Алексей Михеев
Блокчейн для всех. Как работают криптовалюты, BaaS, NFT, DeFi и другие новые финансовые технологии
Майнинг и экология{186}
В последнее время многие ставят под сомнение экологичность майнинга, учитывая большие энергозатраты на деятельность всей экосистемы{187}. По меткому замечанию А. Гринфилда, в результате недавних крупных сделок Илона Маска с основанным на алгоритме PoW биткоином всего за несколько дней в атмосферу было выброшено больше углерода, чем сэкономлено всеми когда-либо проданными «Теслами»{188}.
Эксперты сообщили The Washington Post в 2017 г., что биткоин потребляет от одного до четырех гигаватт электроэнергии; примерно столько же используют до трех ядерных реакторов{189}.
Ниже мы разберем опасения по поводу воздействия криптовалюты на окружающую среду и контраргументы.
Криптовалютные сети потребляют огромное количество энергии. Ведь в процессе верификации решаются сложные математические задачи, требующие значительных вычислительных мощностей. Каждый майнер, получивший контроль над половиной хешрейта, т. е. общей коллективной вычислительной мощности, используемой для майнинга на любом блокчейне, в состоянии нанести ущерб целостности сети, например, отказавшись проверять новые транзакции. Майнинг побуждает участников поддерживать работу блокчейнов, но, к сожалению, он еще и стимулирует высокое потребление энергии.
По данным Blockchain.com, биткоин достиг пикового хешрейта 172 млн TH в середине апреля 2021 г., что в 233 раза больше, чем в январе 2016 г. Росту конкуренции в майнинге сопутствовало увеличение энергопотребления. BBC в феврале 2021 г. сообщила, что сеть Bitcoin в год потребляет 121,4 ТВт ∙ ч электроэнергии, что было бы равносильно 29-му месту среди стран мира по потреблению энергии (между Норвегией и Аргентиной){190}.
Можно ли инвестировать в криптовалюту, оставаясь при этом приверженным принципам устойчивого развития? Существуют и мнения, что криптовалюта может быть положительным фактором для окружающей среды.
Ник Картер, партнер Castle Island Ventures, указывает{191}, что майнеры могут использовать энергию, которая в противном случае осталась бы невостребованной. В крупнейших криптодобывающих регионах Китая, Сычуань и Юньнань, ГРЭС, как правило, расположены в малонаселенных сельских районах и часто производят больше энергии, чем можно передать в густонаселенные районы. Майнеры могли использовать эту избыточную энергию.
Картер отмечает, что подобным образом можно использовать и природный газ, например метан. Этот естественный побочный продукт нефтедобычи часто перевозить экономически невыгодно, поэтому он обычно сжигается на месте или выбрасывается в атмосферу. Оба варианта вызывают загрязнение, но сжигание – гораздо меньше, чем выброс метана. Биткоин-майнеры могли бы организовать фермы на объектах нефтедобычи и использовать этот метан для выработки энергии. Ежегодно сжигаемого природного газа более чем достаточно для питания всей сети Bitcoin, и майнинговые компании, такие как EZ Blockchain и Crusoe Energy, уже этим пользуются.
Эти аргументы составляют основу идеи биткоина как «батареи». Майнеры не могут хранить избыточную энергию, однако могут ее эффективно преобразовать в ликвидный актив – криптовалюту, которую затем можно отправить в любую точку мира, обменять на доллары и даже реинвестировать в улучшение энергосетей или проекты зеленой энергетики. Кьелл Инге Рокке, глава норвежского энергетического конгломерата Aker ASA, привел именно этот аргумент, когда объявил о планах запустить проект экологически чистого майнинга биткоинов с использованием энергии, производимой в районах, где она не имеет достаточного местного спроса{192}. В проект, названный Seetee, инвестируется сразу $58 млн.
Компания Square в своем white paper{193} анализировала, как майнеры могут использовать солнечную и ветровую энергию. За последнее десятилетие эта энергия подешевела соответственно на 90 и 71 % и теперь дешевле, чем энергия ископаемого топлива. Притом при майнинге энергия генерируется круглосуточно.
Square утверждает, что майнинг сделает солнечные и ветряные установки более рентабельными, а значит, привлекательными для инвесторов.
Недавний отчет CoinDesk показал{194}, что в 2019 г. 39 % энергии для майнинга биткоинов поступало из возобновляемых источников (сравните с 28 % в 2018 г.).
Возможно, в будущем законодательство потребует от инвесторов покупать только криптовалюту, добытую с использованием возобновляемых источников энергии. Уже сейчас сенат штата Нью-Йорк рассматривает законопроект о запрещении работы центров майнинга до тех пор, пока штат не сможет оценить их воздействие на экологию.
В будущем, учитывая спрос на «зеленый» биткоин, криптобиржи могут расширить дью-дилидженс майнинга, чтобы гарантировать, что он проводится с использованием возобновляемых источников энергии. Это может стать конкурентным преимуществом как для бирж, так и для самих майнеров.
По инициативе Илона Маска и генерального директора MicroStrategy Майкла Сэйлора было создано Bitcoin Mining Council (BMC) – глобальное сообщество майнинговых компаний и других участников отрасли. Исследование BMC показало, что его участники на 67 % используют «зеленую» электроэнергию. BMC заявило, что во втором квартале 2021 г. уровень потребления «зеленой энергетики» при добыче биткоина вырос до 56 %. Это означает, что майнинг криптовалюты стал «одной из самых зеленых отраслей в мире»{195}.
2.8
Криптостейкинг{196}
Как и многое в криптографии, стейкинг может быть сложной или простой идеей в зависимости от того, сколько уровней понимания вы хотите разблокировать.
Coinbase. Что такое стейкинг
Суть стейкинга{197}
По мнению В. Вермаака, если рассматривать 2020-й как год DeFi, следует особо отметить центральную роль, которую стейкинг криптовалюты сыграл в развитии этого нового поколения криптоактивов{198}.
Наше любимое (за краткость) определение{199}: стейкинг – это процесс покупки криптовалюты и ее хранения в кошельке для поддержки операций блокчейн-сети.
Вскоре после своего появления в 2012 г. стейкинг стал популярной альтернативой майнингу криптовалют и торговле ими для тех, кто хочет получить прибыль от криптоэмиссии, но без риска или высокой стоимости входа.
По формулировке Coinbase, «причина, по которой ваша крипта зарабатывает вознаграждение во время стейкинга, заключается в том, что блокчейн переводит ее в рабочее состояние»{200}.
Держатели монет блокируют определенное их количество, чтобы, участвуя в процессе случайного выбора по базовому протоколу, стать валидаторами блока. Держатели монет с высокой стоимостью ставки имеют больше шансов быть выбранными в качестве следующего валидатора блока. Весь процесс называется «стейкинг» (от англ. stake – ставка). Ставка – это право голоса в конкретном проекте, которое зарабатывается после покупки минимального количества монет.
В понимании С. Клеменса{201} стейкинг – это альтернативный консенсусный механизм (способ проверки и защиты транзакций), позволяющий пользователям обеспечивать безопасность криптосетей при минимальном энергопотреблении и настройке. По мнению эксперта, «соглашение» между стейкером и блокчейн-сетью довольно простое. Стейкер соглашается, что будет валидировать только действительные транзакции, т. е. не станет голосовать за проводки с двойными расходами. В обмен на утверждение действительных транзакций сеть награждает стейкера накопительным вознаграждением. Если же участник голосует за незаконные сделки, он может потерять часть своей доли или всю долю.
Пул стейкинга – это группа держателей криптовалюты (для простоты назовем их стейкерами), которые объединяют свои ресурсы для участия в управлении сетью PoS, чтобы увеличить вероятность, что на них падет случайный выбор для проверки блоков и получения вознаграждений. Когда пул успешно проверяет блоки, он получает вознаграждения за стейкинг (в виде токенов), которые затем распределяются между всеми участниками пула на пропорциональной основе (в зависимости от количества монет, которые внес каждый).
По определению В. Вермаака{202}, основное различие между майнингом и стейкингом – это базовый механизм консенсуса блокчейна, используемый для проверки транзакций. Майнинг используется для Proof-of-Work (PoW), стейкинг – в основном для Proof-of-Stake (PoS). Майнеры решают сложные математические задачи, а при стейкинге узлы в сети участвуют в проверке новых блоков, блокируя свои средства в смарт-контракте.
При холодном стейкинге используется кошелек, не подключенный к интернету. Этот кошелек может быть как аппаратным, так и программным.
Сети, поддерживающие холодный стейкинг, позволяют пользователям сохранять средства в автономном режиме. Но, если пользователь переместит свои монеты из холодного хранилища, он перестанет получать вознаграждение.
Холодный стейкинг особенно удобен для крупных клиентов, которые хотят обеспечить максимальную защиту своих средств при поддержке сети{203}.
Экономика процесса
Обычно вознаграждение за криптостейкинг рассчитывается на основе количества монет в стейкинге, а также продолжительности и уровня инфляции.
Как правило, используют два классических показателя: годовую процентную ставку (APR) и годовую процентную доходность (APY). Они периодически изменяются. Одной из причин может стать изменение уровня участия в конкретном пуле стейкинга определенной монеты.
Процесс удержания токенов и последующего вознаграждения концептуально напоминает инструменты пассивного дохода из сферы традиционных финансов (облигации или привилегированные акции). Однако криптовалютный стейкинг и инвестиции в облигации принципиально отличаются:
1. Вознаграждение за стейкинг является частью от вновь отчеканенных токенов и не связано ни с прибылью, ни с доходами компании.
2. Токены PoS разводняются по мере чеканки новых токенов.
Если вы не поддерживаете активно свою долю в сети PoS, выпуск новых токенов увеличивает предложение и ослабляет ваше относительное владение и участие в сети.
Является ли криптостейкинг инфляционным? В сетях PoS имеет место скорее не инфляция, а разбавление. В традиционном понимании инфляция – это рост цен и снижение покупательной способности денег. Сети PoS должны выпускать новые токены в качестве вознаграждения за стейкинг, которые, естественно, увеличивают общее количество токенов. Это означает, что по мере увеличения предложения токенов доля вознаграждений за стейкинг при прочих равных условиях будет уменьшаться. Особенно если уровень разводнения или инфляции выше, чем доля вознаграждений за стейкинг.
Понимая, что стейкинг криптовалюты – это инфляционный процесс, надо дважды подумать, решаясь на стейкинг монеты лишь на основе ее высокой годовой доходности.
Стейкинг должен быть долгосрочным решением, а часть вознаграждения, полученного от него, можно повторно разместить для сохранения вашего текущего владения или участия в сети. Это похоже на увеличение уставного капитала в традиционных АО путем выпуска новых акций.
Если компания постоянно выпускает новые акции, акционеры могут постепенно разочароваться и лишиться стимулов для дальнейшего инвестирования, тогда как при стейкинге выпуск новых токенов (для выплаты вознаграждений) должен действовать как механизм стимулирования для обеспечения безопасности сети и для поощрения.
Механизм консенсуса
Критически важен для работы распределенного цифрового реестра механизм консенсуса, т. е. обеспечение коллективного согласия всей сети с содержимым реестра.
Цель механизма консенсуса – гарантировать, что информация, включенная в реестр, действительна (т. е. сеть находится в консенсусе). Это гарантирует, что последовательные блоки, которые добавляются в реестр, представляют собой самые последние блоки в сети.
У различных механизмов консенсуса свои плюсы и минусы. Концепция Proof-of-Stake (PoS) предполагает такой тип майнинга, в котором вычислительные мощности участников роли не играют, нужно просто хранить криптоактивы на своем счету. У участников PoS ограничен процент возможных проверок транзакций. И чем больше у майнера монет, тем шире его возможности. Принцип работы Proof-of-Work (PoW) иной: пользователи используют мощности своих компьютеров и получают монеты в качестве награды. Так происходит подтверждение PoW-транзакций. Можно ли оценить и сравнить достоинства обеих концепций?
Одно из первых описаний Proof-of-Stake было сделано Санни Кингом и Скоттом Надалем в их статье 2012 г. для Peercoin. Они описывают это как «дизайн одноранговой криптовалюты, заимствованный из биткоинов Сатоши Накамото»{204}.
Первоначально описанный Синтией Дворк и Мони Наор в 1993 г. Proof-of-Work (PoW, в переводе «доказательство работы») был первым алгоритмом консенсуса. Биткоин – самая известная сеть, реализующая этот алгоритм. Однако сам термин «PoW» был введен только в 1999 г. Маркусом Якобссоном.
Как это работает: перед регистрацией биткоин-транзакции в блоке она группируется в пул памяти (называемый мемпулом). Каждая транзакция в мемпуле должна быть проверена с помощью майнера.
Для проверки транзакций сеть узлов майнинга использует специализированные аппаратные ASIC для решения сложных криптографических проблем. Как только головоломка решена, майнер, приложив значительные усилия, находит хеш-значение предыдущего блока и объявляет его в сети. Затем биткоин-транзакция помещается в новый блок и майнер получает вознаграждение.
Этот процесс приводит к правильному функционированию сети блокчейнов с проверкой работоспособности. Однако решение усложняющихся математических головоломок требует увеличения вычислительной мощности и, соответственно, расхода электроэнергии.
Алгоритм Proof-of-Stake, или PoS, интересен как способ использования меньшего количества энергии для выполнения «работы» по валидации и, таким образом, повышения устойчивости процесса.
В алгоритме Proof-of-Stake проекты часто начинаются с продажи предварительно добытых монет. Для проверки транзакций майнинг не требуется. А значит, этот процесс значительно менее энергоемкий, чем PoW.
В механизмах PoS новые блоки создаются посредством процесса, известного как форжинг («подделка») или минтинг («чеканка», не «майнинг»), путем случайного выбора участвующего узла для подтверждения следующего блока транзакций.
Пользователи, желающие участвовать в процессе форжинга, должны заблокировать определенное количество монет в сети в качестве своей ставки. Поскольку процесс выбора является случайным, размер ставки важен, потому что от него зависят шансы узла оказаться выбранным в качестве валидатора для создания следующего блока: чем больше ставка, тем выше вероятность.
Узлы, которым удается подтвердить транзакцию и зарегистрировать ее в следующем блоке, выбираются с помощью псевдослучайного процесса, основанного на многочисленных факторах, таких как возраст ставки, рандомизация и богатство узла. Это намеренно псевдослучайный процесс, направленный на уменьшение предпочтения только самых богатых узлов в сети.
Чтобы поднять рейтинг, валидаторы привлекают активы других холдеров, выплачивая им часть своей доли. Такой способ заработка цифровых монет напоминает участие в традиционной добыче майнеров на пулах. Там майнер, не обладающий достаточными мощностями для работы в одиночку, подключается к серверу для коллективного майнинга. Здесь холдер делегирует свои монеты для поддержки сети стейкинг-пулу.
В отличие от систем PoW, в которых майнер получает вознаграждение за блок и комиссию за транзакцию, в системе PoS выбранный узел, который помогает защитить и запустить сеть, вознаграждается только комиссией за транзакцию.
Если майнинг можно назвать соревнованием вычислительных мощностей, то стейкинг – это соревнование владельцев монет определенного блокчейна, считает Максим Крупышев, генеральный директор криптоплатежной системы Coinspaid{205}.
Криптовалютный стейкинг, в отличие от майнинга, не требует мощного оборудования для решения математических задач и не потребляет много электроэнергии. Криптовалютный стейкинг снизил барьеры для входа пользователей, желающих получать пассивный доход.
Стейкинг: где и с чем?{206}
В середине 2021 г. был популярен и доступен стейкинг на таких криптовалютах, как Ethereum 2.0, Tezos (XTZ), Algorand (ALGO), Icon (ICX), Cardano, Polkadot, Solana и др.
Стейкинг на стейблкоинах оценивался экспертами как отличный способ сохранить средства при низких процентных ставках и получать доход, избегая волатильности рынка. Популярными стейблкоинами для стейкинга в тот же период были USDC, BUSD, DAI, USDT.
Стейкингом можно заниматься на биржах. Так трейдеры могут диверсифицировать свои доходы и монетизировать свободные средства. Ведущие криптовалютные биржи, поддерживающие стейкинг: Binance, Coinbase, Kraken, Gemini, OKEx и некоторые другие.
При стейкинге на холодных частных кошельках (его также называют холодным стейкингом) стейкер должен хранить монеты по одному и тому же адресу, поскольку их перемещение нарушает период блокировки, что приводит к потере вознаграждения.
Ведущие частные криптовалютные кошельки офлайн, поддерживающие стейкинг, включают Ledger, Trust Wallet, CoolWallet S, Trezor.
Есть и платформы стейкинга как услуги (staking as a service). Они предназначены только для стейкинга (так называемый мягкий стейкинг) и берут комиссии в виде процента от заработанных вознаграждений. В числе таких платформ Stake Capital, Maker (MKR), MyCointainer, Synthetix (SNX), Yearn Finance (YFI), Compound (COMP).
Различные типы механизмов криптостейкинга
Регулярный PoS
Как упоминалось выше, в 2011 г. было введено регулярное подтверждение ставки (PoS). Здесь создатель следующего блока выбирается случайным образом, включающим различные комбинации величины или возраста ставки, а не вычислительной мощностью, как в случае PoW.
Делегированный PoS (DPoS)
Дэниел Лаример, основатель Bitshares, Steemit и EOS, создал алгоритм консенсуса DPoS в 2014 г. как расширение регулярного PoS для решения проблем масштабирования, связанных с PoW.
DPoS способен повысить скорость транзакций и создание блоков без ущерба для децентрализованной структуры блокчейна. Алгоритм DPoS делает это демократичным образом, создавая систему голосования, которая напрямую зависит от репутации делегатов. Если какой-то узел не ведет себя должным образом (по правилам), он будет быстро исключен и заменен другим.
DPoS позволяет пользователям фиксировать свои балансы монет в виде голосов, количество которых пропорционально количеству удерживаемых монет. Затем эти голоса используются для избрания делегатов, которые управляют блокчейном от имени избирателей, обеспечивая безопасность и консенсус. Как правило, вознаграждение за стейкинг распределяется между этими избранными делегатами, которые затем распределяют часть вознаграждения среди своих избирателей пропорционально их индивидуальным вкладам.
Модель DPoS позволяет достичь консенсуса с меньшим количеством проверяющих узлов. Это способствует повышению производительности сети. С другой стороны, это может привести к снижению децентрализации, поскольку сеть полагается на небольшую выбранную группу проверяющих узлов. Эти узлы обрабатывают операции и обеспечивают общее управление блокчейном. Они участвуют в процессах достижения консенсуса и определения ключевых параметров управления.
Проще говоря, DPoS позволяет пользователям сигнализировать о своем влиянии через других участников сети{207}.
Арендованный PoS (LPoS)
В мае 2017 г. этот алгоритм был представлен и реализован в проекте Waves. Этот механизм консенсуса аналогичен обычному PoS, за исключением того, что пользователи могут сдать в аренду свои возможности стейкинга – например, узлам, которые считаются высококачественными (аналогично мастернодам) – и за это получать в качестве вознаграждения процент от выплаты.
Бондированный PoS (Bonded PoS, или BPoS)
Этот механизм очень похож на предыдущий, за исключением того, что любое количество пользователей может отложить часть своей доли, чтобы повлиять на генерацию блока. BPoS был впервые представлен такими проектами, как Cosmos и IRISn.
Мастернодный PoS
Представленный в 2019 г., этот алгоритм во многом похож на обычный PoS, за исключением того, что здесь мы имеем дело с чрезвычайно крупными участниками, которые получают дополнительные привилегии и вознаграждения.
Мастернода – это узел с хорошей связью, который оказывает ценную услугу сообществу, поддерживая актуальную копию всей цепочки блоков. Взяв на себя эту ответственность и обязательство поставить значительное количество монет, мастерноды получают взамен регулярное фиксированное вознаграждение, которое может достигать 45 % за блок. Мастерноды считаются заслуживающими доверия, потому что они могут потерять гораздо больше, если попытаются стать злонамеренными.
Мастерноды обычно сочетаются с обычным PoS или PoW, как, например, в DASH.
Стейкинг Zerocoin
По сути, это обычный PoS, только полностью анонимный. В настоящее время этот алгоритм специфичен для криптовалюты PIVX.
