1. Вступ: Парадигмова революція криптовалют блокчейну

Під постійним впливом цифрової хвилі криптоактиви блокчейну, як нова технологічна сила, безпрецедентно змінюють глобальний економічний і соціальний ландшафт. Блокчейн, технологія розподіленого реєстру, відома як «машина довіри», еволюціонувала з моменту своєї першої пропозиції Сатоші Накамото в технічному документі Bitcoin у 2008 році, від простої підтримки цифрових валют до універсальної технічної архітектури, що охоплює фінанси, ланцюжок поставок, охорону здоров'я, державні справи та інші сфери. Його основні функції, такі як децентралізація, незмінність, розподілений консенсус і автоматичне виконання смарт-контрактів, зламали традиційну модель побудови довіри, яка покладається на сторонніх посередників, що дозволило прямо, безпечно та ефективно передавати вартість між вузлами мережі.

Криптовалюти, як авангардне застосування технології блокчейн, були започатковані біткойном. Завдяки децентралізованим механізмам випуску та торгівлі вони кидають виклик традиційній моделі фіатних валютних систем, монополізованих центральними банками для випуску та регулювання. Згодом численні криптовалютні проекти, такі як Ethereum, з'явилися у швидкій послідовності, збагачуючи різноманітність цифрових валют. Впроваджуючи смарт-контракти, вони створили відкриту платформу фінансових інновацій для розробників, що породило децентралізовані фінанси (DeFi), невзаємозамінні токени (NFT) та інші фінансові екосистеми, що розвиваються. Ці інноваційні програми привернули велику кількість інвесторів, підприємців та ентузіастів технологій у всьому світі, що призвело до того, що загальна ринкова вартість ринку криптовалют перевищила позначку в трильйон доларів на піку, ставши новою силою у фінансовому секторі, яку не можна ігнорувати.

У великому наративі Web3 блокчейн криптовалюти відіграють ключову роль. Web3 має на меті побудувати децентралізований інтернет, де користувачі справді володіють даними, мають автономний контроль над ідентичністю та активами. Розподілений реєстр блокчейн забезпечує безпечне і прозоре зберігання даних, а криптовалюти служать середовищем обміну вартості та інструментами стимулювання, підтримуючи економічний цикл всього екосистеми.

З соціальної перспективи блокчейн-криптоактиви приносять промінь надії на розширення фінансової інклюзії. Глобально мільярди людей все ще не мають доступу до традиційних фінансових послуг, таких як банківські рахунки та кредитна підтримка. Використовуючи Інтернет, криптоактиви дозволяють будь-кому з смартфоном та підключенням до Інтернету брати участь у глобальних фінансових операціях, сприяючи міжнародним переказам, збереженню та інвестиціям, знижуючи бар'єри до фінансових послуг та надаючи можливості економічно вразливим групам. Крім того, в сфері сталого розвитку блокчейн-криптоактиви демонструють унікальну цінність шляхом відстеження викидів вуглецю за допомогою смарт-контрактів, підтримки фінансування проектів зеленої енергетики, надання нових технологічних шляхів та економічних моделей для боротьби з кліматичними змінами та сприяння зеленому розвитку.

2. Розбирання технічного фундаменту: основна архітектура та інноваційний прорив у криптовалютному блокчейні

2.1 Шарова технічна архітектура

2.1.1 Дані: Ланцюжкова структура та мітки часу забезпечують відстежуваність даних

Данівий шар Блокчейну є основою всієї технічної архітектури, де дані зберігаються у ланцюжковій структурі. Кожен блок даних містить хеш-значення попереднього блоку, а блоки з'єднані в хронологічному порядку через хеш-вказівники, утворюючи незмінний ланцюжок транзакцій. Наприклад, у Біткоїн Блокчейні новий блок генерується приблизно кожні десять хвилин, записуючи інформацію про кілька транзакцій протягом цього періоду часу, таку як адреси сторін транзакції, суми транзакцій тощо. Така ланцюжкова структура надає даним природну відстежуваність, дозволяючи відстежувати будь-яку транзакцію, звернувшись до її повної історії через хеш-значення блоків.

Відмітка часу є ще одним ключовим елементом шару даних, що відзначає точний час створення кожного блоку. Відмітка часу не лише є важливою основою для послідовності транзакцій, але й підвищує достовірність та стійкість до втручання даних. У сценаріях застосування смарт-контрактів Ethereum відмітки часу можуть бути використані для визначення часу виконання контрактів, часу прибуття коштів та іншого. Наприклад, у протоколах децентралізованого фінансового кредитування ключова інформація, така як умови позики та часи повернення, ґрунтуються на відмітках часу для точного визначення, забезпечуючи захист прав та інтересів як позичальників, так і кредиторів. Будь-яка спроба втрутитися у час транзакцій буде легко виявлена через зміни у значеннях хешів.

2.1.2 Мережевий рівень: P2P мережеве взаємодія та механізм консенсусу забезпечують децентралізовану верифікацію

Мережевий рівень Блокчейн побудований на технології P2P (peer-to-peer), де вузли взаємопов'язані між собою для формування розподіленої мережевої структури. У цій мережі немає централізованого сервера, і кожен вузол рівноправно бере участь у передачі даних, верифікації та зберіганні, що значно підвищує стійкість системи до атак та відмовостійкість. У мережі Litecoin вузли з усього світу спілкуються один з одним за допомогою протоколу P2P для колективного забезпечення стабільної роботи блокчейну. Навіть якщо деякі вузли зазнають відмови або піддаються атакам, інші вузли все ще можуть працювати нормально, забезпечуючи безперервну роботу всієї мережі.

Механізм консенсусу є ядром мережевого рівня, який вирішує проблему досягнення консенсусу щодо генерації нових блоків серед численних вузлів у розподіленому середовищі. На прикладі механізму доказу роботи (PoW), прийнятого в Bitcoin, ноди (майнери) змагаються за право бронювати нові блоки, вирішуючи складні математичні завдання. Тільки вузол, який першим знайде хеш-значення, що відповідає умовам, може додати новий блок до блокчейну та отримати відповідну винагороду Bitcoin. Цей механізм забезпечує безпеку та децентралізацію блокчейну, але він також має такі проблеми, як високе споживання енергії та низька швидкість обробки транзакцій. Щоб подолати ці недоліки, з'явилися нові механізми консенсусу, такі як proof of stake (PoS) і delegated proof of stake (DPoS). У блокчейні EOS використовується механізм DPoS. Користувачі, які володіють монетами EOS, голосують за 21 супервузол, і ці суперноди по черзі генерують нові блоки, значно підвищуючи ефективність обробки транзакцій при одночасному зниженні енергоспоживання.

Увійдіть на торгову платформу Gate.io та розпочніть торгівлю криптовалютними активами зараз:https://www.gate.io/trade/BTC_USDT

2.1.3 Контрактний рівень: Смарт-контракти забезпечують автоматизоване виконання правил

Контрактний рівень є ключовою інновацією технології блокчейн, яка відрізняє її від традиційних розподілених реєстрів, які в основному складаються зі смарт-контрактів. Смарт-контракти — це заздалегідь написаний і розгорнутий код на блокчейні, який у цифровому вигляді визначає права та обов'язки всіх сторін. Як тільки задані умови будуть виконані, відповідні операції будуть виконані автоматично без необхідності втручання третьої сторони. На платформі Ethereum смарт-контракти широко використовуються в різних децентралізованих додатках (DApps). Наприклад, у децентралізованих краудфандингових проєктах смарт-контракти можуть встановлювати такі умови, як мета та кінцевий термін збору коштів. Коли збір коштів досягне цільової суми і термін закінчиться, кошти автоматично перейдуть стороні проєкту; Якщо мета не буде досягнута, кошти будуть автоматично повернуті інвесторам. Весь процес є відкритим, прозорим, з відстежуваними результатами виконання, ефективно уникаючи ризиків довіри та людських помилок, які можуть виникнути в традиційних моделях краудфандингу.

Мови програмування смарт-контрактів різноманітні, такі як Solidity, використовуваний Ethereum, WebAssembly (Wasm), використовуваний EOS, тощо. Ці мови програмування є повністю тьюрінг-повними, здатними підтримувати складне написання бізнес-логіки, надаючи розробникам широкий простір для інновацій, та сприяючи глибокому застосуванню та інноваційному розвитку блокчейну в різних галузях, таких як фінанси, ланцюжок постачання та Інтернет речей.

2.2 Прорив у базовій технології

2.2.1 Асиметричне шифрування: Подвійний захист конфіденційності та автентифікації особистості

Асиметрична технологія шифрування є основою забезпечення інформаційної безпеки та перевірки ідентичності користувача в системі криптовалютного активу блокчейну. Вона використовує пару ключів, а саме публічний та приватний ключі. Публічний ключ може бути публічно розповсюджений для шифрування інформації, тоді як приватний ключ безпечно зберігається користувачем для розшифрування інформації та цифрових підписів. Наприклад, при проведенні транзакцій з Bitcoin, коли користувач A переказує кошти користувачу B, A використовує публічний ключ B для шифрування інформації про транзакцію. Тільки володіючи відповідним приватним ключем, B може розшифрувати та отримати деталі транзакції, забезпечуючи конфіденційність вмісту транзакції під час передачі та запобігаючи крадіжку інформації третіми особами.

З точки зору верифікації особи, цифрові підписи відіграють важливу роль. Користувачі використовують свої приватні ключі для підпису інформації про транзакції, а одержувач або інші вузли можуть перевірити справжність підпису за допомогою відкритого ключа користувача. Якщо перевірка підпису проходить, це доводить, що транзакція дійсно була ініційована користувачем і не була підроблена, ефективно запобігаючи розірванню транзакції та проблемам із крадіжкою особистих даних. Під час викликів смарт-контрактів Ethereum користувачам потрібно використовувати свої приватні ключі для підписання інструкцій виклику. Смарт-контракт перевірить підпис перед виконанням і виконає відповідну операцію лише в тому випадку, якщо перевірка пройде, забезпечуючи безпеку та надійність виконання смарт-контракту.

2.2.2 Еволюція алгоритму консенсусу: Збалансування ефективності та безпеки від PoW до DPoS

Як одна з основних технологій блокчейну, алгоритм консенсусу відображає постійне прагнення до балансу між ефективністю та безпекою. У перших днях Bitcoin використовував алгоритм консенсусу PoW, де вузли конкурують у вирішенні складних математичних задач для отримання права на реєстрацію транзакцій. Хоча цей метод забезпечує високий рівень децентралізації та безпеки, він супроводжується високим енергоспоживанням та повільною швидкістю обробки транзакцій. Bitcoin підтверджує блок кожні 10 хвилин у середньому, а лише близько 7 транзакцій обробляються за секунду, що ускладнює задоволення потреб великомасштабних комерційних застосувань.

Для покращення ефективності виник алгоритм Proof-of-Stake (PoS). Алгоритм PoS визначає право на ведення бухгалтерії на основі кількості та часу утримання криптовалюти, яку утримує вузол. Чим більше монет утримується та довше час, тим більша ймовірність вибору для ведення бухгалтерії. Порівняно з PoW, PoS зменшує споживання енергії, оскільки для математичних обчислень не потрібна велика кількість обчислювальної потужності. Однак PoS також стикається з проблемами, такими як 'багаті стають багатшими' і несправедлива початкова розподіл монет, що може призвести до певного ризику централізації.

Доказ належного вибору акціонерів (DPoS) - це подальша оптимізація на основі PoS. Взявши блокчейн EOS як приклад, за механізму DPoS користувачі, що мають монети EOS, голосують, щоб вибрати певну кількість (наприклад, 21) супервузлів, які по черзі упаковують транзакції та генерують нові блоки. Це значно збільшує швидкість обробки транзакцій, з EOS теоретично здатним обробляти тисячі транзакцій за секунду, знижуючи поріг входження, дозволяючи більшій кількості звичайних користувачів брати участь у мережевому управлінні через голосування, досягаючи гарного балансу між ефективністю та децентралізацією.

2.2.3 Дерево Меркла та Докази З Нульовим Знанням: Покращення ефективності та конфіденційності перевірки даних

Дерево Меркла - ефективна структура даних, яка використовується для швидкої перевірки цілісності даних у блокчейні. Воно генерує хеш-значення для кожного блоку даних у наборі даних як листовий вузол, потім поєднує суміжні хеш-значення парами, знову обчислює хеш-значення для формування нового батьківського вузла і так далі до генерації кореневого хеша. У блокчейні Bitcoin кожний блок містить корінь Меркла. Завдяки дереву Меркла вузли повинні лише перевірити хеш кореня Меркла для швидкої підтвердження цілісності всіх даних про транзакції у цьому блоку. Наприклад, коли вузол повинен перевірити, чи існує транзакція у певному блоку, йому потрібно лише обчислити хеш-значення по шляху дерева Меркла від листового вузла до кореневого хеша. Якщо обчислений кореневий хеш відповідає кореню Меркла у блоку, це доводить, що транзакція існує і не була підмінена, що значно покращує ефективність та точність перевірки даних.

Доказ з нульовим розголошенням – це технологія, яка доводить істинність певних фактів без розкриття конкретного змісту даних. У застосуванні криптоактивів блокчейну він в основному використовується для захисту конфіденційності користувачів. Візьмемо для прикладу криптоактив Zcash, доказ з нульовим розголошенням дозволяє користувачам доводити законність транзакцій мережі (наприклад, наявність достатньої кількості коштів, відповідність джерел транзакцій тощо), не розкриваючи конфіденційну інформацію, таку як суми транзакцій, адреси транзакцій обох сторін тощо. Це дозволяє Zcash захищати можливість перевірки транзакцій, максимізуючи конфіденційність користувачів, забезпечуючи більш безпечне та анонімне торгове середовище для користувачів, які зосереджуються на захисті конфіденційності, і розширюючи межі застосування блокчейну в галузі захисту фінансової конфіденційності.

3. Багатовимірні сценарії застосування: Екологічний розширення криптовалютних активів блокчейну

3.1 Руйнівне відновлення в фінансовому секторі

3.1.1 DeFi (Децентралізована фінансова справа): Автоматизоване кредитування, видобуток ліквідності перетворюють фінансові послуги

DeFi, як передове застосування криптоактивів із шифруванням блокчейну у фінансовій сфері, кидає виклик структурі традиційної фінансової системи своєю інноваційною фінансовою моделлю. Децентралізовані кредитні платформи, представлені Compound, реалізують автоматизацію та дезінтермедіацію процесу кредитування за допомогою смарт-контрактів. На платформі Compound користувачам потрібно лише внести криптоактиви в пул кредитування, щоб отримати відповідний процентний дохід відповідно до алгоритму платформи; Позичальники можуть надати заставу певної кількості зашифрованих активів, щоб позичити необхідні кошти відповідно до ринкових процентних ставок у реальному часі. Весь процес кредитування не вимагає участі традиційних фінансових посередників, таких як банки, що значно знижує трансакційні витрати і тимчасові витрати.

Майнінг ліквідності є ще однією інноваційною родзинкою в екосистемі DeFi. Візьмемо для прикладу децентралізовані біржі (DEX), такі як Uniswap, користувачі надають криптовалютні пари (наприклад, ETH-USDT) пулам ліквідності, щоб забезпечити ліквідність ринку, тим самим заробляючи частку торгових комісій і отримуючи токени майнінгу ліквідності (наприклад, UNI), що розподіляються платформою. Цей механізм не тільки стимулює користувачів до активної участі в маркетмейкінгу, підвищує ефективність і глибину торгівлі криптовалютою, але і створює нову модель доходу для інвесторів. Згідно зі статистикою, під час піку ринку DeFi річна прибутковість деяких проєктів з майнінгу ліквідності досягла кількох сотень або навіть тисяч відсоткових пунктів, залучивши велику кількість криптовалютних інвесторів у всьому світі, що призвело до того, що загальна заблокована вартість (TVL) у DeFi досягла піку в 2021 році, перевищивши 250 мільярдів доларів США, демонструючи сильну ринкову привабливість та інноваційну життєздатність DeFi.

3.1.2 Міжнародні платежі: Вирішення в реальному часі на основі блокчейну зменшує витрати на транзакції

У традиційній транскордонній платіжній системі, через залучення кількох фінансових установ-посередників, кошти повинні переміщатися шар за шаром між різними банківськими рахунками, що призводить до високих комісій за транзакції та тривалого часу обробки. Середня комісія за транскордонний переказ становить від 5% до 10% від суми транзакції, а надходження коштів зазвичай займає 3-5 робочих днів. Криптоактиви блокчейну принесли революційні зміни в транскордонні платежі. Візьмемо для прикладу XRP від Ripple, його транскордонна платіжна мережа на основі блокчейну, що використовує XRP як проміжну валюту-міст, забезпечує швидкий обмін і транскордонні перекази між різними фіатними валютами. Коли користувачі ініціюють транскордонні платежі, кошти миттєво переказуються в мережі блокчейн у формі XRP, а після досягнення місця призначення вони обмінюються на місцеву фіатну валюту, при цьому весь процес займає лише кілька хвилин, а комісія за транзакцію значно знижується до частки традиційних методів.

Крім того, технологія розподіленого реєстру блокчейн робить інформацію про трансграничні платіжні операції публічно прозорою та відстежуваною. Кожна операція реєструється в ланцюжку блоків, і як платник, так і отримувач можуть запитувати статус операції в реальному часі, ефективно вирішуючи проблеми асиметрії інформації та непрозорості операцій у традиційних трансграничних платежах. Це не лише підвищує безпеку та довіру до трансграничних платежів, але також надає більш ефективні та зручні платіжні рішення для міжнародної торгівлі, глобальних переказів та інших галузей, сприяючи процесу глобальної фінансової інтеграції.

3.2 Стале розвиток та глобальне управління

3.2.1 Цифровізація ринку вуглецю: платформа Nori відстежує торгівлю вуглецевими кредитами через блокчейн

У глобальній спробі вирішити проблему зміни клімату цифровізація вуглецевого ринку стала ключовою ініціативою, причому платформа Nori є типовим представником. Nori використовує технологію блокчейну для побудови прозорого та ефективного ринку торгівлі вуглецевими кредитами, спрямованого на стимулювання бізнесу та осіб брати участь у заходах з скорочення викидів вуглецю. На платформі Nori вуглецеві кредити існують у цифровій формі, при цьому кожен кредит представляє право на видалення однієї тонни вуглекислого газу з атмосфери. Ці вуглецеві кредити реєструються, торгуються та відстежуються на блокчейні за допомогою смарт-контрактів.

Коли компанії або приватні особи реалізують проєкти зі скорочення викидів вуглецю, такі як інвестиції у відновлювані джерела енергії, впровадження низьковуглецевих технологій виробництва тощо, після сертифікації третьою стороною вони можуть отримати відповідні вуглецеві кредити та продати їх покупцям із попитом на компенсацію викидів вуглецю. Після того, як покупці придбають вуглецеві кредити, інформація про їхні транзакції буде записана в блокчейн, забезпечуючи автентичність, унікальність і відстежуваність вуглецевих кредитів, ефективно запобігаючи дублюючому продажу та шахрайській поведінці вуглецевих кредитів. Станом на 2023 рік платформа Nori сприяла торгівлі тисячами тонн вуглецевих кредитів, залучаючи участь багатьох відомих компаній та екологічних організацій, відіграючи позитивну роль у просуванні глобальних цілей щодо скорочення викидів вуглецю.

3.2.2 Гласність громадської допомоги: Розподілений реєстр дозволяє відстежувати потік коштів пожертви

Галузь громадського добробуту завжди стикалася з кризою довіри, прозорість використання пожертвованих коштів та відстеження їх місцезнаходження стали центром уваги громадськості. Технологія розподіленого реєстру шифрування блокчейну криптовалют надає ефективне рішення цій проблемі. На прикладі платформи The Giving Block це дозволяє благодійникам використовувати криптовалюти, такі як Bitcoin та Ethereum для благодійних внесків. Процес пожертви фіксується в блокчейні, і потік кожного фонду є чітким і відстежується.

Коли донори пожертвують на благодійні проекти, інформація про транзакції передається на різні вузли в мережі блокчейну, утворюючи незмінний запис. Після того, як благодійна організація отримує пожертвовані кошти, використання коштів, включаючи закупівлю матеріалів, оплату витрат тощо, також буде записано в блокчейні. Донори можуть використовувати браузер блокчейну для відстеження в реальному часі використання та місця призначення пожертвованих коштів, забезпечуючи, що кошти дійсно використовуються на благодійність. Ця прозора модель пожертви збільшує довіру донорів до благодійних організацій, сприяє здоровому розвитку громадської доброчинності, залучає більше громадської участі в благодійних пожертвуваннях, та надає сильну підтримку вирішенню соціальних проблем та сприянню соціальній справедливості та правді.

3.3 Цифрові активи та метавсесвіт

3.3.1 Екологія NFT: Нова парадигма цифрового мистецтва авторського права та торгівлі

NFT (незамінний токен) як інноваційна програма шифрування блокчейн-валюти в галузі цифрових активів, принесла нову парадигму для підтвердження власності та торгівлі цифровими творами мистецтва. Наприклад, візьмемо CryptoPunks, це один з перших проектів NFT на основі блокчейну Ethereum. Кожен CryptoPunk - це унікальне цифрове зображення з відмінним виглядом та атрибутами. Ці роботи NFT підтверджуються на блокчейні за допомогою смарт-контрактів, і кожен NFT має унікальний ідентифікатор, який представляє власність власника цифрового твору мистецтва.

У торгівлі торгові платформи NFT, такі як OpenSea, надають користувачам зручні торгові майданчики. Користувачі можуть вільно купувати та продавати цифрові мистецькі роботи NFT на платформі, а торговий процес автоматично виконується через блокчейн смарт-контракти, забезпечуючи безпеку, прозорість та незмінність операцій. Наприклад, твір відомого цифрового художника Beeple «Everydays: The First 5000 Days» був проданий на аукціоні в аукціонному будинку Christie's у формі NFT і врешті-решт був проданий за високу ціну в $69.34 мільйони, встановивши новий рекорд у світі торгівлі цифровим мистецтвом, повністю демонструючи величезну цінність та потенціал NFT у ринку цифрового мистецтва. NFT надають унікальну власність цифровим творам, а також надають нові економічні моделі доходів для цифрових творців, надихаючи життєвість та інновації в створенні цифрового мистецтва.

3.3.2 Ланцюжкова ігрова економіка: Проекти, такі як Aavegotchi, стимулюють будівництво віртуального світу замкнутого циклу через токени

Економіка ланцюгової гри - це нове напрямок, який поєднує криптовалютні активи з галуззю геймінгу, причому проект Aavegotchi є лідером у цій галузі. Aavegotchi - це гра з вирощування NFT на основі протоколу Aave, де гравці можуть приймати та доглядати за своїм віртуальним петом Aavegotchi. Ці домашні тварини існують у формі NFT з унікальними характеристиками та вартістю.

В ігровому світі Aavegotchi гравці отримують внутрішньоігрові ресурси та винагороди, ставлячи криптоактиви, такі як предмети для годування домашніх тварин і очки досвіду за підвищення рівня домашніх тварин. Крім того, гравці можуть заробити нативний токен гри GHST, беручи участь у різних видах діяльності в грі, таких як дослідження віртуального світу та виконання завдань. GHST можна використовувати в грі для придбання віртуальних предметів, покращення домашніх тварин, а також торгувати на зовнішніх біржах криптоактивів, ефективно з'єднуючи віртуальний світ із реальною економікою. Цей механізм заохочення токенів створює самодостатню економічну екосистему віртуального світу, де гравці інвестують час і енергію в гру, щоб отримати економічну винагороду, ще більше стимулюючи ентузіазм гравців і стимулюючи розвиток ігрової економіки на блокчейні, приносячи нові бізнес-моделі та можливості розвитку в ігрову індустрію.

4. Виклики та ризики: технологічні затори та регуляторні дилеми

4.1 Обмеження на технічному рівні

4.1.1 Виклик масштабованості: обмеження пропускної здатності обмежує великомасштабні застосування

Основною проблемою, з якою стикаються криптоактиви блокчейну на технічному рівні, є проблема масштабованості, а обмеження пропускної здатності серйозно обмежують широке поширення. Візьмемо для прикладу біткойн, як найдавнішу криптовалюту, її використання механізму консенсусу Proof of Work (PoW) забезпечує децентралізацію та безпеку мережі, але погано показує себе в потужності обробки транзакцій. Блокчейн Bitcoin генерує новий блок приблизно кожні 10 хвилин, при цьому розмір кожного блоку обмежений приблизно 1 МБ, в результаті чого Bitcoin може обробляти лише близько 7 транзакцій в секунду (TPS). На противагу цьому, традиційний платіжний гігант Visa має потужність обробки транзакцій до 24 000 транзакцій на секунду, тоді як PayPal може досягати 193 транзакцій на секунду. Такий значний розрив призводить до того, що Біткойн виглядає неадекватним у щоденних великомасштабних платіжних сценаріях, намагаючись задовольнити вимоги до високочастотних транзакцій з великими обсягами транзакцій у всьому світі, обмежуючи розширення його застосування в основних платіжних областях.

Як піонерська платформа для смарт-контрактів, Ethereum також глибоко турбується проблемами масштабованості. Швидкість обробки транзакцій Ethereum становить близько 15-20 транзакцій на секунду. Під час буму NFT та вибуху застосувань DeFi у 2021 році проблеми зі заторами в мережі були особливо серйозними. Велика кількість користувачів одночасно взаємодіють з смарт-контрактами, транзакціями NFT та іншими операціями, що призводить до різкого зростання плати за транзакції в мережі Ethereum. Вартість для деяких складних транзакцій може навіть сягати десятків доларів. Багато транзакцій невеликої вартості затримуються або скасовуються через не можливість витратити велику плату, що суттєво впливає на досвід користувача та гальмує подальший розвиток екосистеми Ethereum.

4.1.2 Контроверзія щодо споживання енергії: Дослідження негативного впливу механізму PoW на навколишнє середовище та альтернативні рішення

Процес майнінгу криптовалюти блокчейн, заснований на механізмі консенсусу PoW, викликав широкі суперечки щодо споживання енергії. В рамках механізму PoW майнерам необхідно конкурувати за право записувати нові блоки, безперервно виконуючи складні математичні обчислення, що вимагає великої кількості обчислювальних ресурсів і електричної енергії. Згідно з даними Кембриджського центру альтернативних фінансів (CCAF) при Кембриджському університеті, річне споживання електроенергії мережею Bitcoin перевищує споживання електроенергії багатьма країнами, такими як Аргентина та Нідерланди, з орієнтовним річним споживанням електроенергії близько 121,36 терават-годин. Ці дані не тільки чинять тиск на глобальне енергопостачання, але й суперечать нинішній глобальній пропаганді сталого розвитку.

Високе споживання енергії також спричиняє екологічні проблеми, такі як викиди вуглецю. У зв'язку з концентрацією багатьох ферм для майнінгу біткойнів у районах з низькими витратами на енергію, але в основному традиційних викопних джерел енергії, таких як Китай (до відповідних коригувань політики), Казахстан тощо, під час процесу майнінгу спалюється велика кількість вугілля, природного газу та іншого викопного палива, що призводить до збільшення викидів парникових газів, таких як вуглекислий газ, які негативно впливають на глобальну зміну клімату. Щоб вирішити цю проблему, блокчейн-індустрія активно вивчає альтернативні рішення, популярним вибором стає механізм Proof of Stake (PoS). Ethereum успішно завершив перехід від PoW до PoS у 2022 році. Відповідно до механізму PoS, валідатори отримують право записувати транзакції на основі кількості криптовалюти, якою вони володіють, і тривалості своїх володінь, без необхідності широкої обчислювальної конкуренції, тим самим знижуючи споживання енергії більш ніж на 99% і значно підвищуючи енергоефективність і екологічність мережі блокчейн. Крім того, продовжують з'являтися нові механізми консенсусу, такі як делегований доказ частки володіння (DPoS) і практична візантійська відмовостійкість (PBFT), які різною мірою оптимізують питання споживання енергії та надають нові технічні шляхи для сталого розвитку криптовалют блокчейну.

4.2 Регуляторні та виконавчі виклики

4.2.1 Правовий вакуум: глобальні виклики координації у визначенні ознак криптовалютних активів та податкових політик

У глобальному масштабі криптоактиви стикаються з дилемою нечіткого визначення правового статусу та складною координацією податкової політики. В даний час серед країн немає консенсусу щодо правової класифікації криптоактивів. Комісія з торгівлі товарними ф'ючерсами США (CFTC) розглядає криптовалюти, такі як біткойн, як товар, тоді як Комісія з цінних паперів і бірж США (SEC) визначає, чи є певні криптовалюти цінними паперами на основі тесту Хоуї. Європейський Союз визначає криптоактиви як «цифрове представлення вартості», а не законний платіжний засіб, але може використовуватися як засіб обміну. Ця непослідовна правова класифікація призводить до того, що криптоактиви стикаються з різними регуляторними стандартами та юридичними ризиками в різних країнах і регіонах.

Податкова політика також стикається з глобальними проблемами координації. Операції з криптоактивами характеризуються транскордонністю та анонімністю, що ускладнює управління податками. Деякі країни розглядають операції з криптоактивами як приріст капіталу для оподаткування, наприклад, Сполучені Штати стягують податок на приріст капіталу з операцій з криптоактивами, зі ставками податку, заснованими на періоді зберігання та рівні доходу; в той час як інші країни розглядають їх як звичайний дохід для оподаткування, наприклад, Великобританія стягує прибуток від операцій з криптоактивами за ставкою податку на прибуток. Крім того, у транскордонних операціях актуальним питанням, яке потребує вирішення, стало те, як уникнути подвійного оподаткування та запобігти податковому арбітражу. Через відсутність єдиного міжнародного механізму координації оподаткування інвесторам і практикам криптоактивів доводиться мати справу зі складною та мінливою податковою політикою під час роботи в різних країнах і регіонах, що збільшує витрати на дотримання нормативних вимог і правову невизначеність.

4.2.2 Ризик маніпулювання ринком: маніпулювання ціною NFT та часті вразливості у смарт-контрактах DeFi

Швидкий розвиток ринку криптовалютних активів також призвів до ризиків маніпулювання ринком, коли маніпулювання цінами NFT та вразливості у смарт-контрактах DeFi стали загальними. На ринку NFT через відсутність ефективних механізмів визначення цін та регулювання деякі проекти займаються серйозним маніпулюванням цінами. Деякі творці NFT або проектні сторони створюють ілюзію активного торгівельного процесу через самоторгівлю, фальшиві угоди тощо, надмірно завищують ціни на NFT та приваблюють незосереджених інвесторів. Наприклад, у деяких проектах NFT команди проекту контролюють декілька облікових записів та здійснюють високоцінові транзакції між собою, піднімаючи ціни на NFT до штучно високих рівнів. Після того, як звичайні інвестори підслідують приклад та вступають у гру, вони потім продають для зняття готівки, що спричиняє різке падіння цін на NFT та значні втрати для інвесторів.

Сектор DeFi турбується вразливостями у розумних контрактах, стаючи головною мішенню для ринкової маніпуляції та хакерських атак. У 2022 році проект DeFi на блокчейні Solana під назвою Slope Finance був атакований хакерами, які використали вразливості розумних контрактів, вкравши приблизно $3.7 мільйона вартості зашифрованих активів. У 2023 році протокол DeFi Nexera також був взламаний хакерами, які вкрали приблизно $1.8 мільйона вартості цифрових активів через вразливості розумних контрактів. Ці вразливості призводять до втрат активів користувачів, а також підірвують довіру ринку, що впливає на стабільний розвиток екосистеми DeFi. Складність та стійкість до втручань розумних контрактів ускладнюють їх відновлення після виявлення вразливостей, дозволяючи зловмисникам швидко переміщувати активи та завдавати непоправних збитків, підкреслюючи терміновість посилення аудитів безпеки та нагляду за проектами DeFi.

5. Майбутні перспективи: Інтеграція технологій та екологічна співбудова

5.1 Синергетичний розвиток Web3 та Метавсесвіту

5.1.1 Semantic Enhancement Network: Технологія SemNFT вирішує проблеми зберігання та верифікації цифрового активу

У процесі спільного розвитку Web3 та метавсвіту зберігання та перевірка цифрових активів стали ключовими викликами. Технологія SemNFT виникла для надання інноваційних рішень для цієї проблеми. Хоча традиційні NFT-токени наділяють цифрові активи унікальними ідентифікаційними мітками, вони стикаються з викликами зберігання, які виникають від постійних витрат даних на блокчейні. Рішення для зберігання поза ланцюжком або централізовані рішення також мають ризики безпеки.

SemNFT — це інноваційний децентралізований фреймворк, який інтегрує сервіси проміжного програмного забезпечення блокчейн-оракула. В офчейн-частині стиснення даних і вилучення функцій виконуються шляхом навчання моделей автокодерів, перетворення масивів з плаваючою комою в цілі числа для ефективного зменшення простору для зберігання даних. У ончейн-частині NFT карбуються з цілочисельних масивів, зберігаються та керуються в блокчейні, досягаючи унікальної ідентифікації та відстеження права власності на цифрові активи в децентралізованій системі реєстру. Візьмемо для прикладу колекцію цифрового мистецтва, художники можуть карбувати свої роботи як NFT за допомогою технології SemNFT і зберігати їх у блокчейні. Коли колекціонери перевіряють право власності на твори, їм не потрібно покладатися на зовнішні посилання для отримання метаданих, і вони можуть безпосередньо перевіряти через інформацію в блокчейні, уникаючи проблеми невдачі верифікації через закінчення терміну дії посилань або фальсифікацію даних, забезпечуючи автентичність цифрового мистецтва та надійність права власності, закладаючи міцну основу для довгострокового збереження та обігу цифрових активів у метавсесвіті.

5.1.2 Віртуально-реальність економіка взаємодії: 3D Крипто-відмова Технологія Дозволяє Персоналізований Метавсвіт Досвід

Основний чар Метавсвіту полягає в тому, що він надає користувачам захоплюючий, персоналізований віртуальний досвід. Технологія 3D Crypto-dropout відіграє важливу роль в цій галузі, сприяючи розвитку віртуально-реальної інтерактивної економіки. У веб3-проектах Метавсвіту, що працюють на блокчейні, вміст, створений користувачами (UGC), є важливим елементом у будівництві багатого віртуального світу. Однак існуючі редактори UGC стикаються з викликами у забезпеченні унікальності контенту та балансуванні точності моделі зі складністю моделювання.

Технологія 3D Crypto-dropout забезпечує унікальність згенерованих моделей, хешуючи інформацію про користувача та контролюючи процес генерації 3D-моделей за допомогою унікальних блоків відсіву для кожного користувача. Візьмемо для прикладу будівництво віртуальної нерухомості в метавсесвіті, коли користувачі використовують редактор із технологією 3D Crypto-dropout для створення віртуальних будинків, система генеруватиме унікальні будівельні конструкції, стилі декору тощо на основі унікальної інформації користувача, забезпечуючи унікальність кожної віртуальної нерухомості в метавсесвіті та уникаючи гомогенізації. Крім того, ця технологія використовує алгоритми штучного інтелекту для допомоги в генерації моделей, зменшуючи складність 3D-моделювання та дозволяючи звичайним користувачам легко створювати складні та вишукані віртуальні сцени, підвищуючи залученість користувачів і креативність у побудові метавсесвіту. Ці унікальні віртуальні об'єкти на ринку віртуальної нерухомості приваблюють більше користувачів для торгівлі завдяки своїй унікальності та персоналізованим функціям, сприяючи процвітанню економічної системи метавсесвіту та досягненню глибокої інтеграції між віртуальним світом та реальною економікою.

5.2 Подвійний привід політики та технології

5.2.1 Цифрова валюта центрального банку (ЦВЦБ): Шлях злиття суверенної валюти та технології блокчейн

У глобальній цифровій хвилі Цифрова валюта центрального банку (ЦВЦБ), як продукт інтеграції суверенної валюти та технології блокчейн, поступово стає фокусом уваги фінансової індустрії. ЦВЦБ випускається та регулюється центральними банками різних країн з метою задоволення потреб, які традиційні фінансові системи не можуть задовольнити, покращення ефективності платежів, зниження витрат, підвищення безпеки та можливостей боротьби з підробкою. Порівняно з традиційними валютами, ЦВЦБ, заснована на розподіленій технології реєстрації блокчейн, має характеристики, такі як децентралізація, програмованість та можливість відстеження, які можуть ефективно знизити посередницькі витрати у міжнародних платежах, збільшити швидкість транзакцій та підвищити прозорість та безпеку транзакцій.

На прикладі пілотного проекту китайського цифрового юаня, цифровий юань використовує дворівневу операційну систему «центральний банк - комерційний банк», використовуючи технологію блокчейн для досягнення розрахунків і клірингу в режимі реального часу, зниження посередницьких витрат між центральними банками та комерційними банками та підвищення ефективності випуску валюти. У сценаріях роздрібних платежів користувачі можуть здійснювати зручні платежі через цифрові гаманці в юанях, при цьому інформація про транзакції записується в режимі реального часу в блокчейні, відстежується та захищена від несанкціонованого доступу, ефективно запобігаючи платіжним ризикам. У той же час програмованість цифрового юаня дозволяє йому реалізовувати розширені функції, такі як смарт-контракти та автоматизовані платежі, надаючи широкий простір для фінансових інновацій. З точки зору міжнародного співробітництва, центральні банки багатьох країн активно вивчають застосування CBDC у транскордонних платежах, таких як проект Multilateral Central Bank Digital Currency Bridge (mBridge), спрямований на безперешкодне з'єднання та ефективний обіг цифрових валют різних центральних банків за допомогою технології блокчейн, сприяючи глобальному процесу фінансової інтеграції.

5.2.2 Міжланцюжкова взаємодія: Протокол міжланцюжкової взаємодії між екосистемами Cosmos та Polkadot проривається

З поширенням застосування технології Блокчейн взаємодія між різними Блокчейнами стала ключовим обмеженням для розвитку галузі. Прорив у протоколах міжланцюгової взаємодії екосистем Cosmos та Polkadot дає промінь надії на вирішення цієї проблеми. Взаємодія Блокчейнів означає можливість взаємодії різних Блокчейнів, обміну інформацією та активами. В даний час Блокчейни, такі як Біткойн та Ефіріум, є незалежними один від одного, утворюючи інформаційні силоси, що утруднює розширення та інновації застосувань технології Блокчейн.

Polkadot стверджує, що вона є платформою Web3, використовуючи архітектуру паралельних ланцюгів та ретрансляційних ланцюгів для досягнення взаємодії між блокчейнами. Ретрансляційний ланцюг є основним блокчейном Polkadot, з власним активом DOT, який використовується для управління та стейкінгу; паралельні ланцюги можуть безперешкодно підключатися до ретрансляційного ланцюга, кожен з них має власні характеристики, такі як управління та токени. Підключаючись до ретрансляційного ланцюга, токени з одного паралельного ланцюга можуть безперешкодно надсилатися до іншого паралельного ланцюга, досягаючи взаємодії між кількома ланцюгами. Хоча Polkadot підтримує лише 100 різних паралельних ланцюгів, вона має певні обмеження, але створює мости для взаємодії встановлених блокчейнів, таких як Bitcoin і Ethereum, з екосистемою Polkadot.

Cosmos, розроблений компанією-розробником програмного забезпечення Tendermint, має на меті створити хаб, де можуть взаємодіяти всі блокчейни Tendermint. Протокол консенсусу Cosmos Tendermint, фреймворк розробки Cosmos SDK і крос-чейн протокол IBC розглядаються як три основні технологічні інновації в галузі блокчейну. Серед них кросчейн-протокол IBC відкрив нові двері для екологічних проєктів Cosmos, дозволяючи передавати активи та обмінюватися інформацією між різними блокчейнами в екосистемі. Наприклад, Terra, ланцюжок додатків, заснований на Cosmos, чий стейблкоїн UST колись займав значну позицію на крипторинку, тепер може підключатися до інших блокчейн-мереж через протокол IBC, дозволяючи користувачам надсилати та отримувати активи між ланцюгами, сприяючи процвітанню екосистеми Cosmos. Очікується, що в майбутньому Cosmos і Polkadot продовжать розвиватися і навіть спільно створювати кросчейн-мости для досягнення повної сумісності з більш масштабними блокчейнами, створюючи більш відкриту та інклюзивну блокчейн-екосистему.

6. Вивчення випадку: Технічний шлях та ринкові інсайти типових проєктів

6.1 Біткойн: Основа децентралізованої валюти

Біткойн, як піонер блокчейн-зашифрованих криптовалют, змінив глобальну фінансову ландшафт з моменту свого народження в 2009 році завдяки своєй децентралізованій грошовій системі та інноваційній технологічній архітектурі. Технічний шлях Біткойна базується на децентралізованому розподіленому реєстрі, який забезпечує послідовність та безпеку записів про транзакції серед вузлів у мережі завдяки механізму консенсусу Proof of Work (PoW). У мережі Біткойн кожен вузол має повну копію реєстру, а інформація про транзакції зв'язана в блоках у хронологічному порядку для формування незмінного історичного запису.

З точки зору ринкових показників, біткойн продемонстрував сильний потенціал для зростання вартості за останнє десятиліття. Незважаючи на різкі коливання ціни, його багаторічний тренд демонструє значну тенденцію до зростання. Візьмемо для прикладу період з 2010 по 2024 рік, ціна біткойна злетіла з кількох центів спочатку до десятків тисяч доларів, а ринкова вартість колись перевищила позначку в трильйон доларів, ставши центром уваги світових інвесторів. Успіх біткойна полягає не тільки в його зберіганні вартості та транзакційних функціях як нового типу цифрової валюти, але й у тому, що він став піонером децентралізованих фінансів, заклавши міцну основу для розвитку наступних блокчейн-проектів, що вказує на величезний потенціал технології блокчейн у фінансовому секторі для децентралізації, підвищення ефективності транзакцій, та забезпечення інформаційної безпеки.

6.2 Ефіріум: Екологічний розширення платформи смарт-контрактів

Ефір має важливе значення в розвитку блокчейну. Він був запущений в 2015 році і вперше ввів смарт-контракти в галузь блокчейну, будуючи відкриту децентралізовану платформу розробки додатків (DApp). Технічне ядро Ethereum полягає в його мові програмування смарт-контрактів з повною виразністю Turing під назвою Solidity. Розробники можуть використовувати цю мову для написання різних складних смарт-контрактів, реалізуючи автоматизовану бізнес-логіку та передачу вартості. Це розширює сценарії застосування Ethereum від простих транзакцій з цифровими валютами до фінансів, ланцюга поставок, геймінгу, соціальних та інших сфер.

На ринку Ethereum залучив велику кількість розробників і проектів по всьому світу своєю багатою екосистемою. Станом на 2024 рік кількість DApps на Ethereum перевищує десятки тисяч, охоплюючи кілька гарячих сфер, таких як децентралізовані фінанси (DeFi), невзаємозамінні токени (NFT), децентралізовані автономні організації (DAO) тощо. DeFi-проєкти, такі як Uniswap і Aave, процвітали на Ethereum, досягаючи децентралізованої торгівлі, кредитування, майнінгу ліквідності та інших фінансових послуг; NFT-проєкти, такі як CryptoPunks і Bored Ape Yacht Club, створили унікальні ринки володіння цифровими активами та торгівлі на Ethereum, стимулюючи інноваційний розвиток у цифровому мистецтві, предметах колекціонування та інших сферах. Успіх Ethereum демонструє, що технологія блокчейн може не тільки реалізовувати випуск і торгівлю цифровими валютами, але й створювати складні екосистеми додатків за допомогою смарт-контрактів, приносячи нові можливості та зміни у світову економіку та соціальний розвиток, надихаючи все більше розробників та підприємців на інновації та дослідження в галузі блокчейну.

6.3 Solana: TPS Конкуренція та Інновації DeFi високопродуктивного громадського блокчейну

Солана, як нова високопродуктивна громадська ланцюжок, швидко з'явилася на ринку блокчейну з моменту свого запуску у 2020 році, завдяки своїм видатним можливостям обробки транзакцій та низьким витратам на транзакції. Технічні переваги Солани в основному відображаються у її унікальному механізмі консенсусу та дизайні базової архітектури. Вона використовує комбінацію механізму консенсусу Доказу Історії (PoH) та Доказу Власності (PoS), генеруючи відмітки часу через алгоритм PoH для забезпечення послідовної перевірки транзакцій, що значно підвищує швидкість обробки транзакцій. Теоретично вона може досягти обробки до 65 000 транзакцій на секунду (TPS), що в рази перевершує традиційні громадські ланцюги, такі як Біткоїн та Ефіріум.

У сфері ринкових застосувань Solana зробила значний прогрес в галузі DeFi та NFT. У секторі DeFi проекти на Solana, такі як Serum і Raydium, побудували ефективні децентралізовані торговельні платформи, які забезпечують низьку латентність та низькі витрати на торгівлю, що привернуло великий приплив користувачів та коштів. У секторі NFT Solana, завдяки високій продуктивності та низьким комісіям, стала популярним вибором для проектів NFT. Проекти NFT, такі як Solana Monkey Business та Degenerate Ape Academy, здобули широку увагу та успіх в екосистемі Solana. Розвиток Solana демонструє можливість технології блокчейну у досягненні високої продуктивності та низьких витрат, надаючи нові ідеї та напрямки для вирішення проблем масштабованості блокчейну та сприяючи розширенню технології блокчейну в крупномасштабних комерційних застосуваннях.

Висновок

Забігаючи наперед, глибока інтеграція блокчейну зі штучним інтелектом та Інтернетом речей породить нові бізнес-парадигми. В інтеграції блокчейну та штучного інтелекту потужні можливості обробки даних та аналітичних можливостей штучного інтелекту забезпечать більш точне виконання смарт-контрактів та послуги прогнозування ризиків для блокчейну; Блокчейн, у свою чергу, може забезпечити ШІ надійними джерелами даних і безпечними операційними середовищами, забезпечуючи безпеку навчання та застосування моделей ШІ. Як революційна нова технологія та економічна форма з великим потенціалом, криптоактиви блокчейну повинні будуть подолати вузькі місця за допомогою технологічних інновацій, використовувати розумні політичні вказівки, розуміти тенденції галузевої інтеграції і, таким чином, відігравати більшу цінність у глобальній економічній та соціальній трансформації, створюючи краще цифрове майбутнє для людства.