Menu
CHIP Speedtest

Chrastění datovými řetězy

Blockchain by ve skutečnosti měl pomáhat svobodomyslným ideám, jako je bitcoin, dostat se na výsluní. Tato technologie má ale potenciál být důmyslným kontrolním nástrojem i pro stát a ekonomiku.

I v případě 50 centů jde vždy o peníze. Jeden z nejuznávanějších raperů na světě Curtis „50 Cent“ Jackson vytvořil podle mnohých nejúspěšnější album rapu všech dob. Jmenuje Get Rich Or Die Tryin (Zbohatni, nebo chcípni). V roce 2003 z něj udělalo multimilionáře. O dvanáct let později vyhlásil (k velké radosti bulvárního tisku) bankrot, mezitím přežil útok nožem, několik střelných poranění, byl obviněn z obchodování s drogami, prošel si drahým skandálem ohledně porna, získal několik respektovaných hudebních ocenění a vydal propadákové album Animal Ambition.

A toto selhání se ukázalo skutečnou zlatou žílou: 50 centů za album bylo tehdy v roce 2014 možné při on-line prodeji uhradit také bitcoiny, aniž by se nad tím kdokoliv pozastavoval. Mezitím americký interpret znovu objevil svůj digitální poklad: 700 utržených bitcoinů má dnes cenu asi osmi milionů amerických dolarů. Nebo čtyř. Nebo deseti. Kurz prostě nepředvídatelně kolísá. Příběh rapera je nápadně podobný průběhu bitcoinové horečky: trochu podsvětí, trochu luxusu, trochu loterie, hodně nevědomosti a spousta bláznivých jízd na horské dráze. Šílenství začíná už jeho definicí. Co je to vlastně bitcoin? Měna? Objekt spekulace? Elektřina, která se mění na peníze? Vynález tajné služby sloužící jako lákadlo pro konspirační sítě a zdroje peněz?

Zdá se to nesporné: bitcoin je decentralizovaná platební síť založená na konsensu a kryptografii. Technologie za ní stojící se nazývá blockchain. Nevzrušuje pouze nerdy a hazardní hráče, ale celý finanční a hospodářský svět. Nicméně její obhájci používají obecný termín Distributed Ledger Technology (DLT - technologie distribuované účetní knihy), i když ne všichni souhlasí se všemi myšlenkami blockchain komunity.

V podstatě se v případě žhavého tématu blockchain jedná o romantickou anarchistickou open-source myšlenku: decentralizovaná databáze, kterou transparentně provozují všichni účastníci se stejnými právy. V klasickém účetnictví by byl bitcoinový blockchain účetní knihou. V tomto registru je zapsána celá historie transakcí ve vzájemně navazujících blocích. Tyto záznamy ale nejsou uloženy na jednom centrálním serveru, ale redundantně na síťových počítačích - tzv. uzly (nodes). Tím je zajištěna transparentnost a následné změny jsou možné pouze tehdy, pokud je potvrdí více než polovina uzlů. Nadcházející transakce jsou uvedeny v nových blocích, každý blok nese kód předchozího.

Klasický bankovní systém závisí na důvěře, neboť za nové peníze jsou obvykle odpovědné centrální banky. Blockchain na druhé straně spoléhá na transparentnost a konsensus. Nové bitcoiny může vytvořit každý. V procesu těžby probíhá jak výroba nových bitcoinů, tak registrace nových transakcí.

Pokud těžaři (miners) zaregistrovali nově předložené transakce do bloku, musí je „zapečetit“ hash hodnotou. Chceteli vytvořit takový jedinečný řetězec, musíte vložit nová data o transakcích a hash předchozího bloku. Jako proměnná, která dělá kryptografický úkol obtížný, se využívá jednorázová „nonce“. Pouze když je tento záznam spočítán metodou pokus-omyl počítačem, nalezl těžař nový hash. Teprve pokud těžař vygeneruje hash, který není větší než cílová hodnota určená algoritmem, je vystaven nový blok. Cíl je: čím menší, tím obtížnější.

Nyní počítače ostatních síťových uzlů zkontrolují, zda je nová hodnota platná. To funguje prakticky v reálném čase. Naproti tomu určení správné hodnoty hash trvá přibližně deset minut. Aby bylo možné dodržet tento časový rámec, reguluje algoritmus blockchainu odpovídajícím způsobem složitost vypočítávaného hashe: po 2 016 blocích, tj. přibližně každé dva týdny, se obtížnost přizpůsobí.

Těžaři soutěží v závodě o další blok. Kdo ho dokončí, obdrží transakční poplatky, které platí uživatelé. Nabídka zvláště vysokých provizí může transakci urychlit. Kromě toho existuje také pevná odměna za blok - v současné době 12,5 nově vytvořeného bitcoinu. V roce 2009 to bylo ještě 50 bitcoinů. Od té doby byla odměna snížena na polovinu, kdykoli bylo spojeno 210 000 nových bloků. Celkové množství je 21 milionů bitcoinů, kterého by mělo být dosaženo v roce 2140; v současné době jich existuje už téměř 17 milionů. Půlicí mechanismus je navržen tak, aby udržoval inflaci pod kontrolou. Současně to samozřejmě snižuje ziskovost těžby, což by mělo být kompenzováno zvýšením výkonnosti hardwaru a zvýšením hodnoty bitcoinu.

Elektřina z uhlí pomáhá k velkým výdělkům

Klasický PC hardware v bitcoinovém těžebním průmyslu už dosloužil. Dnes vypočítají hodnoty hash speciální bitcoinové těžební stroje s ASIC (application specific integrated circuits). Bitmain AntMiner S9 zvládne 13,5 bilionu hash funkcí (Terahash, TH) za sekundu a stojí asi 3 400 eur (zhruba 86 000 Kč). Za síťový zdroj dáte ještě dalších 250 eur (6 300 Kč). Těžba je nyní tak energeticky náročná, že je lukrativní jen v zemích s nízkými cenami elektřiny. Většina bitconů je proto těžena v Číně, v provincii Vnitřní Mongolsko, kde se produkuje elektřina převážně z uhlí. Čína ale proti megahorníkům vystupuje; mnohé těžební farmy se již přestěhovaly do dalších zemí s levnou elektřinou, jako je Singapur. V současné době se odhaduje, že poptávka vyvolaná těžbou bitcoinů je více než 40 terawatthodin ročně, což přibližně odpovídá roční spotřebě celého Portugalska, 170 zemí světa využívá méně elektřiny (ČR zhruba 60 TWh). Pokud by šílenství kolem těžby bitcoinů pokračovalo současným tempem, spotřebovávali by těžaři v létě 2019 více elektřiny než celé USA. V únoru 2020 by značka bitcoin překonala energetickou spotřebu celého zbytku světa, alespoň to tvrdí anglický odborný server powercompare.

Zda může efektivnější hardware rozhodujícím způsobem zpomalit růst spotřeby energie, je sporné, protože jeho výkonnost se i v minulosti exponenciálně zvýšila. Pokud se však náklady na těžbu stávají nerentabilními, a proto padne desetiminutová hranice, usnadní algoritmus výpočet hashe, což potenciálně sníží spotřebu energie. Nejspolehlivější cestou k ekologicky šetrnější těžbě by ale byly vysoké ceny elektřiny a nízký kurz bitcoinu.

Kryptografie má zajistit bezpečné využívání bitcoinů. Pro uživatele to znamená, že pro zpracování transakcí s bitcoiny potřebují elektronickou peněženku (e-wallet). Digitální peněženka vytváří pár klíčů, který se skládá ze soukromého a veřejného klíče (private key, public key). Veřejný klíč je převeden na veřejnou adresu, která je pro síť viditelná. Soukromý klíč zůstává tajný a slouží k podpisu transakce. Pro každou novou operaci je vhodné použít novou adresu, což zabrání tomu, aby se z více transakcí daly vyvozovat závěry ohledně jejich identity.

Rozhodně nemá smysl hromadit velké peněžní částky v on-line peněžence, protože zde znovu vstupuje do hry faktor důvěry ke třetí straně, což je v rozporu s myšlenkou bitcoinu. Off-line ukládání v hardwarových peněženkách značně zvyšuje bezpečnost. Pokud se ale vyšetřovatelé zajímají o peněženku, nedá se - podobně jako v jiných soukromých oblastech - slíbit žádná míra absolutní ochrany.

O tom, co je správné, rozhoduje většina

Zatímco samotní uživatelé bitcoinů jsou sami zodpovědní za svůj digitální kredit, bezpečnost celého systému se řídí konsenzem: pouze tehdy, pokud většina sítě blockchain potvrdí, je platný. Pokud by se někdo pokusil zmanipulovat transakci, musel by také změnit hash. Blok by pak už neseděl v řetězci a vykazoval by znaky padělání. Manipulované bloky by tak mohly být úspěšné pouze tehdy, pokud by útočník disponoval více než polovinou výpočetní síly celé sítě.
V únoru byl výkon celé sítě více než 20 milionů TH/s. Při snaze o získání 51% kontroly nad sítí byste tedy museli provozovat kolem 1,5 milionu strojů AntMiner S9. Pokud by byly vůbec k dispozici, musel by útočník za tento hardware vydat přibližně čtyři miliardy eur, pravděpodobně ale mnohem víc, neboť poptávka by podstatně zvedla ceny. Už dnes musejí kupující na své těžařské počítače čekat měsíce. Kromě toho by náklady na elektrickou energii dosáhly nejméně deseti milionů eur za den. Navíc by tyto hodnoty byly jenom krátkou momentální výhrou, po které by následoval exponenciální propad hodnoty celé kryptoměny.

Pro tak komplexní a nákladný útok by přicházela v úvahu snad jen NSA jako hráč zapojený do kryptoměn. Také kvůli jejím těžko odhadnutelným hardwarovým možnostem se musíte mít na pozoru před každým podobným útokem; nicméně mnohem zřejmější je to, že se NSA věnuje spíše jednotlivým hráčům blockchainu a špehuje je. Pokud by NSA měla zájem na zničení bitcoinu, stačilo by pouze zveřejnit odpovídající zprávu. Jelikož investoři by okamžitě odstoupili, cena by skokově klesla a víra v digitální měnu by byla nadobro zničena.

Dokonce i když se bitcoinový útok zdá nesmyslný, tajné služby to nemusí mrzet. Obecně platí, že technika blokchainu poskytuje dostatečné možnosti pro získání tajných informací, protože ne každý řetězec je stejně dobře chráněn řízenými klastry a výpočetní silou jako bitcoin. Zadní vrátka lze najít vždy.

Už každodenní praxí jsou tzv. smart contracts, které jsou založeny na blockchainu. Tyto smlouvy jsou zakotveny v programovém kódu, který spouští vzorové akce na základě schématu if-then. V případě citlivých údajů mohou smart contracts například zvýšit efektivitu. Třeba v případě obchodování s nemovitostmi je třeba sloučit a ověřit velký počet dokumentů a platebních procesů. Může to trvat několik měsíců, než smluvní strany, jejich banky, notář, katastr nemovitostí a další zúčastněné strany dokončí všechny procedurální kroky. Smart contract by automaticky spouštěl transakce a platby, jako potvrzení by fungovaly digitální podpisy. Každá položka v registru by mohla být navždy sledována a volně neměnitelná. Notáři, státní zaměstnanci a bankéři by ztratili svůj význam. Tito a jiní zprostředkovatelé a nadbyteční prostředníci by patřili mezi poražené, pokud se technologie DLT skutečně rozšíří v oblasti podnikání s daty. V tomto smyslu by DLT mohla urychlit často předpovídané snížení počtu dobře placených kancelářských pracovních míst.

O tom, zda DLT postaví finanční svět na hlavu, můžeme pochybovat. Jednoduše proto, že její rozhodovací orgány nemají žádný problém obrátit zbraně svých oponentů proti nim samým. Harvardský ekonom Kenneth Rogoff již popsal možný scénář bitvy o bitcoin: „Centrální banky mohou nakonec vytvářet vlastní digitální měny a ovlivňovat konkurenci prostřednictvím regulací tak dlouho, dokud nad ní nezvítězí.“ Bylo by „bláznovství si myslet, že bitcoin by mohl někdy nahradit peníze centrálních bank“. Ve skutečnosti velké centrální banky o kryptoměnách už uvažují. V Evropě by to mohlo být Švédsko, kdo jako první prolomí ledy s e-korunou. Koneckonců o vlastní české kryptoměně uvažují i někteří naši politici.

Blockchain jako inteligentní nástroj na sledování

Schopnost automatizovat procesy prostřednictvím infrastruktury slibuje mnoho výhod, například i díky internetu věcí. DLT však nutně neznamená, že všichni účastníci mají stejná práva nebo požívají stejnou anonymitu. Některé centrální banky považují DLT za rušivý potenciál pro finanční sektor, který se na nadcházející změny musí ještě připravit: zásadní budou identifikace účastníků, důvěryhodnost transakcí s třetími stranami a absolutní finalizace transakce.

Takové řetězce mohou v maximální míře a do dalších oblastí života přenášet úplnou historii dat zákazníka, pacienta nebo občana. Poprvé by transparentní osoba obdržela digitální identitu, kterou by nedokázala utajit a která by byla trvale spojena s citlivými osobními údaji, stavy a dohodami - jakýsi digitální kreditní ústav, který by prostřednictvím smart contracts dokonce vydával opatření a sankce. Bez odpovídajících přístupových práv by nesměli dotčení ani opravit falešné informace o sobě. Z tohoto pohledu by státem a ekonomickými objekty provozované blockchainy mohly konečně uplatnit své informační sebeurčení.

Foto popis| 700 bitcoinů za 50 centů: Za své album Animal Ambition přijímal raper Curtis Jackson také platby v bitcoinech - a díky tomu pohádkově zbohatl.
Foto popis| Kryptoměny, jako je bitcoin, jsou založeny na technologii blockchainu, která dokáže dokumentovat procesy bránící jakémukoliv padělání.
Foto popis| Všechny hodnoty hash a další informace o transakcích jsou v blockchainu bitcoinu pro všechny transparentní.
Foto popis| Pokud chcete obchodovat s kryptoměnami, potřebujete digitální burzu. Elektronické peněženky jsou dostupné pro smartphony, tablety i stolní počítače.
Foto popis| Ukládání peněz pomocí rozhraní USB Hardwarová peněženka jako Ledger Nano S je připojena k počítači pouze dočasně, což ztěžuje případné útoky.
Foto popis| Těžba peněz na úkor životního prostředí Od roku 2014 se výpočetní výkon v síti bitcoin zvýšil z 10 000 terahashů za sekundu na více než 20 milionů. Těžaři v současné době spotřebovávají tolik elektřiny jako celé Portugalsko.
Foto popis| Z bitů se stávají peníze Speciální hardware, jako je AntMiner S9, provádí vysoce výkonné kryptografické úlohy. Tento spolutvůrce blockchainu stojí 12,5 bitcoinu.
Foto popis| „Blázen, kdo věří, že bitcoin někdy může nahradit peníze centrálních bank.“ Kenneth Rogoff, profesor ekonomie

O autorovi| ROMAN LEIPOLD, autor@chip.cz










Komerční sdělení