Мимбл Вимбл: новая возможность решения проблем Биткоина?

Особенность функционирования системы альтернативных денежных единиц заключается в отсутствии централизованного принципа управления. Сатоши Накамото сотворил удивительный феномен, который после запуска действует и развивается в автономном режиме и состоит из многочисленных вычислительных устройств, разбросанных асимметрично по всей поверхности планеты. Активностью вычислительных узлов, выражаемой в проведении сложных математических вычислений, обусловлено «рождение» новых дорогостоящих монет. Общее число Bitcoin строго определено алгоритмом функционирования.

Всеми узлами Биткоин осуществляется проверка каждой транзакции в Сети. Благодаря данному нюансу система может функционировать, не нуждаясь в доверительных отношениях с участием посредников. При этом соблюдается принцип децентрализации, но возникают некоторые существенные недостатки. То, что публичные транзакции дают возможность любому желающему отследить поток криптовалюты на блокчейне, создаёт конфликтную ситуацию между конфиденциальностью и взаимозаменяемостью. Необходимость проверять Биткоин-переводы, число которых постоянно увеличивается, приводит к росту затрат на содержание узла. А это, в свою очередь, может спровоцировать централизацию системы.

В последнее время широко обсуждаются разные пути решения проблем платежной системы первой криптовалюты. Со временем появляются все новые варианты выхода из тупика, но до сих пор не удалось сделать шаг в направлении внедрения одного из них. Стоит отметить, что необходимость решения данной проблемы так и витает в воздухе, решая дальнейшему развитию феномена первой цифровой валюты.

Одним из вариантов, предложенных совсем недавно, является новый проект. В нём содержится техническое описание, подписанное автором, пожелавшим остаться анонимным. Он называет себя Том Элвис Жедюсор (такое имя носит Воландеморт в книге о Гарри Поттере, изданной во Франции). В приложении Мимбл Вимбл — так звучало одно из заклинаний знаменитого волшебника — содержится вариант значительного упрощения Биткоин-протоколов. Как утверждает автор, с помощью его детища появляется возможность не только существенно поднять уровень взаимозаменяемости и конфиденциальности, но и намного увеличить масштабируемость относительно ныне существующей архитектуры блокчейна.

Согласно мнению некоторых экспертов, весьма высока вероятность того, что с помощью Мимбл Вимбл, появится возможность убить одновременно двух зайцев, потратив при этом всего один патрон. Ниже мы расскажем, как это может быть сделано.

Проблемы Биткоина — сокрытие сумм переводов

 Базой для концепции, на которой зиждется Мимбл Вимбл, являются некоторые из знакомых всем функций, имеющие отношение к секретности Биткоина. Одна из них — конфиденциальные транзакции. Их разработчиком стал Грегори Максвелл, работавший также над Blockstream, а также Bitcoin Core. Сегодня они реализованы как альфа-версии сайдчейн-элементов от Блокстрим.

С помощью конфиденциальных транзакций отправитель имеет возможность произвести шифровку суммы отправляемых в переводах монет, используя произвольные последовательности чисел. Их ещё называют «ослепляющими факторами».

Функциональность этого процесса обеспечивается тем, что в транзакциях тоже содержится информация, посредством которой исключительно получатели имеют доступ к расшифровке закодированной суммы. А благодаря использованию криптографического алгоритма, который называется «обязательство Педерсона», у остальных участников сети первой криптовалюты есть возможность заниматься арифметическими вычислениями с закодированной суммой. Так, Биткоин-узлы обеспечивают вычитание означенной суммы на пункте, производящим финансовую манипуляцию (вход) из той, что зашифрована на пункте приема (выход). Когда в результате этого арифметического действия получается нулевой результат, то это свидетельствует о равновесии суммированных выходов и входов, а значит, исключается сама возможность возникновения проблем с Биткоинами, взявшимися непонятно откуда.

В новой разработке осуществляется что-то типа инвертации данного алгоритма. Происходит это тогда, когда получателем трансфера выполняется генерация ослепляющего фактора. Это немаловажно, так как он, являясь одним из основных несоответствии с существующим Биткоин-протоколом, успешно применяется с целью заверения права на владение (ослеплённую) криптовалютой. Использование частных приватных ключей прекращено вообще. Это же относится как к открытым адресам, так и к приватным ключам.

Основанием для доказательства притязания на владение самим ослепляющим фактором является серия криптографических уловок, которые, по сути своей, представляют равноценную замену криптографическим шрифтам, применяемым в системе Bitcoin. Однако рамки означенной статьи не позволяют полностью описать эти алгоритмы/приёмы. Да и вряд ли досконально все технические особенности будут интересны обычным пользователям.

Следует сказать, что определенная толика математических действий и маневров содержит в себе представление о так называемом «слепом выходе транзакции» или dummy output. «Выходами» денежных переводов, как правило, указываются условия, при выполнении которых адресат трансфера может в перспективе запустить криптомонеты в оборот. Сам феномен dummy output представляет собой случайный набор цифр, чьё предназначение — стать гарантией исключительно пользователям, заинтересованным в создании ослепляющего фактора, получать возможность расходовать Биткоин-переводы на функционирующих исправно «выходах».

Объединения денежных переводов — еще одна проблема Биткоина

Тот же господин Максвелл первым предложил такой трюк, как CoinJoin, который также стал вдохновителем для автора Мимбл Вимбл. С его помощью у пользователей появляется возможность произвести объединение всех транзакций в более значительное образование, делая общими все «входы» и «выходы». Благодаря этому происходит возможное усложнение понимания того, сколько монет было отправлено, и кто был отправителем, а кто получателем. А предположить, что владельцем всех «входов» является один пользователь не каждому придёт в голову.

Дальнейшее развитие этой концепции и полное избавление от разглашения информации о транзакциях, которая будет происходить в процессе создания нового блока, предложено автором нового проекта в содружестве с решением, которое разработал Эндрю Поелстр — математик Blockstream. Взамен образования денежного перевода, образуются блоки Mimble Wimble. В них включаются 3 списка:

  • Новых каналов в виде выходов, содержащих ссылки на предшествующие.
  • Новых каналов транзакций.
  • перечень, собравший криптографические подписи, которые основаны на «фиктивных выходах». Об этом мы говорили выше по тексту.

Воспользовавшись схемой обстоятельств Педерсона, все полные узлы могут воспользоваться списком «входов» и «выходов», дабы получить подтверждение того, что не происходит возникновения Биткоинов из небытия. Подписи, основой для которых послужили «фиктивные выходы», служат доказательством достоверности каждой операции в отдельности. Можно усмотреть аналогию последних со штампами «Утверждаю». Их суммирование происходит в автоматическом режиме, при условии, что имеет место сложение всех транзакций.

Улучшение масштабируемости — вариант решения проблем Биткоина

 Сегодняшние реалии таковы, что имеют место взаимосвязи между большим количеством транзакций в сети Bitcoin. Расходование криптовалюты, по сути своей, является трансформацией «выхода» одной транзакции во «вход» другой. Наличие такой связи делает недействительным вновь проводимый перевод, если он является продолжением недоброкачественной операции. Поэтому в узлах обязана сохраняться информация по каждой, когда бы то ни было осуществлённой финансовой манипуляции, а значит, приходится отслеживать полностью блокчейн. А ведь на сегодняшний день — это объём порядка ста гигабайт. Плюс, наряду с увеличением интенсивности передвижения финансовых потоков, показатель этот постепенно увеличивается.

Мимбл Вимбл предлагает отказаться от истории транзакции, тянущейся за каждой монетой. Ее местом создания является конкретный блок, а значит она часть собранного воедино множества не активированных «выходов» (предшествующих) операций. А значит, чтобы проверить новые переводы, узлы больше не нуждаются в информации о предыдущих операциях. Их волнует только одно — действительны ли конкретные «выходы», которые они используют.

Совместимость — проблема Биткоина и Мимбл Вимбл

 Этот раздел посвящен недостаткам. В том виде, который имеет Мимбл Вимбл сегодня, она не полностью совмещается с протоколом Биткоина. В основном это объясняется необходимостью очистки скрипта от переводов, для функционирования новинки. Иначе не остаётся места для таких функций Bitcoin:

  • Платежей, на которые наложен временный запрет, а ими активно пользуется в сети Lightning.
  • Протокола атомарных свопов. Речь идет о swaps и atomic, чтобы совмещались кросс-блокчейны.

Но это ни в коем случае не даёт право утверждать, что от Мимбл Вимбл нет пользы. С её помощью, к примеру, идеально строится конфиденциальность сайдчейна. У пользователей есть возможность заблокировать свою криптовалюту на каком-то выходе Биткоин-блокчейна и осуществить ее перевод в сайдчейн (sidechain). Здесь нет никаких препятствий для осуществления пользователем сделок с полным соблюдением конфиденциальности. А затем можно вновь вернуться в Биткоин и открыть выход, который ранее был заблокирован. Дополнительные издержки, необходимые для поддержания Мимбл Вимбл, вполне оправданы с учётом эффективности предлагаемых ею решений.