Виклики Біткоїна: квантова загроза, проблеми масштабування та залежність від електромережі

3 Виклики для трону Біткоїна: квантове комп`ютерування, масштабування та залежність від електромережі

Ложка біткоїн (BTC) часто вважається найміцнішим цифровим активом, що існує, проте вона все ще має можливість зростати та адаптуватися, щоб краще відповідати потребам своєї мережі. Ось огляд трьох потенційних шляхів, якими провідна криптовалюта світу могла б прискорити свій розвиток. Чи зможе Біткоїн утримати свій трон?

На момент написання статті біткоїн (BTC) стабільно тримається трохи вище 90 000 доларів за монету, що становить 59% усього криптоекономічного ринку обсягом 3,02 трильйона доларів. Раніше недооцінений скептиками, біткоїн тепер здобув повагу деяких з найкрупніших фінансових установ у світі та навіть розглядається як потенційне доповнення до національних резервів.

Окрім зростаючої вартості, мережа Біткоїна на основі доказу роботи (PoW) має вражаючу потужність, з більш ніж 700 екзахешами на секунду (EH/s), що підтримують ланцюг. Незважаючи на трон короля криптовалют, BTC все ще має можливість зростати та підтримувати свою домінуючу позицію в наступні роки. Нижче наведено дослідження трьох потенційних шляхів покращення мережі Біткоїна в майбутньому.

Масштабування Біткоїна — Десятирічна дилема

Обговорення масштабування Біткоїна може виглядати як ходіння по мінному полю в деяких колах, але багато ентузіастів стверджують, що мережа повинна еволюціонувати, щоб підтримувати мільярди користувачів, залишаючись вірною своїй децентралізованій, цензуростійкій етиці. Для контексту, за минулі 24 години BTC обробив 581,039 транзакцій, в середньому 6,72 транзакції на секунду (tps). Мережа ще не перевищила етап у 1 мільйон транзакцій за один день. Її рекорд був досягнутий 23 квітня, коли майнери підтвердили 927,010 транзакцій, досягнувши пропускної здатності близько 10,73 tps. Цього року Біткоїн обробив рекордні 927,010 транзакцій за 24 години.

Для порівняння, Visa працює на зовсім іншому рівні, обробляючи приблизно 757 мільйонів транзакцій щодня, відповідно до її звіту за останній фінансовий рік. Хоча жоден блокчейн поки що не може зрівнятися зі швидкістю Visa, деякі, як Solana, роблять значні strides. Наприклад, 24 грудня 2021 року Solana обробила вражаючі 57 мільйонів транзакцій, в середньому 659,72 tps. За допомогою ретельних інновацій, Біткоїн одного дня може змагатися зі швидкістю Visa — можливістю, яку навіть Сатоші Накамото передбачав.

Наразі блокчейн Біткоїна не справляється з високими обсягами транзакцій, коли попит зростає. Коли мережа перевантажується, комісії за транзакції зростають, і перекази з низькими комісіями можуть затримуватись у мемпулі на тривалий час. Зараз у черзі чекають 238,922 непідтверджених транзакцій, і це число раніше перевищувало 700,000. Під час таких заторів комісії досягали аж 240 доларів за переказ, особливо після халвінгу. В у такий день, будь-хто з менше ніж 240 доларів вартості BTC не міг використовувати свої кошти в онлайні, залишаючи багатьох користувачів у невизначеності.

Хоча рішення другого рівня (L2) пропонують альтернативи, масштабування необхідно підходити зі свідомістю. Якщо мільярди користувачів змогли б проводити транзакції в онлайні з мінімальними перешкодами, навіть мікроперекази — як копійки, помножені на мільярди — могли б генерувати значний дохід від комісій для майнерів. Однак, як з`ясували користувачі Ethereum, рішення L2 можуть відсувати активність від мережі першого рівня (L1), попри їхню первинну мету платити аренду. Хоча L2 можуть допомогти досягти швидкості транзакцій рівня Visa, вони, разом з бічними ланцюгами та альтернативними мережами, можуть не відповідати безпеці Біткоїна. Ця постійна дискусія тривала майже десятиліття і, хоча зараз не є настільки помітною, ймовірно, знову з`явиться у майбутньому.

Необхідність квантової стійкості

Багато хто вважає, що квантове комп`ютерування становить значні ризики для Біткоїна в майбутньому, в першу чергу загрожуючи криптографічним основам, що забезпечують його транзакції та реєстр. Біткоїн покладається на алгоритми цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA) для аутентифікації транзакцій та захисту гаманців. Стверджується, що теоретично квантові комп`ютери, використовуючи алгоритм Шора, можуть розв`язати математичні задачі, що лежать в основі ECDSA, що дозволяє злочинцям отримати приватні ключі з публічних ключів.

Квантове комп`ютерування розвивається з неймовірною швидкістю, підживлюване приголомшливими досягненнями в апаратному забезпеченні та реальних застосуваннях. Інноватори, такі як IBM і Quantinuum, розширюють межі з процесорами, які мають вищу кількість кубітів і знижену кількість помилок, відкриваючи шлях для потужніших обчислень.

Щоб зменшити ці ризики, розробники могли б зрештою реалізувати кілька стратегій для підвищення квантової стійкості Біткоїна. Один з підходів полягає в переході від ECDSA до криптографічних алгоритмів, стійких до квантових атак, таких як підписи на основі решіток або хешу. Інтеграція квантово-стійких протоколів обміну ключами також могла б захистити конфіденційність комунікацій між вузлами. Інший захід включає збільшення розмірів ключів симетричних алгоритмів шифрування, оскільки більші ключі забезпечують вищу стійкість до спроб квантового дешифрування.

Розробники також можуть розглянути можливість впровадження гібридних криптографічних систем, які поєднують класичні та квантово-стійкі алгоритми, забезпечуючи багатошарову безпеку під час перехідного періоду. Оскільки швидкість квантового комп`ютерування зростає щодня разом із штучним інтелектом (ШІ), регулярне оновлення протоколу Біткоїна з метою впровадження останніх досягнень у світі постквантової криптографії буде життєво важливим для збереження безпеки мережі в епоху квантових технологій.

Залежність Біткоїна від електромережі та Інтернету

Залежність блокчейну Біткоїна від електрики та підключення до Інтернету вводить дві великі вразливості. Велике число аварій з електроживленням або перебоїв з Інтернетом може зупинити майнерів і вузли від перевірки транзакцій або підтримки консенсусу, створюючи тимчасові затримки в обробці та потенційно підриваючи довіру до надійності мережі. Крім того, такі події, як кібератаки чи природні катастрофи, націлені на критичну інфраструктуру, можуть завдати згубного удару електромережам і комунікаційним системам у постраждалих районах, загрожуючи стабільності Біткоїна протягом тривалого часу.

Системи електромереж і Інтернету піддаються вразливостям через безліч загроз. Екстремальні погодні умови — урагани, ожеледиці та хвилі спеки — можуть завдати шкоди лініям передачі та підстанціям, занурюючи величезні території у темряву. Навіть космічні явища, як сонячні спалахи та корональні викиди маси (CME), також становлять серйозний ризик, потенційно викликаючи масивні порушення як електрики, так і зв`язку на Землі.

Хоча колапс електромережі або Інтернету вплине на глобальні фінанси, комерцію та комунікацію, децентралізована природа Біткоїна вказує на унікальні виклики. Операції можуть стати фрагментованими, а хешрейт знизиться, оскільки менше майнерів залишаться активними. Хоча дизайн Біткоїна в динаміці стійкий, тривалі перебої можуть затримати відновлення. Ізоляція мережі під час таких перерв також може призвести до невідповідностей або тимчасових ризиків безпеки, поки зв`язок не буде відновлено.

Щоб вирішити ці вразливості, розробники Біткоїна та ширша спільнота досліджують інноваційні рішення. Технології, такі як сіткові мережі, радіо HAM і супутникові системи, надають альтернативні способи передачі та перевірки транзакцій. Blockstream, наприклад, вже пропонує супутникові послуги для забезпечення глобального доступу до мережі Біткоїна, навіть у регіонах із ненадійним Інтернетом. Розробники також розглядають протоколи, що дозволяють офлайн-підпис транзакцій і пакетну трансляцію, що дозволяє користувачам проводити транзакції навіть під час значних збоїв інфраструктури.

Хоча ідея колапсу електромережі або Інтернету є тривожною, історія показує, що критичні системи часто відновлюються швидко після катастроф. Зусилля щодо відновлення електричних мереж і налаштування альтернативних інструментів комунікації, таких як радіо HAM або супутниковий Інтернет, ймовірно, почнуться негайно. Біткоїн може отримати переваги від цих зусиль з відновлення, дозволяючи майнерам і вузлам знову з`єднатися. З використанням переносних відновлювальних джерел енергії біткоїн-майнінг міг би адаптуватися до роботи в умовах обмежених ресурсів, забезпечуючи безперебійну роботу мережі навіть перед численними викликами.

Балансування інновацій і цілісності: забезпечення спадщини Біткоїна для майбутніх поколінь. Хоча еволюція Біткоїна відзначена інноваціями і стійкістю, його майбутнє залежить від тонкого балансу між масштабуванням, безпекою та адаптацією. Виживання мережі потребує спільних зусиль для підтримки її основних принципів, одночасно приймаючи зміни. Біткоїн повинен залишатися як технологічним, так і соціальним контрактом, постійно підтверджуючи свою актуальність як глобальної, децентралізованої фінансової системи для прийдешніх поколінь.