В дата-центре, расположенном в окрестностях Солт-Лейк-Сити, посетители сначала проходят через автоматизированную цилиндрическую камеру, открывающуюся с помощью электронного пропуска и оборудованную сенсорными датчиками веса, роста и объема человека, чтобы предотвратить хищение неучтенного сервера[173]. Пройдя на территорию центра, они попадают на пост службы безопасности, сотрудники которого непрерывно наблюдают за изображением с камер видеонаблюдения, расположенных в наиболее уязвимых местах комплекса, или компьютерными моделями технического этажа, где расположены подстанция и установки кондиционирования воздуха. Вторая дверь расположена дальше по коридору и ведет в основной зал.
Основной зал напоминает пещеру: на высоте девяти метров на потолке смонтированы огромные вентиляторы с диаметром лопастей шесть метров, они медленно вращаются, перемешивая закачиваемый извне воздух. Под ними расположены стеллажи с серверами и прочим офисным оборудованием, которое принадлежит финансовым компаниям и сайтам электронной коммерции, продающим онлайн все что угодно – от цветов до книг. Цель суперэффективного, экономичного решения по охлаждению помещения состоит и в том, чтобы обеспечить им надлежащие условия хранения. Поодаль, в отдельной секции, оборудованы стеллажи для установки дополнительного оборудования клиента, решившего расширяться, – компании CoinTerra, производящей оборудование для майнинговых узлов, а в 2014 году занявшейся непосредственно майнингом. В то время как дата-серверы обычных клиентов тихо гудят и подмигивают красными, желтыми и зелеными огоньками, тщательно обрабатывая базы данных и обновляя записи на счетах клиентов, машины CoinTerra производят невероятный шум. На каждом из 50 поставленных в ряд стеллажей размещено по 10 майнинговых узлов TerraMiner ASIC. Их хешрейт составляет 1,6 терахеша в секунду, что в 320 раз больше, чем у уэлановского Jalapeno. Под потолком безостановочно работают на предельной скорости три мощных встроенных вентилятора, охлаждая узлы. Их специализированные интегральные микросхемы непрерывно производят вычисления, причем каждый узел потребляет 2 кВт∙час. Этого достаточно, чтобы обычный ноутбук проработал целый месяц. Таким образом, узлы, размещенные на одном таком стеллаже, потребляют 20 кВт∙час, что в 10 раз превышает потребление электроэнергии стоящими рядом и занимающими примерно такую же площадь серверами менее продвинутых компаний из сферы электронной коммерции.
«Только в этом помещении находится вычислительный ресурс на 800 терахешей в секунду», – говорит СЕО CoinTerra Рави Айенгар. Он вынужден почти кричать, чтобы перекрыть грохот, а поток воздуха от работающих вентиляторов треплет его уже начинающую редеть черную шевелюру. При прослушивании аудиозаписи нашей беседы создается впечатление, что мы разговаривали в эпицентре бушующего урагана. «Через две недели наш парк машин увеличится до 2400 единиц, а их суммарный хешрейт составит немногим менее четырех петахешей в секунду. Мы ставим цель нарастить хешрейт наших подразделений в Северной Америке до 10 петахешей».
Десять петахешей, или 10 тысяч триллионов хешей, в секунду – это примерно десятая часть совокупной мощности биткоиновой сети по состоянию на июнь 2014 года. Такой вычислительный ресурс требовался CoinTerra для диверсификации своих рисков. Айенгар объясняет, что спрос на их оборудование будет снижаться по мере падения курса биткоина, поэтому им требуется стратегия хеджирования. Они решили, что лучшим вариантом для компании станет выход на рынок майнинга и самостоятельное получение прибыли от него. Некоторой частью имеющегося вычислительного ресурса компания может распоряжаться самостоятельно, а остальное собирается арендовать через контракты на облачный хешинг со своими клиентами, которые представляют собой довольно пеструю компанию – от мелких частных любителей до оставшегося неизвестным человека, согласившегося арендовать весь петахешинговый вычислительный ресурс сроком на год за плату в 1 миллион долларов.
Айенгар, работавший инженером завода компании Samsung по производству микросхем в Остине, говорит, что он не просто готов поставить на дальнейшее расширение сферы применения биткоина как средства платежа, но и считает, что сеть блокчейнов ляжет в основу целого ряда сервисов обмена добавленной стоимостью (мы обсудим концепцию «Биткоин 2.0» в главе 9). «Хотя бы по этой причине майнинговая сеть в будущем будет расширяться», – утверждает он. И объясняет, каким образом собирается зарабатывать: сначала установит комиссионные для клиентов облачного майнинга на уровне себестоимости, а затем будет поднимать их по мере неизбежного роста производительности хеширования, а значит, и прибыльности бизнеса.
Ключевой фактор рентабельности майнинга, с точки зрения Айенгара, – это стоимость электроэнергии. В Солт-Лейк-Сити киловатт-час стоит дороже, чем в штате Вашингтон (где у его компании также есть производственные мощности), поскольку в последнем гидроэлектростанции вырабатывают более дешевую электроэнергию. Но и у Солт-Лейк-Сити имеются свои преимущества: международный аэропорт, развитая инфраструктура, продвинутое сообщество технических специалистов. Благодаря этим обстоятельствам город более или менее доступен из таких центров, как Лос-Анджелес или Сан-Франциско, что облегчает привлечение квалифицированного персонала для установки новых майнинговых узлов и наращивания объемов майнинга. Айенгар считает, что «гонка вооружений» вскоре заставит его пойти по этому пути. Поскольку его производственные помещения расположены в пустынной местности, окруженной горами с заснеженными вершинами, на высоте 1300 метров над уровнем моря, то воздух здесь сухой и прохладный, с низким уровнем статического электричества, отсутствует разъедающая металл влажность. Штат Юта также богат электроэнергией, вырабатываемой частично на низкоуглеродистом угле, частично на атомных электростанциях и гелиоустановках. В крупномасштабном и низкорентабельном бизнесе, каковым стал майнинг биткоинов, именно эти факторы способны определить финансовый результат – прибыль или убыток. Этот бизнес определенно прошел долгий путь со времен комнаты Джейсона Уэлана в студенческом общежитии.
«Гонка вооружений» в майнинге, заставившая компанию CoinTerra обосноваться в Солт-Лейк-Сити, полностью опровергла закон Мура, гласящий, что вычислительный ресурс микропроцессов удваивается каждые 18 месяцев. За 12 месяцев, предшествующих июню 2013 года, хешрейт биткоиновой сети увеличился в восемь раз. В следующие 12 месяцев этот показатель возрос в 845 раз. К этому моменту сеть, производившая 88 триллионов хешей в секунду, имела вычислительный ресурс, в 6000 раз превышающий совокупный ресурс 500 наиболее мощных суперкомпьютеров мира[174]. А всего 2,5 месяца спустя он почти утроился, достигнув 252 тысяч триллионов хешей. Мир никогда не знал таких темпов компьютерной экспансии. Способов расчета суммарной электроэнергии, потребляемой всей биткоиновой майнинговой сетью, не существует, но это не мешает заинтересованным лицам пытаться их отыскать. В апреле 2013 года в прессе появлялись статьи, где утверждалось, что биткоиновая сеть потребляет 131 тысячу мегаватт-часов в день, что обходится в 19,7 миллиона долларов[175]. Несколькими месяцами позже эколог из Австралии Гай Лейн предложил метод под названием BitCarbon, позволяющий количественно оценить экологические последствия биткоинового майнинга[176]. Если исходить из предположения о том, что 90 % затрат на майнинг одного биткоина приходится на электроэнергию, то, по подсчетам Лейна, при курсе биткоина 1000 долларов за единицу его углеродный след составляет 8,2 миллиона тонн в год. Примерно такой же объем выбросов углекислого газа обеспечивает экономика Кипра. Если же курс биткоина достигнет 100 тысяч долларов за единицу, то его углеродный след составит 825 миллионов тонн выбросов в год, что равно углеродному следу, производимому экономикой Германии. Если же обменный курс биткоина когда-нибудь достигнет 1 миллиона долларов за единицу (в реальность этой цифры некоторые верят – конечно, при условии, что биткоин станет ведущей платежной системой мира), то его углеродный след составит 8,2 гигатонны, или 20 % от общего объема выбросов углекислого газа в мире.
Однако у всех этих тревожных прогнозов есть один большой недостаток: все они основаны на непроверенных данных от Blockchain.info, которая до сих пор использует устаревшую информацию о расходе электроэнергии различными типами процессоров. В начале лета 2014 года новые майнинговые узлы на базе ASIC расходовали гораздо меньше электроэнергии – всего лишь 1 ватт при хешрейте гигахеш в секунду. Это в 650 раз меньше, чем у графической карты. Если все майнеры перейдут на такие узлы, то сеть в целом будет потреблять столько же электроэнергии, сколько 7000 типичных американских домохозяйств: вполне умеренное количество, если учесть, что речь идет обо всем мире[177]. Конечно, майнеры используют как энергоэффективные, так и устаревшие майнинговые узлы. Пока еще это достаточно прибыльно. Поэтому несмотря на то, что суммарное потребление электроэнергии в биткоиновой сети существенно превышает потребление 7000 домохозяйств, речь уже не идет о том, что биткоиновая сеть увеличит расход электроэнергии в США вдвое.
Появляются и другие инновационные идеи по поводу того, как уменьшить затраты на электроэнергию. Одна из них состоит в том, чтобы использовать основной продукт повышенного энергопотребления – тепло – для отопления домов зимой и удовлетворения других энергетических потребностей. Но в настоящее время рассредоточенный характер сети не позволяет эффективно использовать этот ресурс. В идеале было бы хорошо организовать работу биткоиновой сети на сезонной основе: например, производственные мощности в Южном Гэмпшире могли бы взять на себя львиную долю нагрузки с июня по сентябрь, а Северный Гэмпшир принимал бы эстафету в зимние месяцы. Но при нынешнем принципе свободного рынка «победитель получает все» это невозможно. Поэтому летом 2014 года, когда биткоиновая сеть задействовала в 845 раз больший вычислительный ресурс, чем 12 месяцами ранее, и была плохо подготовлена к смене сезона, консультанты дата-центра рекомендовали майнерам обеспечить водонепроницаемость своих узлов и хранить их в специальной охлаждающей жидкости[178].
Насколько оправдан такой расход ресурсов и затраты? В XIX столетии по аналогичному поводу высказал свое мнение Адам Смит, заявив, что трата сил и ресурсов на добычу золота для чеканки монет не имеет смысла, если деньги представляют собой лишь символ[179]. Однако когда лауреат Нобелевской премии по экономике и колумнист газеты New York Times Пол Кругман пытается сослаться на эти слова Смита, чтобы высмеять сторонников биткоина, следует признать, что он упускает из виду несколько весьма важных факторов. Во-первых, стоимость потребленной электроэнергии необходимо сопоставлять с выгодой от верификации транзакций в платежной системе, а золото никогда не выполняло эту функцию. Во-вторых, затраты на функционирование биткоиновой платежной системы нужно сравнивать с достаточно высокими затратами на функционирование традиционной денежной системы, включая содержание отделений банков, бронированных автомобилей и службы безопасности. И наконец, в-третьих, у новаторов есть важнейший стимул борьбы за эффективность – погоня за прибылью. Именно благодаря ей мы наблюдали такое колоссальное сокращение потребления электроэнергии новыми майнинговыми узлами. Если расходы на электроэнергию сделают майнинг неэффективным, люди прекратят им заниматься.
Таким образом, вряд ли можно ожидать скорого наступления экологического Судного дня для биткоина. Но даже если так, было бы безответственно игнорировать проблему расхода электроэнергии. Как подчеркивает Лейн из BitCarbon, возросшая экономичность новых майнинговых узлов прямо влияет на рост прибыльности, что вкупе с растущим курсом биткоина вовлекает все новых майнеров в гонку, а это, в свою очередь, приводит к дальнейшему росту потребления электроэнергии. И это один из многих факторов, которые делают биткоин уязвимым перед будущими угрозами и заставляют изобретателей рассматривать два варианта: либо совершенствование биткоина, либо разработку нового проекта криптовалюты.
Об одной такой уязвимости общественность внезапно узнала 11 марта 2013 года в 22 часа 27 минут по гринвичскому времени[180]. Непосредственно перед этим моментом, когда глобальная сеть майнеров напряженно трудилась, подтверждая транзакции и охотясь на биткоины, какой-то бдительный майнер заметил нечто странное. Один из майнинговых узлов в сети обрабатывал блок с более высоким номером, чем тот, который только что был зарегистрирован на сайте blockexplorer.com – примитивной версии Blockchain.info, где в режиме реального времени размещается информация о последних занесенных в книгу учета транзакциях. Это заставило майнера задуматься о том, какой же блок присоединился последним. Правильно ли его компьютер определил, к какому блоку следует присоединять сформированный им блок?
Программное обеспечение биткоина периодически обновляется небольшой группой программистов, которые по всеобщему согласию и за небольшой гонорар от неприбыльной организации Bitcoin Foundation администрируют сервисную программу с открытым кодом. Вышеупомянутый майнер решил, что сбой случился из-за того, что он пытался заменить свою версию 0.7 биткоинового программного обеспечения более новой версией 0.8, совсем недавно выпущенной группой администраторов и уже установленной многими участниками сети. Поэтому он зашел на ветку разработчиков биткоина в сообществе пользователей системы групповых дискуссий в интернете на форуме Bitcoin. Появившись в чате под ником thermoman, позаимствованным у супергероя с планеты Ультрон из британского комедийного сериала, он отправил сообщение одному из пяти ведущих разработчиков, Питеру Вуилле (ник sipa), работающему под руководством ведущего специалиста Bitcoin Foundation Гэвина Андресена. Именно он отвечал за работоспособность базового программного обеспечения для биткоина. Thermoman сообщил sipa о несоответствии в номерах блоков в блокчейне. Завязалась дискуссия, в которую втянулись эксперты из группы разработчиков базовых программ с открытым кодом для биткоина.
Джоук Хофман (ник Jouke) из Нидерландов вклинился в разговор, заявив, что тоже сталкивался с расхождениями в номерах блоков. Тогда sipa предложил несколько вариантов разрешения проблемы, но ни один не сработал. В ходе беседы участники продолжали проверять номера блоков в блокчейне на разных сайтах. Расхождения продолжали появляться. В конце концов в 23:06 по гринвичскому времени разработчик программного обеспечения для майнинга Люк Дашжр (ник luke-jr) понял, что случилось.
23:06. Luke-jr: Итак??? Увы, случайное раздвоение блокчейна?:х
23:06. Jouke: Вот тебе и на!
Теоретически блокчейн должен быть только один. По идее, он последовательно формируется на основе хеш-связей, создающих неразрывную, монолитную запись всех подтвержденных транзакций. Время от времени в блокчейне появляются раздвоения: возникает брошенный блок – незавершенный или содержащий неподтвержденные транзакции. Другие майнеры стремятся верифицировать его, но иногда бывают не уверены в его легитимности и возможности присоединять к нему свои блоки. Но гениальность построенной на общем согласии биткоиновой системы состоит в том, что такие раздвоения не могут существовать долго. Ведь сообщество майнеров действует, исходя из предположения о том, что легитимной считается самая длинная ветвь блокчейна. Большинство майнеров, работая совместно над конкретной ветвью блокчейна, подтверждают ее легитимность, поскольку в совокупности обладают б
В данном случае эта стандартная процедура устранения расхождений не сработала. Обе ветви блокчейна продолжали расти. Это означало, что единого списка подтвержденных транзакций больше не существует. Представьте себе, что половина обитателей нашего воображаемого села на острове Яп вдруг решила пересмотреть балансы камней фэй, принадлежащих односельчанам, и внедрить свой вариант списка. Такой ситуацией могут воспользоваться мошенники, чтобы платить одними и теми же биткоинами дважды – например, если администратор майнингового пула, который отвечал, скажем, за верификацию 30 % объединенного блокчейна, получал полный контроль над одной из двух ветвей и мог заставить электронные кошельки отправлять уже израсходованные биткоины друг другу.
Расчет делается на то, что другие майнеры признают эту транзакцию легитимной, равно как и баланс в кошельках, с которых эти биткоины уже давно списаны в результате предшествующих транзакций. Обычно большинство майнеров замечают эти манипуляции и переходят на более длинную легитимную ветвь блокчейна, но при неустраненном раздвоении блокчейна крупный пул майнеров, обладающий более чем 50 % вычислительного ресурса, использует его для поддержания ошибочной ветви блокчейна, верифицируя мошеннические транзакции. Если пустить ситуацию на самотек, можно разрушить целостность всей биткоиновой системы.
Вуилле быстро понял, что конкретно это раздвоение вызвано отнюдь не действиями алчного хакера, а программным глюком, случившимся в результате внедрения его коллегами из группы администрирования новой версии 0.8 биткоиновой программы. Предполагалось, что ее реорганизованная база данных объединится с базой данных 0.7, но этого не произошло. Вскоре в дело вмешался ведущий разработчик Андресен. Проконсультировавшись с Вуилле и еще двумя базовыми разработчиками, Джеффом Гарзиком и Грегори Максвеллом, а также переговорив с владельцем биткоиновой биржи Mt. Gox, которая на тот момент была наиболее крупным финансовым учреждением биткоиновой сети, Марком Карпелесом (ник MagicalTux), Андресен решил отказаться от новой версии программного обеспечения 0.8 и вернуться к старой версии 0.7.