Что такое бархатные форки

На сегодня известны и широко распространены два типа форков — софтфорк и хардфорк. Первые считаются менее разрушительными и обладают обратной совместимостью, то есть они совместимы со старой версией блокчейна. При проведении софтфорка обновленные ноды могут взаимодействовать с нодами «родительской» сети. Пример софтфорка — SegWit в сети Bitcoin. При хардфорке же образуется новая цепочка сети по правилам, несовместимым со старым протоколом блокчейна. В данном случае узлы новой и старой сети не могут взаимодействовать, поскольку хардфорк предполагает изменения самого механизма консенсуса. При этом хардфорк может расколоть блокчейн, если не все пользователи соглашаются внести обновления, как случилось с Ethereum Classic. Хардфорк Ethereum изначально был призван вернуть украденные в ходе атаки средства, а не создать две версии криптовалюты.

Бархатные форки впервые описываются в исследовательской работе Non-Interactive-Proofs-of-Proof-of-Work (NIPoPoWs), посвященной способам достижения консенсуса и опубликованной 4 декабря 2017 года сотрудниками ведущих университетов Эдинбурга, Иллинойса и Афин Агелосом Киайясом, Эндрю Миллером и Дионисом Зиндросом. Они представляют бархатные форки как механизм, который не требует «изменения правил на уровне консенсуса», благодаря чему он не нуждается в одобрении всеми участниками сети. Кроме того, документ указывает, что такие форки позволяют «последовательное развертывание» ПО и не причиняют вреда майнерам, которые не поддержали обновление — в этом смысле они имеют схожие черты с софтфорком.

«Мы считаем, самое интересное заключается в том, что ты можешь вводить новые принципы в инклюзивный блокчейн, для чего не требуется поддержка большинства участников сети», — рассказал научный сотрудник Imperial College London Алексей Замятин, который в начале марта, на конференции по финансовой криптографии в Кюрасао, представил полностью сосредоточенное на бархатных форках исследование под названием «Дикий бархатный форк здесь! Изменения инклюзивного протокола блокчейна на практике».

По словам Замятина, «это не ракетостроение, а довольно простой концепт», причем сама система существовала и раньше, но не была описана. Замятин приводит в качестве примера децентрализованный майнинговый пул P2Pool. Поскольку нет инструмента, контролирующего распределение вознаграждения майнерам, P2Pool создал второй блокчейн с более низким уровнем сложности, который могут поддерживать только майнеры этого пула. Этот блокчейн используется, чтобы оценивать, сколько вычислительных мощностей предоставляет каждый майнер, и выплачивать пропорциональное вознаграждение. При этом все майнеры могут принимать как блоки, созданные в блокчейне Bitcoin, так и блоки собственного блокчейна P2Pool.

Замятин также описывает, как подобные форки могут вдохнуть новую жизнь в предложенные ранее, но не воплощенные инновации, в частности, в протокол «следующего поколения биткоина» Bitcoin-NG, разработанный профессором Корнелльского университета Эмином Гюн Сирером для увеличения пропускной способности блокчейна Bitcoin с помощью его реструктуризации. «Хотя документ не слишком подробный, сама идея добавления новой функциональности при отсутствии рисков и затруднений, которые обычно связаны с софтфорками и хардфорками, весьма интересна», — прокомментировал Сирер.

В своем исследовании Замятин упоминает потенциальные уязвимости бархатных форков, но отмечает, что степень этих угроз нуждается в дополнительном изучении. Так, в одном из сценариев, «бархатные майнеры», как называет их Замятин, обновляют ПО, тогда как остальные игнорируют новые правила. Если блоки, которые генерируют бархатные майнеры, станут более прибыльными, чем обычные, то другие майнеры могут «предпочитать обновленные блоки блокам, созданным по старой системе». Поскольку сегодняшние модели атак в большинстве случаев не предполагают различную выгодность блоков, это может оказать «непредсказуемое влияние на предположения безопасности таких систем», — пишет Замятин. Еще один возможный способ атаки — «эгоистичный майнинг». Это процесс, при котором майнеры скрывают тот факт, что они сгенерировали блок, и остальные майнеры продолжают искать его, в то время как обманщики уже ищут следующий. Это дает им фору для получения следующего блока.

В настоящее время Замятин исследует предложения по изменению сети, для которых бархатный форк будет потенциально полезен. В частности, он рассчитывает, что по такому принципу в сеть Bitcoin может быть добавлен изначально разработанный под Ethereum протокол GHOST: для ускорения блокчейна он полностью реструктурирует систему и, по мнению Замятина, может не получить достаточной поддержки для реализации в качестве софтфорка или хардфорка.

Таким образом, одно из главных преимуществ бархатного форка в том, что он помогает обойти этап споров, обычно разгорающихся вокруг крупных изменений кода: «Даже несколько версий [блокчейна. — DeCenter.] могут существовать параллельно, возможно, они даже будут совместимы друг с другом, и все это без необходимости зачастую противоречивых софтфорков и хардфорков», — говорит Замятин.