Gruut: Полностью Децентрализованный P2P Публичный Реестр для Фиатных Валют

Содержание

1 Введение

Традиционные финансовые системы полагаются на доверенные третьи стороны для записи транзакций, что влечет значительные издержки и создает точки централизованного контроля. Gruut представляет полностью децентрализованный P2P публичный реестр, который устраняет необходимость в таких посредниках, сохраняя совместимость с системами фиатных валют. В отличие от энергоемкого доказательства работы Bitcoin, Gruut вводит новый механизм консенсуса под названием proof-of-population, который обеспечивает эффективную проверку транзакций на потребительских устройствах, таких как смартфоны.

2 Видение Gruut

Gruut стремится создать альтернативную бизнес-модель для транзакций в реальной экономике, обеспечивая конкурентные преимущества по сравнению с традиционными односторонними моделями с высокими транзакционными издержками.

2.1 Экономическая децентрализация

Gruut обеспечивает подлинную экономическую децентрализацию, позволяя любому участвовать через установку GruutApp на смартфон. Система гарантирует равномерное распределение вознаграждений независимо от доли или вычислительной мощности, предотвращая централизацию сбора комиссий, которая в настоящее время доминирует в сторонних платежных процессорах.

2.2 Реестр для реальной экономики

Платформа разработана как дружественная к государству и совместимая с существующими правовыми финансовыми системами. Gruut подчеркивает экономическую прозрачность для облегчения интеграции с традиционными транзакциями в фиатных валютах, сохраняя при этом преимущества технологии блокчейн.

3 Техническая архитектура

3.1 Консенсус Proof-of-Population

Proof-of-population — это экземпляр доказательства публичного сотрудничества, который проверяет транзакции на основе разнообразия участников, а не вычислительной мощности. Этот подход позволяет Gruut достигать консенсуса с минимальным энергопотреблением, сохраняя безопасность против злоумышленников.

3.2 Математическая основа

Алгоритм консенсуса использует криптографические примитивы, включая:

Верифицируемая случайная функция: $V = H(sk, input)$, где $sk$ — секретный ключ, а $H$ — криптографическая хеш-функция.

Византийская отказоустойчивость: Система может выдерживать до $f$ неисправных узлов в сети из $3f+1$ узлов, обеспечивая безопасность против злонамеренного поведения.

4 Экспериментальные результаты

Тестирование показало, что Gruut достигает пропускной способности транзакций более 1000 TPS на потребительских смартфонах с задержкой менее 2 секунд. Энергопотребление измерялось на уровне 0,5 Вт на узел по сравнению с 500 Вт на узел у Bitcoin для аналогичных операций. Сеть сохраняла стабильность при отказе до 35% узлов во время стресс-тестов.

5 Реализация кода

class GruutConsensus:
    def validate_transaction(self, tx, population_set):
        # Проверить подпись транзакции
        if not self.verify_signature(tx):
            return False
        
        # Проверить консенсус населения
        consensus_threshold = len(population_set) * 2 // 3
        approvals = self.collect_approvals(tx, population_set)
        
        return len(approvals) >= consensus_threshold
    
    def select_validators(self, population, block_height):
        # Использовать верифицируемую случайную функцию для выбора валидаторов
        seed = hash(block_height + previous_block_hash)
        selected = []
        
        for participant in population:
            if self.vrf(participant.private_key, seed) < threshold:
                selected.append(participant)
        
        return selected

6 Будущие применения

Технология Gruut имеет потенциальные применения в системах микроплатежей, международных денежных переводах, распределении государственных пособий и финансировании цепочек поставок. Низкоэнергетический дизайн делает ее подходящей для транзакций устройств Интернета вещей и развивающихся рынков с ограниченной инфраструктурой.

7 Оригинальный анализ

Gruut представляет значительную эволюцию в дизайне блокчейна, решая два критических ограничения существующих систем: энергетическую неэффективность и несовместимость с фиатными валютами. Механизм консенсуса proof-of-population знаменует отход как от моделей доказательства работы, так и от доказательства доли владения, черпая вдохновение из децентрализованных систем идентификации, таких как Microsoft ION, и верифицируемых случайных функций, используемых в протоколе консенсуса Algorand. Этот подход согласуется с последними исследованиями в области устойчивых блокчейн-технологий, такими как работа Vukolić и др. по протоколам консенсуса с минимальным энергетическим следом.

По сравнению с энергоемким майнингом Bitcoin, который потребляет приблизительно 91 тераватт-час в год (Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index), дизайн Gruut, совместимый со смартфонами, может сократить энергопотребление на 99,9%. Это позиционирует Gruut аналогично появляющимся зеленым блокчейн-инициативам, таким как proof-of-space-time сети Chia Network, но с большей доступностью для обычных пользователей.

Интеграция с системами фиатных валют решает регуляторные проблемы, которые ограничивали внедрение блокчейна в традиционных финансах. В отличие от ориентированных на конфиденциальность криптовалют, которые сталкиваются с регуляторным контролем (как обсуждается в руководстве FATF по виртуальным активам), функции прозрачности Gruut позволяют соблюдать требования по противодействию отмыванию денег, сохраняя при этом конфиденциальность пользователей с помощью доказательств с нулевым разглашением, где это уместно.

Технические проблемы остаются в масштабировании механизма proof-of-population до глобальных объемов транзакций при сохранении децентрализации. Система должна противостоять сибил-атакам через надежную верификацию идентичности, потенциально заимствуя из фреймворков самоуправляемой идентичности, таких как Sovrin. Будущая разработка должна быть сосредоточена на формальной верификации свойств безопасности протокола консенсуса, аналогично подходу, принятому в верификации протокола Tezos.

8 Ссылки

1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
2. Micali, S. (2016). Algorand: The Efficient and Democratic Ledger. arXiv:1607.01341.
3. Vukolić, M. (2015). The Quest for Scalable Blockchain Fabric: Proof-of-Work vs. BFT Replication. Springer.
4. Cambridge Centre for Alternative Finance. (2023). Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index.
5. Financial Action Task Force. (2019). Guidance on Digital Identity.
6. Zhu et al. (2022). Energy-Efficient Consensus Mechanisms for Blockchain. IEEE Transactions on Sustainable Computing.