Co je decentralizace a k čemu ji potřebujeme

Jak rozumět pojmu decentralizace

Víte kolikrát se vyskytuje slovo decentralizace v původním návrhu Bitcoinu od Satoshiho? Ani jednou, podobně jako termín blockchain. Přesto je dnes decentralizace srdcem každého veřejného blockchainového projektu. Je to vlastnost, která je zcela klíčová, neboť přináší zcela nový rozměr do centralizovaného světa. Dnes máme služby, které jsou škálovatelné, dostupné všude po světě, odolné vůči různým útokům, ale většina z nich je centralizovaná. Decentralizace je vlastnost, která přináší výhody, kterými centralizované služby nemohou disponovat. Blockchain sítě umí oddělit vlastnictví dat od procesu, kterým jsou tato data využívána. Proces využívání dat probíhá decentralizovaně, tedy bez autority rozhodující o průběhu tohoto kritického procesu. Decentralizované nakládání s daty či majetkem vlastníků tak získává zcela jiné kvality co se týče důvěry uživatelů. Důvěra je v podstatě hnacím motorem naší civilizace a právě proto se o decentralizovaných sítích využívajících blockchain můžeme bavit jako o fundamentální technologii. Blockchain má potenciál převrátit svět vzhůru nohama v pozitivním slova smyslu, neboť se může zakousnout do současných nejvyšších mocenských struktur. Aby to nějaký blockchain projekt dokázal, potřebuje jediné, zůstat po celou dobu kvalitně decentralizovaný. Tím se totiž stává nezmanipulovatelným, nezávislým, nezměnitelným a férovým pro všechny stejně. To jsou vlastnosti, které preferuje většina populace. Dnešní článek je určen především nováčkům, kteří si lámou hlavu nad tím, co je to decentralizace a to zejména z pohledu sítě. Krátce se podíváme do minulosti, povíme si proč kryptoměny potřebují síťový konsensus a kolik poolů by v Bitcoin síti mělo být.

Internet vznikl jako decentralizovaná síť

Mezi USA a tehdejší SSSR panovala v letech 1947-1991 takzvaná studená válka. Vzájemným rivalům hrozilo masivní ničení komunikační infrastruktury jadernými zbraněmi. Vedení USA zadalo agentuře DARPA úkol vytvořit komunikační síť, která by neměla žádné řídící uzly. Řízení sítě by bylo rozprostřeno na více nezávislých uzlů. Síť tak měla umožnit komunikaci i při výpadku několika uzlů. Měla tedy být decentralizovaná a neměla mít žádné kritické místo selhání (single point of failure). Evoluce této sítě pokračovala a dnes se jmenuje Internet. Internet umožňuje vzájemnou komunikaci, nebo datový přenos, mezi dvěma či více koncovými uzly a to skrze takzvané protokoly. Protokol se dá popsat jako soubor pravidel, podle kterých probíhá vzájemná elektronická komunikace. Vzájemně komunikující uzly musí mít společnou řeč, aby byly schopné se spolu bavit, podobně jako dva cizinci. Protokolů existuje celá řada pro různé účely. Například tento text pravděpodobně čtete díky protokolu HTTPS, který slouží pro zabezpečený přenos webových stránek. Vy si jen otevřete prohlížeč a zadáte adresu nějaké stránky. Na pozadí se přes protokol spojí váš počítač se vzdáleným serverem a stránku přenese do vašeho počítače, kde vám ji prohlížeč zobrazí. Bitcoin je také síťový protokol. Přesněji bychom mohli říct, že je to peer-to-peer (P2P) platební protokol. Zkratka P2P se váže na postavení mezi uzly a dala by se přeložit jako rovný s rovným, nebo klient-klient. Je to označení pro distribuované sítě, kde mají uzly vůči sobě rovné postavení. Rovné postavení znamená, že klienti zpřístupňují část svých zdrojů jako je výpočetní výkon či diskové úložiště přímo ostatním klientům bez centrální koordinace. Distribuovaná síť je opakem k sítím typu server-klient, kde jednotliví klienti komunikují vždy s centrálním serverem či servery. Pokud spolu klienti komunikují zdánlivě přímo, děje se to právě skrze servery. Server se dá chápat jako centrální bod či centrum moci. Pokud je tedy ve hře nějaký server, můžeme většinou mluvit o centralizované síti. Čistá P2P architektura pojem server vůbec nezná. Dá se říct, že klient v P2P síti je základní jednotka decentralizace. Z historického hlediska stojí za zmínku P2P protokol Napster, kterému se podařilo decentralizovat hudební průmysl. Napster umožnil mezi roky 1999 a 2001 sdílet hudbu mezi uživateli, přičemž nikde nebylo jedno centrum, ze kterého by se soubory stahovaly. Uživatelé nabízeli své soubory a mohli si stáhnout jiné od ostatních uživatelů. Služba porušovala autorská práva a byla zakázána centrální autoritou. Nicméně díky ní se otevřely dveře dalším P2P sítím. Bitcoin se dá považovat za další protokol z tohoto proudu. Termín distribuovaná síť je spojený s infrastrukturou a je to taková síť, ve které jsou počítačový program a veškerá data distribuována na více uzlů v síti. Tyto uzly jsou na sobě nějakým způsobem závislé a komunikují spolu. Význam termínu decentralizovaná síť je blízký výkladu sítě distribuované, ale s tím rozdílem, že je kladen důraz na vlastníky jednotlivých uzlů. Decentralizovaná síť nemá mít z definice žádné kritické místo selhání. V ideálním případě bude v síti počet uzlů a jejich vlastníků shodný. Současně platí, že všechny uzly jsou si významově rovny. Pojďme se podívat na příklad. Pokud bude v P2P síti 100 uzlů, bude síť distribuovaná. Pokud bude všechny uzly vlastnit jeden majitel, je síť centralizovaná, neboť pouze jeden subjekt rozhoduje o tom, jestli programy na těchto uzlech spustí nebo vypne. Pokud bude každý uzel vlastnit jiný majitel, bude tato síť distribuovaná a současně decentralizovaná. 100 autonomních subjektů bude rozhodovat o tom, jestli bude program na svém uzlu provozovat. Za zmínku stojí fakt, že i když je P2P síť pouze distribuovaná a není decentralizovaná, bude více odolná proti síťovým útokům než síť typu klient-server. Bitcoin je distribuovaná síť, neboť blockchain (ve smyslu databáze) je distribuovaný na více nezávislých uzlech. Aby se data v databázi změnila, musí uzly skrze síťovou komunikaci dospět k vzájemnému většinovému konsensu, tedy k jakési vzájemné dohodě. Právě díky síťovému konsensu je možné do blockchainu přidat nový blok. Důležité je, že většina poctivých uzlů v síti udržuje stejnou verzi blockchainu. Proces přidání nového bloku do blockchainu je do jisté míry centralizovaný. K detailům se dostaneme později. Je dobré si uvědomit, že Bitcoin, ale i všechny ostatní blockchain projekty, by bez Internetu nefungovaly. V decentralizovaných sítích neustále probíhá síťový konsensus, tedy vzájemná domluva mezi klienty o aktualizaci blockchainu. Bez Internetu by k tomuto vzájemnému konsensu nedošlo. Jednotliví klienti by nevěděli o transakcích, které vznikly na jiných klientech. Nebylo by jak propagovat nové bloky. Jednotliví klienti by si možná udržovali svoji originální verzi blockchainu, která by byla dost odlišná od všech ostatních v síti. V PoW sítích by nejspíš ani nový blok nevznikl, neboť hash-rate a pooly by byly také navzájem síťově oddělené. Bez Internetu by se síť v podstatě okamžitě zastavila. Můžete si zkusit vypnout WiFi a utratit vaše mince. Zjistíte, že to v podstatě jednoduše nejde.

Co je to kritické místo selhání a v čem je problém

Kritické místo selhání je jednoduše řečeno takové místo v síti, které když přestane z jakéhokoliv důvodu fungovat, způsobí to nějaký nepříjemný problém uživatelům. Kritickým místem jsou často nějaké centrální uzly, které něco řídí, nebo se starají o něco, o co se ostatní uzly starat nemohou. Pokud v architektuře klient-server vypadne poslední běžící server, všichni klienti se nemohou přihlásit a síť je z pohledu uživatelů nefunkční. Pokud vypadne jeden klient, ostatní klienti si toho ani nevšimnou a dále server používají. P2P síť by teoreticky neměla mít kritický bod selhání, ale v praxi občas vidíme opak. Pokud má být síť co nejvíce odolná proti výpadkům, nebo cíleným útokům, nesmí mít v ideálním případě žádné centrální uzly. Případně může být těchto centrálních uzlů více, takže když vypadne jeden centrální uzel, ostatní uzly nadále fungují a síť je nadále funkční. V kontextu kryptoměn existují dva zásadní důvody, proč se chceme centrálním bodům vyhnout. Za prvé je kladen požadavek na odolnost vůči různým útokům. Bitcoin přišel na svět jako svého druhu protest projekt. Satoshi Nakamoto předpokládal, že se vlády či úřady pokusí projekt zničit skrze nějaký útok. Proto se ho snažil vybudovat co nejvíce decentralizovaný. Útok na síť může přijít z mnoha stran. Může se jednat o síťový útok, kdy se někdo může pokusit síťově oddělit centrální body od zbytku uzlů. Může se jednat o útok na konsensus. Tedy o převzetí moci skrze dominantní držení zdroje, jenž slouží k rozdělení konsensuální síly v síti. Tento útok je možný u těch decentralizovaných sítí, které s konceptem síťového konsensu pracují. Další útok se může odehrát skrze fyzický svět, kde je možné vyhledat provozovatele kritického uzlu a vytvořit na něj nátlak za účelem změny pravidel provozování. Druhý požadavek na decentralizaci je spojen se subjekty, které to se sítí myslí dobře a mají zájem ji udržovat v chodu. Ani tyto subjekty by neměly získat nějaké významné postavení. Pokud by totiž takové místo vzniklo, stane se automaticky kritickým místem selhání a půjde na něj lehce útočit přesně tak, jak jsme popsali výše. Dobře decentralizovaná síť by měla být odolná proti útokům a zneužití nejen zvenku proti externím útočníkům, ale také zevnitř proti subjektům, které se mohou snažit uzurpovat vyšší moc než jim náleží. Nemusíte být odborníkem na sítě, abyste poznali, jestli je P2P síť dobře decentralizovaná a má kritická místa selhání. Zkuste si uvědomit, jaké procesy se v síti odehrávají a jak při nich jednotliví klienti komunikují. Poté si namalujte na papír třeba 10 klientů a ať každý pošle jednu zprávu či transakci všem ostatním. Soustřeďte se na to, kudy přesně data putují na síťové úrovni a z jakého důvodu. Na papír namalujte čáry od klienta ke klientovi. Pokud z nějakého důvodů skončí všechny čáry u jednoho klienta, síť vykazuje prvky centralizace. Na obrázku vám vznikne tvar ve tvaru hvězdy. Střed této hvězdy bude významné centrum. Pokud vám vznikne něco jako mřížka a do všech klientů jde přibližně stejný počet čar, je síť více nebo úplně decentralizovaná.

Decentralizace a její definice

Pojem decentralizace má kořeny v dávné minulosti. Konkrétně bychom se museli vrátit do 18. století, kde se pojem decentralizace objevil poprvé jakožto důsledek Velké francouzské revoluce. Zde se jednalo o decentralizaci na úrovni veřejné správy. Místo jedné centrální autority vznikly autonomní územní celky. Pravomoc a s ní spojená odpovědnost se přenesla z vyšších nadřízených složek systému na nižší podřízené složky téhož systému. O decentralizaci se můžeme bavit třeba v kontextu výroby, ekonomických procesů, politické moci, a jinde. Například americké volby prezidenta jsou považované za decentralizované. Stávající prezident nemá žádnou, nebo minimální moc nad řízením jednotlivých států. Jednotlivé státy si samy určují pravidla voleb. Jednotliví lidé se každý za sebe rozhodují o tom, kdo bude příští prezident. Respektují se určitá společná pravidla voleb a vyhraje ten, kdo získá většinu hlasů. Všimněte si, že decentralizace má některé společné prvky s demokracií, neboť o výsledku hlasování nikdy nerozhoduje centrální autorita. V demokratickém hlasování rozhodují jednotlivci sami za sebe a o vítězi rozhoduje většina hlasů. Rozhodovací právo se distribuuje na mnoho nezávislých subjektů, které hlasují sobecky na základě vlastních zájmů. My se v článku bavíme o decentralizaci na síťové úrovni, které má přesah do fyzického světa, neboť klienty vždy provozují lidé. Nicméně lidé jen spustí klienta, kterého dále přes spuštěním neupravují. Klient tak dodržuje stejná pravidla, jako klienti spuštěné ostatními lidmi. Tito klienti pak podle pravidel zdrojového kódu přidávají nové bloky do své verze blockchainu. Správná verze blockchainu je ta, která je na největším počtu uzlů.

Obecná definice decentralizace by zněla nějak takto:

Decentralizovaný systém je takový systém, ve kterém účastníci dělají svá vlastní individuální rozhodnutí. V systému není žádná centrální autorita, která by dělala rozhodnutí ve jménu všech ostatních účastníků. Každý účastník dělá svá vlastní autonomní rozhodnutí a to zcela sobecky na základě vlastních nejlepších zájmů. Tyto zájmy mohou kolidovat se zájmy ostatních účastníků. Účastníci přímo interagují mezi sebou. V otevřeném systému neexistují žádné regulace či podmínky pro vstup či opuštění systému. Každý jednotlivý účastník může svobodně vstoupit, nebo vystoupit ze systému. Pojďme tuto definici napasovat na Bitcoin. Začněme malým opakováním. Bitcoin je P2P platební síť. Uživatelé mohou posílat a přijímat bitcoiny skrze odeslání digitálně podepsaných zpráv. K odeslání zprávy, kterým se také říká transakce, je nutné použít peněženku, která uživatele izoluje od přímého kontaktu s kryptografickými nástroji. Všechny transakce jsou uložené v distribuované databázi zvané blockchain. Nové bloky se do blockchainu dostanou skrze síťový konsensus pojmenovaný Proof-of-Work (PoW). Uživatelé do Bitcoin systému vstupují tak, že použijí peněženku. Už zde narážíme na problémové místo. Pokud uživatelé použijí centralizované řešení, třeba online peněženku od Coinbase, tak do systému v podstatě nevstoupili. Tedy pokud se budeme bavit striktně z perspektivy Bitcoin sítě. Tito uživatelé totiž neprovozují svoji verzi blockchainu na svém uzlu. Ale počkat, co když si uživatelé koupili bitcoiny? Tak je přece mohou utratit a vstoupili tak do systému? Háček vězí v tom, že tito uživatelé možná mince posílat mohou, ale bitcoiny vlastně nevlastní. Přímým vlastníkem je v tomto případě firma Coinbase, která jen umožňuje uživatelům připojit se přes prohlížeč na jejich server. Pokud používáte online peněženky, komunikace probíhá přes jiné protokoly. Ne přes Bitcoin síť. Uživatelé Coinbase pouze přes web zadají jejich požadavek a Bitcoin klient, kterého provozuje Coinbase, transformuje požadavek do bitcoinové transakce. Pozor, ne vždy je to nutné. Pokud si chcete bitcoiny koupit a držet v online peněžence, daná služba vám může doslova jen změnit číslo na webové stránce. Vy takové burze pošlete třeba fiat peníze a myslíte si, že máte bitcoiny. Můžete se šeredně mýlit. Pokud použijete softwarovou nebo v lepším případě hardwarovou peněženku Trezor či Ledger, je vstup do systému o dost lepší. Sice stále nepotřebujete provozovat vlastního bitcoin klienta, ale alespoň mince skutečně vlastníte. Tyto peněženky se také musí spojit s nějakým serverem, který zadané požadavky předá Bitcoin síti. Některé softwarové peněženky jsou dodávané současně s klientem. Pokud je tomu tak, provozujete takzvaný plný uzel a na vašem disku budete mít uložený blockchain. V tomto případě jste přímým účastníkem P2P sítě a vaše transakce nejdou přes servery třetích stran. Ideální a současně nejbezpečnější kombinace je vámi provozovaný klient, který je připojený k hardwarové peněžence. Privátní klíče vám pohlídá hardwarová peněženka a o vašich transakcích ví pouze síť. Ne třetí strany. Pojďme se ještě na chvíli zastavit u P2P aspektu v kontextu bitcoin transakcí. Pokud si Alice a Bob posílají textové zprávy přes chatovací službu, mohou být zprávy posílány přímo mezi Alicí a Bobem. V tomto případě bychom se bavili o P2P spojení. Ve hře by nebyla třetí strana. Ta se může případně použít pouze k prvotnímu propojení uživatelů. V jiném případě ale mohou být zprávy zasílány skrze server. V tomto případě jsou Alice a Bob klienti, kteří se oba připojí na stejný server. Zpráva od Alice tak putuje prvně na server a server ví, že má zprávu dál přeposlat Bobovi. Zde se bavíme o centralizované službě a asi tušíte, že třetí strana může zprávy zneužít ve svůj prospěch. Co mají společné textové zprávy s posíláním bitcoinů? Nic. Chtěl jsem jen poukázat na jeden aspekt, který je pro nováčky těžce stravitelný. Pokud Alice posílá bitcoin Bobovi, stačí na to jediná transakce, kterou digitálně podepíše Alice. Tato transakce je poslána doslova do celé sítě a dostane se na některé bitcoin klienty. Bob dokonce nemusí provozovat bitcoin klienta, aby mohl bitcoiny přijmout. Přesnější by asi bylo říct, aby mohl bitcoiny utratit. Transakce je poslána do sítě s tím záměrem, aby se dostala do bloku a tím pádem se navždy zapsala do blockchainu. Bitcoin transakce není určena k tomu, aby po síti dorazila k Bobovi podobně jako textová zpráva. Bitcoin transakce v sobě nese informaci o tom, kdo bude nově vlastnit a tím pádem je oprávněný utratit dané množství bitcoinů. Bob se o vlastnictví bitcoinů dozví tak, že se připojí k nějakému bitcoin klientovi, který je připojený k Bitcoin síti a pravidelně přidává nové bloky do své verze blockchainu (klient je takzvaně synchronizovaný). V některém z nových bloků se objeví transakce od Alice, která mince připsala na bitcoinovou adresu Boba. O transakci tak ví všichni bitcoin klienti. Jediný Bob drží ve své peněžence privátní klíč, který mu umožní podepsat transakci a mince připsat na jinou adresu. Všimněte si, že Bob musel předat svoji bitcoin adresu Alici nějak externě. Tato komunikace také často probíhá přes Internet a využívají se k tomu různé protokoly. Pokud vám jde o vaše soukromí, zajímejte se o to, jakým způsobem adresy posíláte protistraně. Pokud adresu pošlete například přes email, bude tato informace uložena na serveru a někdo ji může v případě zájmu vyčmuchat. Zajímavé pro nás je to, že aby se mince od Alice dostaly k Bobovi, musí se dostat do nového bloku. Pojďme se tedy podívat, jakým způsobem to probíhá.

Proč kryptoměny potřebují síťový konsensus

Kryptoměny potřebují síťový konsensus z mnoha různých důvodů a všechny jsou významné. My se však v našem článku soustředíme pouze na předání vlastnictví mincí mezi uživateli. V úvodu článku jsme si řekli, že blockchain sítě umí oddělit vlastnictví dat od procesu, kterým jsou tato data využívána. To platí také pro Bitcoin. Bitcoin je kryptoměna. Protokol tak musí hlídat, že konkrétní mince v jednom čase leží pouze na jedné adrese. Dále hlídá také to, že se vlastník nepokouší utratit mince vícekrát (třeba ve dvou transakcích poslaných současně), nebo že se někdo nepokouší utratit více mincí, než ve skutečnosti vlastní. Bitcoin si také hlídá počet mincí, které jsou aktuálně v oběhu. Nikde se nesmí z čista jasna objevit nové mince. Bitcoin je sada pravidel, která platí pro všechny uživatele. Tito uživatelé na pravidla dozírají nejlépe tak, že provozují vlastního klienta. Důležité je si uvědomit, že všichni uživatelé systému sdílí jednu sadu mincí. Tyto mince si mezi sebou vzájemně posílají. V jednu chvíli probíhá mnoho transakcí současně. Decentralizované sítě nemají jedno centrum, které by jednotlivé transakce ukládalo do databáze. Takové centrum by mohlo transakce odbavovat tak rychle, jak by transakce přicházely a ještě by je stíhalo ověřovat. Vlastně by jen stačilo zkontrolovat digitální podpis a změnit záznam v databázi. V decentralizované síti nelze nic takového udělat. Rozhodovací moc musí být distribuována. Vlastnictví mincí je tak separováno od procesu, který je společný pro všechny účastníky a který umožní přesun mincí mezi těmito účastníky. Při tomto procesu se hlídá dodržování všech ostatních pravidel. Musí existovat nějaký mechanismus, který by umožnil provádět proces ověřování a zapisování transakcí decentralizovaně. Tento mechanismus se nazývá síťový konsensus. Ten se stará o rozdělení času na pravidelné časové periody. V každé časové periodě se dá vybrat sada transakcí, která se dá ověřit vůči pravidlům. Proces validace transakcí je velmi rychlý a dá se stihnout pod jednu vteřinu. Tyto transakce se poté vloží do bloku. Blok se propaguje do sítě, kde ho validují ostatní klienti. Pokud je blok a transakce v něm validní, připojí si klienti blok do své verze blockchainu. Základní idea spočívá v tom, že tuto činnost může teoreticky dělat kterýkoliv bitcoin klient v síti. V každé periodě je v ideálním případě vytvořen pouze jeden blok jedním klientem, který je vybrán náhodně. Všichni ostatní klienti jsou v roli ověřovatele. V každé periodě je ideálně náhodně zvolený pouze jediný producent bloku. V další periodě může připadnout role producenta bloku na jiného klienta. Předchozí producent bloku bude pravděpodobně v novém kole ověřovatelem. Síťový konsensus se tak stará zejména o časovou synchronizaci protokolu a náhodný proces výběru producenta bloku v dané periodě. Díky konsensu se tak daří přidávat bloky v přibližně stejných intervalech. V případě Bitcoinu se obě popsané funkce stará síťový konsensus Proof-of-Work. Náročnost těžby se pravidelně upravuje podle dostupného hash-rate tak, aby se složitá výpočetní úloha vyřešila přibližně za deset minut. Současně se dopředu neví, jakému klientovi se úlohu podaří vyřešit. Ten kdo úlohu vyřeší, dostane právo k produkci bloku. Úlohu může začít řešit libovolný počet účastníků, kteří mezi sebou bojují o prvenství v každém kole. Všimněte si, že vložit transakce do bloku a propagovat ho do celé sítě se dá zvládnout během několika vteřin. PoW úloha byla na 10 minut nastavena záměrně a to přímo Satoshim. Například Ethereum používá také PoW konsensus, který je však nastavený na pouhých 20 vteřin. Síť funguje od svého spuštění bez ztráty kytičky, co se týče kvality konsensu. Vraťme se ještě k protokolu Napster. Byl to decentralizovaný protokol, ale nepotřeboval používat síťový konsensus. Lidé se mohli navzájem propojovat a sdílet mezi sebou soubory. V síti nefigurovalo něco jako digitální vzácnost. Nebylo tak třeba, aby se nody musely většinově na něčem shodnout. Síť neměla problém se škálovatelností.

Šedivá je teorie, zelený strom života

V ideálním případě by mohl v síti vyprodukovat blok každý jednotlivý klient a současně by všichni klienti za daný čas vyprodukovali stejné množství bloků. Tato teorie však naráží na limitace spojené s fyzickým světem. Síť vždy udržují lidé a ti jsou chamtiví. Za vytěžený blok lze v Bitcoin síti získat odměnu, která většinou pokryje náklady na elektřinu a operátorovi zbyde nějaký profit. Těžba je byznys, o který se jednotliví účastníci přetahují. Postupem času vznikl specializovaný hardware určený pouze na těžbu, který řádově překonal schopnosti běžných stolních počítačů. Vznikly pooly, které na sebe převzaly produkci bloků. Popsaný scénář z předchozí kapitoly, kdy má každý klient šanci vyprodukovat blok, je dnes jen hudbou dávné minulosti. Dříve byl každý bitcoin klient takzvaně těžební, takže každý účastník měl šanci vyprodukovat blok. Tohle nádherně naplňovalo definici P2P sítě, neboť každý účastník současně síť držel při životě a síť neměla žádné slabé místo. Na PoW, nebo obecně na konsensus v jiné veřejné sítí, se dá dívat také jako na důkaz o udržování a zabezpečení sítě. Lidé za to byli na začátku Bitcoinu odměněni. Bohužel jen do doby, než to převzal byznys. Pooly a ASIC minery zamíchaly kartami co se týče decentralizace, a to možná víc, než si někteří lidé připouští. S příchodem poolů a potažmo těžařů se stalo to, že bitcoin klienti si přestali být rovni. Pooly, řekněme speciálně upravení klienti, mají vyšší rozhodovací moc než ostatní klienti. Jak by řekl Orwell, všichni jsme si rovni, někteří jsme si rovnější. Když se na to podíváme čistě ze síťového hlediska, zjistíme, že když Alice posílá transakci, tak ta se musí dostat k uzlům, na kterých běží pool. Pouze pool totiž může transakci zařadit do bloku a má současně šanci vyhrát v PoW soutěži. V síti nám tak vznikají útvary ve tvaru hvězdy, což nám indikuje centralizovaná sídla moci. To samé se dá říct o delegování hash-rate těmto poolům. Pooly používají speciální protokoly k tomu, aby mohly komunikovat s těžaři. Těžaři tak pracují na části celé PoW úlohy a pokud některý těžař uspěje, dá se říct že uspěl celý pool v dané časové periodě. Odměna jde na adresu vlastníka poolu, který ji pak za odvedené zásluhy rozdělí všem těžařům. I zde vzniká útvar ve tvaru hvězdy. Pooly jsou kritickým místem selhání hned ze dvou důvodů. Je také zajímavé, že těžaři už nejsou ti, kdo musí provozovat bitcoin klienty. Ti menší to často ani nedělají. Těžaři jsou subjekty, které mohou provozovat dobrý byznys a nemusí mít zájem nějak víc participovat v Bitcoin ekosystému a třeba dotovat vývoj klienta či další infrastruktury. Pooly jsou centralizovaná místa v P2P sítích. Vznikly na základě dlouhodobého vývoje a je třeba s tím dále pracovat. Decentralizace je dynamický proces, který se v čase mění. Nelze jednorázově vytvořit P2P protokol, ve kterém je nutné dospět pravidelně ke konsensu mezi klienty, a myslet si že bude navždy stejně kvalitně decentralizovaný. Důvodů je mnoho, zmiňme ty nejdůležitější. Počet uživatelů se v čase může měnit a v případě kryptoměnového projektu, který cílí na masovou adopci, bude tento počet růst. S počtem uživatelů by tedy měl růst také počet poolů. K tomuto tématu se ještě vrátíme. Pokud je distribuce konsensuální síly postavena na zdroji, který se dá koupit za peníze, dá se očekávat, že bohatí lidé budou mít o tuto moc zájem a koupí si jí. Motivací může být pouze to, že z moci plyne profit, který zpětně zvyšuje moc. Pokud někdo ovládne těžbu, získá velkou část odměn. V případě PoW je tímto drahým zdrojem elektrická energie, takže není divu, že se moc centralizuje tam, kde je k mání levně. Je také potřeba říct, že ne všichni kdo chtějí vlastnit bitcoiny či jiné kryptoměny chtějí provozovat vlastní klienty. Mnohým lidem dnes k životu stačí mobilní telefon a firemní notebook. Instalace klienta je mnohdy dobrým koníčkem pro IT specialisty, ale běžná populace o to nebude mít zájem a to i v případech, že by to mnozí technicky zvládli. Je důležité zmínit, že operátoři poolů mají moc, kterou ostatní účastníci v síti nemají. Nicméně to není moc absolutní. Síť je stále decentralizovaná a jednotlivé pooly se navzájem drží v šachu. Jeden pool nemá šanci změnit pravidla protokolu. Blok, který by pravidla porušil, by nebyl ostatními pooly akceptován. Ostatní pooly by na podvodný či chybný blok nenavázaly dalším novým blokem. Vadný blok by časem osiřel. Dalším zajímavým aspektem spojeným s pooly je fakt, že pooly získávají své silné postavení skrze hash-rate, který jim delegují těžaři. Ve je hře je tak jakýsi proces volby. Voliteli se stávají lidé, kteří jsou profitabilní v těžebním průmyslu. Dnes se dá říct, že jsou to lidé, kteří mají relativně hodně peněz na to, aby těžbu rozjeli ve velkém. Pokud se ptáte jak měřit kvalitu decentralizace, můžete na to jít tak, že spočítáte počet subjektů (poolů), které mají šanci získat právo na produkci bloků. Dále můžete zkoumat způsob, jakým tyto subjekty toto právo získávají a jestli je ve hře nějaký proces delegování moci tak, jako v případě Bitcoinu. Dobré je také sledovat, kudy a komu tečou peníze za produkci bloků a jaká je šance, že se toho mohou účastnit další subjekty. Účast často vyžaduje počáteční investici, které se nemusí vrátit.

Mining pooly nejsou nutné zlo

Určitá míra centralizace není obecně nutně špatná, pokud je dobře škálovaná v kontextu aktuální adopce a pokud existují nějaké mechanismy, jak s ní v rámci protokolu dále pracovat. Pokud si Alice a Bob chtějí vyměnit hodnotu, ale navzájem si nevěří, potřebují třetí stranu, které věří oba dva. Co když ale Alice a Bob nemají společnou důvěryhodnou třetí stranu? Asi by bylo dobré sáhnout po nějakém davu náhodně vybraných lidí, kteří neznají ani Alici, ani Boba. Těmto lidem by se zaplatilo za to, že na výměnu hodnotu dohlédnou. Vybraní lidé by nejspíš používali zdravý selský rozum a nikomu by nenadržovali. Jen by dohlíželi na to, aby Alice a Bob nepodváděli. V provozovatelích poolů můžete vidět tento náhodný dav. Otázka zní, kolik poolů potřebujeme, aby lidé síti věřili. Síť by fungovala dobře klidně s jediným poolem. Byla by silně centralizovaná a zbytečně pomalá a drahá na provoz s ohledem na to, že v ní rozhoduje jediná entita. Decentralizace může být relativně drahá, takže by měla být co nejlepší. Současný počet silných poolů v Bitcoinu je 10. Je to dobrý počet? Na tuhle otázku vám nikdo nedá správnou odpověď, neboť s existencí veřejných globálních sítí nemáme žádnou předešlou zkušenost. Názory by byly hodně subjektivní. Přesto se nad tím pojďme zamyslet. Pokud by se chtěli Alice a Bob spolehnout na náhodně vybrané lidi, kolik by jich potřebovali? Dobré číslo by bylo asi 3. Lichý počet je dobrý pro hlasování a v případě, že by to byl člověk jediný, mohl například muž nadržovat pěkné ženě (zanedbejte fakt, že v případě sítě by na sebe účastníci fyzicky neviděli). Dle mého názoru je to o škále, tedy o počtu uživatelů, kteří budou danou síť používat. Deset poolů pro třeba milion lidí by bylo dobré číslo, ale co když bude síť používat miliarda lidí? Může se tak velký počet lidí spoléhat na 10 pool operátorů? Význam sítě s tak velkým počtem uživatelů by byl mnohem vyšší než je dnes. Byl by tak kladen mnohem vyšší tlak na pool operátory. Důvěra lidí v decentralizovanou síť bude spojena s pocitem či vírou, že v síti není žádné centrum moci. Nyní se nebavíme o možnosti na síť útočit, což je vždy lehčí, když má několik málo center. Bavíme se opravdu o víře, že nad novou formou svobodných peněz nemá nikdo konkrétní viditelnou kontrolu. Pokud můžeme na pool operátory lehce ukázat prstem a stačí nám ty, co máme na rukou, rozhodně to není ideální stav. Nad zlatem nemá nikdo konkrétní kontrolu, co se týče jeho existence. Pokud mají vzniknout globální tvrdé peníze, bude kvalita decentralizace zcela zásadní vlastnost. Globálně používaná kryptoměna musí mít z pohledu lidí stejné vlastnosti jako zlato. Co se týče zlata, neexistuje centralizovaná entita, která rozhoduje o tom, jestli můžete prodat váš slitek. To samé musí platit v případě Bitcoinu. Počet poolů v Bitcoin síti je nyní nízký, ale svým způsobem dostatečný při současné míře adopce. Jakmile poroste adopce, měla by růst také decentralizace, neboť bez ní se může ztrácet potřebná důvěra. Jak zařídit, aby se míra decentralizace zvyšovala? V obecné definici decentralizace je požadavek na to, že musí být snadné do systému vstoupit a také z něj vystoupit. V kontextu kryptoměny by to tedy měl být požadavek na to, aby bylo relativně snadné stát se plnohodnotným uživatelem a mít šanci účastnit se produkce bloků, tedy založit si pool. To je však zjevně nereálný požadavek, neboť matematikou základní školy dospějeme k tomu, že pool by mohl čekat na první odměnu hodně dlouho. Pokud je čas bloku nastavený na 10 minut, je každý den odměn pouze 144. Za rok jich tedy je 52,560. To je určitě míň, než kolik je současných uživatelů, kteří by rádi vytěžili blok. Pokud se chcete podílet na těžbě, nezbyde vám než se stát těžařem a k nějakému poolu se připojit. To je však také relativně nákladná a riziková záležitost. [ethereumads] Z pohledu uživatelů neprovozujících bitcoin klienta je vlastně celá síť také v podstatě jakési centrum, ve kterém existují jejich mince. Provozování bitcoin klienta uživatelům dá šanci celý systém pouze zpětně kontrolovat, ale neposkytuje právo podílet se na konsensu. Kontrola samotná není ekonomicky motivovaná, pokud nepočítáme zájem na tom, že vlastnictví mincí nikdo nezmění a mince si dlouhodobě udrží hodnotu. Mnozí uživatelé se tak rádi spolehnout na ostatní. Nechme si toto téma na příště s konstatováním, že je snadné koupit si bitcoin, ale je složité vstoupit do systému jako právoplatný člen a získat konsensuální sílu.

Závěr

Na decentralizaci jsme se podívali jen z jednoho úhlu pohledu. Téma je jako takové mnohem komplexnější. Dlouho by se dalo mluvit o decentralizaci na úrovni týmů, nebo o hlasování o klíčových změnách v protokolu. Důležitá je například také decentralizace na úrovni počtu implementací klientů. Obecně platí, že čím více rovnoměrně používaných klientů existuje, tím více je síť odolná vůči některým softwarovým chybám. Na druhou stranu určité rozdíly mohou vyústit v nechtěné rozdělení blockchainu. Dále hraje důležitou roli ekonomický a motivační model různých projektů. Ekonomický model, decentralizace a síťový konsensus jsou propojené nádoby. V současné době se používají dva koncepty. Jsou to PoW a PoS, které se liší v tom, jaký zdroj používají k distribuci moci. PoW sítě používají elektrickou energii, což je zdroj nekonečný, drahý a obnovitelný. PoS sítě používají vlastní mince, které se stávají tím vzácnější, čím více roste význam sítě. Počet mincí může být omezený a konečný. Z pohledu decentralizace má PoS konsensus určité výhody, neboť protokol samotný může na svoji vlastní decentralizaci v podstatě dohlížet. Samozřejmě jen do určité míry, neboť i nativní mince protokolu je stále jen zdroj, který se dá za peníze koupit. Docílit vysoké úrovně decentralizace je stále velkou výzvou a nedaří se to. Žádná síť používající pooly nemůže být z definice dobře decentralizovaná. Není však potřeba vyhovět definici, je nutné více tlačit na zlepšování decentralizace. PoW sítě nejsou v decentralizaci žádní šampioni. V praxi vidíme, že mnohé PoW projekty ovládá doslova pár pool operátorů. Mnohé PoS projekty strčí PoW sítě do kapsy, neboť v těchto sítích můžeme vidět stovky až tisíce poolů či validátorů. O tento druh byznysu je zájem a je mnohem jednodušší do něj vstoupit skrze PoS sítě. Proto se dá očekávat, že PoS sítě budou v decentralizaci vždy na špici. V případě Bitcoinu dnes lidem nízká decentralizace vadit nemusí. Lidé nedokážou termín decentralizace popsat a technicky mu nerozumí. To se ale může změnit s vyšší adopcí a s rostoucím významem sítě, kdy se lidé i investoři začnou ptát na detaily a více se vzdělávat. Nedokážu si představit, že se Bitcoin stane ekonomickou páteří světa a o transakcích bude rozhodovat několik subjektů převážně z Číny. [twitter-follow username="btctip_cz" scheme="dark"]. [easy-social-share buttons="facebook,twitter,linkedin" counters=1 counter_pos="inside" hide_names="no" template="tiny-retina"]