Одержим честностью и большим идеалом

Масштабирование блокчейна — это гораздо больше, чем деньги, трейдинг и NFT. Речь идет о высоком идеале: целостности. Эли Бен-Сассон, Соучредитель и президент компании StarkWare объясняет.

Мы все больше убеждаемся, что блокчейны станут основой финансовых транзакций. В недавнем опросе, проведенном по заказу моей компании StarkWare Industries, около 53% американских респондентов согласились с тем, что «криптовалюта будет будущим финансов». Этот показатель составил почти 70% для возрастной группы от 25 до 34 лет.

Но блокчейны не справляются со спросом, а значит, они медленные и высокие. плата за газ. Мы достигаем потолка в том, сколько могут обрабатывать эти децентрализованные сети. Решение состоит в том, чтобы уменьшить объем работы, которую компьютеры — или «узлы» — блокчейна должны выполнять для каждой транзакции.

Это действительно легко сделать, если мы пойдем на компромисс в отношении некоторых основополагающих ценностей блокчейна. И все же это чрезвычайно трудно, если мы крепко держимся за них.

Алгебра попала в заголовки

Последняя неделя была для меня сюрреалистичной. Исследование по алгебре, которое я провел много лет назад вместе с другими учеными-компьютерщиками, внезапно стало основой для бизнеса стоимостью 8 миллиардов долларов, который является крупнейшим масштабирующим решением «уровня 2» для Эфириум. StarkWare, компания, состоящая всего из 80 человек, только что получила эту оценку в ходе инвестиционного раунда серии D. Когда люди спрашивали мою реакцию на эту цифру, они были ошеломлены моим ответом. «Мы ожидали, что вы будете говорить о криптографии, а вместо этого вы уплыли в философию», — рассмеялся один друг.

Я сказал следующее, чтобы спровоцировать эту реакцию. Великий К. С. Льюис сказал, что честность — это «делать правильные вещи, даже когда никто не смотрит». Представьте, если бы мир работал по этому принципу! Это происходит в крошечном масштабе — в блокчейне, где каждый узел наблюдает за всем.

Последние пять лет я работал со своим старым другом по колледжу Ури Колодным, генеральным директором StarkWare, и талантливой командой, чтобы блокчейн мог делать это в достаточно больших масштабах, чтобы его мог использовать весь мир. Речь идет не только о разрешении транзакций; речь идет о обеспечении целостности. Вот почему цитата Льюиса стала неофициальным девизом моей компании.

Различные способы масштабирования

Существуют различные варианты создания масштаба. Давайте рассмотрим пару из них, прежде чем перейти к основанному на алгебре подходу, который использовали я и другие.

Один из них — снять часть нагрузки с узлов хорошо зарекомендовавшего себя блокчейна, такого как Ethereum, перенаправив трафик на множество подключенных сетей, называемых сайдчейнами. Это привлекательная идея в принципе, но на практике теряется что-то ценное.

Как только вы покидаете Эфириум для сайдчейна, вы также выходите из его надежной безопасность периметру, контролируемому большим количеством узлов. Каждый сайдчейн принимает решение и обеспечивает соблюдение своего собственного протокола безопасности, который неизбежно контролируется меньшим числом узлов, чем Ethereum — эквивалент слабо охраняемого района. 

Масштабирование блокчейна: фишки

Еще одно, казалось бы, привлекательное решение имеет серьезный недостаток безопасности. Чипы, называемые TEE (Trusted Execution Environments), могут передать на аутсорсинг большую часть вычислений, которые в настоящее время выполняются блокчейнами, как это предлагают некоторые компании и ученые. Такие чипы могут выдавать подписанный ключ, который записывается в цепочку, кратко подтверждая, что все вычисления, выполненные на чипе вне блокчейна, были выполнены правильно.

Тем не менее, даже самые безопасные чипы подвержены риску взлома, о чем свидетельствует длинный список взломов. Они включают в себя уязвимость в «невзламываемом» чипе Infineon SLE66 CL PE в 2010 году и выявление в 2020 году недостатков в расширениях Intel Software Guard Extensions, которые якобы создавали анклавы, содержимое которых не должно быть читаемым за пределами анклава.

Возвращаясь к моему вступительному утверждению, нам срочно нужно уменьшить нагрузку, которую мы возлагаем на каждую транзакцию на узлах блокчейна, чтобы сделать криптографию мейнстримом. Но, как мы начинаем видеть, дорога, вымощенная благими намерениями, может привести в ад.

Я чувствую, что у нас есть одно непреодолимое обязательство перед миллиардами людей, которые доверят блокчейну свои деньги, другие активы, данные и многое другое. Это масштабирование с использованием наиболее объективного и неоспоримого определения истины, данного математикой. Я хочу реальность, в которой вы просто не можете обмануть систему больше, чем вы можете спорить с математическим фактом, что 1 + 1 = 2.

Использование математики для масштабирования

Разговор о доказательствах звучит абстрактно, поэтому давайте будем более конкретными. Это протоколы, предназначенные для того, чтобы убедить любого, кто их наблюдает, в правильности вычислений, даже если никто не смотрит. Это очень похоже на то, как геометрическое доказательство убеждает нас в том, что два треугольника одинаковы. Но, в отличие от доказательств, которые мы использовали в старшей школе, наши доказательства легко проверяются компьютерами. Фактически, используя те же вычислительные усилия, которые были бы использованы для чеканки одного NFT непосредственно в Ethereum, технология, основанная на доказательстве, чеканит десятки тысяч.

Мы переживаем кембрийский взрыв систем математических доказательств, когда SNARK, BulletProofs, PLONK и Halos тестируются и развертываются на блокчейнах. Система STARK, которую я изобрел, требует, чтобы доказывающая сторона представила доказательство, представляющее собой аннотированный журнал выполненных вычислений, чтобы подтвердить целостность многих транзакций.

Простая часть программного обеспечения, верификатор, теперь проверяет правильность вычислений, но без необходимости повторять вычисления, выполненные верификатором, или читать представленный журнал. Скорее, верификатор проводит случайную выборку записей из этого журнала, и шаблоны чисел в этих выборках предоставляют всю информацию, необходимую для подтверждения вычислительной целостности.

Масштабирование блокчейна: достоверные вычисления

Если вычисление действительно, и только если оно действительно, верификатор сочтет доказательство законным и согласится принять транзакции в блокчейн. Могут быть сотни тысяч транзакций, «свернутые» в одно доказательство размером 80 килобайт — намного меньше размера фотографии смартфона — до того, как оно будет добавлено в блокчейн.

Не существует оборудования, которое можно взломать, есть только рецензируемые и публично изученные математические вычисления и их реализация в общедоступном программном коде. Это программное обеспечение само по себе проверяет доказательство, и это единственное, что нужно для обеспечения целостности в огромных масштабах простыми средствами.

Блокчейн завтрашнего дня

Нет никаких сомнений в том, что блокчейн получит более широкое распространение. Но есть большой вопрос, как это будет выглядеть завтра. Будет ли это хорошо отражать основополагающее видение? Или он пойдет на огромные компромиссы, чтобы стать мейнстримом?

Я считаю, что мы можем придерживаться нашего оригинального оружия и иметь масштаб. Или, как я люблю выражаться, мы можем получить нашу криптовалюту. торт и ешь тоже.

Более того, постройте систему масштабирования на основе математики, и вы сделаете ее супербезопасной не только сегодня, но и завтра. Потому что компьютеры будут развиваться и, возможно, даже эволюционировать, чтобы использовать квантовые явления, которые сломают многие распространенные схемы шифрования. Качественные криптографические системы, такие как STARK, будут иметь постоянную юридическую силу так же, как число Пи останется (если назвать только первые 10 цифр) 3.1415926535. Они способны обеспечить честность сегодня и для будущих поколений.

Об авторе

Эли Бен-Сассон является соавтором STARK, протоколы FRI и Zerocash, а также ученый-основатель Zcash Компания. На протяжении многих лет он занимал исследовательские должности в Институте перспективных исследований в Принстоне, Гарварде и Массачусетском технологическом институте, а совсем недавно был профессором компьютерных наук в Израильском технологическом институте Технион. Он оставил этот пост, чтобы стать соучредителем StarkWare. Сегодня он руководит компанией в качестве президента вместе с соучредителем и генеральным директором Юрием Колодным.  

Есть что сказать о масштабировании блокчейна или о чем-то еще? Напишите нам или присоединяйтесь к обсуждению в нашем Канал Telegram. Вы также можете поймать нас на Tik Ток, Facebookили Twitter.

Отказ от ответственности

Вся информация, содержащаяся на нашем веб-сайте, публикуется добросовестно и только для общих информационных целей. Любые действия, которые читатель предпринимает в отношении информации, размещенной на нашем веб-сайте, совершаются исключительно на свой страх и риск.