Bitcoin: System pieniężny i pieniądz, jakich nie było (część 1)
Bitcoin to zarówno nowy typ systemu pieniężnego, jak i funkcjonujący w tym systemie pieniądz. System ten jest tak nowatorski, że można mówić o przełomie technologicznym zasługującym na miano rewolucji. Wprawienie go w ruch zapoczątkowało proces, który prędzej czy później dotknie wszystkich uczestników rynku. Powstał twardy pieniądz pozostający poza kontrolą państw. Rozdzielenie pieniądza od państwa nagle przestało być tylko teorią.
Ten artykuł pochodzi z archiwalnego iMagazine 4/2023
Pieniądz i pieniądz cyfrowy
Zacznijmy jednak od tego, czym jest pieniądz. Stworzono wiele definicji, ale można bez większej kontrowersji przyjąć, że pieniądz to technologia, która umożliwia płacenie, oszczędzanie i mierzenie wartości. W historii służyły do tego różne – lepsze i gorsze – technologie, np. muszle, kamienie, skóry zwierząt, szklane koraliki, metale, w tym metale szlachetne jak srebro i złoto, papier i wreszcie zapis cyfrowy. Skoncentrujemy się na pieniądzu istniejącym w formie zapisu cyfrowego, który dominuje w dzisiejszym świecie.
Pieniądz cyfrowy to w gruncie rzeczy zapisana w komputerze chronologiczna lista transakcji jednostkami pieniądza. Pomyśl o arkuszu kalkulacyjnym, w którym zapisywana jest każda kolejna płatność. W arkuszu tym znajdują się rachunki użytkowników, a każda kolejna transakcja rynkowa pomniejsza albo powiększa saldo takich rachunków. Jeśli zapłacę 10 złotych w sklepie, w księdze pojawi się pozycja „minus 10 złotych” w moim rachunku i pozycja „plus 10 złotych” w rachunku sklepu. Jeśli zsumujemy wszystkie transakcje zapisane na rachunku moim lub sklepu, poznamy ich saldo.
W świecie pieniądza fiducjarnego, którego używamy codziennie, takie księgi prowadzą banki. To one odnotowują informacje o wpływach i wypływach na rachunkach poszczególnych klientów.
Problem zaufania
Jeśli pieniądz cyfrowy jest zapisem w czyjejś księdze, to w naszym interesie jest zadbanie, aby księgi tej nie można było sfałszować. Chodzi o to, aby każda transakcja została odnotowana w kolejności odpowiadającej rzeczywistej chronologii zdarzeń. Aby nikt nie mógł wydać środków, których nie posiada albo sfałszować saldo na własnym lub cudzym rachunku. Jednym z najważniejszych zadań banków jest pilnowanie poprawności zapisów w księdze transakcji.
Dla nas wiąże się to jednak z koniecznością zaufania bankom. Musimy zaufać, że zapisy w księdze będą prawidłowo odzwierciedlały zdarzenia rynkowe. Musimy też zaufać, że bank wypłaci nam środki, gdy tego zażądamy, lub zrealizuje dla nas płatność, którą mu zlecimy. To zaufanie wzmacnia się poprzez stworzenie szczególnych zasad funkcjonowania banków, które są bardziej rygorystyczne niż zasady dotyczące innych przedsiębiorców, a także poprzez stworzenie wyspecjalizowanej instytucji, która nadzoruje ich funkcjonowanie (w Polsce jest to Komisja Nadzoru Finansowego).
Oparcie cyfrowego systemu pieniężnego na takim zaufaniu podyktowane było koniecznością. Po prostu płacenie cyfrowym pieniądzem nie było możliwe bez pośrednika, który zadba, aby na rachunkach uczestników transakcji płatność została prawidłowo odnotowana: aby rachunek płacącego został pomniejszony o odpowiednią kwotę, a rachunek odbiorcy płatności o tę kwotę powiększony. Właściwie nie było sposobu, aby to obejść. Nie istniała technologia, która umożliwiałaby dokonanie płatności pieniądzem cyfrowym ani w ogóle jakiejkolwiek płatności na odległość bez pośrednika, a zatem bez konieczności zaufania komuś.
To zmieniło się wraz z wynalezieniem Bitcoina.
Księga transakcji Bitcoina
Bitcoin to pieniądz cyfrowy. Jest więc także po prostu zapisaną cyfrowo księgą transakcji. W księdze tej odnotowuje się każdy przypadek przesłania bitcoinów z jednego rachunku na drugi.
Taki rachunek może sobie otworzyć każdy bez pytania o zgodę, bez podawania komukolwiek jakichkolwiek danych. Wystarczy rzucić 256 razy monetą i odnotować wynik każdego rzutu. Nie żartuję. Jeśli reszkę zapiszemy jako 0 a orła jako 1 i odnotujemy wynik każdego rzutu, otrzymamy działający adres bitcoina. Ponieważ jednak tworzenie adresu w ten sposób wydaje się raczej żmudne, z pomocą przychodzi nam oprogramowanie. Dziś każdy może sobie zainstalować jeden z wielu dostępnych programów zwanym „portfelami”, które potrafią wygenerować dla nas taki adres bez konieczności rzucania monetą.
No dobrze, ale kto przechowuje księgę transakcji Bitcoina? Odpowiedź brzmi: Każdy, kto chce. W praktyce są to komputery dziesiątków tysięcy użytkowników tego systemu. Również Ty, Drogi Czytelniku, możesz przechowywać tę księgę. Potrzebujesz tylko komputera z odpowiedzią ilością miejsca na dysku (dziś wystarczy dysk o pojemności zaledwie 1 TB) oraz publicznie dostępnego i darmowego programu komputerowego o nazwie Bitcoin Core.
Kto pilnuje księgi transakcji Bitcoina?
Skoro jednak kopia księgi przechowywana jest na wielu komputerach jednocześnie, skąd wiemy, że zapisy w księdze są bezpieczne? Kto jej pilnuje? Skąd wiemy, że ktoś nie sfałszował jej zawartości?
Poprawność transakcji w księdze Bitcoina zapewniona jest za pomocą nowatorskiego wykorzystania kryptografii, blockchainu oraz technologii proof-of-work (PoW). Działają one w sposób zautomatyzowany i bez konieczności ufania komukolwiek.
Po pierwsze, wydanie środków z danego rachunku jest możliwe wyłącznie, jeśli wcześniej pojawiły się na nim środki. Próby wydania środków niemających pokrycia na rachunku zostaną automatycznie odrzucone przez oprogramowanie. Do każdego z rachunków przyporządkowane są dwa klucze: prywatny i publiczny. Klucz prywatny należy utrzymywać w ścisłej tajemnicy. Umożliwia on wykonanie płatności z naszego rachunku. Klucz publiczny jest zasadniczo jawny – podajemy go kontrahentowi, aby mógł on przesłać płatność na nasz rachunek.
Po drugie, nasza księga zapisana jest w blockchainie. Blockchain to zbiór danych, który został podzielony na wiele powiązanych ze sobą części. Można wyobrazić go sobie jako łańcuch składający się z bloków. W kolejnych blokach zapisywane są następujące po sobie transakcje. Bloki są powiązane ze sobą w ten sposób, że zaszyfrowany fragment każdego bloku umieszczany jest w kolejnym bloku. Tworzy to matematyczną zależność pomiędzy blokami i daje ten efekt, że jakakolwiek próba zmanipulowania historycznych bloków jest niemożliwa do ukrycia, ponieważ powoduje niezgodność z wszystkimi blokami następującymi po zmanipulowanym bloku. Ten rodzaj odporności na manipulację nazywany jest tamper-evident, ponieważ umożliwia ona natychmiastowe wykrycie fałszerstw w bazie danych.
Po trzecie wreszcie, kluczowe dla bezpieczeństwa systemu jest zastosowanie technologii PoW, czyli tego, co popularnie nazywa się kopaniem bitcoinów, a osoby zajmujące się kopaniem nazywa się górnikami. Ujmując to możliwie najprościej: zmiana na liście transakcji wymaga zastosowania mocy obliczeniowej, a zatem wiąże się z koniecznym wydatkiem energii. PoW to setki tysięcy komputerów, które uczestniczą w swego rodzaju loterii. Są to dziś specjalistyczne komputery, które wykonują tylko jedną funkcję: próbują znaleźć premiowany los poprzez zgadywanie z możliwie największą szybkością. System zbudowany jest w taki sposób, że bez względu na liczbę zgadujących premiowany los znajdowany (wykopywany) jest przeciętnie co 10 minut. Co 10 minut do blockchainu dołączany jest zatem nowy blok z transakcjami, zaś szczęśliwy zwycięzca dostaje nagrodę pieniężną.
Można spytać, no tak, ale w jaki sposób chroni to sieć? W uproszczeniu chodzi o to, że wszelkie próby dokonania zmiany w księdze bez poniesienia kosztu nie są możliwe, zaś próba sfałszowania księgi przez kogoś, kto wykonał pracę, zostanie przez sieć odrzucona, co oznacza po stronie fałszerza natychmiastową stratę w postaci wydanej na próżno energii. Ten mechanizm motywacyjny jest fundamentem bezpieczeństwa Bitcoina.
Czy można jednak wyobrazić sobie złośliwe działanie kogoś, kto jest niewrażliwy na koszty i posiada ogromną moc obliczeniową? Tak, taki scenariusz nazywany jest atakiem 51%. Ktoś, kto zgromadzi większość mocy obliczeniowej w sieci, może próbować sfałszować wpis w księdze. Dziś mówimy jednak o ilości energii oraz mocy obliczeniowej, która jest w praktyce niemożliwa do zgromadzenia przez jakiegokolwiek pojedynczego gracza, nawet przez państwo lub grupę państw. Nawet gdyby czysto teoretycznie było to możliwe, korzyść, jaką mógłby odnieść atakujący, mogłaby polegać co najwyżej na możliwości ponownego wydania już wcześniej wydanych środków. Trudno sobie wyobrazić, aby korzyść ta mogła być wyższa niż koszty samego ataku 51%. Nawet jednak w takim przypadku pozostali uczestnicy nie byliby bezbronni. Dzięki transparentności systemu próba uzyskania dominacji przez jednego uczestnika w sieci zostałaby natychmiast wykryta, co mogłoby prowadzić do swoistego „wyścigu zbrojeń”. W skrajnym przypadku możliwe byłoby nawet stworzenie specjalnego rozgałęzienia blockchainu i odłączenie się od części sieci zdominowanej przez fałszerza.
Tamper-proof
Wykorzystanie energii i technologii PoW wprowadziło Bitcoina na wyższy poziom bezpieczeństwa, dotychczas nieosiągalny dla systemów komputerowych. Powstała pierwsza w historii księga rozliczeniowa całkowicie odporna na manipulacje i fałszerstwo, co jest przełomem również w praktycznej dziedzinie księgowości. System jest nie tylko tamper evident, a zatem nie tylko czyni fałszerstwo niemożliwym do ukrycia, ale – dzięki PoW i górnikom – jest również tamper-proof, ponieważ czyni fałszerstwo niemożliwym do przeprowadzenia.
Dowodem bezpieczeństwa Bitcoina jest fakt, że dotychczas nikomu nie udało się go skutecznie zaatakować. Dotyczy to również początkowego okresu, gdy moc obliczeniowa wykorzystywana do ochrony sieci była relatywnie niewielka. Sieć działa w zasadzie nieprzerwanie od ponad 14 lat na niezmienionych zasadach. Nie oznacza to braku innowacji; oznacza to, że innowacje są dobudowywane w taki sposób, aby nie zmienić fundamentalnych zasad działania sieci. Stałość Bitcoina jest dla jego użytkowników gwarancją jakości i odporności. Z czasem bezpieczeństwo systemu wzrasta, ponieważ zwiększa się liczba kopii blockchainu, a także moc obliczeniowa oraz energia wykorzystywane do jego ochrony.
Pytania, pytania, pytania
Przyjmuję za pewnik, że w głowach Czytelników pojawiają się teraz kolejne pytania. Skoro księga została rozproszona na tysiące całkowicie niezależnych komputerów, co stanie się, jeśli w części z nich dokonane zostaną zapisy sprzeczne z pozostałymi? Skąd biorą się nowe bitcoiny? Jeśli będzie ich tylko 21 milionów, czy może ich kiedyś zabraknąć? Czy da się zapłacić Bitoinem za kawę? Czy wciąż zmieniająca się cena rynkowa Bitcoina nie dyskwalifikuje go jako pieniądz? Czy system jest w stanie obsłużyć transakcje finansowe całej planety?
Na te i inne pytania będziemy starali się odpowiadać w kolejnych artykułach z serii.
Ilustracje: © Pola Pietras 2023
Gracjan Pietras
Autor jest adwokatem i wspólnikiem w kancelarii „Doktór Jerszyński Pietras” w Warszawie. www.djp.pl
