Nové algoritmy jsou bezpečné jako blockchainy, ale jednodušší, rychlejší a energeticky úspornější

V Evropě se nyní vyvíjí téměř nulová energetická alternativa k Bitcoinu a dalším kryptoměnám založeným na blockchainu, která slibuje stejné zabezpečení, ale mnohem větší rychlost, uvádí nová studie.

Kryptoměny, jako je Bitcoin, jsou digitální měny, které využívají kryptografii k ochraně a umožnění finančních transakcí mezi jednotlivci, díky čemuž nejsou potřeba zprostředkovatelé třetích stran, jako jsou banky nebo společnosti vydávající kreditní karty. Díky explozi zájmu o bitcoin se stal nejrychleji rostoucí měnou na světě za několik let.

Hlavní slabinou bitcoinu je však mimořádná spotřeba energie, kterou vyžaduje, a obrovské množství oxidu uhličitého, který způsobuje globální oteplování. Bitcoin má údajně globální spotřebu elektřiny blížící se spotřebě celého Rakouska a globální uhlíkovou stopu srovnatelnou s Dánskem.

Při hledání alternativních přístupů ke kryptoměnám si počítačoví vědci všimli, že v článku z roku 2008, který poprvé popsal Bitcoin, bylo vysvětleno, že jádro protokolu spočívá v zabránění dvojímu utrácení. Tato potenciální chyba v jakémkoli schématu digitálních peněz by umožnila, aby se digitální token utratil více než jednou.

Pro vyřešení tohoto problému vysílá Bitcoin zprávy do celé své sítě, aby každý potvrdil každou transakci, a to vše proto, aby zabránil zlomyslným takzvaným “byzantským” hráčům v podvádění. Bitcoin dosahuje takového konsensu zavedením blockchainu, což je bezpečná účetní kniha všech transakcí v systému, kterou udržuje jeho komunita uživatelů namísto jakéhokoli prostředníka, jako je například banka.

Aby blockchainy dosáhly konsensu o platnosti všech transakcí, musí uživatelé provádět složité, energeticky náročné výpočetní úlohy “proof of work”. Mnoho dalších kryptoměn, které vznikly po vzniku Bitcoinu, jsou obecně všechny také založeny na blockchainech.

Vedoucí autor studie Rachid Guerraoui, počítačový vědec z Federální polytechnické školy v Lausanne ve Švýcarsku, a jeho kolegové však tvrdí, že Bitcoin a další kryptoměny založené na blockchainech jsou v podstatě překonané. Naznačují, že řešení problému dvojího utrácení nevyžaduje složitý úkol dosažení konsensu. Místo toho mohou stačit mnohem jednodušší, rychlejší a energeticky méně náročné algoritmy.

Nejnovější algoritmy, které vědci vyvinuli, vysílají zprávy o každé transakci způsobem podobným drbům: jeden uživatel informuje o transakci malou skupinu, ta o ní dále informuje ostatní a tak dále, přičemž zpráva se exponenciálním způsobem šíří mezi rostoucí počet účastníků systému. Pokud jde o miliardy uživatelů, stačí jen několik desítek komunikačních kol, aby se zpráva dostala k jakémukoli dalšímu účastníkovi systému, říkají výzkumníci.

Místo toho, aby se u každé transakce hledal konsenzus u všech účastníků systému, algoritmy zjišťují, zda náhodný vzorek uživatelů obdržel zprávy o každé transakci. Pokud je tento vzorek dostatečně velký, šance, že zákeřní útočníci oklamou systém, aby si myslel, že došlo k další transakci, se sníží natolik, aby bylo zajištěno, že k takovým hackerským útokům v rámci stáří vesmíru nedojde, říkají výzkumníci.

Výzkumníci tvrdí, že jejich algoritmy bez konsensu jsou nejen bezpečné, ale také spotřebovávají zanedbatelné množství elektrické energie, přičemž každá transakce vyžaduje přibližně tolik energie jako výměna e-mailů.

“Je to rozhodně méně energeticky náročné než Bitcoin,” říká Guerraoui. Vědci svá nejnovější zjištění podrobně popsali ve studii, která bude prezentována 16. října na Mezinárodním sympoziu o distribuovaných počítačích v Budapešti a již získala na tomto setkání cenu za nejlepší příspěvek.

Algoritmy bez konsensu také produkují jen několik gramů oxidu uhličitého na jednu transakci ve srovnání s odhadovanými 300 kilogramy na jednu transakci Bitcoinu. Navíc zatímco původnímu protokolu Bitcoinu trvalo až hodinu, než potvrdil, že transakce proběhla správně, prototypové algoritmy švýcarského týmu to zvládnou za méně než sekundu.

Agoritmy lze aplikovat nejen na měnu, ale mohou také pomoci bezpečně převést vlastnictví jakéhokoli jiného druhu majetku, například pozemku, říká Guerraoui. Vědci v současné době zkoumají, kolik toho mohou jejich algoritmy dokázat s ohledem na další typy transakcí, kterých jsou blockchainy schopny, jako je například implementace “chytrých smluv”. To jsou smlouvy, v nichž se účastníci dohodnou na provedení úkolu na základě řady podmínek.