Decentralizace je základním aspektem a v zásadě i prvotní ideou kryptoměn. Kryptoměny fungují především jako digitální hotovost, ovšem na principu absolutní suverenity a enormní resilience, která nikomu zvenčí nedovolí se záznamy již proběhlých transakcí manipulovat. Ovšem míra této odolnosti před potenciálními útoky je nepřímo ovlivněna tím, do jaké míry je moc nad celou kryptoměnovou sítí rozdrobena mezi více lidí či organizací.

Tato rozdrobenost se běžně označuje jako decentralizace. V kryptoměnovém světě mnohdy panuje mylné přesvědčení, že je decentralizace typickou a možná i jasnou či pevně danou vlastností každé kryptoměny. Skutečností však je, že se jedná o vlastnost, která se u každé kryptoměny průběžně mění. Hořkou realitou je, že ne všechny kryptoměny jsou tak silně decentralizované jako např. Bitcoin, proto nejsou ani tolik suverénní a odolné vlivu zvenčí. V dnešním článku si vysvětlíme, proč tomu tak je a co všechno má na míru decentralizace kryptoměn vliv.

Počátky Bitcoinu aneb Co je to vlastně decentralizace?

Náš tradiční monetární systém je již ze své podstaty silně centralizovaný. Státní měny, jejich hodnotu a zároveň množství mincí v oběhu má pod palcem stát skrze své orgány, jimiž jsou např. centrální banky. Nespokojenost s činností centrálních bank vedla bystré mozky k vytvoření alternativy, která bude plnit stejný účel (bude se tedy jednat o prostředek směny) a bude zároveň osvobozena od svazující moci jedné jediné entity, jíž je např. stát.

Jednoduché schéma centralizovaného a decentralizovaného systému. Foto: Se souhlasem Finex

Touto alternativou jsou kryptoměny. Už od devadesátých let minulého století bylo možné pozorovat suverénní digitalizované platební systémy, skutečný boom do světa ovšem udělal až Bitcoin v roce 2009. Ani Bitcoin samotný nebyl ale ihned po jeho vzniku značně decentralizovaný, spíše naopak.

Korespondence Hala Finneyho, spoluautora Bitcoinu, a jeho hlavního zakladatele, Satoshiho Nakamota, dokládá, že tito dva byli v době vzniku Bitcoinu jeho prvními a nějakou dobu i jedinými těžaři.

Hal Finney a jeho vzpomínky na počátky Bitcoinu. Foto: Se souhlasem Finex

To tedy znamená, že jako jediní drželi tehdy maličké kopie celého blockchainu a jako jediní rozhodovali o tom, co bude obsaženo v prvních blocích. Až poté, co se o kouzlu Bitcoinu postupem času začal dozvídat celý svět, se k těžbě přidávali další a dominantní slovo jeho zakladatelů pozvolna upadalo. Tak, jak bylo zamýšleno. Dnes Bitcoin těží miliony těžařů po celém světě.

Decentralizace jakožto rozdělení kontroly mezi více entit

Právě rostoucí počet na sobě nezávislých těžařů značí zvyšující se decentralizaci. Čím více individuálů se podílí na chodu celé sítě, tím více je decentralizovaná. Ve skutečnosti samozřejmě nezáleží jen na samotném počtu entit, ale také na tom, jak moc velké slovo má každá z nich. V síti Bitcoinu toto reprezentuje těžební výkon každého těžaře, jinak označovaný jako hashrate.

Dá se říci, že čím větší výkon těžař má, tím větší má v síti slovo. Jednoduše proto, že se mu s výkonnějším strojem blok podaří vytěžit dříve. Protože dokáže vytěžit více bloků, má také větší vliv na chod celé sítě. Když výkon všech aktivních těžařů sečteme, získáme celkový hashrate celé sítě.

Podrobnější schéma dle úrovně kontroly – pro kryptoměny je typická varianta číslo 4, neboť jsou distribuované (jejich kopie jsou na více místech zároveň) a decentralizované. Foto: Finex

Poznámka: Obrázek napovídá, že je v blockchainu rozdíl v rámci rolí mezi jednotlivými uzly. Ne každý uzel bitcoiny těží. Kromě těžebních uzlů v síti existují i ostatní, některé z nich drží celou kopii blockchainu, jiné pouze část. Jejich účelem (zejména těch s celou kopií blockchainu) je prvotní ověřování transakcí ihned po jejich vzniku – kontrolují, jestli vznikly podle daných pravidel a pokud ano, přidají je do mempoolu – jakéhosi zásobníku pro transakce čekající na přiřazení do bloku, z něhož je těžaři do bloků rovnají. Stejným způsobem tyto uzly následně hodnotí i vytvořené bloky. Celková míra decentralizace je tedy ovlivněna i počtem jiných bodů v síti, které nové bloky nutně tvořit nemusí.

Konsenzuální mechanismus Bitcoinu (Proof of Work) elegantně zajišťuje, že pravděpodobnost nalezení bloku je úměrně rozdělena mezi všechny účastníky v síti, samozřejmě tedy v závislosti na jejich těžebním výkonu. To je tedy důvodem, proč jejich rostoucí počet činí síť bezpečnější – slovo jednotlivce čím dál více ztrácí váhu.

Idea decentralizace u jiných kryptoměn – Jak funguje staking?

Dosud jsme se zaměřovali pouze na kryptoměny využívající těžbu a tedy mechanismus Proof of Work. Existují ale i jiné algoritmy těžbu nevyužívající. Tím druhým nejznámějším je Proof of Stake a jeho varianty (např. Delegated Proof of Stake…). Zde žádní těžaři nejsou a nikdo nevykonává energeticky náročnou činnost, myšlenka je ovšem obdobná. Koncepci těžby v mechanismu Proof of Stake střídá staking, jakési uzamčení mincí do smart kontraktů kryptoměny, díky němuž pak uživatel získává právo na tvorbu nových bloků.

Těmto uživatelům se říká validátoři, jsou tedy jakousi obdobou těžařů. Stejně jako těžaři, i jednotliví validátoři mohou mít rozdílnou váhu slova v síti, ta je reprezentována množstvím kryptoměn, které uzamknou a které do sítě tedy dávají jako důkaz toho, že budou pro síť dělat to nejlepší. Počet validátorů a zároveň míra jejich nastakovaných prostředků jsou zde tedy ukazateli o skutečné decentralizaci sítě, stejně jako v případě Bitcoinu a jiných PoW kryptoměn těžaři a jejich těžební výkon.

Co všechno decentralizaci kryptoměny ovlivňuje?

Z pohledu hashrate a počtu těžařů je jednoznačně dominantní Bitcoin, v rámci Proof of Work je míra decentralizace sítě také celkem snadno zhodnotitelná – závisí jednoduše na tom, kolik aktivních a nezávislých těžařů v síti je a jaký mají výkon. Bude-li v síti méně těžařů s vysokým výkonem, je teoreticky decentralizace sítě snížena, protože výpadek jednoho těžaře způsobí ztrátu většího podílu výpočetního výkonu, než kdyby tomu bylo naopak (pokud by bylo více těžařů s menším výkonem).

Kromě tohoto faktoru decentralizaci Bitcoinu ovlivňuje i skutečnost, zdali těžíte na vlastní pěst či v nějakém těžebním poolu. Zároveň je nutné nebrat na lehkou váhu i cenu těžebních strojů – takové ASIC minery pro Bitcoin se klidně zvládnou vyšplhat do několika set tisíc korun. K problematice těžebních poolů se ještě jednou vrátíme níže.

Ethereum a jeho skutečná míra decentralizace

Zaměříme-li se na ostatní kryptoměny, záhy zjistíme, že existují i jiné faktory míru decentralizace značně ovlivňující. Pro ilustraci se nyní zaměříme na Ethereum a jeho často propagovaný masivní počet aktivních validátorů. V době psaní článku má Ethereum přibližně 664 000 aktivních validátorů, kteří dohromady uzamknuli zhruba 21 248 000 etherů (664 000 × 32 ETH – minimální a zároveň maximálně využitelný zůstatek jednoho validátora).

Statistiky validátorů Etherea – jejich počet, podíl v kategoriích a graf zobrazující průběh množství uzamčených etherů v čase. Foto: Se souhlasem Finex

Přes půl milionu individuálních účastníků ovlivňujících chod sítě se stejnou váhou hlasu? To zní dobře. Nyní ovšem přijde drsný návrat do reality. Koncepce těžby z Bitcoinu často podněcuje k dojmu, že každý validátor je plně autonomní celek v síti. Je ovšem nutné si uvědomit, že dle návrhu Etherea může každý validátor efektivně využít jen těch 32 etherů, za něž dostane hlasovací právo – neexistuje žádný benefit pro staking více než 32 etherů. Chcete-li stakovat více, musíte si uzamknout dalších 32 etherů a vytvořit dalšího validátora – to tedy znamená, že validátor je něco jako proces, rozhodně se nejedná o označení pro běžící uzel. Abyste onen validátorský proces mohli provozovat, musíte mít spuštěný uzel (nodu, chcete-li) na síti Etherea. Na ní ale můžete mít navázaný libovolný počet validátorů dle svých finančních možností, klidně i 1 000.

 Celkový počet aktivních uzlů v síti Etherea. Foto: Se souhlasem Finex

Na obrázku výše můžete vidět, že je v síti aktivních pouze něco přes 10 000 uzlů. To tedy znamená, že oněch 664 000 validátorů je koncentrovaných do mnohem menšího počtu strojů, což zásadně ovlivňuje decentralizaci. Odejde-li jeden ze strojů, přestane fungovat uzel a s ním klidně třeba 2 000 validátorů. Ačkoliv je každý z validátorů svým způsobem unikátní a jistě ovlivnitelný, je potřeba myslet i na všechny možné body selhání.

Jak je na tom např. Solana či Cardano?

Ethereum a jeho „vysoký počet validátorů“ je zavádějící a mnohdy marketingově zneužívaná metrika, jak jsme si již výše vysvětlili. Cardano a Solana v tomto směru fungují značně odlišně – zde je každým validátorem vždy jeden uzel. Proto je jich oproti Ethereu mnohem méně, Cardano má v době psaní článku přibližně 3 000 validátorů a Solana jen pouhých 1 700.

Foto: Se souhlasem Finex

Jelikož v případě Solany a Cardana mohou validátoři disponovat libovolným množstvím nastakovaných prostředků a tedy jakkoliv velkým podílem, noří se zde onen faktor potenciálně ohrožující decentralizaci. Každý uživatel má v síti slovo úměrné jeho podílu v celkovém množství nastakovaných prostředků. Z obrázku výše tedy vyplývá hrozivá skutečnost – i když má Solana přes 1 700 individuálních validátorů se svými vlastními uzly, jen pouhých prvních 33 jich tvoří celou třetinu z hlediska váhy hlasů. Pakliže se těchto 33 validátorů semkne, mohlo by teoreticky síť celou zastavit. To vyplývá ze samotného návrhu kryptoměny Solana a je to taky jeden z argumentů pro její chabou míru decentralizace.

Porovnáme-li však koncepci Etherea, Solany a Cardana, konečný efekt je téměř stejný, v případě zmíněných dvou menších sítí je ovšem jeho dosažení pro prostého uživatele ještě snadnější. Prakticky zde totiž neexistuje minimální počet tokenů pro provoz uzlu, na rozdíl od Etherea, kde je tento limit nastaven na 32 ETH. Jsou zde samozřejmě také nároky na software, hardware a technické zkušenosti, podobně jako u Etherea. Hardware nároky jsou ovšem značně vysoké v případě Solany – protože je Solana dimenzována na provoz s relativně vysokou propustností, je provozování jejích uzlů náročnější. Proto si validátoři Solany za své stroje více připlatí a může se také jednat o jeden z důvodů, proč je jich tak málo.

Na jaké další faktory nesmíme zapomínat?

Byť je tato metrika o míře decentralizace nejvíce vypovídající, není ani zdaleka jedinou. V potaz je potřeba brát i distribuci samotných mincí mezi držiteli, neplatí samozřejmě pravidlo, že se všechny jednotky účastní těžby či stakingu. U Cardana je např. přibližně 64 % všech mincí uzamčených ve stakingu či v delegaci, v případě Etherea je tento podíl pouze 15%

Co je ale pravděpodobně druhým nejpodstatnějším faktorem ovlivňujícím decentralizaci je rozdělení těžební či validátorské síly v tzv. poolech. Zaměřme se např. na Bitcoin – v těžebních poolech je možné spojit síly s ostatními těžaři a bitcoiny těžit hromadně, zvyšuje se tím šance na vytěžení bloku a tedy i získání odměny. Jelikož se vytěžené odměny pak rozdělí mezi všechny účastníky, je výdělek z těžby mnohem více stabilní. V rámci Bitcoinu jsou světově nejvyužívanější pooly Foundry USA, AntPool a F2Pool.

Distribuce výpočetní síly Bitcoinu mezi jednotlivými těžebními pooly (květen 2022 – květen 2023). Foto: Se souhlasem Finex

Šokujícím zjištěním je, že tyto pooly tvoří více než 60% podíl celkového těžebního výkonu. Zdrojem výkonu jsou sice individuální stroje, sjednocují se ale značně centralizovanou formou. Foundry USA je např. pool provozovaný Foundry, dceřinou společnosti Digital Currency Group, což je americký konglomerát, pod nějž spadá např. i CoinDesk, Grayscale, Genesis nebo Luno. Zaměřuje se hlavně na velkoobjemovou těžbu. AntPool i F2Pool do celkového těžebního výkonu přispívají už od roku 2014, zaměřují se jak na malé individuální klienty, tak i na větší společnosti.

 Těžební farma společnosti HIVE ve Švédsku. Foto: Se souhlasem Finex

Mnoho entit také samozřejmě těží Bitcoin či provozuje validátorské uzly na vlastní pěst. Příkladem může být např. těžařská společnost HIVE, jejíž farma je na obrázku výše. Ta chce do budoucna zdvojnásobit svůj těžební výkon až na 6 EH/s, což je již podstatných 1,6 % celkového těžebního výkonu Bitcoinu v době psaní článku. Příkladem u Proof of Stake blockchainů může být i společnost Chorus One, která provozuje validátorské uzly na více než 40 sítích včetně Solany, u níž je právě jedním ze 33 superminoritních validátorů na obrázku výše.

Závěr

V dnešním článku jsme si shrnuli koncept decentralizace a na několika nejvýznamnějších kryptoměnách jsme si ukázali její různorodost. Protože je blockchain prakticky jen databáze replikovaná na více místech, je vhodnou metrikou pro posouzení míry decentralizace právě počet těchto vstupních míst. Těmi jsou právě těžaři či validátoři.

Ukázali jsme si však také, že záleží i na jiných faktorech. Celková míra decentralizace kryptoměny je komplexním prvkem, o jednotlivých kryptoměnách toho ovšem říká spoustu. Pro investory je tedy rozhodně cennou informací.

Zdroj: Rozhovor s Finex.cz