Предложения по созданию криптовалюты высказывали еще до появления интернета. Первые алгоритмы, направленные на передачу ценности через интернет, предложил американский криптограф Дэвид Чаум. В конце 80-х годов он основал соответствующий проект под названием DigiCash. Однако тот закончился неудачей.
Одним из проектов, близким к современным криптовалютам, является b-money. Проект основал программист Вэй Дай. В b-money он впервые предложил механизм консенсуса Proof-of-Work (PoW) для финализации транзакций и распределенную базу данных для хранения информации о переводах.
Биткоин, созданный анонимным пользователем под ником Сатоши Накамото, стал первой успешной криптовалютой, которая получила широкое распространение. Алгоритм работы одноименного блокчейна во многом базируется на идеях Вэй Дая и, в более широком смысле, движения шифропанков.
Следующим шагом в развитии виртуальных активов стала платформа смарт-контрактов Ethereum, которую основал Виталик Бутерин. Запуск основной сети состоялся в 2015 году. Благодаря смарт-контрактам блокчейн Ethereum предоставил возможность выпускать неограниченное количество криптоактивов и программировать их функции.
Надежность блокчейна и заложенные в нем механизмы защиты данных сделали криптовалюты достойной альтернативой традиционной денежной системе. Переводы цифровых активов можно осуществлять напрямую между пользователями, а за их проверку и подтверждение отвечает протокол сети, представленный множеством независимых узлов. После отправки и верификации транзакции ее невозможно отменить.
Информация о переводах хранится в открытой базе данных. Ключевой технологией, которая позволяет взаимодействовать с виртуальными активами, является блокчейн. Используемые в нем криптографические методы исключают возможность изменения данных о выполненных переводах.
Благодаря децентрализации в блокчейне удалось решить проблему единой точки отказа в базах данных и платежных системах, обеспечив универсальную защиту от цензуры. Виртуальные активы в публичных блокчейнах не подвержены влиянию контролирующих органов и внешним манипуляциям. У третьей стороны отсутствует возможность заблокировать средства или отменить транзакцию.
Криптовалюты могут не быть под контролем какой-либо одной организации, что позволяет использовать их в любой юрисдикции. Биткоин — наиболее известный пример такого актива. Новые виртуальные активы выпускают в процессе работы блокчейна. В алгоритме работы конкретного цифрового актива заложены такие параметры как общая эмиссия и скорость выпуска новых монет.
Пользователь может создать неограниченное количество адресов. Последние обычно не позволяют получить информацию о нем. Только специализированные инструменты блокчейн-анализа дают возможность отследить движение средств и определить источники их поступления.
Большинство криптовалют применяют технологию под названием блокчейн. Последний является последовательностью иерархически связанных блоков. Он вмещает в себя базу данных о всех проведенных транзакциях. Новые транзакции записываются в блоки, которые создают операторы нод. Каждый из компьютерных узлов хранит свою копию блокчейна и в ходе достижения консенсуса подтверждает новые блоки, передавая результат другим нодам. На основе этой информации меняются балансы пользователей.
В криптовалютах широко применяются хеш-функции. Последняя позволяет «свернуть» произвольный массив данных в одну строку — хеш. Блокчейн является единым целым, поскольку каждый последующий блок включает хеш предыдущего. Использование других данных приводит к существенному изменению этой строки. Алгоритм исключает возможность отмены транзакции без изменения всех последующих блоков.
За подтверждение транзакций и проверку всех данных блокчейна отвечает алгоритм консенсуса, в котором участвуют члены сети — ноды. Наиболее популярными алгоритмами консенсуса являются уже упомянутый Proof-of-Work (используется в биткоине) и Proof-of-Stake.
Чтобы подтвердить транзакции, узлы расходуют вычислительную мощность или блокируют собственные средства, которые выступают гарантией достоверности данных. После добавления нового блока уже невозможно повторно израсходовать средства, потраченные на текущем этапе. В процессе достижения алгоритма его участники получают новые криптовалюты (как в PoW, так и в PoS). Таким образом, эти механизмы служат способом эмиссии новой криптовалюты.
Блокчейн-адреса, где хранятся криптовалюты, построены на базе двух ключей — публичного и приватного. Первый используется для «открытой» части адрес, второй — для подписи транзакций и доступа к адресу. Закрытый ключ предназначен только для владельца адреса. Существующие компьютерные мощности не позволяют взломать блокчейн-адрес, в частности «угадать» приватный ключ методом подбора. Создавать блокчейн-адреса и управлять ими можно в специальном приложении — кошельке.
Чтобы перевести криптовалюту, пользователь отправляет в сеть «поручение», которое содержит информацию о сумме перевода и адресате. Данные перевода автоматически верифицируются электронной подписью при помощи приватного ключа. После попадания сообщения в сеть оно включается в один из следующих блоков, который «добывают» ноды блокчейна. Любая нода может проверить подпись каждого перевода, используя публичный ключ. Такой алгоритм гарантирует сохранность средств и невозможность совершения транзакций третьими лицами.
После добавления блока в цепочку все его транзакции считаются подтвержденными и необратимыми. Верификация всех транзакций, в том числе прошлых, происходит каждый цикл достижения консенсуса сети. Недостоверные данные могут попасть в блокчейн, только если злоумышленник сможет расшифровывать хеш блоков или будет контролировать существенную долю всех нод сети. Например, в случае биткоина этот порог составляет 51%. По данным на 13 октября 2022 года, во всем мире работает более 15 000 нод, что делает атаку на биткоин практически невозможной.
Для создания и совершения операций с криптовалютой необходим блокчейн, который требует наличия инфраструктуры и экономических стимулов.
Главный виртуальный криптоактив, который обеспечивает функционирование цепочки блоков, называется нативным. Последний применяется для оплаты транзакционных комиссий и выплат вознаграждений узлам. На платформах, которые позволяют запускать смарт-контракты, нативная криптовалюта используется для оплаты их выполнения. У биткоина и Ethereum нативная монета носит то же название, что и проект, и торгуется под тикерами BTC и ETH, соответственно.
Различные криптоактивы могут появиться в результате хардфорка. К ним относятся, например, Bitcoin Cash и Ethereum Classic.
Сегодня криптовалюте уже не обязательно требуется отдельный блокчейн: многие криптоактивы создают для использования в различных приложениях, работающих в одной и той же сети. Такие криптовалюты называют токенами. Портал CryptoSlate отслеживает котировки около 1300 токенов, выпущенных в сети Ethereum.
Выпуск токенов стал возможен благодаря смарт-контрактам, которые стали популярны после запуска Ethereum. Создать собственную криптовалюту может любой пользователь, обладающий навыками программирования. Наиболее известным стандартом токенов является ERC-20.
Виртуальные активы, которые используются для расчетов и других целей в проектах и децентрализованных приложениях называются ютилити-токенами.
Зачастую токены применяются для управления проектом. Сообщество владельцев актива может принимать решения о дальнейших направлениях развития проекта. Владельцы имеют возможность выставлять предложения на голосования и принимать участие в опросах. Вес голоса при этом пропорционален числу монет.
Монеты могут предоставлять определенные права или привилегии. Токены используют для привлечения средств при первичном предложении монет (ICO). В некоторых проектах виртуальные активы предоставляет право на часть прибыли проекта.
На базе блокчейнов реализованы стейблкоины. Стоимость этих токенов привязана к цене определенного актива, например доллара США. Наиболее часто они применяются для расчетов и накопления сбережений. Их эмитенты хранят в резервах соответствующее количество валюты, что гарантирует стабильность цены и сохранность средств.
Платформы смарт-контрактов позволяют выпускать обернутые токены. Последние привязаны по стоимости к криптовалюте из другого блокчейна. Например, для того чтобы использовать биткоин в сети Ethereum выпущен токен WBTC. Привязка реализуется благодаря тому, что выпуск токена требует блокировки соответствующего объем криптовалюты, выступающий в качестве обеспечения. Для разблокировки виртуальных активов обернутые токены сжигаются.
В современных сетях выпускаются невзаимозаменяемые токены (NFT). Это уникальные монеты, которые представляют определенные цифровые объекты (изображения, аудио- и видеофайлы). NFT стали объектами коллекционирования. Первые невзаимозаменяемые токены являются раритетами и обладают высокой стоимостью (например, CryptoPunks). Также NFT могут выполнять другие функции, например, использоваться как аватары или билеты на определенные мероприятия.
Существуют криптовалюты, являющиеся производными финансовыми инструментами. Такие синтетические активы могут соответствовать по стоимости акции определенной компании. В отличие от стейблкоинов их цена регулируется рыночными механизмами.
При создании блокчейна разработчики принимают решение о том, какой будет токеномика проекта. Последняя определяет алгоритм выпуска и распределение монет между пользователями. Эмиссия — это количество монет, находящееся в обращении. В некоторых проектах начальный выпуск равен нулю, например в биткоине. В подобных случаях криптовалюта может выпускаться постоянно или периодически. Ряд проектов обладают постоянной эмиссией.
Распределение начального выпуска монет между пользователями определяется разработчикам. Обычно часть активов остается команде проекта. Средства резервируются на рекламу разработку и развитие проекта. Часть монет используются для привлечения инвестиций. Их могут купить крупные инвесторы в рамках одного или нескольких раундов. Многие проекты используют публичный токенсейл для продажи виртуальных активов всем желающим. В иных случаях практикуют распределение монет между активными пользователями — аирдроп.
Алгоритмы работы криптовалют могут требовать блокировки части монет (например, при стейкинге). Поскольку часть активов внесена в смарт-контракты, определенный объем средств недоступен. Как правило, выпуск криптовалюты ограничен максимальной эмиссией. Для проектов, которые постоянно генерируют монеты, общее их количество никогда не превысит эту величину. Например, максимальное предложение BTC составляет 21 млн.
На стоимость криптовалюты влияет халвинг. Механизм используется в криптовалютах, которые выплачивают фиксированное вознаграждение за блок. Халвинг происходит периодически и приводит к снижению этой суммы. Событие уменьшает инфляцию, а при наличии спроса на актив стимулирует рост его стоимости.
На цену криптовалюты оказывает влияние сжигание монет. Последнее предполагает вывод из обращения некоторого объема активов. Чтобы уничтожить монеты, владельцы отправляют их на специальные адреса или смарт-контракты. При этом возможен скачкообразный рост стоимости криптовалюты, а периодические сжигания повышают ее дефицитность.
Криптовалюты в отличие от фиатных денег не контролируются определенной организацией или государством. Вследствие этого для виртуальных активов характерна высокая волатильность. Их стоимость определяется преимущественно рыночными механизмами. Ценность криптовалюты зависит от соотношения между спросом и предложением. Если на рынке продается значительный объем монет, а желающих купить мало — происходит падение стоимости. Когда спрос превышает предложение — цена растет.
Основным показателем востребованности виртуального актива является рыночная капитализация. Последняя равна произведению объема монет, находящихся в обращении на стоимость единицы. На момент написания капитализация BTC превышает $374 млрд. Последняя рассчитана на основании эмиссии, составляющей более 19 млн монет стоимостью $19 513 каждая.
