Razgovarali smo s FER-ovcem koji piše prvi doktorat u Hrvatskoj o blockchainu na čijim principima funkcionira bitcoin
Enorman rast Bitcoina, čija vrijednost danas (13. svibnja 2018.) iznosi 8.560 dolara po coinu, uvjetovao je i izniman interes opće, ali i financijske te tehnološke javnosti za najznačajniju kriptovalutu, kao i tehnologiju na kojoj je bazirano njeno funkcioniranje. S obzirom na rast tog interesa, pojavili su se u bespućima svemrežja razni šumovi o Bitcoinu, kako to i obično biva s pojavama te stvarima koje se naglo eksponiraju. Stoga smo poželjeli malo znanstvenije pristupiti toj temi pa nam se prva osoba koja u Hrvatskoj namjerava doktorirati na temu blockchaina učinila pravom adresom da doznamo štošta o tehnologiji na čijim principima funkcionira Bitcoin. Federico Matteo Benčić je ta osoba te trenutno, osim na disertaciji, radi kao zavodski suradnik na FER-u te povremeno asistira na predmetima vezanima uz distribuirane sustave.
Federico Matteo Benčić / foto: Ivan Božić|srednja.hr
Iz vrlo humanih, ali i liberalnih pobuda, Benčić se odlučio detaljno pozabaviti blockchain tehnologijom. U opširnom razgovoru smo pokušali upiti što je moguće više informacija o blockchain tehnologiji, doznati zašto je baš ona u pozadini najvrjednije kriptovalute, može li se blockchain primjenjivati i u nekim drugim sferama, kao i koje su mu alternative.
Počeli smo s definicijom blockchaina.
– Blockchain kao distribuirani sustav možemo promatrati kao sustav otporan na cenzuru koji uz pomoć kriptografije i P2P mreže održava distribuiranu knjigu zapisa. Korištenjem ove tehnologije moguće je postići globalni konsenzus u sustavu u kojem je broj čvorova nepoznat, a čvorovi mogu biti maliciozni. Jedno od najvažnijih postignuća blockchain tehnologije jest eliminacija centralnog entiteta odnosno treće strane od povjerenja. Bitcoin koji je izgrađen povrh ove tehnologije služi za obavljanje financijskih transakcija. Centralni entitet koji Bitcoin eliminira je očito banka. Može se reći da Bitcoin pripada svima i da pripada nikome. Samim time više se ne moramo oslanjati na neki centralni entitet povjerenja nego digitalni novac direktno razmjenjuju pošiljatelj i primatelj bez ikakvog posredovanja, pojašnjava Benčić.
No, sljedeće logično pitanje koje se pojavljuje je tko je garancija za to, budući da primjerice kada u banci obavljamo financijsku transakciju, njenu validnost garantira banka.
– Garancija u slučaju Bitcoina jest matematički algoritam koji uvjetuje veliku potrošnju resursa (odnosno struje) kako bi se mreža održavala sigurnom. Što je više resursa uloženo u mrežu, mreža je sigurnija, pojašnjava budući doktor znanosti na FER-u.
Problem stvaraju maliciozni korisnici
Naizgled se sjajnom čini ideja da bez posrednika možemo izvršiti financijsku transakciju, štoviše pitamo se gdje je u svemu tome potencijalni propust ili problem te kako se sustav koji je ničiji odnosno svačiji, s time uspješno nosi.
– Problem je u tome što ne znamo koliko je onih koji trguju financijskim sredstvom te to da bilo tko od njih, može biti maliciozan. U jednom takvom okruženju, gdje ne znamo koliko je sudionika u mreži i gdje ne znamo koliko je sudionika maliciozno (doduše postoji gornja granica koliko ih maksimalno može biti da bi sustav funkcionirao; u Bitcoinu većina računalne moći u mreži odnosno 51% mora biti u vlasništvu iskrenih sudionika), dakle u jednom takvom nepredvidivom okruženju, blockchain i Bitcoin očito ipak uspjevaju postići konsenzus. Jer ideja je da uvijek dođemo do globalne istine, gdje svi čvorovi koji održavaju mrežu imaju pravo glasa. Neki od njih mogu biti maliciozni, ali ideja je da ćemo ako je većina iskrena, uvijek doći do globalne istine odnosno do sustava koji je uvijek točan, objašnjava nam Federico Matteo Benčić.
Kako funkcionira blockchain i kakve koristi od toga imaju takozvani rudari?
Blokchain treba shvatiti kao otvorenu knjigu zapisa. Bilo tko u bilo kojem trenutku može vidjeti koliko adresa ima Bitcoin i koje su se transakcije dogodile. Te zapise održava mreža računala, koja mora postići konsenzus oko globalne istine.
– Zato što veliki broj čvorova u mreži održava stanje blockchaina, barem u Bitcoinu, svatko može pridonijeti postizanju konsenzusa – rudarenjem. A kako funkcionira blockchain tehnologija, najbolje je objasniti kroz analogiju financijske transakcije. Recimo da želimo provesti transakciju u Bitcoin mreži. Prvo što moramo napraviti je objaviti svoju transakciju u mreži odnosno bilo kojem rudaru… i ta se transakcija potom širi u mreži. Rudari se uvijek natječu da riješe matematički problem koji se zove proof of work, a to je zapravo samo jako težak matematički zadatak. Onaj koji prvi riješi proof of work rudarenjem, a to se u Bitcoinu konkretno rješava prosječno svakih deset minuta, uzima sve transakcije koje želi uključiti u block, stvara block i objavljuje ga mreži. Onda kad je taj block objavljen mreži, ostali mineri i svi ostali čvorovi u mreži će prilijepiti novi na postojeći block, kreirajući pritom kriptografski povezan lanac blokova, pojašnjava Benčić, napominjući da je to najjednostavniji scenarij, gdje je lanac jedinstven odnosno nema grananja lanca. Moguće je da se lanac razgrana, a u tom slučaju globalna istina sadržana je u najdužem lancu.
Naravno zainteresirali smo se za taj dio kako se lanac može razgranati pa smo tražili dodatno pojašnjenje, a i za to kako se onda određuje globalna istina.
– Pošto je rješavanje tog zadatka (proof of worka) stohastika odnosno pogađanje varijable, može se desiti da dva minera relativno istovremeno riješe zadatak. Rudari propagiraju svoje blokove kroz mrežu, nazovimo ih block B i block C, dodane nad istim roditeljem, nazovimo ga block A. Lanac je tada razgranat, i ne znamo u kojem lancu je pohranjena istina, te je moguće da B i C sadrže kontradiktorne transakcije. Svi mineri koji su primili block B, nastavljaju rudariti kao da je block B zaista novi block, a svi mineri koji su primili block C rade isto odnosno rudare kao da je block C istinit. Kroz sljedećih deset minuta netko će opet riješiti proof of work i doći će novi block pa za deset minuta opet novi. S vremenom, sve je manja je vjerojatnost da zadatak ponovo istovremeno riješe dvojica minera tako da će u nekom trenutku jedan lanac postati duži. Recimo da je block D dodan nad blockom B. Tada se svi mineri prebacuju na duži lanac A-B-D i nastavljaju dodavati blockove nad njim. Block koji nije uključen u najduži lanac ne mora biti maliciozan, ali smatra se da nije istina, odnosno bezvrijedan je, objašnjava nam Federico Matteo Benčić.
I sljedeće logičko pitanje je zašto bi netko rudario i ulagao resurse u održavanje mreže, ako je ona svačija i ničija.
– To je riješeno na taj način da onaj koji riješi proof of work dobije nagradu – Bitcoin. Time je riješen problem povoda za održavanje sigurnosti mreže odnosno kompenzacija za potrošnju resursa, objašnjava budući doktor znanosti na FER-u te usput naglašava da onaj tko želi rudariti generalno mora biti dobar u održavanju hardvera.
Ako ste se već pomalo zbunili i pitate se kako za neku transakciju tvrditi da je istinita, ako se lako može dogoditi da se taj lanac blockova pokaže bezvrijednim.
– Preporuka je za Bitcoin čekati šest blokova iznad referentnog blocka u nizu te tek onda tvrditi da je transakcija zaista uključena u najduži lanac, te da će u njemu i ostati, govori Benčić.
Bitcoin je sigurniji od centralnih servera, ali…
Kao što ste primijetili, u tekstu se stalno vraćamo na faktor sigurnosti, što nije ni čudno budući da su i uobičajene financijske transakcije preko mreže još uvijek bauk prosječnom korisniku interneta u Hrvatskoj. No, Federico Matteo Benčić ima sve odgovore na takve dileme pa ih evo.
– Bitcoin je kao mreža sigurniji od servera koji su centralizirani. Naravno tu netko može dati kontraargument da možemo replicirati server i onda će biti sigurniji podaci – hoće to je točno, ali po mome mišljenju blockchain je puno sigurniji odnosno ono što je jednom upisano u blockchain ne može se bez velikog truda promijeniti. Podaci se samo mogu dodavati, jasan je Benčić.
Međutim, ako želimo liberalizirati tržište izbaciti posrednika u financijskim transakcijama, uostalom ukinuti i izdatke za garanciju, moramo dio posredničkih odgovornosti prebaciti na sebe.
– Problem se javlja jer smo izbacili treću stranu pa sva odgovornost leži na nama te mi čuvamo svoju privatnost, svoju sigurnost, a to zna biti izazovno. Prilikom generiranja Bitcoin adrese generiraju se dva ključa: privatni i javni ključ. Iz javnog ključa moguće je generirati adresu. Ne ulazeći u tehnologiju kako to radi, privatni ključ uvijek moram čuvati, uvijek mora biti kod mene i samo bih ga ja trebao znati. Adresu pak mogu svima slati. Da bih mogao obaviti transakciju, moram digitalno potpisati transakciju i za to koristim svoj privatni ključ. Postoji mogućnost izrade backupa i pamćenje recovery phrasea. No ako ih izgubim, gotovo je i nema natrag. Tko izgubi svoj privatni ključ, koliko god ima Bitcoina na toj adresi, ne može ih poslati s te adrese. Dakle sva odgovornost u čuvanju privatnog ključa i ostalih privatnih podataka leži na pojedincu koji ga posjeduje, što je različito od banke. Recimo u slučaju banke stavru funkcioniraju tako da možemo izgubiti karticu, ali doći ćemo tamo, reći da smo ju izgubili i nešto će se napraviti. Ovdje takvog postupka nema, nego kada izgubim ili mi ukradu moje privatne podatke, gotovo je, dramatično dočarava situaciju Federico Matteo Benčić.
No, i tu nije kraj mogućim zamkama i izazovima, koji se javljaju u konetkstu poslovanja i posjedovanja Bitcoina.
– Ljudi, barem kada gledam kao referencu svoje roditelje, nisu naročito educirani i idu po netu te klikaju različite bannere. Brojni su napadi tijekom kojih hakeri izrade stranicu koja je skoro pa identična referentnoj stranici pa onaj tko je neoprezan, ne shvati da se radi o kopiji te tamo upisuje svoje privatne podatke, čime hackerima prepušta ključeve, opisuje Benčić još jednu potencijalno opasnu situaciju.
Kad je riječ o čuvanju svojih privatnih Bitcoin ključeva, Federico Matteo ističe jedan učestali oblik.
– Hardware walleti su popularni. To su mali USB-ići, koji sadrže digitalne ključeve i na njima se potpisuje transakcija. Ključ je pohranjen u walletu, a postoji mogućnost korištenja recovery phrasea u slučaju da se uređaj izgubi, objašnjava ovaj zavodski suradnik s FER-a.
Naravno svaki novitet treba sazrijeti i u svijesti korisnika pa je i tome pokoju riječ posvetio Benčić.
– Ono što želim naglasiti je da je svatko zadužen za čuvanje svoje privatnosti i sigurnosti i da jednom kada izgubite osobne podatke, nema natrag! Nije više moguće otići negdje i požaliti se nekoj trećoj strani. Jednom kada se pošalje Bitcoin gotovo je. Ako ga pošaljemo na krivu adresu nitko nam ne može pomoći. U tom kontekstu bih rekao da je Bitcoin nesiguran, ali treba se dogoditi tranzicija svijesti da ljudi shvate da ako želimo iz transakcije izbaciti treću stranu, moramo više paziti na sigurnost odnosno biti odgovorniji, ističe Benčić.
Federico Matteo Benčić/ foto: Ivan Božić|srednja.hr
Nedostaci blockchaina su skupoća i sporost
Premda je vrijednost bitcoina u pojedinim momentima došla i na 20.000 dolara, najpopularnija kriptovaluta nije se udomaćila kao platežno sredstvo na kioske, u kafiće, pekare ni u Hrvatskoj, ali ni diljem svijeta. Ima naravno dobar razlog zašto je tomu tako.
– Blockchain je trenutno spor i skup. Kad kažem spor to znači da Bitcoin trenutno može podnijeti 3-7 transakcija u sekundi, primjerice Ethereum oko 15, a Visa kartica 56.000 transakcija u sekundi. Sve vam je jasno. Željeli bismo naravno da netko tko poželi platiti kavu Bitcoinom to onda i može učiniti u par sekundi, poput kartice, detektira poteškoće i nedostatke blockchaina Benčić.
Usput pojašnjava i da je problematično to što trenutno rastom broja korisnika u Bitcoin mreži, dolazi i do većeg zagušenja te mreže, a time i do rasta cijena transakcija.
Usmjereni aciklički graf kao alternativa blockchainu
Unatoč svim svojim prednostima, vidimo da je i blockchain ranjiv pa za njega postoje i alternativna rješenja koja funkcioniraju na drugačiji način.
– Usmjereni aciklički graf ima drugačiju paradigmu funkcioniranja. U suštini, usmjereni aciklički graf je dobro poznata struktura podataka koja sama po sebi ne jamči skalabilnost, no što je glavna razlika između većine implementacija UAG-a i blockchaina jest metoda postizanja globalnog konsenzusa. U blockchainu svi validiraju jedne te iste transakcije odnosno koliko god ima minera u mreži, oni se svi natječu za taj jedan jedini block. Samim time dodavanjem novih minera u mrežu, Bitcoin kako smo prethodno zaključili, neće postati brži. Ono što se pak događa kod usmjerenih acikličkih grafova (npr. IOTA i Nano) je to da oni koji validiraju sustav, ne moraju validirati svaku transakciju. Konkretno, u IOTA-i da bih poslao jednu transakciju, moram validirati dvije prijašnje, a u Nanu je potrebno izdati dvije transakcije da se vrijednost prebaci te korisnik sam određuje redoslijed svojih transakcija, ne mora nitko drugi, o razlikama govori Benčić.
Budući da smo dosta čuli o načinu funkcioniranja blockchaina, nakon ovog objašnjenja nam se učinilo da su kriptovalute, koje su bazirane na usmjerenom acikličkom grafu kudikamo nesigurnije.
– Ne bih rekao da su te tehnologije nesigurnije, one imaju svoje pretpostavke pod kojima se smatra da je sustav siguran. Generalno, problem se svodi da mora postojati iskrena većina. Ono što je napravljeno je da je posao validacije transakcija raspodijeljen odnosno za razliku od blockchaina gdje se svi mineri natječu za jedan block, IOTA konkretno tvrdi da korisnici paralelno mogu validirati transakcije. Na taj način, dolaskom novih korisnika u mrežu, ona se ubrzava jer za razliku od Bitcoina, validacija se rasporađuje na korisnike, a ne validira svaki korisnik svaku, govori nam Benčić.
No, kada sve uzmemo u obzir, ispada da usmjereni aciklički graf ima niz prednosti nad blockchainom.
– Postojeće UAG implementacije (DAG eng.) tvrde da imaju prednost nad blockchainom jer prvo s povećanjem broja korisnika sustav skalira i samim time se smanjuje zagušenje. Drugo zbog toga što je napravljena tvrđa veza između ljudi koji koriste mrežu i onih koji validiraju mrežu. Naime, u Bitcoinu je jasno odijeljena funkcija minera koji validiraju mrežu te korisnika koji obavljaju tranasakcije. A kako u IOTA-i ili u Nanu jedni te isti ljudi obavljaju obje funkcije, nema potrebe da postoji klasična nagrada za validaciju, koji u Bitcoinu služi kao ‘nagovor’ minerima da validiraju transakcije. Što se nedostataka postojećih implementacija baziranih na UAG-u tiče, treba naglasiti da postoji neslaganja oko toga treba li biti adekvatne nagrade za validaciju transakcija unutar mreže. Dok jedni tvrde da je nužno da nagrada postoji kako bi privukla validatore i nagnala ih da prate protokol, drugi smatraju da je dobrobit same mreže dovoljno dobar povod za validaciju mreže onda kada nije skupo biti validator. Kada kažem skupo, podrazumijevam da je puno više resursa potrebno za validaciju u Bitcoinu u odnosu na validaciju u npr. Nanou. Dodatno, treba imati na umu da većinu novih rješenja tek treba biti u potpunosti implementirana i isprobana u realnom okruženju te ne sumnjam da će mnogi zakazati. Tako recimo IOTA, između ostalog, trenutno ovisi o centralnoj točki ispada koja validira mrežu za koju tvrde da će s vremenom postati redundantna, no to tek moramo vidjeti. Bitno je da se iz svakog rješenja izvuče ono najbolje i nastavi razvijati, objašnjava Benčić.
Gdje se još može primijeniti blockchain?
S obzirom da najznačajnija i najvrijednija kriptovaluta funkcionira na principu blockchaina, jasno da smo se većim dijelom razgovora zadržali na toj vezi. Međutim, ova tehnologija se može primijeniti i u nizu drugih djelatnosti.
-Jedan odličan primjer je implementacija decentraliziranog weba. Biti će moguće napraviti web otporan na cenzuru što može osigurati slobodu govora onima u sustavima koji su skloni cenzuri. Naravno, neki od potencijalnih problema jest da postoji sadržaj za koji se velika većina slaže da je ispravno cenzurirati, npr. dječju pornografiju pa treba razmišljati o tome kako riješiti taj problem. Drugi primjer korištenja blockchaina je pohranjivanje javnih dokumenata na ledger. Ideja je da se ono što je zapisano na blockchain može samo dodati, a ne može se izbaciti. U tom kontekstu blockchain može služiti kao arhiva, primjerice javnih dokumenata. Treći primjer je demokratsko glasanje – možemo napraviti sustav putem kojeg osobe sasvim transparentno mogu glasati. Četvrti primjer su dobrotvorne svrhe. Potrebitima dakle možemo donirati određenu kriptovalutu. Blockchain se može koristiti i kao sredstvo u zaštiti autorskih prava. Imamo određenu pjesmu, znamo kome je ona prodana i putem blockchaina možemo pratiti kuda se to digitalno vlasništvo kreće, otkriva nam Federico Matteo Benčić.
Poslije opsežnog razgovora o blockchainu, nakon kojeg su nam mnoge stvari postale jasnije (nadamo se da će biti i vama) odlučili smo još malo upoznati ovog doktoranda na FER-u, koji je na toj instituciji zavodski suradnik, a povremeno i održava nastavu na raznim kolegijima. Upravo preko studenata koje podučava smo i saznali za temu njegova doktorata.
No, zanimalo nas je kojim se motivima vodio kada je birao temu za disertaciju te je li možda i sam vlasnik nekih udjela u kriptovalutama. Također smo Mattea priupitali i je li pokušao rudariti.
– Liberalnog sam duha i za ovu sam se temu odlučio jer mi je sama ta ideja da možemo imati sustav gdje možemo primjerice ti i ja poslovati, a da nam ne treba netko treći, mi je totalno zanimljiv. A s druge strane, ako kojim slučajem kriptovalute i propadnu, siguran sam da će blockchain sigurno naći svoju primjenu u drugim područjima. Naravno dosta istražujem o ovoj temi pa sam pokušao i rudariti, ali s obzirom na snagu računala koju imam, to nije bilo nikako isplativo. Imam neke udjele u kriptovalutama i zadovoljan sam kako se u tom pogledu stvari odvijaju, šturo nam je Benčić odgovorio na zadnje pitanje. Zapravo je tim kratkim odgovorom želio naglasiti da ne želi govoriti o burzi kriptovaluta, jer smatra da to izlazi izvan njegove domene, a i radi toga što primjećuje da je jako puno emocija uključeno kada se govori o burzi kriptovaluta jer ljudi većinom ne pričaju objektivno o tome, već imaju agendu.
Benčić je na prvoj godini doktorata, a radni naslov disertacije mu je za sada Primjena blockchaina u IoT-u. No, kako nam je naglasio to se možda i promijeni u narednim fazama istraživačkog rada za potrebe doktorskog rada. Pratit ćemo svakako kako mu ide s ovom atraktivnom i iz više razloga primamljivom temom.
