Эволюция физических биткоинов

Автор: Хуан Галт

Перевод: Саорсе, Foresight News

Цифровая природа биткоина является его ключевым преимуществом. Благодаря программированию он обеспечивает самостоятельное хранение активов, значительно усложняя их кражу или конфискацию. Кроме того, цифровой формат позволяет осуществлять мгновенные переводы — передача и расчёт стоимости по всему миру завершаются всего за несколько минут.

Однако нематериальность биткоина также вызывает споры. В своём «родном» виде биткоин невозможно потрогать или держать в руках; люди могут лишь воображать и понимать его, что создаёт серьёзное препятствие для массового принятия. На протяжении более чем десяти лет предприниматели и создатели пытались воплотить биткоин в физическую форму, стремясь сохранить его ключевые свойства, схожие с наличными деньгами. Хотя до сих пор никому не удалось полностью решить все возникающие задачи, эти усилия уже принесли немало результатов и породили целый ряд классических физических продуктов.

Монеты Casascius

Источник изображения: Stacks Bowers Galleries

Монеты Casascius были впервые отчеканены 6 сентября 2011 года, когда цена биткоина составляла всего 8 долларов США. Они считаются самыми знаковыми физическими коллекционными биткоинами в истории, после чего появилось множество подделок. Название происходит от псевдонима Майка Калдвелла на форуме Bitcointalk. Многие решения, заложенные в дизайн этих монет, стали важным ориентиром для последующих физических продуктов на основе биткоина.

Одной из главных трудностей при создании физических биткоинов является безопасное хранение приватного ключа. Биткоин — это изначально цифровой актив, работающий на основе криптографической пары «публичный ключ–приватный ключ». Приватный ключ как секретная информация позволяет генерировать соответствующий публичный ключ с помощью специализированного алгоритма шифрования биткоина. Майк Калдвелл генерировал приватные ключи на автономном устройстве, затем распечатывал их и наклеивал на металлические монеты, скорее всего уничтожив резервные копии ключей, хранившиеся на компьютере. Он также подробно опубликовал на своём личном сайте все меры безопасности, доступные для ознакомления потенциальных покупателей.

Распечатанный приватный ключ закрывался специальной защитной наклейкой, предотвращающей несанкционированное вскрытие: при попытке её удаления на поверхности оставались чёткие ячеистые следы. Покупатель таким образом мог определить, не был ли приватный ключ ранее скомпрометирован третьим лицом, если монета приобреталась не напрямую у производителя.

Управление приватными ключами остаётся главным источником риска при создании физических биткоинов. Решение, предложенное Casascius, основывалось на доверии пользователей к разработчику. По меркам того времени Майк Калдвелл действовал прозрачно и строго соблюдал стандарты безопасности; и сегодня он пользуется безупречной репутацией, а доверие пользователей было оправдано. Сегодня такие коллекционные монеты обладают не только стоимостью самого биткоина и драгоценного металла, но и существенной коллекционной надбавкой, принося владельцам значительную прибыль.

В ноябре 2013 года выпуск монет Casascius официально прекратился. Финансовая разведка США (FinCEN), входящая в структуру Министерства финансов США, сообщила Майку Калдвеллу, что производство физических биткоинов квалифицировано как деятельность по передаче денежных средств и подпадает под жёсткие требования регуляторного соответствия. Централизованная модель доверия, связанная с генерацией приватных ключей, также сделала его объектом пристального внимания регуляторов.

Монеты RavenBit

Через год после прекращения выпуска монет Casascius появилась платформа RavenBit, направленная на решение проблемы доверия при физическом чеканке биткоинов и реализацию децентрализованного процесса чеканки. Внешне RavenBit очень похожа на Casascius, однако при выпуске приватный ключ в неё не встраивается, а защитная наклейка остаётся ненаклеенной. Пользователь самостоятельно генерирует пару ключей и наклеивает её на монету, после чего закрывает её защитной наклейкой.

Теоретически такая конструкция обеспечивает децентрализацию права чеканки и представляет собой настоящий прорыв. Однако на практике она породила большое количество частных производителей без бренда и репутации, причём многие из них использовали офисные устройства, потенциально заражённые вредоносным ПО, для генерации приватных ключей. Получая RavenBit от другого человека, вы не можете быть уверены, сохранил ли он копию приватного ключа или принял необходимые меры безопасности.

Сегодня проект RavenBit давно прекратил свою деятельность, однако он дал отрасли важный урок: для полноценной физической реализации биткоина требуются более передовые технологии.

Opendimes

Для окончательного решения проблемы доверия при чеканке физических биткоинов в централизованных и децентрализованных сценариях производитель аппаратных кошельков Coinkite разработал Opendimes — миниатюрное аппаратное устройство, специально предназначенное для хранения анонимных биткоин-активов. NVK, соучредитель Coinkite, в интервью журналу Bitcoin Magazine объяснил мотивацию создания продукта: «Биткоин — это цифровая валюта, и всё, что мы делаем, — это создаём её физическую резервную копию. Возможно, в будущем кто-то сумеет взломать алгоритм secp256k1 вручную, но пока что генерация действительных биткоин-ключей невозможна без компьютера — именно он сегодня является “монетным станком”.»

Дизайн Opendimes основан именно на этом принципе. Устройство оснащено микросхемой, способной автономно генерировать пару ключей и безопасно хранить приватный ключ внутри кремниевой защиты от вскрытия.

При первоначальной настройке устройства пользователь должен загрузить файл или иной источник случайной энтропии; микросхема использует эти данные для генерации биткоин-кошелька. Эта открытая логика генерации случайных ключей в сочетании с качественным источником энтропии дополнительно повышает безопасность ключей.

Подключив Opendimes к компьютеру как обычный USB-накопитель, можно просмотреть публичный ключ кошелька, а текущий баланс можно проверить в реальном времени через любой блокчейн-эксплорер. Пользователь может пополнять устройство биткоинами, однако для вывода средств необходимо физически разрушить устройство. Такая операция разблокирует цепь для чтения приватного ключа и одновременно оставляет явные следы повреждения.

Opendimes стала крупнейшим прорывом в области технологий анонимных активов. В 2016 году её цена составляла всего 13 долларов США; сегодня, с учётом инфляции, она составляет около 20 долларов США. Этот продукт стал знаковым для отрасли: многие художники включают его в состав высококлассных биткоин-арт-объектов, а он сам постепенно превращается в культурный символ биткоин-сообщества.

Для аппаратного кошелька цена в 13–20 долларов США не считается высокой, а возможность самостоятельного пополнения эффективно решает проблему доверия при чеканке. Однако его стоимость и внешний вид всё ещё сильно отличаются от повседневных наличных денег. Если рассматривать только стоимость аппаратной части, то порог в 20 долларов США остаётся довольно высоким. Исходя из примерного премиального коэффициента Casascius в 20 %, минимальная сумма биткоинов, которую следует хранить на Opendimes, должна составлять не менее 100 долларов США, чтобы компенсировать стоимость оборудования и обеспечить экономическую целесообразность обращения. Это делает его непригодным для большинства повседневных мелких транзакций.

Кроме того, хотя форма Opendimes в виде USB-накопителя и выглядит оригинально, она не позволяет наглядно отображать информацию о внутренних активах. Каждое устройство уникально и не обладает свойством взаимозаменяемости, присущим наличным деньгам. Отрасль поэтому осознала необходимость разработки более дешёвых и универсальных альтернатив.

Satodime

Бельгийская компания Satochip, производитель аппаратных кошельков, на основе концепции Opendimes разработала открытый продукт Satodime с более дружелюбным дизайном. Его внешний вид напоминает банковскую карту; основные функции аналогичны Opendimes: генерация пары биткоин-ключей, а некоторые версии поддерживают также подписание транзакций. Пользователь может взаимодействовать с устройством через мобильное приложение посредством технологии ближней беспроводной связи (NFC). Satodime также выпускается в виде колец и физических монет — все они оснащены одинаковой микросхемой и обеспечивают те же функции.

При оптовых закупках минимальная цена одного экземпляра Satodime может составлять 13 евро — это дешевле, чем Opendimes, и приближает продукт к уровню цен на повседневные наличные, однако разрыв по-прежнему значителен. Satodime — это по своей сути высоконадёжный аппаратный кошелёк, а не средство обращения для ежедневных расчётов. Высокая себестоимость таких высокопроизводительных микросхем пока не позволяет снизить цену продукта ниже 10 долларов США.

Проблема стоимости: фундаментальное ограничение

Какова должна быть себестоимость физического биткоина, чтобы он приобрёл коммерческую жизнеспособность?

Согласно данным Федеральной резервной системы США, себестоимость производства банкноты в долларах США составляет от 4,1 до 11,3 цента. Чем меньше номинал банкноты, тем выше удельная себестоимость: даже при изготовлении банкноты номиналом 1 доллар США наблюдается убыток в размере 4,1 %.

Следовательно, себестоимость физического носителя, содержащего 20 000 сатоши (по текущему курсу — около 16 долларов США), должна быть ниже 1 доллара США. Однако большинство современных микросхем, способных выполнять криптографические алгоритмы биткоина, пока не достигают такого уровня стоимости. Тем не менее чип NTAG X DNA от компании NXP даёт отрасли надежду на преодоление этого барьера.

Этот чип выполнен в виде тонкой наклейки с антенной, имеет толщину всего в несколько миллиметров и поддерживает выполнение различных криптографических программ, включая алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) и эллиптическую криптографию (ECC), позволяя генерировать ключи, подписывать транзакции и шифровать данные. Однако он не содержит встроенной криптографической кривой secp256k1, специфичной для биткоина, и потому не может исполнять биткоин-специфичные программы «из коробки».

Тем не менее, при наличии достаточных запасов чипы NTAG 2025 года стоят около 3 долларов США, что подтверждает наличие значительного потенциала для дальнейшего снижения цен на криптографические микросхемы.

К сожалению, привычная для людей складываемая бумажная форма банкнот может повредить чувствительную микросхему. Команда Coinkite лично убедилась в этом при разработке аппаратных решений для анонимных биткоин-активов.

Продукт компании OfflineCash — наиболее близкое к традиционной бумажной банкноте решение на сегодняшний день. Эти бумажные биткоин-банкноты оснащены NFC-чипами серии NTAG, в которых хранится ключ, сгенерированный пользователем. При этом вторая копия ключа хранится на сервере компании, образуя кошелёк с двухподписным (2 из 2) механизмом. Серверный ключ защищён временной блокировкой: по истечении срока действия многосторонний кошелёк автоматически переходит в режим одноподписного, позволяя пользователю вывести активы. Данное решение пытается избежать традиционных рисков доверия при чеканке, но порождает новую проблему — децентрализованной чеканки. Тем не менее нельзя отрицать, что внешний вид таких бумажных банкнот весьма эффектен и обладает коллекционной ценностью.

Разработка чипа NTAG, изначально поддерживающего биткоин-алгоритмы, требует первоначальных инвестиций в сотни тысяч или даже миллионы долларов США. Если разработчики не являются экспертами в области криптографии, адаптация биткоин-криптопрограмм может легко привести к уязвимостям. Кроме того, такие чипы должны быть полностью открытыми, чтобы гарантировать отсутствие скрытых «черных ходов».

Физический биткоин как анонимный актив сталкивается и с другой фундаментальной проблемой: даже при создании недорогого физического носителя, внешне идентичного бумажной банкноте, биткоин остаётся цифровым активом, и для подтверждения наличия реальных средств на устройстве требуется подключение к интернету.

Если же выбрать путь доверия к эмитенту и принимать номинал бумажной банкноты как гарантию обмена, то проблема проверки решается, однако это противоречит изначальному замыслу биткоина как децентрализованного, не требующего доверия средства хранения и расчёта. Конечно, в регионах с благоприятной регуляторной средой такой подход может быть реализован.

Таким образом, продукты типа OfflineCash, сочетающие надёжную микросхему и бумажную форму, хотя и выглядят привлекательно, пока ещё далеки от массового внедрения. Более того, в текущих условиях они слегка «переизбыточны»: на рынке отсутствует система биткоин-сдачи, и после оплаты товара покупатель по-прежнему получает сдачу в фиатной валюте. Возможно, лишь в полностью биткоинизированном будущем такие решения обретут настоящее значение.

В обозримой перспективе Coinkite считает карточную форму более предпочтительной, чем бумажная, и именно поэтому компания выпустила Tapsigner.

Tapsigner

Tapsigner оснащён собственной NFC-микросхемой Coinkite для биткоина, технические характеристики которой сопоставимы с чипом NTAG X DNA от NXP, но функциональность выше, а стоимость соответственно также выше. Продукт выполнен в форме привычной дебетовой карты, содержит защищённую микросхему и поддерживает бесконтактные платежи «прикосновением», а также предлагается в нескольких вариантах дизайна.

Микросхема включает полный функционал биткоин-кошелька, поддерживает криптографическую кривую secp256k1, может генерировать и безопасно хранить приватный ключ, а также подписывать транзакции прямо внутри устройства, после чего мобильное приложение отправляет транзакцию в сеть. Мобильное приложение также предоставляет пользователю информацию о транзакции для дополнительной проверки, повышая общую безопасность.

Tapsigner может использоваться как носитель анонимных активов, но лучше всего он подходит в качестве многократно пополняемого аппаратного кошелька. Как обычная банковская карта, он позволяет направлять фиксированную сумму биткоинов по заданному адресу, идеально решая проблему сдачи, и совместим с популярными системами бесконтактных платежей.

Стоимость этого продукта составляет около 20 долларов США. Его появление сместило фокус развития биткоин-платежей в сторону внедрения в офлайн-розницу и интеграции с корпоративными финансовыми и платёжными программами. Платформы вроде Cash App и Square активно продвигают этот процесс.