Deník N – rozumět lépe světu

Deník N

Před deseti lety vymyslel Satoshi Nakamoto peníze, kterými si budou navzájem platit roboti

Potíž s bitcoinem spočívá v tom, že to není věc, ale příběh. Není to vlastně technický ani ekonomický fenomén, jeho popis a vysvětlení spadá mnohem víc do sociologie a psychologie. A jako příběh je bitcoin bezprecedentní. Nemáme ho k čemu přirovnat.

Takové pojmy se chápou těžko, protože skoro všechno, co známe, se něčemu podobá. Auto je kočár bez koní, laser je svítilna s hodně silným a hodně tenkým paprskem, atom je jako maličká sluneční soustava. Nic z toho není pravda, ale každé z těch přirovnání pomáhá věci pochopit.

U bitcoinu podobenství selhávají. Nezbývá než jeho příběh odvyprávět tak, jak je, snažit se ho chápat bez předsudků a nesnažit se o rychlé a definitivní závěry.

Peníze nejsou nic víc (a hlavně nic míň) než důvěra

Nehmotné elektronické peníze všichni dobře známe a denně používáme ve formě kreditních karet a bankovních převodů. Bezhotovostní platba, jak víme, nespočívá v tom, že by se změnila vlastnická práva ke zlatu či balíčku stodolarovek v bankovním trezoru. Většina finančních transakcí má dnes podobu nového záznamu v databázi.

Stejně tak je nám všem jasné, že naše peníze, ať už ty nehmotné na bankovních účtech, nebo hmatatelné v podobě bankovek a mincí, už dávno nejsou „podloženy“ (tak se tomu říkalo) zlatem a jiným bohatstvím, od nějž by se odvozovala jejich hodnota. I v minulosti to byla spíš užitečná fikce a dnes se o ni už nikdo ani nesnaží.

Peníze mají hodnotu proto, že v ně máme důvěru. Jsou podloženy důvěrou a ničím jiným: důvěrou v to, že důvěru v ně mají všichni ostatní.

Snad to vypadá jako slovní hříčka, bonmot, ale není tomu tak. Zelinář si ode mne vezme stokorunu výměnou za své zboží, protože ví, že s ní bude moci zaplatit u benzínové pumpy, u řezníka či na finančním úřadu. Za normálních okolností o tom nikdo nepřemýšlí. Za nenormálních okolností, třeba v podmínkách velké inflace, může důvěra v peníze poklesnout nebo úplně zmizet. Lidé pak spolu obchodují pomocí jiné měny: v mnoha rozvrácených zemích se běžně prodává a nakupuje za eura a dolary, ne za místní inflační barevné papírky.

Eura, dolary či švýcarské franky mají všude na světě rádi. Proč? Protože důvěra v měnu je přímo úměrná váze záruky. Bohatá země se stabilní vládou představuje silnou záruku. Důvěru tedy odvozujeme od instituce, která ji garantuje. Tou je například některá komerční banka, za níž stojí centrální banka a za ní stát s celým svým bohatstvím, autoritou a právním řádem. Ani taková záruka není dokonalá, každá ekonomika se může zhroutit, v každé zemi může dojít k převratu. Ale někde to pravděpodobné není a někde je a podle toho se orientujeme a chováme.

Představte si teď, že chcete vydat a uvést do oběhu své vlastní peníze, zcela nezávislé na těch státních. Co budete muset vyřešit?

Jak stvořit měnu snadno, rychle a neúspěšně

Za prvé: je to legální? Kupodivu je, zejména pokud nebudete příliš trvat na tom, že tomu budete říkat peníze.

Za druhé: proč se s tím vůbec namáhat? Inu, možná by se na tom dalo zbohatnout, ale určitě existují snazší cesty, tahle je hodně komplikovaná a nejistá. Mohou existovat i jiné motivace: dokázat, že je to vůbec možné; dát najevo nezávislost na státu; pojmout to jako poučný experiment; používat nové peníze k účelům, k nimž se ty oficiální nehodí. Všechny tyhle důvody, a několik dalších, skutečně za bitcoinem stojí.

Za třetí: jak zařídit spolehlivost a nezfalšovatelnost? Čistě digitální peníze – a je jasné, že tu mluvíme právě o takových – jsou data, nic víc, a data se dají upravovat a kopírovat. Kdyby se digitální stokoruny daly šířit internetem stejně snadno jako hudební videa, peníze by nefungovaly. Tohle je technický problém a dá se spolehlivě řešit pomocí kryptografie a několika dalších triků. Povíme si o nich časem víc.

Za čtvrté: jak vytvořit důvěru v novou měnu? Tato otázka je klíčová. Jak zařídíte, aby vaši měnu přijímali obchodníci? Jak dosáhnete toho, aby ji byl někdo ochoten vyměnit za eura, jeny a koruny? Důvěra ve standardní měny je, jak jsme si řekli, odvozena od důvěry v instituce, které za nimi stojí. Nemůžete jen tak přijít na scénu a říct: tohle jsou teď peníze, dejte mi za ně svoje, ty nové jsou stejně spolehlivé. Aby tohle fungovalo, musíte poskytnout záruku na srovnatelné úrovni. Záruku spolehlivou jako centrální banka bohatého státu.

V tomto bodě ztroskotáte, protože takovou instituci k dispozici nemáte a nebudete mít.

Matematický vzorec namísto centrální banky

Před deseti lety však vzniklo elegantní řešení, které umožňuje vytvořit potřebnou záruku a důvěru bez jakékoli instituce. Prvního listopadu 2008 zveřejnil Satoshi Nakamoto svou klasickou práci Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.

Foto: Jack Harner, Unsplash.

Satoshi Nakamoto je pseudonym osoby či skupiny osob, jejíž identitu neznáme a pokud on/ona/oni sami nebudou chtít, zřejmě se ji nikdy nedozvíme. Bývá zvykem psát o Nakamotovi, jako by to byl „on“. Autor bitcoinu je téměř určitě profesionál v oblasti šifrování, možná specialista na počítačovou bezpečnost, a dovede to použít k vlastnímu utajení. Soustřeďme se – očividně v souladu s jeho záměry – spíš na to, co vytvořil, než na to, kým je.

Bitcoin je digitální P2P kryptoměna. Krypto- znamená, že podstatná část použité technologie souvisí s kryptografií, tedy s šifrováním. P2P je zkratka pro peer-to-peer, tedy „rovný s rovným“; tak se označují sítě a jiné struktury bez centrální autority, jejichž řízení je rozděleno mezi samotné účastníky. Zdrojem důvěry v bitcoin není tedy instituce – žádná zde neexistuje – ale komunita uživatelů a nezfalšovatelné matematické zákonitosti.

Přidržíme se obvyklé cesty, protože je nejlepší: vysvětlíme si bitcoin na příkladu jednoduché transakce. Představme si, jak osoba A – říkejme jí Anna – jde do kavárny, kde se dá platit bitcoinem. (I v Praze jedna taková je.)

Anna by ráda šálek kávy

Bez peněz do hospody nelez; Anna musí především nějaké bitcoiny mít. Získat je mohla například nákupem za hotové od jiného člověka, který jí peníze převedl, anebo mohla použít bitcoinový bankomat.

– Jedno piccolo, prosím. (Anna ráda škádlí.)

– Piccolo neexistuje! Máte na mysli…

– Promiňte, dělám si legraci. Jedno espresso, samozřejmě.

– Prosím. Bude to čtyřicet korun, to je… 0,005 BTC. (To znamená, že jsme někde na začátku roku 2016. Dnes by to bylo asi dvacetkrát méně – méně, protože bitcoin je dražší a 40 Kč je pořád 40 Kč.)

Odkud se vzal ten kurs 40 Kč za 0,005 BTC neboli 8000 Kč za bitcoin? Protože neexistuje žádná bitcoinová centrální banka, neexistuje ani oficiální kurs. Existují však různé „směnárny“ – komerční subjekty, které vyměňují peníze za bitcoiny a naopak v kursu řízeném nabídkou a poptávkou. Maloobchodníci se většinou řídí převažující cenou bitcoinu na trhu, v praxi tedy sledují kursy největších světových směnáren a denně se jim přizpůsobují.

Kavárník dostane o něco méně než 0,005 BTC a Anna zaplatí o něco více. Jejich transakce je totiž zatížena dvěma poplatky. Ten, který se strhne Anně navíc nad zaplacenou částku, inkasuje některý těžař, o nichž si povíme za chvíli. V době, o které mluvíme, byl průměrný poplatek asi 4 Kč, dnes činí kolem 10 Kč, ale byla také doba (konkrétně počátkem roku 2018), kdy se vyšplhal na padesát dolarů. Tehdy si kávu za bitcoiny rozhodně nikdo nekupoval.

Kavárníkův poplatek dostane dodavatel jeho platebního systému – softwaru a případně hardwaru, který umožňuje prodej uskutečnit. Je to v podstatě totéž jako při placení kartou, jen provozovatel je jiný a obchodníkův poplatek oproti kartám asi poloviční.

Anna vytahuje peněženku

Kavárník zadá částku do svého počítače a předá Anně QR kód – buď na obrazovce, nebo vytištěný. Anna spustí na svém smartphonu aplikaci zvanou bitcoinová peněženka. Pro Android i iOS je jich k dispozici velký výběr, k nejčastěji používaným patří Breadwallet, Airbitz, Copay.

Kromě toho existují programy jako Coinbase či Blockchain, které přísně vzato nejsou mobilními peněženkami, protože neukládají data lokálně, ale skladují je v cloudu. (U lokálně uložených dat vám na případném krachu, bezpečnostním či technickém selhání dodavatele peněženky nemusí záležet; u dat uložených v cloudu ano.)

Annin program nyní načte QR kód. To je jen pomůcka pro pohodlí – kavárník by jí místo toho mohl poslat dlouhou řadu písmen a číslic, třeba textovou zprávou; anebo by si je Anna od něj mohla prostě opsat. QR kód je ale nejvýhodnější a proto nejčastěji používaný z hlediska pohodlí a bezpečnosti obou stran.

Obsahem QR kódu je platební požadavek: kolik peněz se má poslat a kam. „Kam“ zde znamená „na jakou bitcoinovou adresu“. Bitcoinová adresa vypadá nějak takhle: 1Dsas9KR8bbtwczXbRttQdnQATpvK6h7FK. (Proto ten QR kód – zkuste tohle opsat rychle a bez chyby.) Má stejný význam a stejné použití jako číslo bankovního účtu, není tedy tajná, můžete ji sdělit komukoli.

Anna si přečte na svém displeji platební požadavek přeložený do lidské řeči a zmáčkne tlačítko „Odsouhlasit“. Příslušný počet bitcoinů se v tu chvíli odešle. Tím začne zpracování, které bude trvat několik desítek minut, když všechno půjde hladce.

Bitcoinové uzly jsou nedůvěryhodné

Formulace „odešle se příslušný počet bitcoinů“ odpovídá vnějšímu pohledu Anny a kavárníka, technicky však není přesná a chceme-li pochopit, co se děje dál, musíme ji pozměnit. Co se odešle doopravdy, je bitcoinová transakce – několik set znaků, které říkají, kdo posílá bitcoiny, komu je posílá a kolik se jich převádí. Transakce není určena konkrétnímu příjemci, ale bitcoinové síti jako celku.

Uzlem bitcoinové sítě je každý počítač připojený k internetu, kde běží příslušný program (kdokoli si ho může stáhnout a instalovat). Na světě je kolem deseti tisíc takových uzlů, z toho u nás asi 80. Provozovateli uzlů jsou buď komerční subjekty, jejichž činnost s bitcoinem nějak souvisí, anebo individuální nadšenci.

Úlohou uzlu, k němuž transakce z Annina mobilu dorazí, je rozeslat ji dalším uzlům, aby se po síti rozšířila. Než tak uzel učiní, zkontroluje, zda je transakce po formální stránce v pořádku, zda neobsahuje neúplné nebo nesmyslné údaje.

Jednotlivý uzel sám o sobě může transakci zamítnout, pokud je zřetelně vadná. Nemůže ji však potvrdit. Proč? Protože není spolehlivý. Není přece banka! A totéž platí o každém dalším uzlu, k němuž transakce dorazí. Tím se dostáváme k hlavnímu kouzlu: jak vyrobit spolehlivost z mnoha nespolehlivostí, důvěru z nedůvěry.

Síť nedůvěryhodných uzlů je důvěryhodná

Základem činnosti bitcoinové sítě je databáze, které se říká blockchain. Co záznam v blockchainu, to částka v bitcoinech, která někomu patří. Každé kávě, kterou prodal náš kavárník, odpovídá jeden záznam – jeden řádek – v blockchainu.

V ideálním světě obydleném anděly by stačil automatický mechanismus, který by registroval transakce a prostě je do blockchainu přepisoval. Takový systém by se však dal snadno ošidit: těžko by se bránilo tomu, že někdo šikovně utratí stejné peníze dvakrát. A především by byla napadnutelná databáze jako celek.

Jednomu i druhému může účinně bránit centrální autorita, tedy například banka. Ale bitcoin záměrně žádnou centrální autoritu nemá. Důvěru vyrábí jinak.

Foto: GC Libraries Creative Tech Lab, Unsplash

Nezapomeňme na Annu. Než se ta důvěra vyrobí, káva by jí dávno vychladla – jak jsme si řekli, může to trvat desítky minut. Transakce malé výše proto obchodníci pokládají za ověřené, jakmile je akceptuje první uzel sítě a pošle o tom zprávu, což bývá otázka několika sekund. Obchodník tím na sebe bere malé přijatelné riziko. (Platby kreditkou mohou být z tohoto hlediska nebezpečnější, a přesto proti nim nikdo nic nenamítá.)

Anna nyní pije kávu, kavárník obsluhuje další zákazníky a my se s nimi můžeme rozloučit. Co se děje dál, to už jde zcela mimo ně.

Těžba a těžaři

Transakce, stále ještě neověřená, se teď šíří bitcoinovou sítí spolu s mnoha dalšími, které ve stejné době vznikly kdekoli jinde na světě.

Některé z uzlů sítě patří těžařům. Ti číhají na neověřené transakce, ukládají si je do zásobníku a zároveň sledují, co se děje s blockchainem.

Anglické slovo blockchain není těžké rozšifrovat: block chain, řetěz bloků. Blok je balíček transakcí, zpravidla jich obsahuje několik set. Blockchain je dlouhá posloupnost záznamů o transakcích, rozdělených do balíčků po několika stovkách. Co záznam, to jeden prodej něčeho někomu. Jako ta Annina káva.

Blockchain se skládá z bloků, blok se skládá z transakcí. Ne však tak jednoduše, že by se řádky prostě připisovaly za sebe. Blok se z transakcí vyrábí a dá to práci. Vyrábějí jej právě těžaři.

Síť je seřízena tak, že zhruba každých deset minut přibude do blockchainu nový blok. (V tuto chvíli jich je něco přes půl milionu.) Ve chvíli, kdy se tak stane a kterou těžaři pozorně vyhlížejí, startuje soutěž o další blok. Všichni těžaři na světě, kteří jsou tou dobou aktivní, vezmou nashromážděnou zásobu neověřených transakcí. A pak jejich počítače začnou počítat, až se z nich kouří. Někdy doslova. Počítají tak intenzivně, spotřebovávají tolik elektřiny, že se jimi dají vytápět budovy.

Z omelety vejce neuděláte

Jde totiž o to, aby se nevyplatilo šidit. Platný blok může do blockchainu zařadit jen ten těžař, který na jeho výrobu prokazatelně vynaloží hodně úsilí a nákladů – tolik, aby případný podvodník prodělal, aby jeho dosažitelný zisk byl menší než tyto náklady. Právě tady vzniká bezpečnost a důvěra. Hřiště má takový tvar a hra taková pravidla, že jediná sobecky správná strategie je nešidit.

K tomu se používá jednoduchý matematický trik. Těžař počítá z bloku tzv. hash. Tak se říká celé skupině matematických funkcí (bitcoin používá jednu konkrétní, jmenuje se SHA-256), které z jakékoli posloupnosti znaků, dlouhé či krátké, vyrábějí speciální znakový řetězec fixní délky. Dvě stejné posloupnosti znaků mají vždy stejný hash. Dvě různé posloupnosti znaků mají vždy různý hash (až na velmi výjimečné situace, které můžeme pominout).

Amatérské zařízení na těžbu bitcoinů. Foto: Xiangfu, Wikimedia Commons.

Hash bývá většinou kratší než jeho vstupní data, ale klidně může zpracovat i velmi krátký vstup a být pak delší než on. Používá se často jako pečeť, záruka integrity, „otisk prstu“, protože sebemenší změna ve vstupních datech vede k zásadní změně ve výsledku. Změňte v tisícistránkovém textu Vojny a míru jednu mezeru a jeho hash bude už na první pohled dočista jiný.

Spočítat ze vstupních dat jejich hash je snadné. Obrátit výpočet, tedy spočítat ze známého hashe neznámá vstupní data, je však prakticky nemožné (přesné vymezení onoho „prakticky“ tvoří samostatnou vědní disciplínu). Hash je jednosměrná funkce, stejně jako je jednosměrná příprava omelety: z vajíček ji připravíte snadno, zatímco z omelety vejce nevytvoříte za nic na světě.

Každých deset minut se hraje o dva miliony

Je-li snadné hash spočítat, proč se z těžařských počítačů (a často celých datacenter) kouří? Vtip je v tom, že má-li blok platit, nesmí být jeho hash jakýkoli. Musí být v číselné hodnotě menší než stanovená mez.

Těžařům nezbývá nic jiného než to zkoušet. Za tím účelem je ve struktuře bloku místo pro jedno náhodné číslo, které se přidává k balíčku transakcí. Těžaři ho mění a opakovaně počítají hash, dokud se nevejde do limitu.

Protože je hashovací funkce jednosměrná, neexistuje způsob, jak správnou hodnotu dodatkového čísla spočítat. Funguje jen pokus a omyl. Čím nižší limit nastaví bitcoinová síť, tím méně pravděpodobné je, že se těžaři trefí, a tím déle jejich úsilí trvá.

Pravděpodobnost úspěchu souvisí s množstvím těžařů a s výkonností jejich počítačů, proto se limit čas od času automaticky seřizuje tak, aby výroba nového bloku trvala v průměru oněch zmíněných deset minut. Pro představu, výkonnost malého počítače používaného k těžení dnes bývá jednotky až desítky Th (terahash, tisíc miliard spočtených hashů) za sekundu.

Těžař, který uspěje, zařadí nový blok do blockchainu a soutěž se rozjíždí nanovo. Ještě pořád však není hotovo. Nastává poslední fáze, ověřování platnosti bloku. Kromě vlastní těžby totiž těžaři kontrolují práci druhých, to znamená, že přepočítávají hash hotových bloků. To je podstatně snazší než blok vyrobit, spotřebuje se na to jen zlomek výpočetní kapacity těžaře; ale je to důležité, protože až v této fázi definitivně vzniká důvěra. Po několika nezávislých ověřeních je blok definitivně přijat.

Důležitou vlastností blockchainu je ta, kterou vystihuje slovo chain. Bloky jsou navzájem zřetězené tím, že součástí dat každého nového bloku je hash toho předchozího. Tím se dá v případě potřeby snadno a rychle ověřit integrita blockchainu jako celku. Jinými slovy, kdyby někdo chtěl pozměnit starou transakci, nerozhodí jen jeden blok, ale celý blockchain. Okamžitě by se na to přišlo.

Proč se těžaři tolik snaží? Pro peníze. Vítězný výrobce bloku inkasuje jednak fixní odměnu, jednak transakční poplatky z jednotlivých transakcí. Fixní odměna za nový blok je v současné době – a do roku 2020 nejspíš stále bude – 12,5 BTC, což je při současném kursu asi 1,8 milionu korun. Poplatky z transakcí, přestože poslední dobou vyletěly nahoru, činí „jen“ sto či dvě stě tisíc korun.

Měna robotů

Problematika bitcoinu je mnohem složitější a širší, než lze popsat na takto malé ploše. Navíc není zdaleka jedinou kryptoměnou, těch dnes existuje několik set. Rozumět kryptoměnám znamená přinejmenším

  • sledovat vývoj příslušného hardwaru a softwaru (už jen správně vybrat konfiguraci počítače pro těžbu je práce pro specialistu);
  • rozumět obchodním trendům těžby bitcoinů, kde hrají roli ceny energií, sdružování těžařů do skupin a přeprodeje podílů, využití specializovaných datacenter…
  • rozumět postoji tradičních bank a jejich regulačním zásahům, které se liší zemi od země a navíc se neustále mění;
  • chápat dění uvnitř elitní části kryptoměnové komunity, protože tam vznikají trendy a vytvářejí se klíčové dohody.

Bitcoin není podvod, finanční schéma typu „letadlo“ ani nic podobného. Dá se však k podvodům použít a stává se to. Pak se jeho nezávislost na státu stane okamžitě nevýhodou. Nedovoláte se pomoci, neuplatníte žádné pojištění, nedomůžete se spravedlnosti. Naletíte-li podvodníkům, což je snadné, máte prostě smůlu. Půjčovat si na investici do bitcoinu anebo do ní vrazit rodinné úspory je naprostá pitomost.

Část modernější těžební farmy. Foto Marco Krohn, Wikimedia Commons.

Kurs bitcoinu je nepředvídatelný. Je to investiční nástroj nejvyššího stupně rizika. Hodí se jen pro znalce, pro insidery. Všichni ostatní se této hry účastní jen proto, aby na nich ti znalci vydělali.

Bitcoin však je úspěšný a hlavně viditelný příklad technologie, která může změnit internet a tím pádem celý svět. Způsob generování důvěry, který používá, je pozoruhodný, dá se aplikovat mnohem šířeji než jen na peníze, investice a platby.

Pomocí blockchainu se dá například podepsat nezfalšovatelná smlouva mezi partnery, kteří se neznají, nevěří si a nemohou se obrátit na zprostředkující autoritu. To vypadá jako hypotetická situace, dokud si neuvědomíte, že těmi partnery nemusí být lidé, ale roboti nebo počítačové programy. Ano, roboti budou muset nějak obchodovat mezi sebou, vyměňovat si zpoplatněné služby, aby mohli spolupracovat. Nic lepšího než kryptoměny a blockchain pro takové účely zatím nemáme. Zejména pokud půjde o bleskové transakce uzavírané v mikrosekundách, což bude aktuální, jakmile mezi sebou začnou obchodovat autonomní umělé inteligence.

Jestli vás zajímá budoucnost, měl by vás – kromě mnoha dalších věcí – zajímat i bitcoin.

Text vznikl s využitím článků, které v minulosti autor psal pro 067.cz a pro Svět Chytře.

 

Tento článek je součástí vánočního speciálu 2018. Stáhněte si ho zde. Partnerem vánočního speciálu je klášter Broumov, evropské kulturní a vzdělávací centrum.

Ekonomika, Věda

V tomto okamžiku nejčtenější