Эволюция физического bitcoin: от Casascius до Tapsigner

Автор: Juan Galt

Перевод: Saoirse, Foresight News

Цифровая природа биткоина является его ключевым преимуществом. Благодаря программируемости биткоин обеспечивает самостоятельное хранение, значительно усложняя кражу или конфискацию активов. В то же время цифровая форма позволяет мгновенно перемещать его, обеспечивая передачу и расчет стоимости по всему миру за считанные минуты.

Однако биткоин также подвергается критике из-за своей нематериальной природы. В своем первоначальном состоянии биткоин невозможно потрогать или держать в руках; люди могут воспринимать его только через воображение и понимание, что становится серьезным препятствием для его массового принятия. На протяжении более десяти лет предприниматели и создатели неоднократно пытались физически материализовать биткоин, стремясь сохранить его ключевые свойства, схожие с наличными деньгами. Хотя до сих пор никто не решил все проблемы полностью, соответствующие исследования уже принесли множество результатов и породили целый ряд классических физических продуктов.

Источник изображения: Stacks Bowers Galleries

Кассиси были впервые отлиты 6 сентября 2011 года, когда цена биткоина составляла всего 8 долларов. Они безусловно являются наиболее значимыми физическими коллекционными биткоинами в истории, после чего появилось множество подделок. Название происходит от имени пользователя Mike Caldwell на форуме Bitcointalk. Многие дизайнерские решения, закрепленные в этой монете, стали важной основой для последующих физических биткоин-продуктов.

Одной из главных проблем при реализации физического биткоина является хранение приватного ключа. Биткоин является нативным цифровым активом, функционирующим на основе криптографической пары публичный/приватный ключи. Приватный ключ, как конфиденциальная информация, генерируется с помощью специального биткоин-криптографического алгоритма, который создает соответствующий публичный ключ. Майк Калдвелл сгенерировал приватный ключ на оффлайн-устройстве, распечатал его и прикрепил к корпусу металлической монеты, а также, скорее всего, удалил резервную копию приватного ключа с компьютера. Он также подробно опубликовал всю систему мер безопасности на своем личном веб-сайте для ознакомления потенциальных покупателей.

Печатный приватный ключ покрыт специальной антитамперной наклейкой; при снятии наклейки на поверхности остаются четкие шестигранные следы. Покупатель может определить, подвергался ли приватный ключ ранее контакту со стороны третьих лиц.

Управление приватными ключами является наибольшим риском безопасности при создании физических биткоинов. Решение Casascius основывалось на доверии пользователей к разработчику. С точки зрения отраслевых стандартов того времени Майк Калдвелл действовал прозрачно и с большой ответственностью, и по сей день сохраняет отличную репутацию — доверие пользователей оправдалось. Сегодня такие коллекционные предметы обладают значительной коллекционной надбавкой помимо собственной стоимости биткоинов и стоимости драгоценных металлов, что принесло владельцам значительную прибыль.

В ноябре 2013 года выпуск Casascius coins был официально прекращен. Финансовый комитет по борьбе с финансовыми преступлениями (FinCEN), подведомственный Министерству финансов США, сообщил Майку Калдвеллу, что чеканка физических биткоинов была признана деятельностью по передаче средств и требует соблюдения строгих требований соответствия. Кроме того, централизованный механизм доверия, используемый при генерации приватных ключей, сделал его объектом особого внимания регуляторов.

Спустя год после прекращения производства Casascius Coins, RavenBit был официально запущен с целью решения проблемы доверия в сфере физических биткоинов и попытки децентрализовать процесс чеканки. Внешний вид RavenBit очень похож на Casascius Coins, но при выходе с завода приватные ключи не предустановлены, а антифальсификационные наклейки находятся в незапечатанном состоянии. Пользователи могут самостоятельно сгенерировать пару ключей, наклеить их на монету, а затем нанести антифальсификационную наклейку.

Теоретически эта конструкция обеспечивает децентрализацию права на чеканку монет и представляет собой прорыв. Однако на практике она привела к появлению огромного количества индивидуальных чеканщиков без бренда и недостаточно надежных, а многие из используемых ими рабочих устройств для генерации приватных ключей могут быть заражены вредоносным программным обеспечением. Когда вы получаете RavenBit от другого человека, вы совершенно не можете быть уверены, сохранил ли он копию приватного ключа или обеспечил ли надлежащую защиту.

Сегодня проект RavenBit уже не функционирует, но он дал отрасли важный урок: для реального воплощения биткоина в физической форме необходимы более передовые технологии.

Чтобы полностью решить проблему доверия при чеканке физического биткоина в централизованных и децентрализованных сценариях, производитель аппаратных кошельков Coinkite разработал Opendimes — миниатюрное аппаратное устройство, специально предназначенное для хранения биткоин-безымянных активов. Сооснователь Coinkite NVK в интервью Bitcoin Magazine рассказал о первоначальной идее создания продукта: «Биткоин — это цифровая валюта, и всё, что мы делаем, — это создаем для него физическую резервную копию. Возможно, в будущем кто-то сможет вручную взломать алгоритм secp256k1, но на данный момент генерация действительных биткоин-ключей всегда требует компьютера, и компьютер является сегодняшним „инструментом чеканки“».

Opendimes разработаны именно на основе этой ключевой логики. Устройство оснащено чипом, способным самостоятельно генерировать пару открытого и закрытого ключей, а также безопасно хранить закрытый ключ с помощью кремниевой анти-вмешательственной структуры.

При инициализации устройства пользователь должен импортировать файл или другие формы случайной энтропии; чип объединяет эти данные для генерации биткоин-кошелька. Эта открытая логика генерации случайных ключей, в сочетании с качественными входными данными энтропии, дополнительно обеспечивает безопасность ключей.

Подключите Opendimes к компьютеру, как обычный флеш-накопитель, чтобы просмотреть открытый ключ кошелька; баланс счета можно проверить в реальном времени через блокчейн-браузер. Пользователи могут переводить биткоины на устройство, но для извлечения активов необходимо физически разрушить устройство. Эта операция активирует цепь для чтения закрытого ключа, одновременно оставляя на устройстве явные признаки повреждения.

Opendimes — это значительный прорыв в области технологий безымянных активов. В 2016 году цена этого продукта составляла всего 13 долларов, а сегодня, из-за инфляции, цена за единицу составляет около 20 долларов. Он также стал знаковым продуктом в отрасли, и многие художники включают его в высококлассные биткоин-арт-объекты, и он постепенно превратился в символ биткоин-культуры.

Для аппаратных кошельков цена в 13–20 долларов США не является высокой, а модель самостоятельного пополнения пользователем эффективно решает проблему доверия при чеканке. Однако цена и внешний вид все еще значительно отличаются от обычных наличных денег. Сама по себе аппаратная стоимость в 20 долларов США — это не низкий порог. С учетом премии в около 20% для Kasashi, для того чтобы аппаратный кошелек Opendimes соответствовал своей стоимости и обладал оборотной ценностью, в него необходимо внести как минимум 100 долларов США в биткоинах, что делает его непригодным для большинства повседневных мелких покупок.

Кроме того, хотя это устройство в форме флеш-накопителя имеет уникальный дизайн, оно не позволяет наглядно отображать информацию о внутренних активах. Каждое устройство является уникальным и не обладает свойством взаимозаменяемости, присущим наличным деньгам. Отрасль также осознала необходимость разработки более дешевых и универсальных альтернатив.

Бельгийский производитель аппаратных кошельков Satochip на основе концепции Opendimes представил более доступный по дизайну открытый продукт Satodime. Он имеет форму, напоминающую банковскую карту, и обладает схожими основными функциями с Opendimes: генерирует пары публичных и приватных ключей Bitcoin, а некоторые версии поддерживают подпись транзакций. Пользователи могут взаимодействовать с устройством через мобильное приложение с использованием функции ближней полярной связи (NFC). Продукт также доступен в других формах — в виде кольца, физической монеты и др., все они оснащены тем же чипом и обладают одинаковыми функциями.

При оптовых закупках минимальная цена за единицу Satodime составляет 13 евро, что дешевле, чем Opendimes, и приближает продукт к стандарту повседневных наличных денег, однако разница все еще значительна. Satodime по своей сути является высокобезопасным аппаратным кошельком, а не носителем наличных денег для повседневного обращения. Высокая стоимость самих высокопроизводительных микросхем делает невозможным снижение цены продукта ниже отметки в 10 долларов США в ближайшее время.

Какой уровень производственных затрат необходим, чтобы физические биткоины приобрели коммерческую ценность?

Согласно данным ФРС, стоимость производства долларовых банкнот составляет от 4,1 до 11,3 цента. Чем меньше номинал банкноты, тем выше удельная стоимость производства; даже банкнота номиналом 1 доллар может производиться с убытком в 4,1%.

Исходя из этого, стоимость оборудования для физического биткоина, несущего 20 000 сатоши (что по текущей цене составляет около 16 долларов США), должна быть менее 1 доллара США. Однако в настоящее время большинство чипов, способных выполнять алгоритм шифрования биткоина, не соответствуют этому требованию к стоимости. Тем не менее, чип NTAG X DNA, представленный NXP, дал отрасли надежду на достижение этой цели.

Этот чип использует тонкую наклейку с антенной, толщина которой составляет всего несколько миллиметров, и может выполнять различные криптографические программы, включая алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) и эллиптическую криптографию (ECC), поддерживая генерацию ключей, подпись транзакций и шифрование информации. Однако в нем не встроена биткоин-специфическая кривая secp256k1, поэтому он не может нативно запускать биткоин-программы.

Даже при этом, когда в 2025 году появится достаточное количество чипов NTAG по цене около 3 долларов за единицу, это подтверждает значительный потенциал снижения цены на криптографические чипы.

К сожалению, складываемая форма бумажных купюр, используемая в повседневной жизни, может повредить точные чипы. Команда Coinkite лично столкнулась с этой проблемой при разработке аппаратного обеспечения для биткоин-безымянных активов.

Продукт компании OfflineCash — это решение, наиболее точно имитирующее внешний вид традиционных бумажных денег. Эти биткоин-банкноты оснащены NFC-чипами серии NTAG, в которых хранится ключ, сгенерированный пользователем, а компания сохраняет второй ключ на своих серверах, образуя мультиподпись 2 из 2. Ключ на сервере имеет таймлаук, и после его истечения мультиподпись превращается в одиночную подпись, позволяя пользователю извлечь активы. Этот подход стремится избежать традиционных рисков доверия при чеканке монет, но в итоге порождает новые проблемы, связанные с децентрализованной чеканкой. Тем не менее, нельзя отрицать, что его внешний вид, напоминающий банкноты, обладает высокой эстетической привлекательностью и коллекционной ценностью.

Разработка NTAG-чипа, нативно поддерживающего алгоритм Bitcoin, требует первоначальных вложений в миллионы долларов. Если команда разработчиков не является профессионалом в области криптовалют, при адаптации криптографических программ Bitcoin легко возникают уязвимости. Кроме того, такой чип должен быть полностью открытым, чтобы гарантировать отсутствие скрытых программ.

Физический биткойн как бессрочный актив также сталкивается с другой фундаментальной проблемой: даже при создании недорогого аппаратного носителя, внешне похожего на банкноту, поскольку биткойн по своей сути остается цифровым активом, пользователь должен быть подключен к интернету, чтобы проверить, действительно ли на устройстве хранится реальный актив.

Если выбрать доверие к эмитенту и признать номинальную стоимость банкноты, это решит проблему проверки, но противоречит изначальной идее биткоина — автономному хранению и децентрализованной наличности. Конечно, в регионах с дружелюбной регуляторной средой такая модель может быть успешно реализована.

Таким образом, такие продукты, как OfflineCash, сочетающие в себе безопасный чип и форму наличных купюр, хотя и обладают прекрасной концепцией, пока еще далеки от массового внедрения. Более того, в настоящее время эти продукты обладают некоторой «избыточностью функций» — на рынке пока отсутствует система сдачи в биткойнах, и после покупок по-прежнему выдают сдачу в фиатной валюте. Возможно, только в будущем, в эпоху всеобъемлющей биткойнизации, они смогут по-настоящему раскрыть свой потенциал.

В предсказуемом будущем Coinkite считает, что карточная форма является более предпочтительной, чем наличные деньги, что стало причиной запуска Tapsigner.

Tapsigner оснащен собственным биткоин-чипом NFC от Coinkite, производительность которого сопоставима с NXP NTAG X DNA, но функциональность выше, а стоимость соответственно выше. Продукт выполнен в виде привычнойdebit-карты, содержит встроенный безопасный чип, поддерживает оплату NFC простым прикосновением и доступен в нескольких вариантах дизайна.

Чип содержит полную функциональность кошелька Bitcoin, оснащен криптографической программой secp256k1, способной генерировать и безопасно хранить приватные ключи, а также выполнять подпись транзакций непосредственно на устройстве, после чего информация о транзакции передается через сопутствующее мобильное устройство. Мобильное приложение также позволяет пользователям проверять информацию о транзакциях, обеспечивая дополнительную безопасность.

Tapsigner может использоваться как средство хранения анонимных активов, но лучше подходит в качестве перезаряжаемого аппаратного кошелька. Как обычная банковская карта, он позволяет осуществлять целевые платежи фиксированной суммы биткоинов, идеально решая проблему сдачи, а также совместим с популярными функциями бесконтактной оплаты.

Цена этого продукта составляет около 20 долларов США, и его появление способствует возвращению фокуса развития платежей с использованием биткоина на оффлайн-розничную торговлю и интеграцию с экосистемой финансовых и платежных программ крупных компаний, при этом такие платформы, как Cashapp и Square, активно продвигают этот процесс.