Что такое смарт-контракты, где можно их применять и при чём тут блокчейн

Классический контракт — это устное или письменное соглашение с набором условий. В современном мире выполнение условий контракта гарантирует государство. Если одна из сторон не соблюдает условия соглашения, суд определит правонарушителей и обяжет их нести ответственность. Такие контракты постоянно встречаются в быту: при аренде квартиры, страховании автомобиля или трудоустройстве.

С классическими контрактами связаны и трудности. Составлять текст документа должен специалист, иначе в условиях соглашения могут остаться пробелы и неточности. Юристы любят использовать профессиональную лексику, которую тяжело понять обычному человеку. Ещё один важный нюанс — наличие судьи, который разрешает споры между сторонами соглашения. К тому же, само по себе судебное разбирательство требует времени и денег.

До определённого момента такой формат соглашений оставался наилучшим.

Что такое смарт-контракт?

С переходом к цифровым методам общения, хранения и обработки информации появился фундамент для новой формы контрактов. В 1996 году Ник Сабо разработалконцепцию самоисполнимых цифровых контрактов. Автор назвал их «смарт-контракты» (от англ. smart contract — умный контракт). Согласно определению Ника Сабо, смарт-контракт — это набор описанных в цифровой форме обещаний, включающий набор протоколов, по которым стороны выполняют свои обещания.

В отчёте Сената США за 2018 год сказано:

Термин «смарт-контракт» может звучать по-новому, но сама концепция уходит корнями к базовому договорному праву. Обычно судебная система выносит решения по договорным спорам и обеспечивает выполнение условий соглашения, но имеют место и другие арбитражные методы, особенно для международных транзакций. В случае со смарт-контрактами программа сама исполняет контракт, встроенный в код

Оригинальный пример прообраза смарт-контракта из работы Ника Сабо — торговый автомат. Человек опускает в автомат монету, и автомат выдаёт напиток или шоколадку. Это взаимодействие — сделка, которая подразумевает покупку товара за установленную сумму. Отличие этой ситуации от классического контракта в том, что автомат самостоятельно выполняет условия сделки: если прошла оплата, механизм выдаёт товар.

Чтобы система была безопасной, максимальная сумма средств в автомате не должна превышать затраты на взлом.

Смарт-контракты на блокчейне

Реальное практическое применение смарт-контрактам нашлось с появлением технологии блокчейн. Децентрализованные системы на основе блокчейна — та среда, в которой выполнение смарт-контракта не зависит от третьего лица, а его код нельзя произвольно изменить. Вне такой среды смарт-контракт будет просто программным кодом.

Важный параметр смарт-контракта на блокчейне — полнота по Тьюрингу. Простыми словами, полнота по Тьюрингу — это возможность системы выполнить любую вычислимую функцию. То есть Тьюринг-полной будет система, которая может выполнить любую компьютерную программу.

Блокчейн Bitcoin использует неполный по Тьюрингу язык программирования Script. Bitcoin поддерживает простые смарт-контракты с мультиподписью (для выполнения действия нужны цифровые подписи нескольких участников), удержанием средств на установленное время и так далее.

Блокчейн Ethereum работает со смарт-контрактами на Тьюринг-полном языке программирования Solidity. Solidity позволяет создавать более сложные алгоритмы, но такие смарт-контракты гораздо сложнее проверить на наличие уязвимостей.

Разработчик и популяризатор блокчейн-технологий Джимми Сонг отметил:

Выполнение кода в Тьюринг-полном контексте — хитрая штука, которую тяжело анализировать. Обезопасить Тьюринг-полный смарт-контракт так же сложно, как доказать, что в компьютерной программе нет багов.

Кроме Bitcoin и Ethereum, существуют специализированные платформы для работы со смарт-контрактами: Aeternity, EOS, Hyperledger Fabric, Stellar и другие. Такие платформы отличаются от названных выше пропускной способностью и стоимостью обработки транзакций, алгоритмом консенсуса и позиционированием.

Зачем нужны смарт-контракты?

С одной стороны, смарт-контракт — это просто программный код, обычное приложение как калькулятор, мессенджер или видеоигра. С другой стороны, смарт-контракт — это фундаментальный элемент любого распределенного приложения (distributed application или DApp), которое работает в среде без доверия и централизованной власти вроде администратора веб-сайта или государства. То есть смарт-контракт исполняет всё тот же программный код, но этот код нельзя произвольно изменить или воспрепятствовать его исполнению без вмешательства в работу всей сети. Это базис для любого децентрализованного приложения, особенно если имеет место обмен ценностями: деньгами, товарами, правами.

В централизованной платежной системе вроде гигантов Visa и Mastercard есть администрация, которая разрешает возможные споры, поддерживает работу серверов и взимает комиссию с платежей. Администрация может блокировать неугодные ей транзакции или перенаправить платёж на собственный счёт. Репутация системы пострадает, а администрацию такой компании будут преследовать по закону за мошенничество, но с технической точки зрения ничто не мешает таким манипуляциям. В децентрализованной системе ни у кого нет такой власти, а смарт-контракт подчиняется только заранее заложенным в него правилам.

Где можно применять смарт-контракты?

Согласно анализу Deloitte 2016 года, клиринг в торговых операциях и цепочки поставок — первые кандидаты на внедрение смарт-контрактов. Среди других перспективных областей исследователи назвали здравоохранение, страхование, медиаиндустрию, энергетику, ведение архивов и голосование.

Клиринг

Это безналичные расчёты между сторонами за товары, услуги или ценные бумаги с учётом взаимных обязательств. Клиринг подразумевает множество согласований между банками и юридическими или физическими лицами. Клиринговой компании нужно учесть все взаиморасчёты между клиентами, чтобы минимизировать движение денег между счетами и сумму комиссий за переводы.

Например, если Алиса должна заплатить Бобу 100 $ за ремонт компьютера, Боб должен заплатить Крису 150 $ за юридические услуги, а Крис должен заплатить 100 $ Алисе за дизайн сайта, всё, что нужно сделать, — перевести 50 $ от Боба Крису, и все будут в расчёте. Именно такими взаиморасчётами и их оптимизацией занимаются клиринговые компании, только в большем масштабе.

В реальном мире такая деятельность связана с комплексным документооборотом и ведением учёта множества сущностей и транзакций. Это дорого и долго, а из-за сложности процесса возникают ошибки и дополнительные задержки. Клиринговые компании и их клиенты могут использовать блокчейн-реестр для учёта транзакций и взаимных обязательств, а система смарт-контрактов обеспечит автоматическое проведение платежей и фиксацию данных в распределённом реестре. Согласно исследованиям Santander InnoVentures, к 2022 году внедрение блокчейна и смарт-контрактов может снизить ежегодные инфраструктурные затраты на 15–20 миллиардов долларов США.

Цепочки поставок

Смарт-контракты и блокчейн — актуальное решение для обслуживания цепочки поставок от сырья до готовых продуктов. Чаще всего сопроводительная информация для каждого из этапов хранится в отдельных базах данных, а бумажные документы до сих пор приходится пересылать физически. Чтобы собрать один ноутбук, кому-то нужно добыть нефть и металлы, из которых кто-то сделает пластиковый гранулят и нужные сплавы, которые впоследствии превратятся в детали и попадут в сборочный цех. На каждом из этапов нужно передавать и подписывать документы, высылать счета, переводить деньги и т. д. Всю эту информацию можно объединить в одном реестре, чтобы всем сторонам были доступны документы, история транзакций и поставок. Смарт-контракты позволят автоматически распределять платежи после согласования и получения нужных цифровых подписей. Кроме того, в цепочку поставок на блокчейне значительно проще добавлять новых участников вроде поставщиков и перевозчиков.

Здравоохранение

Блокчейн и смарт-контракты позволят создать единый безопасный реестр медицинских записей. Учитывая деликатность информации, доступ к записям можно ограничить смарт-контрактом с мультиподписью: если пациент и его лечащий врач согласны показать информацию другому специалисту, они поставят цифровые подписи и система откроет доступ указанному человеку. Объединение в один реестр поможет вести научные исследования и анонимные опросы, а если учёные решать наградить тех, кто делится информацией, смарт-контракты — оптимальный способ обеспечить выплату по факту передачи информации.

Интернет вещей

В интернете вещей (Internet of Things, IoT) безопасность и неизменяемость блокчейн-реестра вместе с возможностями смарт-контрактов позволят наладить прозрачные механизмы взаимодействия и обмена ценностями между гаджетами вроде умных холодильников, смартфонов, термостатов и автомобилей. Умный электромобиль может одной транзакцией инициировать оплату за электричество и смарт-контракт активирует зарядное устройство. Права владения этими гаджетами тоже можно фиксировать в блокчейне, а значит, пользователь сможет продать или подарить устройство не покидая блокчейн-сети и без привлечения третьих лиц.

Медиаиндустрия

Для правообладателей и создателей контента актуальна проблема роялти — платы за использование интеллектуальной собственности. Здесь смарт-контракты можно использовать для прозрачного распределения средств.

То же самое относится и к другим областям, где нужно обеспечить учёт и прозрачное проведение платежей без доверия между сторонами: страхованию, энергетике и так далее. Для голосования и ведения государственных архивов блокчейн и смарт-контракты — возможность оптимизировать доступ к данным и авторизацию участников, будь то архив земельного кадастра или избирательный процесс.

Проблемы смарт-контрактов

Оракулы

Одна из основных технических преград полномасштабному внедрению блокчейн-реестра и смарт-контрактов — необходимость создать эффективные и надёжные оракулы. Оракулы — это внешние агенты, которые отвечают за достоверность предоставленной информации извне.

Блокчейн-реестр — изолированная среда, внутри которой с помощью криптографических доказательств и протоколов консенсуса все участники могут проверить истинность тех или иных данных. Но для широкого применения этим системам нужно получать информацию из внешнего мира: подтверждать факт получения товара, идентифицировать участников, получать биржевые сводки и так далее. Такая информация поступает в систему через оракулы.

Оракулами могут быть:

измерительные приборы вроде термометра или датчика освещенности;
конкретные участники сети, которые оказывают услуги блокчейн-системе;
децентрализованные системы с собственными механизмами консенсуса, построенные поверх основного реестра.

В некоторых случаях, как в блокчейне Aeternity, оракулы интегрированы с основным блокчейном и работают в рамках одного механизма консенсуса с остальной сетью. Пользователи сети посылают оракулам запросы посредством транзакций на блокчейне, а оракулы отвечают им соответствующей он-чейн транзакцией. Вопрос и ответ остаются в реестре, а остальные пользователи могут сверяться с этими данными.

Юридическая сила

Другая проблема — необходимость в новой регуляторной среде, которая учитывала бы возможности блокчейна и определила юридическую силу смарт-контрактов и внесенных в реестр данных, таких как права владения недвижимостью или предметами.

Недоверие к блокчейну

Блокчейн-технологии развиваются уже около десяти лет, если считать точкой отсчёта whitepaper Bitcoin, но в сравнении с другими технологиями и методиками, задействованными в современной финансовой системе, блокчейн остается молодой и не до конца зарекомендовавшей себя технологией. Из-за этого консервативные участники рынка относятся к нему скептически.

Выводы

Уже сейчас многие традиционные банки и ведомства экспериментируют с блокчейн-технологиями и смарт-контрактами и инвестируют в проекты в этой отрасли. По мере того, как проекты вроде Augur, Aeternity и Oraclize решают проблему оракулов и совершенствуют технологию, всё больше государственных структур и бизнесов будут внедрять распределённый реестр и смарт-контракты для оптимизации своей работы и прозрачного учёта.

Смарт-контракты уже сейчас могут заменить значительную часть существующего документооборота. Любые типовые соглашения о страховании или передаче имущества можно реализовать как смарт-контракты. Однако для нестандартных случаев традиционные контракты останутся основным элементом соглашения. В роли базиса для распределённых приложений и аналога обычной компьютерной программы для распределённой среды смарт-контракты скорее всего будут использоваться практически повсеместно.