенные усилия, которые нельзя назвать тривиальными.

Выполняемые транзакции отсылаются в сеть локальным клиентом, который выполняет их распространение. Но транзакция еще не подтверждена: этот шаг выполняется так называемым майнером (Miner). Майнер создает блок, транзакция входит в этот блок, после чего считается выполненной. Поскольку все блоки построены друг на друге и формируют цепь (Blockchain), транзакция становится еще более надежной, когда на основе блока с транзакцией формируются дополнительные блоки. Создание блоков – очень вычислительно сложная задача, для неё используется даже специализированное "железо", о котором мы расскажем чуть ниже. Блок содержит транзакции, которые подтверждены, контрольную сумму предыдущего блока и некоторые другие данные, такие как метку времени. К данным добавляется случайное число, после чего они авторизуются хэшем SHA-256. Если эта сумма будет меньше заданного целевого числа (Target), то блок считается корректным, майнер отсылает блок в сеть P2P (если это не так, то выбирается новое случайное число, вычисляется контрольная сумма, хэш, и т.д.). Остальным участникам сети очень легко проверить корректность блока – и корректность транзакции. Такой подход, например, предотвращает платеж одним и тем же биткоином несколько раз.

Расчет блока – процесс полностью случайный. Здесь нет такого индикатора прогресса, как во многих проектах распределенных вычислений, когда после нескольких часов вычислений вы получаете рабочий блок Work Unit (WU). WU в случае биткоинов – это один хэш, который на современных компьютерах рассчитывается за несколько микросекунд. Каждый расчет хэша – это выстрел вслепую, попадет или нет. Поскольку все расчеты полностью независимы друг от друга, то можно говорить о математической вероятности, с которой будет найден блок в массиве хэшей. Конечно, случаются и отклонения от среднего – как выигрыш в лотерею.

Также любые изменения или модификации правил по поводу корректных и некорректных транзакций определяются тем, что по новым правилам начинают работать более 50% майнеров (по вычислительной производительности). В прошлом изменения в протоколе приводили к "жесткой развилке". Если по результатам анализа большинство пользователей и майнеров принимали новые правила, то они считались принятыми. Такой подход позволяет расширять функциональность системы довольно легко. Майнер, не согласный с новыми функциями и продолжающий работать по старым правилам, в какой-то момент начинает генерировать блоки, уже не входящие в будущее цепочки. Поскольку в системе биткоинов нет централизации, только большинство решает, что "хорошо", а что – "плохо".

Но для чего майнерам требуется выполнять всю эту работу и находить блоки? Всё очень просто: расчет блока является единственным способом получения новых биткоинов. Здесь нет центрального банка, осуществляющего эмиссию, в отличие от традиционных валют, поэтому распределение денежных средств регулируется по-другому. В самом начале старта биткоинов наградой за вычисление блока были 50 биткоинов, теперь она составляет 25 биткоинов. Награда за корректный блок снижается в два раза каждые 210.000 блоков (примерно 4 года), пока не будут созданы 21 млн. биткоинов. Также и целевое число постоянно меняется, а именно каждые 2016 блоков, что соответствует примерно двум неделям. В среднем, один блок генерируется каждые десять минут. Повышение вычислительной мощности сети биткоинов приводит к уменьшению этого интервала. Чтобы его компенсировать, целевое число снижается, чтобы уменьшить вероятность генерации контрольной суммы ниже целевого числа. Или повысить сложность расчетов. Таким образом, появление новых биткоинов лучше регламентируется.

Кроме того, помимо награды за нахождение блока, вы получите всю плату за транзакции, которая входит в блок. Плата за передачу устанавливается в клиенте, она может быть нулевой. Поскольку размер блока ограничен мегабайтом, возможна запись не всех транзакций. Майнер сам решает, какие транзакции он будет включать в блок, и приоритет отдаётся самым большим комиссионным. Так что плата за транзакции (которая предназначается в том числе и для того, чтобы предотвратить заполнение сети транзакциями), является опциональной, но подтверждение бесплатной транзакции можно не дождаться и несколько часов. На данный момент плата 0,0001 BTC считается достаточной, чтобы транзакция была обработана в ближайших блоках.

Комиссионные небольшие (при нынешнем курсе – несколько центов за транзакцию), но в будущем комиссионные станут более важными для майнеров. В 2022 году будет сгенерировано 90% из 21 млн. биткоинов, и плата за транзакции будет более весомой, чем вознаграждение по поиску нового блока. После генерации всех биткоинов такой способ получения денег станет единственным. В ближайшие годы объём транзакций может возрасти, что может компенсировать постоянное снижение в два раза награды за вычисление блока. Но время покажет. В любом случае, возможности извлечения прибыли уменьшаются.

Но для майнинга требуется "железо". Много "железа", и оно должно работать быстро. Когда клиент Bitcoin вышел в 2009 году, для генерации блоков было достаточно любого настольного CPU. Конечно, такая ситуация долго не продержалась, и разработчики перенесли ресурсоёмкий алгоритм на видеокарты. Вычислительная производительность сети биткоинов увеличилась значительно, на несколько порядков. Появилась возможность устанавливать несколько видеокарт в довольно тесном пространстве. Типичная конструкция рабочей станции состояла из мощного блока питания, материнской платы с четырьмя слотами PEG, дешёвого процессора, так как он больше не требовался, и 1-2 Гбайт ОЗУ.

Чем более высокую производительность вы хотите получить, тем более серьёзной должна быть рабочая станция: открытый корпус из профиля, в который можно установить более четырёх видеокарт; каждый доступный слот материнской платы должен позволять устанавливать видеокарту PCIe x1-x16. Использовались high-end материнские платы или модели для рабочих станций, поскольку только у них было доступно такое количество слотов PCI Express. Такие функции, как многофазная система питания CPU и расширенные возможности разгона для расчета биткоинов не принципиальны. Материнские платы на одном чипсете, которые позволяли работать такому количеству видеокарт, раскупались как горячие пирожки. Если вы следите за новостями, то ASRock даже выпустила специальную материнскую плату "H61 Pro BTC". И эта материнская плата пришлась бы как нельзя кстати – если бы она вышла на год-два раньше. Сегодня использовать видеокарты для вычисления биткоинов смысла не имеет, как было в случае CPU в эпоху видеокарт.

Параллельно с видеокартами для расчета биткоинов стали использоваться чипы FPGA (Field-programmable gate array, программируемая пользователем вентильная матрица). Данные чипы можно свободно программировать под нужные наборы инструкций, после чего они будут работать как "настоящие" CPU. FPGA с программированием под майнинг биткоинов стоил в расчете на вычислительную производительность дороже видеокарты, но потреблял примерно в десять раз меньше энергии. И в местах с дорогой энергией стали распространяться FPGA, а там, где энергия была дешёвой, по-прежнему опирались на видеокарты. Нередко рабочие станции для расчета биткоинов зимой могли заменить электрический нагреватель.

Но и эта эпоха осталась в прошлом, сегодня майнинг биткоинов перенесен на ASIC (Application-specific integrated circuit, интегральная схема специального назначения). ASIC представляет собой микрочип, как и процессоры от Intel или AMD: но кристалл имеет уникальное программирование. В отличие от FPGA, вы не можете менять набор инструкций, ASIC жестко программируются под определенную задачу на весь срок службы. Поскольку свободная программируемость под нужные функции, в отличие от FPGA, здесь была убрана, ASIC сочетают высокую производительность, а также снижает затраты и энергопотребление в расчете на вычислительную производительность. Единственное, входной барьер в данном случае очень высокий. Вы всегда можете купить FPGA по отдельности, но на производство ASIC придётся выложить круглую сумму. Она составляет, в зависимости от размера кристалла и техпроцесса, от нескольких сотен тысяч евро (100-130 нм) до нескольких миллионов евро (40 нм и меньше). Собрать подобную сумму нелегко, тем более что есть риск неизвестности развития биткоинов, и с учетом меняющегося курса не совсем понятно, оправдаются ли вложения.

Но многие производители почувствовали новый рынок и возможности, предложив разработку и производство соответствующей аппаратной начинки. Но работают они только по предварительному заказу, выплаченные средства как раз уходят на разработку. Действительно, вместо банковского кредита гораздо удобнее получить денежные средства от потребителей под нулевой процент. Конечно, риск в этом есть, но всё перевешивает возможность получения скоростного "железа" для майнинга. Однако не все компании смогли реализовать свои проекты, часть производителей ушла в банкротство на этапе разработки, есть и попросту мошенники. Из-за экспоненциального роста сложности вычислений каждая задержка обходится очень дорого, вероятность того, что "железо" окупится, становится всё меньше – вечная проблема.

Ещё одним аспектом можно считать, что с учётом роста вычислительной производительности всей сети, роль частных майнеров снижается – вероятность самостоятельно найти блок становится всё меньшей, хотя в ранние дни CPU проблем с этим не возникало. Именно по этой причине создаются так называемые пулы майнеров. Они представляют собой сообщество сотен или тысяч майнеров, которые совместно работают над вычислением каждого блока. Если блок будет найден, то награда за его вычисление будет распределена пропорционально вычислительному вкладу каждого участника.

В заключение можно сказать, что майнинг биткоинов в качестве хобби уже перестал быть прибыльным – если рассматривать финансовый аспект. Причина в том, что всё больше компаний не только продают аппаратное обеспечение для майнинга, но и занимаются майнингом самостоятельно. Большие фермы майнинга устанавливают в тех местах, где очень низкая стоимость электричества и/или возможно эффективное охлаждение, и работают такие фермы всегда более прибыльно, чем отдельные устройства. Также компании, выпускающие ASIC самостоятельно, всегда имеют ценовое преимущество по сравнению с отдельными пользователями.

Теперь, после обсуждения технических деталей биткоинов, перейдём к следующему вопросу: что можно делать с этой "валютой"? Насколько всё это легально?

В ранние дни биткоинов, а именно в мае 2010 года, пользователь из форума Bitcoin заказал две пиццы ценой 10 000 биткоинов. В то время цена казалась разумной, но сегодня она соответствует четырём миллионам евро по нынешнему курсу. Будем надеяться, что компания по доставке пиццы сохранила холодную голову и свои биткоины.

С тех пор изменилось многое. Причём это касается не только аппаратного обеспечения, которое используется для расчета биткоинов. Многие высказываются за запрет биткоинов по причине того, что они используются для покупки нелегальных товаров, оплату которых можно производить только биткоинами. Самым известным примером можно назвать магазин "Silk Road", который можно было назвать онлайновым супермаркетом наркотиков. В магазине "Silk Road" использовался так называемый "mixer", который смешивал биткоины от разных пользователей, поэтому денежные потоки было очень сложно отследить. Для доступа к Silk Road необходимо было использовать сеть Tor, которая помогает скрывать IP-адрес отправителя. Но это не помогло владельцу сайта, которого обнаружили и арестовали, а сайт закрыли. Впрочем, успех расследования властей был построен на "ошибке" со стороны злоумышленника, слабости в алгоритмах биткоинов или шлюзах не использовались – по крайней мере, об этом неизвестно.

В остальном биткоины остаются предметом слухов. Они превратились в своеобразный фондовый рынок, и на плавающем курсе многие зарабатывают. Также ходят слухи об автоматической торговле между разными торговыми площадками и/или валютами. Эти транзакции часто выполняются торговыми ботами, которые работают совершенно независимо. Слухов ходит великое множество, и на их описание можно потратить много страниц. В принципе, подобные технологии нельзя назвать плохими, поскольку роботы стабилизируют курс. Впрочем, биткоины и стабильный курс редко упоминаются в одном предложении, поскольку объём торгов биткоинов по сравнению с обычными валютами (пока) незначителен, и флуктуации в курсах бывают весьма большими.

Одна из проблем кроется в значительной флуктуации цены биткоинов в онлайновых биржах. Поскольку фиксированного курса на биткоины нет, то существует определенный риск – курс обмена ежедневно меняется на 10-20 процентов. Решением подобной проблемы являются платежные сервисы, подобные PayPal, которые прозрачно для покупателя и продавца конвертируют платежи в биткоинах в евро, доллары и т.д. Впрочем, здесь возникает первый "подводный камень", поскольку либо продавец должен платить сервису комиссионные, либо покупатель получает чуть худший курс обмена. Но есть и платформы, где операции проводятся полностью в биткоинах, конверсии в другие валюты нет. В крупных городах можно даже найти кафе, где можно расплатиться биткоинами.

Существенной движущей силой роста биткоинов является Китай. Из-за сравнительно ограниченной монетарной политики государства, биткоины стали способом её обойти. Что подходит для этой цели лучше, чем децентрализованная финансовая сеть биткоинов? Многие скачки цен как раз связаны с Китаем, когда инвесторы тратили крупные суммы денег на покупку цифровой валюты. Впрочем, активно вкладываются в биткоины не только китайцы, но и пользователи США и Германии.

В Германии, например, агентство BaFin установило следующие правила для биткоинов:

• Майнинг, покупка и продажа биткоинов не требуют лицензирования, независимо от того, выполняются подобные операции частным образом или коммерческим
• Если площадка осуществляет торговлю биткоинами между третьими лицами, то данный бизнес является финансовым, он требует лицензирования со стороны соответствующих органов. Это касается, в первую очередь, платформ, где осуществляется торговля биткоинами

Также в Германии правительство определяет биткоины как один из видов "частного денежного средства". Прибыль, получаемая от транзакций с биткоинами, подлежит налогообложению, за исключением ситуаций, когда пользователь держал биткоины больше года. В таком случае прибыль от транзакций с биткоинами налогом не облагается. Впрочем, предоставление подобных свидетельств может оказаться весьма сложным, поскольку фиксированной привязки адреса биткоина нет. В США действуют схожие правила, то есть биткоины рассматриваются как "объекты", а не как валюта. Прибыль, получаемая от транзакций, также подлежит налогообложению.

Некоторые страны проводят ещё более жесткую политику, иногда даже напрямую запрещают биткоины. Впрочем, как это может повлиять на повседневное использование – непонятно, так как сети P2P сложно ограничить. Кому они нужны – всегда найдет лазейку. Кроме того, правила могут меняться очень быстро, что мы видим по примеру Китая. Активная торговля цифровой валютой привлекла внимание властей, и многие торговые предприятия отказались от приема биткоинов. Другие продавцы добровольно указали такой отказ. Из-за этого курс биткоинов вновь снизился.

Итог таков: если вы хотите работать с бикоинами, то придётся смириться не только с существенными флуктуациями курса, но и не совсем ясной ситуацией с легализацией валюты. Если возникают сомнения, то лучше проконсультироваться с налоговой инспекцией.

Успешные концепции копируются. Поэтому Bitcoin – не единственная цифровая валюта на рынке, появилось множество альтернатив. Впрочем, они быстро появлялись, но быстро и исчезали. Слишком уж заманчивая идея: купить валюту за копейки, после чего получить в сотни или тысячи раз больше. Но к успеху биткоинов пока не смогла приблизиться ни одна другая цифровая валюта. Частично это связано и с тем, что другие валюты по сравнению с биткоинами не несут особых инноваций.

Основное отличие второй по значимости валюты - Litecoin – кроется в использовании алгоритма хэширования. Вместо относительно простого алгоритма SHA применяется более сложный алгоритм Scrypt. Но при этом требования к памяти существенно выше, так что для майнинга по-прежнему актуальны CPU. Но и в данном случае вряд ли придётся долго ждать, пока появится поддержка вычислений на видеокартах, CPU останутся позади. Между тем, уже можно приобрести ASIC, специально рассчитанные на вычисления Scrypt, этап FPGA был полностью предан забвению. Подключение внешней памяти DDR в данном случае обходится слишком накладно, чтобы оправдать вложения. Litecoin продвигается как "серебро" по отношению к "золоту" Bitcoin – то есть перед нами не столько конкурент, сколько дополнение.

Все остальные дополнительные валюты, которые называются Altcoin (alternative coin), базируются на принципах Bitcoin или Litecoin. Отличия кроются, по большей части, в частоте генерации блоков, сколько валюты содержится в вычисленном блоке, а также какое количество валюты выставлено максимумом.

Разве что одна альтернативная валюта упоминается чаще: Dogecoin. Валюта Dogecoin – вкратце DOGE – базируется на Litecoin, а её популярность связана с собачкой, которая была выбрана в качестве логотипа валюты. Из-за частоты упоминаний курс обмена DOGE сегодня довольно высокий – у неё есть даже свой автомобиль.

В мире цифровых и крипто-валют возникает много разных странностей. Начиная с автомобилей Bitcoin / Litecoin / Dogecoin, домов и вилл, приобретенных за цифровую валюту, а также "краж века".

У многих читателей возникает вопрос: стоит ли приобщаться к биткоинам? Проблема в том, что для каждого ответ на этот вопрос будет свой. Группа поддержки, в которую входят многие уважаемые люди, указывает на то, что биткоины через несколько лет могут продаваться по цене 10.000 или даже 100.000 долларов за биткоин. Оппоненты цифровой валюты, среди которых тоже есть весьма уважаемые люди, видят в биткоинах обычную пирамиду, которая обречена на провал.

Конечно, крайние мнение оказываются всегда интереснее, чем умеренные, пусть даже последние обычно ближе к правде. Биткоины вряд ли полностью исчезнут – это маловероятно, хотя и возможно. Всё же разработка аппаратного обеспечения для расчетов биткоинов говорит о серьёзности отношений к цифровой валюте. Также подобная революционная идея, как биткоины, вряд ли будет предана забвению – сегодня уже активно обсуждается система Bitcoin 2.0, в которой будут исправлены ошибки оригинальной идеи. Наверняка появится и большое количество "дополнительных" валют, таких как Litecoin. Как ни странно это звучит, биткоины сегодня являются единственной глобальной валютой. Сама идея отсутствия централизованного контроля над валютой звучала настолько странно, что никто не верил, что рано или поздно она может стать реальностью.

Конечно, у Bitcoin есть немало преимуществ. Почти мгновенный перевод средств из любой точки мира в любую, независимо от расстояния и государства. Передача Bitcoin выполняется ничуть не дороже, чем онлайновый платеж, обходится он в считанные центы. Также с биткоинами вы получите очень высокий уровень защиты и приватности, что раньше было возможно только с системами, подобными PaySafeCard. В данном отношении основными конкурентами Bitcoin больше являются такие платежные системы, как PayPal и Western Union, чем банковская система.

Конечно, биткоины легко назвать лишними или бессмысленными, и для этого тоже можно найти аргументы. Основная претензия к биткоинам кроется в том, что они стали инструментом криминала. Но многие орудия можно использовать во благо или во зло. В данном случае требуется легализация биткоинов, которая пока только частичная.

Что касается будущего развития биткоинов, то здесь можно привести цитату Алана Кэя: "Лучший способ предсказать будущее — изобрести его".