Чт. Авг 5th, 2021
    Blockchain, History

    Возраст блокчейна принято отсчитывать с момента появления биткойна. Да и само название технологии, а поначалу это было сочетание слов Block и Chain, придумано автором протокола криптовалюты Биткойн.

    В 2008 году Сатоши Накамото воплотил идею блокчейна в реализации системы Биткойн. Но утверждение о том, что система Биткойн стала первой реализацией блокчейна, не совсем соответствует действительности. История блокчейна началась намного раньше и в этом году концепция блокчейна отмечает круглую дату.

    Ровно тридцать лет назад, в 1991 году, криптографы Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта в своей работе «Как поставить метку времени на цифровом документе» («How to Time-Stamp a Digital Document») описали схему, которая легла в основу построения современного блокчейна.

    В юбилейный год стоит вспомнить захватывающую историю зарождения идеи, которая и в настоящий момент меняет мир.

     «Скреплять печатью славу прежних дней»

    В название вынесена цитата Шекспира из работы Стюарта Хабера и Скотта Сторнетта «Как поставить метку времени на цифровом документе».

    Дождливым осенним днем человек отправляет почтой конверт на собственное имя. Зачем? Чтобы подтвердить авторство вложенного в конверт документа. Запечатанный конверт с почтовым штампом, где указана дата отправления, служит доказательством в возможных спорах о времени создания документа. По сути, это и есть блок, положенный в основу идеи о блокчейне.

    В начале 90-х прошлого века молодые ученые Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта не могли предполагать, что их идея станет отправной точкой для огромной виртуальной финансовой системы. Их цели были достаточно скромными и сугубо практичными.

    Криптографы собрались разработать технологию, которая  раз и навсегда решит вопрос правообладания интеллектуальной собственностью. В то время они оба работали в исследовательской компании Bellcore.

    В своей работе Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта описывают хронологически выстроенную цепочку хешированных данных для подтверждения подлинности временных меток на цифровых документах. При этом ученые берутся за решение двух очевидных задач: застраховать от изменений сам документ и метку времени.

    «Наивное решение»

    В третьей части под названием «Наивное решение» авторы статьи описывают «цифровой сейф», когда клиент передает документ с зафиксированной датой в службу отметки времени (TSS). Эта служба фиксирует время и дату и сохраняет копию у себя. Однако, как отмечают Хабер и Сторнетта, этот подход порождает сразу несколько проблем:

    • Конфиденциальность. Посторонний может подслушивать во время передачи документа, а после передачи документ доступен службе отметки времени. То есть клиент теперь должен беспокоиться за сохранность оригинала у себя и копии на хранении.
    • Пропускная способность и хранение. Время и объем памяти, необходимые для получения и хранения, зависят от объема документа. Затраты на обработку большого документа могут быть огромными.
    • Некомпетентность. В дату на документе может закрасться ошибка либо по злому умыслу дата может быть внесена неверно. Кроме того, данные могут быть утеряны в любой момент хранения.
    • Доверие. Его наличие или отсутствие авторы считают фундаментальным элементом всей конструкции. Ничто в приведенной схеме не мешает клиенту войти в сговор со службой хранения для того чтобы изменить дату и на оригинале, и на копии.

    Идея Хабера и Сторнетты заключалась в том, чтобы документ хешировался и в «цифровой сейф» отправлялось уже значение криптографической хеш-функции, а документ оставался у отправителя. В четвертой части статьи абсолютно прозрачно обозначено то, что сегодня является цепочкой хешированных блоков:

    При этом любое изменение в документе, даже на бит, приводило бы к несовпадению идентификатора хешей в хранилище и в документе на руках.

    Вопрос доверия авторы сначала посчитали неразрешимым. И лишь пойдя от противного, взявшись доказать, что проблема доверия неразрешима до конца, они натолкнулись на решение. Чтобы предотвратить или доказать сговор двух сторон, исследователи предлагают ввести третью сторону. Для проверки ее честности, в свою очередь, нужно привлечь четвертую сторону. И так до бесконечности, пока весь мир не будет вовлечен в схему. На этом этапе Хабер и Сторнетта, вполне возможно, воскликнули «Эврика!» Так у них родилась идея о децентрализации «цифрового сейфа», когда третьей стороной станет множество разрозненных свидетелей. Также статья описывает цифровую подпись, которая бы позволила идентифицировать подписанта в дальнейшем. 

    Ученые верили в свою идею и на протяжении многих лет дорабатывали и расширяли набор предлагаемых методов. Впрочем, внедрять ее в жизнь тридцать лет назад желающих не нашлось.

    «Вера без дел мертва»

    Возможно, работа двух криптографов из Нью-Джерси так и осталась бы пылиться среди множества научных трудов в библиотеках университетов, но ученые настолько верили в свою идею, что не остановились на теории. Через три года после выхода статьи они организуют сервис «Surety», который предоставляет услуги по нанесению временных меток. И именно здесь они применяют свои теоретические знания на практике. Компания «Surety» предлагает свою разработку «Surety AbsoluteProof» для вычисления хеш-функции документа.

    Хеш-функция на сервере Surety получает временную метку для создания идентификатора-печати. Идентификатор документа отправляется для хранения к клиенту и в базу данных реестра AbsoluteProof. Эта база данных содержит все идентификаторы сервиса «Surety», а ее архитектура — это всем нам знакомая цепочка хешей. Таким образом Хабер и Сторнетта воплощают свою идею о неизменяемой, последовательной системе хранения данных.

    Оставалось решить проблему доверия. Нужно было найти такого свидетеля подлинности данных, доверие к которому не вызывало бы сомнений. И такой свидетель был найден — в лице сотен тысяч американцев-любителей завтракать с утренней газетой в руках.

    Носителем информации компания «Surety» выбрала газету «Нью Йорк Таймс». Это остроумное решение удовлетворяло основным требованиям на то время:

    • Общедоступность — ежедневное издание выходило тиражом около полумиллиона экземпляров в будни и более миллиона в воскресенье — день публикации хешей.
    • Неизменность — после выхода газеты изменить информацию в  напечатанных экземплярах практически невозможно.

    С 1995 года газета «Нью Йорк Таймс» использовалась как публичный протокол. «Surety» выводила хеш-код всех добавленных за неделю идентификаторов и печатала это значение в газете в неприметном разделе под названием «Уведомления: и утерянные, и найденные».

    Большинство читателей газеты не подозревало, что скрывается за  набором цифр и букв. Гениальность решения еще и в том, что популярность газеты стала гарантией от подделок хеш-кодов. Для того, чтобы незаметно изменить данные, злоумышленнику пришлось бы заменить весь тираж газеты с хешем. Примененная технология — и есть первый в мире блокчейн. С одним лишь отличием от современных блокчейнов — вовлечением в подтверждение подлинности печатных средств массовой информации.

    В своей работе Стюарт Хабер и Скотт Сторнетта также использовали дерево Меркла для сведения множества хешей к корневому значению.

    Отпусти, но не забудь

    Несметных богатств и мировой славы как авторы самой перспективной технологии будущего Хабер и Сторнетта не снискали. Несколько лет они руководили своим сервисом «Surety», затем ушли работать в другие блокчейн-проекты. А фирма «Surety» существует до сих пор, предлагая услуги по долгосрочному и независимому доказательству целостности документации.

    Биткойн же стал первым воплощением криптовалюты по технологии блокчейн. В главном документе биткойна, описывающем философию и концепцию системы, восемь ссылок на опорные научные труды, три из них приходятся на разработки Стюарта Хабера и Скотта Сторнетты. То есть разработчик первой в мире криптовалюты опирался на описанную ими технологию.

    В интервью журналу BREAKER Magazine за 2019 год Скотт Сторнетта признается, что даже потратив очень много времени на разработку идеи, он не сразу увидел связь между блокчейном и деньгами. 

    На слайде с презентации, которую Хабер и Сторнетта провели для инвестиционной фирмы в 1993 году, перечислены предполагаемые области применения их технологии.

    Среди перспективных направлений применения распределенного неизменяемого реестра — судебные записи, факсы, записи из лабораторий, криминальные расследования, бухгалтерия и т.п.

    Ученый считает, что  следует дальше исследовать возможности блокчейн-пространства в поисках ответов на вопросы:

    • где и какие вычисления должны проводиться?
    • какие стимулы нужно использовать для сохранения устойчивости систем?
    • как достичь консенсуса?

    Всe,что нам действительно нужно сделать — это создать самоподдерживающую систему, где пользователи заинтересованы участвовать и реализуют свои собственные интересы, принося этим пользу для других.

    Могли ли два молодых криптографа в конце XX столетия представить, что войдут в историю как создатели первого блокчейна в мире? Конечно нет. Но их идеи уже в 21 веке подхватили новые пытливые умы. И когда-нибудь учебники по истории блокчейна будет начинаться именно с их имeн, Стюарта Хабера и Скотта Сторнетты, двух криптографов, цитировавших Шекспира в научной работе и печатавших хеши в бумажной газете.

    9
    0