Forskere forbinder realisme med blockchains løfter

Alt efter hvem du spørger, blockchain-teknologi er klar til at revolutionere verden – fra at skabe en universel valuta til at opbygge et gratis og virkelig privat internet. Eller, den nye teknologi, bygget med en kombination af kryptering og gennemsigtighed, er en løsning i jagten på et problem.

Virkeligheden falder sandsynligvis et sted midt imellem. Mens et voksende antal startups og forskere dedikerer sig til at udforske blockchains fulde potentiale, eksperter advarer om, at en sund dosis skepsis er nødvendig for fuldt ud at vurdere teknologien og dens eventuelle plads i samfundet.

For mange individer, selvom - inklusive nogle, der ønsker at investere - blockchain-teknologier og deres begrænsninger forbliver dårligt forstået, efterlader folk sårbare over for at blive udnyttet af dårlige skuespillere. Forskere ved Princeton University's School of Engineering and Applied Science stræber efter at ændre det gennem uddannelse, opsøgende og forskning.

"Tidligt indså vi, at dette var en teknologi, der ikke var godt forstået, men som mange mennesker var interesserede i, " sagde Ed Felten, Robert E. Kahn professor i datalogi og offentlige anliggender ved Princeton. "Der var ikke en sammenhængende, højkvalitets måde at undervise om denne teknologi eller forklare den på, så vi har forsøgt at systematisere den viden og uløste problemer, der ligger til grund for den."

Kort fortalt, en blockchain er en hovedbog. Men i modsætning til et gammeldags hotelregister, der samler støv på en disk, en blockchain hovedbog holdes elektronisk flere steder på tværs af internettet. Det er synligt for ethvert medlem af fællesskabet, der deltager i den pågældende blockchain. Hver kopi af hovedbogen opbevares på en computer kaldet en node; når nogen foretager en transaktion ved hjælp af blockchain - f.eks. at bruge virtuel valuta til at bestille en pizza - kører operatørerne af noderne gennem beregninger for at oprette en ny post, eller blokere, i hovedbogen. Hver ny blok krypteres ved hjælp af en privat, numerisk nøgle fra den person, der købte pizzaen; de nye blokke er også knyttet til de tidligere blokke ved hjælp af yderligere kryptering.

Kombinationen af ​​kryptering og synlighed gør indtastninger ekstremt svære at forfalske. Fordi beregningerne udføres på flere noder, og resultaterne er synlige for deltagerne, vil varierende resultater umiddelbart være et rødt flag. Systemets distribuerede karakter betyder, at det er svært for en enkelt enhed at kontrollere. Det gør også transaktioner ekstremt vanskelige at spore tilbage til en bruger.

Den første brug af blockchain-teknologi var i nye former for valuta såsom Bitcoin. For nylig, evnen til at spore decentrale transaktioner pålideligt har tiltrukket andre sektorer. Virksomheder udforsker brugen af ​​det til kontrakter, app udvikling og international finansiering.

"Jeg tror, ​​det bliver en historie om gradvis integration, snarere end en historie om en revolution, " sagde Arvind Narayanan, en lektor i datalogi ved Princeton. "Det er en interessant ny teknologi, og en række af os her arbejder på at gøre det tekniske grundlag endnu stærkere."

I 2014 Narayanan begyndte at undervise i et af de første universitetskurser i blockchain, som han og Felten snart udvidede til en online Coursera-serie og en populær lærebog. På samme tid, med kolleger og tidligere og nuværende studerende, de begyndte at innovere måder at maksimere fordelene ved blockchain og minimere risiciene. "Der er meget på spil og meget, der ikke er forstået om denne teknologi, " sagde Felten. "Som uafhængige akademikere, den rolle, vi prøver at spille, er at forklare, tolke og B.S. detektorer."

Det sagt, Felten og Narayanan mener, at blockchain har en væsentlig rolle at spille - selvom, højst sandsynlig, vi mangler endnu at forestille os, hvad det bliver. "På en eller anden måde vi leder stadig efter dens vigtigste applikation, " sagde Felten.

Talrige Princeton-alumner forsøger at udfylde det ukendte ved at blive tidlige innovatører på området, herunder en medstifter af kryptovalutaen Ethereum og stiftere af flere højprofilerede virksomheder, såsom Blockstack (se listen nedenfor). Hvor de vil tage disse og andre ventures afhænger ikke kun af teknisk finesse, men fantasi.

Det decentrale netværk

Blockchains mest fremtrædende anvendelse hidtil har været at skabe kryptovalutaer, såsom Bitcoin og Ethereum, som ikke er kontrolleret af en centralbank. Disse valutaer er ikke i sig selv blockchains - de er abstrakte tokens - men handler med deres mønter registreres på blockchains. Fordi ejerskab og enhver overdragelse af ejerskab registreres i den offentlige finans, deltagere i Bitcoin-systemet behøver ikke at stole på en enkelt enhed. I stedet, de sætter deres lid til den distribuerede hovedbogsteknologi, som vedligeholdes af et stort antal deltagere rundt om i verden.

Hver kryptovaluta tilbyder et begrænset antal mønter, selvom nye regelmæssigt oprettes og udbetales som betaling til brugere, kaldet minearbejdere, som er de første til at løse de vanskelige beregningsproblemer - de barske gåder - der er tilføjet kæden. Minearbejderes computere kører algoritmer, der udfører den vanskelige opgave at bygge blockchain-poster og løse matematiske problemer. I bytte, de modtager mønter.

Selvom dette lyder abstrakt, Felten påpeger, at systemet faktisk har meget til fælles med konventionelle valutaer. "De fleste penge, vi har, findes i tal på en computer et eller andet sted, " sagde han. "Hvis du går ind i en sandwichbutik, de giver dig en sandwich til gengæld for, at du beder en bank flytte numre fra en konto til en anden." Ligesom papirpenge, han fortsætter, kryptovalutaer har værdi, fordi deres udbud er begrænset, og fordi brugerne kan være sikre på, at de kan bytte dem til varer og tjenester. Kryptovalutaer handler nu mod dollaren, og deres samlede markedsværdi er over $100 mia.

Blandt deres største attraktioner, cryptocurrencies tilbyder en måde at overføre penge over afstande og grænser uden at involvere mellemmænd, der kan opkræve høje gebyrer. I andre tilfælde, visse kryptovalutaer har avancerede funktioner, herunder evnen til at skabe smarte kontrakter, eller selvhåndhævende regler, der styrer deponeringsordninger og andre interaktioner.

Blockchain er stadig i sin vorden, selvom, så det sande omfang af dets anvendelighed er sandsynligvis endnu ikke afsløret.

"Det er en slags analogi til internettets tidlige dage, hvor nogle mennesker var super begejstrede og fremsatte en masse påstande om, hvordan det ville ændre menneskets eksistens for altid, og nogle sagde, at det bare var et modefænomen, " sagde Felten. "Selvom det ikke løste alle menneskehedens problemer, det viste sig at være ret vigtigt."

Men for alle de interessante nuværende og fremtidige anvendelser af blockchain, han tilføjede, der er "en ekstraordinær mængde af slangeolie og overdrivelse i den offentlige retorik." Fordi nogle cryptocurrency-transaktioner er anonyme, for eksempel, de er særligt attraktive for kriminelle grupper, herunder dem, der ønsker at bytte ulovlige varer. I andre tilfælde, mindre kyndige brugere udnyttes gennem "pumpe og dump-ordninger", hvor skruppelløse investorer kunstigt hæver prisen på en varm vare og derefter hurtigt sælger, forårsager et styrt. "Der foregår et stort antal svindel, " advarede Narayanan.

Blockchain er også ekstremt energikrævende, mest på grund af minedrift, som kræver specialiseret udstyr med stor efterspørgsel efter elektricitet. Bitcoin-minedrift alene tegner sig for omkring 0,1 procent af verdens samlede energiforbrug - mere energi end visse lande, herunder Danmark og Irland, forbruge. Som Narayanan vidnede for Senatets udvalg for energi og naturressourcer i august, dette udgør et alvorligt problem for energiforbruget og miljøet.

Koder fremtiden

Fra de tidlige dage, Princeton-forskere har stræbt efter at afbøde nogle af disse problemer og for bedre at forstå teknologien og dens potentiale.

"Bitcoin er portrætteret i medierne som at springe ind i eksistensen fra en mystisk persons sind, men jeg var medforfatter til et papir om komponentteknologierne i kryptovalutaer, der citerede litteratur fra begyndelsen af ​​1980'erne, " sagde Narayanan. "Fortsat med at forbedre cryptocurrency og blockchain vil kræve meget mere computervidenskabelig forskning."

BlockSci, for eksempel, er en database, som Narayanan og hans kolleger har bygget til at analysere hundredvis af millioner af Bitcoin-transaktioner. BlockSci giver dem mulighed for at undersøge tendenser og besvare spørgsmål, såsom hvor mange penge der rent faktisk overføres, og hvor meget privatliv brugere virkelig har.

"Der er masser af interessante videnskabelige og kommercielle spørgsmål, vi kan stille med disse data, " sagde Narayanan. En nylig undersøgelse afslørede, for eksempel, at bitcoins skifter hænder sjældnere end hvad der tidligere var antaget - omkring 1,4 gange om måneden - hvilket tyder på, at enkeltpersoner bruger mønter mindre som valuta og mere som investeringer.

Princeton studerende og kandidater skubber også feltet fremad, ved at skabe apps og skrive software til at forbedre kryptovalutaer; stiftende virksomheder baseret på blockchain; og finansiere sådanne ventures. Joseph Lubin, en af ​​grundlæggerne af Ethereum, dimitterede fra Princeton i 1987 med en grad i elektroteknik og datalogi.

Et nyligt foretagende, Basis, grundlagt af Princeton datalogi alumni Nader Al-Naji, Lawrence Diao og Josh Chen, for nylig rejst 133 millioner dollars til indsatsen for at bygge en kryptovaluta, der holder en mere stabil pris end konventionelle blockchain-baserede "mønter". Basissystemet skaber den virtuelle ækvivalent til en centralbank, som automatisk justerer udbuddet af valuta, baseret på efterspørgsel.

En nylig Princeton alumni venture, Blockstack, har til formål at bygge et helt decentralt internet baseret på blockchain. Ifølge medstifterne Ryan Shea (2012 BSE i maskin- og rumfartsteknik) og Muneeb Ali (2017 Ph.D. i datalogi), Blockstack, der er registreret som et offentligt formålsselskab, var inspireret af store problemer, de opfattede i den måde, internettet fungerer på, herunder bekymringer om persondata og autonomi.

"Vi så, at mangel på konkurrence og mangel på kontrol for slutbrugeren virkelig hæmmede friheden, sikkerhed og privatliv rundt om i verden, "Shea sagde. "Vi ønskede at bygge et nyt system, der styrker den enkelte og giver hver enkelt af os mulighed for at eje vores data."

I stedet for at Facebook gemmer og kontrollerer alle en persons data på sine servere, for eksempel, en Blockstack-bruger kunne nemt migrere sin digitale identitet fra app til app, hvis ønsket. Blockstack-software til styring af profiler og sikring af konti er allerede tilgængelig, ligesom decentraliserede messenger- og dokumentredigeringsapps. Næste år, virksomheden planlægger at frigive sin egen blockchain sammen med et Blockstack-token, og diskussioner er i gang for at skabe en decentraliseret Twitter.

"Vi arbejder med masser af teams for at hjælpe dem med at bygge de apps, de ønsker på platformen, "Siger Shea. "De mest spændende ting er mindre omkring de nøjagtige detaljer i den underliggende infrastruktur, vi leverer, og mere omkring, hvordan vi gør det muligt for udviklere at skabe nye oplevelser."

Blockstack er allerede ved at komme fuld cirkel ved at inspirere og sætte andre Princeton-forskere i stand til at skabe nye teknologier. På Keller Center for Innovation in Engineering Educations eLab Summer Accelerator Program i august, et hold af nye Princeton-kandidater lancerede Afari, en Blockstack-baseret social medieplatform beregnet til at give databeskyttelse tilbage til folket ved at returnere dataejerskab og privatliv til brugerne, og ved at give alle en lige chance for, at deres stemme bliver hørt og belønnet.

"De sociale medier er efter vores mening så ødelagte, at du er nødt til at redesigne dem fra bunden, " sagde Avthar Sewrathan, medstifter af Afari og en 2018 kandidat i datalogi. Blockchain, holdet sagde, gør det muligt. "Når du laver et opslag på Afari, " sagde medstifter Felix Madutsa, "dine data gemmes ikke hos os, men er snarere lagret på et decentraliseret system, som du, brugeren, kontrollerer og ejer."