Еволюція фізичного bitcoin: від Casascius до Tapsigner

Автор: Juan Galt

Переклад: Saoirse, Foresight News

Цифрова природа біткоїна є його ключовою перевагою. Завдяки програмованості біткоїн дозволяє здійснювати самостійне зберігання, значно підвищуючи складність крадіжки або конфіскації активів. Крім того, цифрова форма дозволяє швидко переміщати його — передача та розрахунки вартості по всьому світу можуть бути завершені за кілька хвилин.

Але біткойн також піддається критиці через свою нематеріальну природу. У своєму вихідному стані біткойн неможливо доторкнутися або тримати в руках; люди змушені спиратися на уяву та розуміння, щоб його сприйняти, що стає великою перешкодою для масового прийняття. Протягом десятиліть підприємці та творці намагалися фізично матеріалізувати біткойн, зберігаючи його ключові властивості, схожі на готівку. Хоча до цього часу ніхто не вирішив усі проблеми повністю, такі дослідження принесли багато результатів і породили велику кількість класичних фізичних продуктів.

Джерело зображення: Stacks Bowers Galleries

Касасіус був відлитий 6 вересня 2011 року, коли ціна біткойна становила лише 8 доларів США. Він є найбільш іконічним фізичним біткойн-колекційним предметом у історії, після чого з’явилося безліч копій. Назва походить від імені користувача Mike Caldwell на форумі Bitcointalk. Багато дизайнерських рішень цього монети стали важливим джерелом інспірації для подальших фізичних біткойн-продуктів.

Однією з головних проблем реалізації фізичного біткойну є зберігання приватного ключа. Біткойн є нативним цифровим активом, який функціонує на основі криптографічної пари публічного та приватного ключів. Приватний ключ, як конфіденційна інформація, генерується за допомогою спеціалізованого криптографічного алгоритму біткойну для отримання відповідного публічного ключа. Майк Калдвелл згенерував приватний ключ за допомогою автономного пристрою, надрукував його та прикріпив до тіла металевої монети, а також, найімовірніше, видалив резервну копію приватного ключа з комп’ютера. Він також детально оприлюднив усі заходи безпеки на своєму особистому сайті, щоб потенційні покупці могли їх переглянути.

Друкований приватний ключ покритий спеціальними антишпигунськими наклейками; при знятті наклейки на поверхні залишаються чіткі шестикутні сліди. Це дозволяє покупцю визначити, чи був приватний ключ раніше доступний іншим особам.

Керування приватним ключем є найбільшим ризиком безпеки під час створення фізичних біткоеів. Рішення Kasasius полягає у довірі користувачів до розробників. Згідно зі стандартами галузі того часу, Майк Калдвелл діяв прозоро та дисципліновано, і до сьогодні має добру репутацію, а довіра користувачів була виправдана. Такі колекційні предмети сьогодні мають значну колекційну надбавку, яка додається до власної вартості біткойну та вартості благородних металів, що дозволило власникам отримати великий прибуток.

У листопаді 2013 року виробництво Casascius було офіційно припинено. Фінансовий бюро з боротьби з фінансовими злочинами (FinCEN), що підпорядковується Міністерству фінансів США, повідомило Майку Калдвеллу, що виготовлення фізичних біткойнів визнано діяльністю з передачі коштів і потребує дотримання суворих вимог до відповідності. Крім того, централізований механізм довіри на етапі генерації приватних ключів зробив його об’єктом уваги регуляторних органів.

Після припинення виробництва Casascius coins рік тому RavenBit був офіційно запущений з метою вирішення проблеми довіри до монетування в сфері фізичних біткоеів, намагаючись здійснити децентралізацію процесу монетування. RavenBit має дуже схожий вигляд із Casascius coins, але на момент виходу з заводу не містить попередньо встановлених приватних ключів, а антиінтегральні наклейки знаходяться у неопечатаному стані. Користувачі можуть самостійно згенерувати пару ключів, наклеїти їх на монету, а потім наклеїти антиінтегральну наклейку.

Теоретично цей дизайн досяг децентралізації права на чеканку монет і може вважатися проривом. Однак на практиці він призвів до масового з’явлення великої кількості безіменних та недовірених окремих чеканників, а багато хто використовує для генерації приватних ключів пристрої з можливим наявністю шкідливого ПЗ. Коли ви отримуєте RavenBit від іншої особи, ви не можете бути впевнені, чи зберігає вона копію приватного ключа чи чи застосувала відповідні заходи безпеки.

Проект RavenBit давно припинив свою діяльність, але він дав індустрії важливий урок: для реального ефективного реалізації біткойн-фізичності необхідно опиратися на більш сучасні технології.

Щоб повністю вирішити проблему довіри до чеканки фізичного біткойну в централизованих та децентралізованих сценаріях, виробник апаратних гаманців Coinkite розробив Opendimes — мініатюрний апаратний пристрій, спеціально призначений для зберігання біткойн-анонімних активів. Співзасновник Coinkite NVK у інтерв’ю з Bitcoin Magazine згадав про початкову ідею розробки продукту: «Біткойн — це цифрові гроші, і все, що ми робимо, — це створюємо фізичну резервну копію для нього. Можливо, коли-небудь хтось зможе вручну зламати алгоритм secp256k1, але наразі генерація дійсних біткойн-ключів завжди вимагає комп’ютера, і саме комп’ютер є сьогоднішнім „засобом чеканки“».

Дизайн Opendimes базується саме на цій основній логіці. У пристрої вбудований чіп, який може самостійно генерувати пару публічного та приватного ключів та безпечно зберігати приватний ключ за допомогою кремнієвої антизмінної структури.

Під час ініціалізації пристрою користувачу потрібно імпортувати файл або інші форми випадкової ентропії; чіп поєднує ці дані для генерації біткоін-гаманця. Ця відкрита логіка генерації випадкових ключів, у поєднанні з якісним введенням ентропії, додатково забезпечує безпеку ключів.

Підключіть Opendimes до комп’ютера, як звичайний USB-накопичувач, щоб переглянути публічний ключ гаманця; баланс рахунку можна перевірити в реальному часі в блохчейн-переглядачі. Користувачі можуть надсилати біткойни на пристрій, але для виведення активів необхідно фізично знищити пристрій. Ця операція розблоковує схему для читання приватного ключа, одночасно залишаючи на пристрої помітні сліди пошкодження.

Opendimes — це важливий прорив у галузі технологій безіменних активів. У 2016 році цей продукт коштував лише 13 доларів США, а зараз, через інфляцію, його ціна становить приблизно 20 доларів США. Він також став іконічним продуктом у галузі, багато художників включають його у висококласні біткойн-арт-об’єкти, і він поступово перетворився на символ біткойн-культури.

Для апаратних гаманців ціна від 13 до 20 доларів США не є високою, а модель самостійного зберігання коштів користувачем ефективно вирішує проблему довіри до чеканки. Однак їхня ціна та зовнішній вигляд все ще дуже відрізняються від звичайних готівкових грошей. Лише з точки зору вартості апаратного забезпечення, поріг у 20 доларів США не є низьким. Згідно з премією приблизно 20% для Kasashis, для того щоб Opendime відповідав вартості апаратного забезпечення та мав обігову вартість, у нього потрібно внести принаймні біткоїн на суму 100 доларів США, що робить його непридатним для більшості повсякденних дрібних платежів.

Крім того, хоча цей пристрій у формі USB-флешки має унікальний дизайн, він не дозволяє інтуїтивно відображати інформацію про внутрішні активи. Кожен пристрій є унікальним і не має властивості взаємозамінності, як готівка. Це призвело галузь до висновку, що необхідно розробити більш доступні та універсальні альтернативи.

Бельгійський виробник апаратних гаманців Satochip на основі ідеї Opendimes представив більш доступний за зовнішнім виглядом відкритий продукт Satodime. Він має форму, подібну до банківської картки, і схожі основні функції з Opendimes: може генерувати пари публічних і приватних ключів біткоїна, а деякі версії також підтримують підпис транзакцій. Користувачі можуть взаємодіяти з пристроєм за допомогою мобільного додатка та функції NFC. Продукт також доступний у різних формах — як кільце, фізична монета тощо, — у всіх варіантах використовується той самий чіп із тими ж функціями.

У випадку масового закупівлі мінімальна ціна за одиницю Satodime становить 13 євро, що робить її більш доступною, ніж Opendimes, і наближає її до стандартів використання щоденних готівкових грошей, але розрив все ще значний. Satodime є високобезпечним апаратним гаманцем, а не носієм готівки для щоденного обігу. Висока вартість самих цих високопродуктивних мікрочипів робить неможливим падіння ціни продукту нижче 10 доларів США на даний момент.

Якою повинна бути вартість обладнання, щоб фізичний біткойн мав комерційну цінність?

Згідно з даними ФРС, вартість виробництва доларових купюр варіюється від 4,1 до 11,3 цента. Чим менша номінальна вартість купюри, тим вища одинична вартість виробництва; навіть для купюр номіналом 1 долар виробництво призводить до збитків у розмірі 4,1%.

За цим розрахунком, вартість апаратного забезпечення для фізичного біткойна, що містить 20 000 сатоші (за поточною ціною біткойна приблизно 16 доларів США), повинна бути менше 1 долара США. Однак наразі більшість чипів, здатних виконувати біткойн-алгоритм шифрування, не відповідають цьому вимогам щодо вартості. Проте чип NTAG X DNA, розроблений NXP, дає галузі сподівання на досяжність цієї мети.

Цей чіп використовує тонку антену-наклейку товщиною лише кілька міліметрів, може виконувати криптографічні алгоритми, такі як ECDSA та ECC, і підтримує генерацію ключів, підпис транзакцій та шифрування даних. Однак у ньому відсутня вбудована крива secp256k1, специфічна для біткоїна, тому він не може виконувати біткоїн-програми нативно.

Навіть так, ціна близько 3 доларів за одиницю при наявності достатньої кількості чіпів NTAG 2025 року свідчить про значний потенціал зниження ціни на криптографічні чіпи.

На жаль, складна форма паперових грошей, які використовуються в повсякденному житті, може пошкодити точні чіпи. Команда Coinkite особисто переконалася в цьому під час розробки апаратного забезпечення для безіменних біткоїн-активів.

Продукт компанії OfflineCash — це найбільш схожий на традиційні паперові гроші варіант на сьогодні. Ці біткойн-банкноти оснащені NFC-чипами серії NTAG, у яких зберігається ключ, створений користувачем, а компанія зберігає другий ключ на своїх серверах, що разом утворює мультипідписовий гаманець 2 з 2. Ключ на сервері має тайм-лаут; після його закінчення мультипідписовий гаманець перетворюється на однопідписовий, і користувач зможе вивести активи. Цей підхід намагається уникнути традиційних ризиків довіри при випуску монет, але в кінцевому підсумку породжує нові проблеми, пов’язані з децентралізованим випуском. Однак неможливо заперечити, що його зовнішній вигляд, схожий на банкноти, дуже привабливий і має колекційну цінність.

Розробка NTAG-чіпа з нативною підтримкою алгоритму біткойна вимагає початкових інвестицій у мільйони доларів США. Якщо розробницька команда не є фахівцями в галузі криптовалют, під час адаптації біткойн-криптографічної програми легко виникнуть вразливості. Крім того, такий чіп повинен бути повністю відкритим, щоб забезпечити відсутність бекдорів.

Як безіменний актив, фізичний біткойн стикається з ще однією фундаментальною проблемою: навіть якщо створити недорогий апаратний носій, що нагадує банкноту, оскільки біткойн за своєю природою є цифровим активом, користувачеві потрібно підключитися до інтернету, щоб перевірити, чи дійсно на пристрої зберігаються справжні активи.

Якщо ви вирішите довіряти емітенту та приймати номінал банкноти як обмінну вартість, це вирішить проблему перевірки, але суперечитиме первісній ідеї біткоїна — самотриманню та децентралізованій готівці. Звичайно, у регіонах з дружнім регуляторним середовищем така модель може бути реалізована.

Отже, такі продукти, як OfflineCash, які поєднують безпечний чіп і форму банкноти, хоча й мають чудову ідею, наразі знаходяться дуже далеко від масового впровадження. Крім того, зараз ці продукти дещо «надлишкові» — на ринку відсутня система решти з біткойнів, і після покупок вам все ще повертають фіатну валюту. Можливо, лише в майбутньому, у світі, повністю перехідному на біткойни, вони зможуть повністю розкрити свій потенціал.

У передбачуваному майбутньому Coinkite вважає, що формат картки кращий за банкноти, і саме тому компанія випустила Tapsigner.

Tapsigner оснащений власним біткоїн-чіпом NFC від Coinkite, який за продуктивністю поступається NXP NTAG X DNA, але має більш розширені функції та відповідно вищу вартість. Продукт має звичну форму дебетової картки, вбудований безпечний чіп, підтримує NFC-платіжні операції дотиком, а також пропонує кілька варіантів дизайну на вибір.

Чіп містить повну функціональність біткоїн-гаманця, оснащений криптографічною програмою secp256k1, яка дозволяє генерувати та безпечно зберігати приватні ключі, а також виконувати підпис транзакцій безпосередньо на пристрої, після чого інформація про транзакцію передається через комплектний мобільний пристрій. Мобільний додаток також надає користувачеві можливість перевірки інформації про транзакцію, забезпечуючи додатковий рівень безпеки.

Tapsigner може використовуватися як номінальний носій активів, але краще підходить як багаторазово поповнюваний апаратний гаманець. Він, як звичайна банківська картка, дозволяє здійснювати цільові платежі фіксованою сумою біткойнів, ідеально вирішуючи проблему здачі, а також сумісний з основними функціями оплати «дотиком».

Цей продукт коштує приблизно 20 доларів США, і його з’явлення повернуло фокус розвитку платежів Bitcoin на офлайн-розничну торгівлю та інтеграцію з екосистемою фінансових та платіжних програм провідних компаній, а також Cashapp та Square, які активно просувають цей процес.