Обоснование конструкции Кардано

Why We Are Building Cardano

โดย Charles Hoskinson and IOHK · 2017

🇺🇸 English (ต้นฉบับ)

🇷🇺 Русский (คำแปล)

Introduction

A long-term view on improving the design of cryptocurrencies so they can work on mobile devices with a reasonable and secure user experience ● Bringing stakeholders closer to the operations and maintenance of their cryptocurrency ● Acknowledging the need to account for multiple assets in the same ledger ● Abstracting transactions to include optional metadata in order to better conform to the needs of legacy systems ● Learning from the nearly 1,000 altcoins by embracing features that make sense ● Adopt a standards-driven process inspired by the Internet Engineering Task Force using a dedicated foundation to lock down the final protocol design
● Explore the social elements of commerce
● Find a healthy middle ground for regulators to interact with commerce without compromising some core principles inherited from Bitcoin

From this unstructured set of ideas, the principals working on Cardano began both to explore

cryptocurrency literature and to build a toolset of abstractions. The output of this research is

IOHK’s extensive library of papers, numerous survey results such as this recent scripting

language overview as well as an Ontology of Smart Contracts, and the Scorex project. Lessons

yielded an appreciation for the cryptocurrency industry’s unusual and at times

counterproductive growth.

First, unlike successful protocols such as TCP/IP, there is little layering in the design of

cryptocurrencies. There has been a desire to preserve a single notion of consensus around

facts and events recorded in a single ledger, regardless of whether it makes sense.

For example, Ethereum has encumbered enormous complexity attempting to become a

universal world computer, but suffers from trivial concerns potentially destroying the system’s

ability to operate as a store of value. Should everyone’s program be a first class citizen

regardless of its economic value, cost to maintain, or regulatory consequences?

Second, there is little appreciation for prior results in mainstream cryptographic research. For

example, Bitshares’ delegated Proof of Stake could have easily and reliably generated random

numbers using coin tossing with guaranteed output delivery, which is a technique known since

the 1980s (see the seminal paper by Rabin and Ben-Or).

Third, most altcoins (with a few notable exceptions such as Tezos) have not made any

accommodation for future updates. The ability to successfully push a soft or hard fork is pivotal

to the long-term success of any cryptocurrency.

As a corollary, enterprise users cannot commit millions of dollars worth of resources to

protocols where the roadmap and actors behind them are ephemeral, petty or radicalized. There

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 3 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

needs to be an efficient process through which social consensus can form around a vision for

evolving the underlying protocol. If this process is enormously burdensome, fragmentation

could break the community apart.

Finally, money is ultimately a social phenomenon. In the effort to anonymize and

disintermediate central actors, Bitcoin and its contemporaries have also discarded the need for

stable identities, metadata and reputation in commercial transactions. Adding these data

through centralized solutions removes the auditability, global availability and immutability —

which is the entire point of using a blockchain.

Legacy financial systems such as those composed of SWIFT, FIX and ACH are rich in

transactional metadata. It is not enough to know how much value moved between accounts,

regulation often requires the attribution of actors involved, compliance information, reporting

suspicious activity, and other records and actions. In some cases, the metadata is more

important than the transaction.

Hence, it seems reasonable to infer that the manipulation of metadata could be as harmful as

counterfeiting currency or rewriting transaction history. Making no accommodation for actors

who want to voluntarily include these fields seems counterproductive to mainstream adoption

and consumer protection.

Sojourn's End

The aggregation of our principled exploration of the cryptocurrency space is two collections of

protocols. Respectively, a provably secure Proof-of-Stake [1][2] based cryptocurrency called the

Cardano Settlement Layer (CSL) and a set of protocols called the Cardano Computation Layer

(CCL).

Our design emphasis is to accommodate the social aspects of cryptocurrencies, build in layers

by separating the accounting of value from complex computation and address the needs of

regulators within the scope of several immutable principles . Furthermore, where it is sensible,

1 we attempt to vet proposed protocols through peer review and check code against formal

specifications.

1 See Regulation section for list WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 4 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Proof of Stake

Using proof of stake for a cryptocurrency is a hotly debated design choice, however because it

adds a mechanism to introduce secure voting, has more capacity to scale, and permits more

exotic incentive schemes, we decided to embrace it.

Our proof of stake protocol is called Ouroboros and it has been designed by an extremely

talented team of cryptographers from five academic institutions led by Professor Aggelos

2 Kiayias of the University of Edinburgh. The core innovation it brings beyond being proven secure

using a rigorous cryptographic model is a modular and flexible design that allows for the

composition of many protocols to enhance functionality.

This modularity allows for features such as delegation, sidechains, subscribable checkpoints,

better data structures for light clients, different forms of random number generation and even

different synchronization assumptions. As a network develops from having thousands to

millions and even billions of users, the requirements of its consensus algorithm will also

change. Thus, it is vital to have enough flexibility to accommodate these changes and thereby

future-proof the heart of a cryptocurrency.

Social Elements of Money

Cryptocurrencies are a prime example of the social component of money. When restricting

analysis solely to technology, there is little difference between Bitcoin and Litecoin and even

less so between Ethereum and Ethereum Classic. Yet, both Litecoin and Ethereum Classic

maintain large market capitalizations and robust, dynamic communities as well as their own

social mandates.

It can be argued that a large part of the value of a cryptocurrency is derived from its community,

the way it uses the currency, and its level of engagement in the currency’s evolution. Furthering

the thought, currencies such as Dash have even integrated systems directly into the protocol to

engage their community in deciding what should be a priority to develop and fund.

2 University of Connecticut, University of Athens, University of Edinburgh, Aarhus University, Tokyo Institute of Technology WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 5 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The vast diversity of cryptocurrencies also provides evidence for their social elements.

Disagreements about philosophy, monetary policy, or even just between the core developers

lead to fragmentation and forks. Yet unlike their cryptocurrency counterparts, fiat currencies of

superpowers tend to survive political shifts and local disagreements without a currency crisis or

mass exodus.

Therefore, it seems that there are elements of legacy systems that are missing from the

cryptocurrency industry. We argue — and have inculcated into the Cardano roadmap – that

users of a protocol need incentives to understand the social contract behind their protocol and

have the freedom to propose changes in a productive way. This freedom extends to every

aspect of a value exchange system, from deciding how markets should be regulated to which

projects should be funded. Yet it cannot be brokered through centralized actors nor require

some special credential that could be co-opted by a well funded minority.

Cardano will implement a system of overlay protocols built on top of CSL to accommodate the

needs of its users.

First, regardless of the success of a crowdsale to bootstrap development, funds will eventually

dissipate. Hence, Cardano will include a decentralized trust funded from monotonically

3 decreasing inflation and transaction fees.

Any user should be eligible to request funds from the trust by a ballot system and the

stakeholders of CSL vote on who becomes a beneficiary. The process creates a productive

feedback loop seen in other cryptocurrencies with treasury/trust systems, such as Dash, by

starting a conversation about who should and should not be funded.

Funding discussions force a relation of long and short term goals, the cryptocurrency’s social

contract, priorities and the belief in value creation with particular proposals. This conversation

means that the community is constantly evaluating and debating its beliefs against possible

roadmaps.

Second, our hope is that Cardano will eventually include a formal, blockchain based system to

propose and vote on both soft and hard forks. Bitcoin with its block size debate, Ethereum with

the DAO fork, and many other cryptocurrencies besides have endured long standing and, in

frequent cases, unresolved arguments over the technical and moral direction of the codebase.

It can and should be argued that many of these disagreements, and the fracturing of the

community that results when action is taken, are a direct result of a lack of formal processes for

debating change.
3 This is also known as a treasury system WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 6 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Where does one go to convince Bitcoin users to adopt Segregated Witness? How should the

core developers of Ethereum measure community sentiment for bailing out the DAO? If the

community fractures, is the cryptocurrency damaged beyond repair?

In the worst cases, moral authority to act could simply devolve to whoever has the developers,

infrastructural relationships and money, not the best wishes of the vast majority of the

community. Furthermore, if a large portion of the community is inaccessible or disengaged due

to bad incentives , then how can one truly know if their acts are legitimate? 4

Proposed cryptocurrencies such as Tezos provide an interesting model to examine where a

cryptocurrency protocol is treated like a constitution containing three sections (Transaction,

Consensus and Network) with a set of formal rules and process to update the constitution. Yet

there remains much work to be done with incentives and over how exactly to model and change

a cryptocurrency with a formal language.

The use of formal methods, machine understandable specifications and merging a treasury with

this process for financial incentives are being explored as possible avenues for inspiration.

Ultimately, just the ability to propose a protocol change in a transparent, censorship free way

with blockchain based voting should improve the process, even if more elegant solutions cannot

be designed.

Designing in Layers – Cardano Settlement Layer

When designing great protocols and languages, one should not look to the future, but rather to the past. History provides a litany of examples of great ideas that are perfect on paper, yet somehow have not survived, such as the Open Systems Interconnection standards. History also provides happy accidents that have endured from TCP/IP to JavaScript.

Some principles extracted from a historical view are the following:

1. You cannot predict the future so build in wiggle room
2. Complexity is nice on paper, but simplicity usually wins 3. Too many cooks spoil the broth 4. Once a standard is set it will probably stick around, regardless of whether it is suboptimal 4 See rational ignorance
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 7 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

5. Bad ideas can actually evolve into pretty good ones if there is a will

Cardano is a financial system that accepts its social nature. There will be a tremendous need for flexibility and the ability to address arbitrary complexity in a particular user’s transaction. If successful, there will be a need for tremendous computational, storage and network resources to accommodate millions of concurrent transactions.

Yet we do not have a digital, decentralized Robin Hood to take from the rich nodes and give to the poor ones in order to achieve a fair network. Nor do we have the luxury of trusting human beneficence to altruistically sacrifice for the greater good of the network. Therefore, Cardano’s design borrows from TCP/IP the concept of separation of concerns.

Blockchains are ultimately databases ordering facts and events with guarantees about timestamps and immutability. In the context of money, they order ownership of assets. Adding complex computation by storing and executing programs is an orthogonal concept. Do we want to know how much value went from Alice to Bob, or do we want to get involved in figuring out the whole story behind the transaction and deciding how much to send?

It is incredibly tempting to choose the latter as Ethereum has done because it is more flexible, but it violates the design principles above. Figuring out the story means that a single protocol has to be able to understand arbitrary events, script arbitrary transactions, permit arbitration in cases of fraud and even potentially reverse transactions when new information is made available.

Then one has to make difficult design decisions about what metadata to store for each transaction. What elements of the story behind Alice and Bob’s transaction are relevant? Are they relevant forever? When can we throw away some data? Does doing so violate the law in some countries?

Furthermore, some computation is private in nature. For example, when calculating the average salary of workers in an office, we would not necessarily want to leak how much each person makes. But what if every computation is publicly known? What if this publicity biases execution order to harm outcome?

Thus, we have chosen the position that the accounting of value should be separated from the story behind why the value was moved. In other words, separation of value from computation. This separation does not mean that Cardano will not support smart contracts. On the contrary, by making the separation explicit, it permits significantly more flexibility in the design, use, privacy and execution of smart contracts.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 8 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The value ledger is called the Cardano Settlement Layer (CSL). As the purpose is to account for value, the roadmap has the following goals:

1. Support two sets of scripting languages, one to move value and another to enhance overlay protocol support
2. Provide support for KMZ sidechains to link to other ledgers 5 3. Support multiple types of signature including quantum resistant signatures for higher security
4. Support multiple user issued assets 5. Achieve true scalability, meaning as more users join, the capabilities of the system increase

Scripting

Starting with the scripting language, transactions between addresses in a ledger require some form of a script to execute and be proven valid. Ideally, one would not want Eve to access Alice’s money, nor would one want a poorly designed script to accidently send value to a dead address making the funds irretrievable.

Systems such as Bitcoin provide an extremely inflexible and draconian scripting language that is difficult to program bespoke transactions in, and to read and understand. Yet the general programmability of languages such as Solidity introduce an extraordinary amount of complexity into the system and are useful to only a much smaller set of actors.

Therefore, we have chosen to design a new language called Simon in honor of its creator 6 Simon Thompson and the creator of the concepts that inspired it, Simon Peyton Jones. Simon is a domain-specific language that is based upon Composing contracts: an adventure in financial engineering.

The principal idea is that financial transactions are generally composed from a collection of foundational elements . If one assembles a financial periodic table of elements, then one can 7 provide support for an arbitrarily large set of compound transactions that will cover most, if not all, common transaction types without requiring general programmability.

5 Coming soon in a paper from Kiayias, Zindros and Miller 6 Specifics will be released in an upcoming specification. The full language will be supported in the Shelley CSL release planned for Q4 of 2017 7 Project ACTUS has an in-depth elaboration
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 9 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The primary advantage is that security and execution can be extremely well understood. Proofs can be written to show correctness of templates and exhaust the execution space of problematic transaction events, such as the creation of new money out of thin air or transaction malleability. Second, one can leave in extensions to add more elements by way of soft forks if new functionality is required.

That said, there will always be a need to connect CSL to overlay protocols, legacy financial systems, and special purpose servers. Thus we have developed Plutus as both a general purpose smart contract language and also a special purpose DSL for interoperability.

Plutus is a typed functional language based on concepts from Haskell, which can be used to write custom transaction scripts. For CSL, it will be used for complex transactions required to add support for other layers we need to connect, such as our sidechains scheme.

Sidechains

With respect to sidechains, Cardano will support a new protocol developed by Kiayias, Miller and Zindros (KMZ sidechains) based upon prior results from proofs of proofs of work. The particular design is beyond the scope of this paper; however, the concept allows for the secure and non-interactive movement of funds from CSL to any Cardano Computation Layer or other blockchain supporting the protocol.

KMZ sidechains are the key to encapsulating complexity. Ledgers with regulatory requirements, private operations, robust scripting languages and other special concerns are effectively black boxes to CSL, yet the CSL user will gain certain guarantees about accounting and the ability to recall funds once computation is complete.

Signatures

In order to securely move value from Alice to Bob, Alice needs to prove she has the right to move the funds. The most direct and reliable way of accomplishing this task is to use a public key signature scheme where funds are connected to a public key and Alice controls an associated private key.

There are hundreds of possible schemes with different security parameters and assumptions. Some rely upon mathematical problems connected to elliptic curves, whereas others are connected to exotic concepts using lattices.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 10 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The abstract goal is always the same. There exists a hard problem that cannot be solved unless someone has a secret piece of knowledge. The holder of this piece of knowledge is said to be the owner of the keypair and should be the only entity that has the ability to use it.

There are two groups of concerns a cryptocurrency faces with choosing a signature scheme. First, there is the long-term security durability of the scheme itself. Some cryptographic schemes used in the 1970s and 1980s such as DES have been broken. The period over which the scheme should be expected to survive must be decided upon.

Second, there are many enterprises, governments and other institutions that have preferred, or in some cases, mandated the use of a particular scheme. For example, the NSA maintains the Suite B protocol set. There are standards from ISO and even W3C workgroups on cryptography.

If a cryptocurrency chooses a single signature scheme, it is forced to accept that the scheme could be broken at some point in the future and at least one entity cannot use the cryptocurrency due to legal or industry restrictions. Yet a cryptocurrency cannot support every signature scheme as this would require every client to understand and validate each scheme.

For Cardano, we decided to start with using elliptic curve cryptography, the Ed25519 curve in particular. We also decided to enhance the existing libraries by adding support for HD wallets using Dr Dmitry Khovratovich and Jason Law’s Specification .
8

This said, Cardano will support more signature schemes in the future. In particular, we are interested in integrating BLISS-B to add quantum computer resistant signatures to our system. We are also interested in adding SECP256k1 to enhance interoperability with legacy cryptocurrencies such as Bitcoin.

Cardano has been designed with special extensions that will allow us to add more signature schemes through a soft fork. They will be added as needed and during major updates planned in the roadmap .
9

User Issued Assets (UIAs)

Early in Bitcoin’s history, protocols were quickly developed to allow users to issue assets that piggybacked on Bitcoin’s accounting system in order to track multiple currencies concurrently. 8 This is the documentation for Cardano’s HD Wallet Implementation. We believe Cardano is the first cryptocurrency to support Ed25519 HD Wallets
9 See cardanoroadmap.com
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 11 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

These protocols were not natively supported by the Bitcoin protocol, but implemented through clever hacks.

In the case of Bitcoin overlays such as Colored Coins and Mastercoin (now called Omni), light clients are forced to rely on trusted servers. Also transaction fees still have to be paid in bitcoins. These properties combined with the single pipeline for transaction approval make Bitcoin suboptimal for multi-asset accounting.

In the Ethereum case using the ERC20 standard, there is more feature richness. However, transaction fees still require ether. Furthermore, the Ethereum network is having difficulty scaling to the needs of all the issued ERC20 tokens.

The fundamental problem can be broken into three parts: resources, incentives and concern. With respect to resources, adding an entirely new currency to the same ledger means one has two independent UTXO (unspent transaction inputs) sets sharing the bandwidth, mempool and block space. Consensus nodes responsible for embedding transactions of these currencies need an incentive for doing so. And not every user of a cryptocurrency will or should care about a particular entity’s currency.

Given these problems, the benefits are tremendous as the primary token of a multiasset ledger can effectively serve as a bridge currency allowing for decentralized market making. Special purpose assets could be issued to provide additional utility such as value stable assets like Tether or MakerDAO that are useful for lending and remittance applications.

Given the challenges, Cardano has adopted a pragmatic approach to multiasset accounting. Building in stages, the first challenge is designing the necessary infrastructure to support the demands of thousands of UIAs. Namely the following advancements are necessary:

1. Special purpose authenticated data structures to permit the tracking of a very large UTXO state

2. The ability to have a distributed mempool to hold a huge set of pending transactions
3. Blockchain partitioning and checkpoints to permit a huge global blockchain 4. An incentive scheme that rewards consensus nodes for including different sets of transactions 5. A subscription mechanic that allows users to decide which currencies they want to track
6. Strong security guarantees that UIAs enjoy similar security as the native asset 7. Support for decentralized market making to improve liquidity between UIA and the primary token

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 12 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Our preliminary efforts for finding the right authenticated data structure have resulted in a new type of AVL+ Tree jointly developed by Leo Reyzin, IOHK and Waves. More research is required, but it is a foundational advancement that will be included in a later version of Cardano.

A distributed mempool could be implemented using Stanford University’s RAMCloud protocol. Experiments will begin in Q3 of 2017 to study its integration into Cardano’s consensus layer.

The remaining topics are interconnected and covered by ongoing research. We expect — subject to research results — to include a protocol into Cardano for UIAs during the Basho of CSL release in 2018.

Scalability

Distributed systems are composed of a set of computers (nodes) agreeing to run a protocol or

suite of protocols to accomplish a common goal. This goal could be sharing a file as defined by

the BitTorrent protocol or folding a protein using Folding@Home.

The most effective protocols gain resources as nodes join the network. A file hosted by

BitTorrent, for example, can be downloaded much faster on average if many peers are

concurrently downloading it. The speed increases because the peers provide resources while

also consuming them. This characteristic is what one typically means when stating a distributed

system scales.

The challenge with the design of all current cryptocurrencies is that they actually are not

designed to be scalable. Blockchains, for example, are usually an append-only linked list of

blocks. The security and availability of a blockchain protocol relies upon many nodes

possessing a full copy of the blockchain data. Thus, a single byte of data must be replicated

among N nodes. Additional nodes do not provide additional resources.

This result is the same for transaction processing and the gossiping of messages throughout

the system. Adding more nodes to the consensus system does not provide additional

transaction processing power. It just means more resources have to be spent to do the same

job. More network relaying meaning more nodes have to pass the same messages to keep the

whole network in synchronization with the most current block.

Given this topology, cryptocurrencies cannot scale to a global network on par with legacy

financial systems. In contrast, legacy infrastructure is scalable and has orders of magnitude for

more processing and storage power. Adding a specific point, Bitcoin is a very small network

relative to its payment peers, yet struggles to manage its current load.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 13 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Our scalability goals for Cardano are greatly aided by our consensus algorithm. Ouroboros

permits a decentralized way to elect a quorum of consensus nodes, which in turn can run more

traditional protocols developed over the last 20 years to accommodate the needs of large

infrastructure providers such as Google and Facebook .
10

For example, the election of a quorum for an epoch means we have a trusted set of nodes to

maintain the ledger for a specific time period. It is trivial to elect multiple quorums concurrently

and partition transactions to different quorums.

Similar techniques could be applied for network propagation and also sharding the blockchain

itself into unique partitions. In our current roadmap, scaling methods will be applied to

Ouroboros starting in 2018 and continue to be a focus in 2019 and 2020.

Cardano Computation Layer

As mentioned previously, there are two components of a transaction: the mechanism to send and record the flow of tokens and the reasons as well as conditions behind moving tokens. The latter can be arbitrarily complex and involve terabytes of data, multiple signatures and special events occurring. The latter can also be remarkably simple with a single signature pushing value to another address.

The challenge behind modeling the reasons and conditions of value flow is that they are immensely personal to the entities involved in the most unpredictable of ways. Lessons from contract law paint an even more problematic picture where the actors themselves might not even be aware that the transaction does not match commercial reality. We generally call this phenomenon “the semantic gap” . 11

Why should one build a cryptocurrency chasing an endless layer of complexity and abstraction? It seems Sisyphean in nature and naive in practice. Furthermore, each abstraction embraced has both legal and security consequences.

For example, there are numerous activities online that are universally deemed illegal or scorned such as the trafficking of child pornography or the selling of state secrets. By deploying robust 10 There are also other independently research protocols attempting to achieve the same end such as Elastico and Bitcoin-NG
11 Loi Luu et al. discuss this gap in their recent paper on Making Smart Contracts Smarter WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 14 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

decentralized infrastructure, one is now providing a channel for this activity to occur with the same censorship resistance that normal commercial transactions enjoy. It is legally unclear if the consensus nodes of the network — which have the incentive to become more federated over time to promote efficiency — would be held accountable for the content they host.

Prosecution of Tor operators, the brutal treatment of Silk Road’s operator and the lack of overall legal clarity behind legal protections of protocol participants leaves an uncertain road. There is no lack of imagination of what else a sufficiently advanced cryptocurrency could enable (see the Ring of Gyges). Is it reasonable to force all users of a cryptocurrency to endorse or at least enable the worst acts and conduct of the web?

Unfortunately, there are no clear answers that provide insight to a cryptocurrency designer. It is more about picking a position and defending its merit. The advantage that both Cardano and Bitcoin have is that we have chosen to separate concerns to layers. With Bitcoin, there is Rootstock. With Cardano, there is the Cardano Computation Layer.

The kinds of complex behavior that would enable the acts elaborated previously cannot run on CSL. They require the ability to run programs written in a Turing complete language and some form of gas economics to meter computation. They also require consensus nodes willing to include the transactions in their blocks.

Thus, a functionality restriction could reasonably protect users. So far, most established governments have not taken the position that the use or maintenance of a cryptocurrency is an illegal act. Hence, the vast majority of users should be comfortable maintaining a ledger that is comparable in capability with a digital payment system.

When one wants to extend capability, there are two possibilities. It is enabled by a private collective of likeminded individuals and ephemeral in nature (for example, a poker game). Or, it is enabled by a ledger of comparable capabilities as Ethereum. In both cases, we have chosen outsourcing the events to another protocol.

In the case of a private, ephemeral event, it is reasonable to avoid the blockchain paradigm entirely, but rather restrict efforts towards a library of special purpose MPC protocols that can be invoked when desired by a group of likeminded participants. The computations and activities are coordinated in a private network and reference CSL only as a trusted bulletin board and a message passing channel when necessary.

The key insight in this case is that there is consent, encapsulation of liability and privacy. CSL is being used as a digital commons for users to meet and communicate — like a park would host a private event — but does not provide any special accommodations or facilitation. Furthermore, WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 15 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

the use of special purpose MPC will enable low latency interaction without the need for blockchain bloat. Thus, it improves the scale of the system.

Cardano’s research efforts towards this library are centralized at our Tokyo Tech laboratory with some assistance from scientists abroad. We call the library “Tartaglia” after a fellow mathematician as well as contemporary of Cardano and expect the first iteration to be available in Q1 of 2018.

In the second case, one needs a blockchain with a virtual machine, a set of consensus nodes and a mechanism to enable communication between the two chains. We have begun the process of rigorously formalizing the Ethereum Virtual Machine using the K-framework in 12 partnership with a team from the University of Illinois.

The result of this analysis will inform the most optimal way to design a replicated and eventually distributed virtual machine with clear operational semantics and strong guarantees of correct 13 implementation from the specification. In other words, the VM actually does what the code tells it to do with the security risks minimized.

There are still unresolved questions about the gas economics proposed by Ethereum and how it relates to work such as Jan Hoffmann et al’s resource aware ML and the broader study of resource estimation for computation. We are also curious about the level of language independence of the virtual machine. For example, the Ethereum project has expressed desire for transition from their current VM to Web Assembly.

The next effort is in developing a reasonable programming language to express stateful contracts that will be called as services by decentralized applications. For this task, we have chosen both the approach of supporting the legacy smart contract language Solidity for low assurance applications and developing a new language called Plutus for higher assurance applications requiring formal verification.

Like the solidity based Zeppelin project, IOHK will also develop a reference library of Plutus code for application developers to use in their projects. We will also develop a specialized set of tools for formal verification inspired by work from UCSD’s Liquid Haskell project.

In terms of consensus, Ouroboros was designed in a sufficiently modular fashion to support smart contract evaluation. Hence, both CSL and CCL will share the same consensus algorithm. 12 Invented by Professor Grigore Rosu et. al., K is a universal framework for language independent machine executable semantics. Prior to our work, it has been used to model C, Java and JavaScript 13 Meaning that different consensus nodes run different smart contracts. Also known as state sharding WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 16 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The difference is that Ouroboros can be confirmed to permit both permissioned and permissionless ledgers via token distribution.

With CSL, Ada has been distributed by a token generating event to purchasers throughout Asia who will eventually resell on a secondary market. This means that CSL’s consensus algorithm is controlled by a diverse and increasingly more decentralized set of actors or their delegated assigns. With CCL, it is possible to create a special purpose token held by delegates of that ledger who could be regulated entities, thereby creating a permissioned ledger.

The flexibility of this approach allows for different instances of CCL to materialize with different rules about the evaluation of transactions. For example, gambling activities could be restricted unless KYC/AML data is present simply by blacklisting non-attributed transactions.

Our final design focus is on adding trusted hardware security modules (HSM) to our protocol stack. These are two enormous advantages when introducing these capabilities into the protocol. First, HSMs provide massive boosts in performance without introducing security 14 concerns beyond trusting the vendor. Second, through the use of Sealed Glass Proofs (SGP), HSMs can provide assurances that data can be verified and then destroyed without being copied or leaked to malicious outsiders.

Focusing on the second point, SGPs could have a revolutionary impact upon compliance. Ordinarily, when a consumer provides personally identifiable information (PII) to authenticate identity or prove the right to participate, this information is handed to a trusted third party with the hope it will not act maliciously. This activity is intrinsically centralized, the data provider loses control over their PII and is also subject to various regulations based on jurisdiction.

The ability to select a set of trusted attestors and then warehouse PII in a hardware enclave means that any actor with a sufficiently capable HSM will be able to verify facts about an actor in an unforgeable way without the verifier knowing the identity of the actor. For example, Bob is not an US citizen. Alice is an accredited investor. James is a US taxpayer and one should send taxable profits to account X.

Cardano’s HSM strategy will be to attempt implemented specialized protocols over the next two years using Intel SGX and ARM Trustzone. Both modules are built into billions of consumer devices from laptops to cellphones and require no additional effort on the consumer side to use. Both are also heavily vetted, well designed and based upon years of iteration from some of the largest and best funded hardware security teams.

14 See http://hackingdistributed.com/2016/12/22/scaling-bitcoin-with-secure-hardware/ from Cornell University WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 17 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Regulation

The harsh reality of all modern financial systems is that as they scale, they accumulate a need, or at least a desire, for regulation. This outcome is generally the result of recurrent collapses due to the negligence of some actor or cabal of actors in a marketplace.

For example, the Knickerbocker Crisis of 1907 resulted in the creation of the Federal Reserve System in 1913 as a lender of last resort. Another example is the excesses of the 1920s in the United States that resulted in a terrible financial collapse, the Great Depression. This collapse yielded the creation of the Securities Exchange Commission in 1934 in order to prevent a similar event or at least hold bad actors accountable.

One can reasonably debate the need for, scope and efficacy of regulation, but one cannot deny its existence and the zeal with which major governments have enforced it. However, the challenge all regulators face as the world globalizes and cash becomes digital is two-pronged.

First, which set of regulations should be supreme when dealing with a collection of jurisdictions? The antiquated notion of Westphalian sovereignty melts when a single transaction can touch three dozen countries in under a minute. Should it simply be whomever wields the most geopolitical influence?

Second, improvements in privacy technology have created a digital arms race where it will become increasingly more difficult to even understand who has participated in a transaction, much less who owns a particular store of value. In a world where millions of dollars of assets can be controlled with nothing more than a secretly held 12-word mnemonic , how do you 15 enforce effective regulation?

Like all financial systems, the Cardano protocol must have an opinion in its design over what is fair and reasonable. We have chosen to divide between individual rights and the rights of a marketplace.

Individuals should always have sole access to their funds without coercion or civil asset forfeiture. This right has to be enforced because not all governments can be trusted not to abuse their sovereign power for the personal gain of corrupt politicians, as seen in Venezuela and Zimbabwe. Cryptocurrencies have to be engineered to the lowest common denominator.

15 See BIP39 https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0039.mediawiki
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 18 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Second, history should never be tampered with. Blockchains provide a promise of immutability. Introducing the power to roll back history or alter the official record introduces too much temptation to change the past in order to benefit a particular actor or actors.

Third, the flow of value should be unrestricted. Capital controls and other artificial walls diminish human rights. Outside of the futility of attempting to enforce them , in a global 16 economy with many citizens in the least developed nations traveling outside of their jurisdiction to find a living wage, restricting capital flows usually ends up harming the poorest in the world.

These principles stated, markets are distinctly different from individuals. While the designers of Cardano believe in individual rights, we also believe that markets have the right to openly state their terms and conditions, and if an individual agrees to do business within this market, then they must be held to those standards for the sake of integrity of the entire system.

The challenge has always been cost and practicality of enforcement. Small, multijurisdictional transactions are simply too expensive in legacy systems to provide high assurance of recourse in the event of fraud or a commercial dispute. When one sends their wire transfer to the Nigerian Prince , it is usually too expensive to try to get one’s funds back.
17

For Cardano, we feel we can innovate on three levels. First, through the use of smart contracts the terms and conditions of commercial relationships can be better controlled. If all assets are digital and can be solely expressed on CSL, strong guarantees of fraud-free commerce can be gained.

Second, the use of HSMs to provide an identity space where PII is not leaked but yet used to authenticate and credential actors should provide a global reputation system and allow for much lower cost regulated activities to be conducted, such as online gaming with automated tax compliance or decentralized exchanges.

Finally, in Cardano’s roadmap is the creation of a modular regulation DAO that can be customized to interact with user written smart contracts in order to add mutability, consumer protection and arbitration. The scope of this project will be outlined in a later paper.

16 As an example of a countermeasure to capital flow, see the Hawala Banking System 17 See Advance-fee Scam WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 19 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

What is the Point of All of It?

Cardano has been a marathon project involving feedback from hundreds of the brightest minds

inside and outside of the cryptocurrency industry. It involves tireless iteration, the active use of

peer review, and shameless theft of great ideas when uncovered.

The remaining sections each cover a particular aspect of focus we have decided is a core

component of our project. Some were selected due to a desire to improve the overall best

practices of the space whereas others are specific to Cardano’s evolution.

While no project can cover every goal or satisfy every user, our hope is to provide a vision for

what a self-evolving financial stack should look like for jurisdictions that lack them. The ultimate

reality of cryptocurrencies is not that they will disrupt the existing legacy financial systems.

Legacy financial systems are always capable of absorbing change and maintaining their form

and function.

Rather one ought to look to places where it is simply too expensive to deploy the existing

banking system, where many live on less than a few dollars a day, have no stable identity and

credit is impossible to find.

In these places, the power to bundle a payment system, property rights, identity, credit and risk

protection into a single application running on a cell phone is not just useful, it is life changing.

The reason we are building Cardano is that we feel we have a legitimate shot at delivering — or

at least advancing — this vision for the developing world.

Even in failure, if we can change the way cryptocurrencies are designed, evolved and funded,

then there is a great accomplishment.

Введение

Долгосрочный взгляд на улучшение дизайна криптовалют, чтобы они могли работать над мобильные устройства с разумным и безопасным пользовательским интерфейсом ● Привлечение заинтересованных сторон к операциям и обслуживанию их криптовалюты ● Признание необходимости учитывать несколько активов в одном реестре ● Абстрагирование транзакций для включения дополнительных метаданных, чтобы лучше соответствовать потребности устаревших систем ● Учитесь у почти 1000 альткойнов, используя функции, которые имеют смысл ● Внедрите процесс, основанный на стандартах, вдохновленный Рабочей группой по проектированию Интернета, используя специальная основа для фиксации окончательного дизайна протокола
● Изучите социальные элементы коммерции
● Найдите здоровую золотую середину, позволяющую регулирующим органам взаимодействовать с торговлей без нарушение некоторых основных принципов, унаследованных от Bitcoin

Основываясь на этом неструктурированном наборе идей, руководители, работавшие над Cardano, начали исследовать

литературу по криптовалютам и создать набор абстракций. Результатом этого исследования является

Обширная библиотека статей IOHK, многочисленные результаты опросов, такие как этот недавний сценарий.

обзор языка, а также онтологию смарт-контрактов и проект Scorex. Уроки

дал а признательность для тот криптовалюта промышленность необычный и в раз

контрпродуктивный рост.

Во-первых, в отличие от успешных протоколов, таких как TCP/IP, в конструкции протокола мало уровней.

криптовалюты. Было желание сохранить единое понятие консенсуса вокруг

факты и события фиксируются в едином реестре, независимо от того, имеет ли это смысл.

Например, Ethereum преодолел огромную сложность, пытаясь стать

универсальный мировой компьютер, но страдает от тривиальных проблем, потенциально разрушающих систему.

способность действовать как средство сбережения. Должна ли программа каждого быть первоклассным гражданином

независимо от его экономической ценности, стоимости обслуживания или последствий регулирования?

Во-вторых, предыдущие результаты основных криптографических исследований мало ценятся. Для

Например, делегированное доказательство доли Bitshares могло бы легко и надежно генерировать случайные

числа с использованием подбрасывания монеты с гарантированной доставкой вывода - метод, известный с

1980-е годы (см. основополагающую статью Рабина и Бен-Ора).

В-третьих, большинство альткойнов (за некоторыми заметными исключениями, такими как Tezos) не добились никакого успеха.

размещение для будущих обновлений. Способность успешно проводить софт- или хард-форк имеет решающее значение.

к долгосрочному успеху любой криптовалюты.

Как следствие, корпоративные пользователи не могут выделять ресурсы на миллионы долларов для

протоколы, в которых дорожная карта и действующие лица, стоящие за ними, эфемерны, мелочны или радикальны. Там

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 3 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

должен быть эффективным процессом, посредством которого может сформироваться социальный консенсус вокруг видения будущего.

развитие основного протокола. Если этот процесс чрезвычайно обременителен, фрагментация

может расколоть сообщество.

Наконец, деньги есть в конечном итоге а социальный явление. В стремлении анонимизировать и

непромежуточных центральных действующих лиц, Bitcoin и его современники также отказались от необходимости

стабильные личности, метаданные и репутация в коммерческих сделках. Добавление этих данных

за счет централизованных решений устраняется возможность аудита, глобальная доступность и неизменяемость —

в этом весь смысл использования blockchain.

Устаревшие финансовые системы, такие как SWIFT, FIX и ACH, богаты

транзакционные метаданные. Недостаточно знать, какая сумма перемещается между счетами.

регулирование часто требует указания участвующих сторон, информации о соблюдении требований, отчетности

подозрительная активность и другие записи и действия. В некоторых случаях метаданные более

важнее сделки.

Следовательно, кажется разумным сделать вывод, что манипулирование метаданными может быть столь же вредным, как и

подделка валюты или переписывание истории транзакций. Не создавать условий для актеров

которые хотят добровольно включить эти поля, кажется контрпродуктивным для массового внедрения.

и защита потребителей.

Конец пребывания

Совокупность наших принципиальных исследований криптовалютного пространства представляет собой две коллекции

протоколы. Соответственно, доказуемо безопасная криптовалюта на основе Proof-of-Stake [1][2], называемая

Cardano Расчетный уровень (CSL) и набор протоколов, называемый Cardano Вычислительный уровень

(ККЛ).

Наше внимание при проектировании направлено на учет социальных аспектов криптовалют, построенных на нескольких уровнях.

путем отделения учета стоимости от сложных вычислений и удовлетворения потребностей

регуляторов в рамках нескольких непреложных принципов. Кроме того, там, где это разумно,

1 мы пытаемся проверить предлагаемые протоколы посредством экспертной оценки и сверить код с формальными

спецификации.

1 Список см. в разделе «Правила». ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 4 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Доказательство ставки

Использование доказательства доли для криптовалюты является горячо обсуждаемым выбором дизайна, однако потому, что оно

добавляет механизм для внедрения безопасного голосования, имеет больше возможностей для масштабирования и позволяет больше

экзотические схемы стимулирования, мы решили использовать их.

Наш протокол доказательства доли называется Ouroboros, и он был разработан чрезвычайно

талантливая команда криптографов из пяти академических учреждений под руководством профессора Аггелоса

2 Киайяс из Эдинбургского университета. Основная инновация, которую он выводит за рамки доказанной безопасности

использование строгой криптографической модели — это модульная и гибкая конструкция, позволяющая

состав множества протоколов для расширения функциональности.

Эта модульность позволяет использовать такие функции, как делегирование, сайдчейны, подписываемые контрольные точки,

лучшие структуры данных для легких клиентов, различные формы генерации случайных чисел и даже

различные предположения о синхронизации. По мере развития сети от тысяч до

миллионы и даже миллиарды пользователей, требования его алгоритма консенсуса также будут

изменить. Таким образом, крайне важно иметь достаточную гибкость, чтобы приспособиться к этим изменениям и тем самым

Перспективное сердце криптовалюты.

Социальные элементы денег

Криптовалюты являются ярким примером социальной составляющей денег. При ограничении

анализ исключительно с точки зрения технологии, разница между Bitcoin и Litecoin невелика и даже

в меньшей степени между Ethereum и Ethereum Classic. Тем не менее, и Litecoin, и Ethereum Classic

поддерживать большую рыночную капитализацию и надежные, динамичные сообщества, а также свои собственные

социальные мандаты.

Можно утверждать, что большая часть стоимости криптовалюты зависит от ее сообщества.

то, как он использует валюту, и уровень его участия в развитии валюты. Содействие

По идее, такие валюты, как Dash, даже интегрировали системы непосредственно в протокол, чтобы

вовлечь свое сообщество в принятие решения о том, что должно быть приоритетом в разработке и финансировании.

2 Университет Коннектикута, Афинский университет, Эдинбургский университет, Орхусский университет, Токио Технологический институт ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 5 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Огромное разнообразие криптовалют также свидетельствует об их социальных элементах.

Разногласия по поводу философии, денежно-кредитной политики или даже просто между основными разработчиками.

приводят к фрагментации и развилкам. Тем не менее, в отличие от своих криптовалютных аналогов, бумажные валюты

сверхдержавы, как правило, переживают политические сдвиги и местные разногласия без валютного кризиса или

массовый исход.

Таким образом, создается впечатление, что в системе отсутствуют элементы устаревших систем.

криптовалютная индустрия. Мы утверждаем — и включили в дорожную карту Cardano — что

пользователям протокола нужны стимулы для понимания общественного договора, лежащего в основе их протокола, и

иметь свободу предлагать изменения продуктивным образом. Эта свобода распространяется на каждого

аспект системы обмена ценностями, от принятия решения о том, как следует регулировать рынки, до того, какой

проекты должны финансироваться. Тем не менее, это не может быть осуществлено через централизованных субъектов и не требует

некие особые полномочия, которые могли бы быть присвоены хорошо финансируемому меньшинству.

Cardano будет реализовывать систему наложенных протоколов, построенную поверх CSL для обеспечения

потребности своих пользователей.

Во-первых, независимо от успеха краудсейла по стимулированию развития, средства в конечном итоге

рассеяться. Следовательно, Cardano будет включать децентрализованный траст. финансируется монотонно

3 снижение инфляции и комиссий за транзакции.

Любой пользователь должен иметь право запрашивать средства у траста посредством системы голосования и

заинтересованные стороны CSL голосуют за то, кто станет бенефициаром. Этот процесс создает продуктивную

петля обратной связи, наблюдаемая в других криптовалютах с казначейскими/доверительными системами, таких как Dash,

начать разговор о том, кого следует и не следует финансировать.

Дискуссии о финансировании вынуждают соотносить долгосрочные и краткосрочные цели, социальные

контракт, приоритеты и вера в создание ценности с помощью конкретных предложений. Этот разговор

означает, что сообщество постоянно оценивает и обсуждает свои убеждения с возможными

дорожные карты.

Во-вторых, мы надеемся, что Cardano в конечном итоге будет включать формальную систему на основе blockchain,

предлагать и голосовать как за софт-форки, так и за хард-форки. Bitcoin с обсуждением размера блока, Ethereum с

форк DAO и многие другие криптовалюты, помимо этого, уже давно существуют и, в

частые случаи, неразрешенные споры по поводу технической и моральной направленности кодовой базы.

Можно и нужно утверждать, что многие из этих разногласий и раскол

сообщества, возникающие в результате принятия мер, являются прямым результатом отсутствия формальных процессов для

обсуждаем изменения.
3 Это также известно как казначейская система. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 6 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Куда пойти, чтобы убедить пользователей Bitcoin принять технологию «Segregated Witness»? Как следует

основные разработчики Ethereum измеряют настроения сообщества по поводу спасения DAO? Если

разногласия в сообществе, повреждена ли криптовалюта и не подлежит восстановлению?

В худшем случае моральное право действовать может просто перейти к тому, у кого есть разработчики.

инфраструктурные отношения и деньги, а не наилучшие пожелания подавляющего большинства

сообщество. Кроме того, если значительная часть сообщества недоступна или отключена из-за

к плохим стимулам, то как можно по-настоящему узнать, законны ли их действия? 4

Предлагаемые криптовалюты, такие как Tezos, представляют собой интересную модель для изучения того, где

протокол криптовалюты рассматривается как конституция, содержащая три раздела (транзакция,

Консенсус и сеть) с набором формальных правил и процессом обновления конституции. Тем не менее

еще предстоит проделать большую работу со стимулами и над тем, как именно моделировать и изменять

криптовалюта с формальным языком.

Использование формальных методов, машинопонятных спецификаций и слияние казначейства с

этот процесс финансовых стимулов изучается как возможный источник вдохновения.

В конечном счете, просто возможность предложить изменение протокола прозрачным, свободным от цензуры способом.

с голосованием на основе blockchain должно улучшить процесс, даже если более элегантные решения не могут

быть спроектированы.

Послойное проектирование – Cardano Расчетный слой

При разработке отличных протоколов и языков следует смотреть не в будущее, а скорее прошлое. История дает целый ряд примеров великих идей, которые идеальны на бумаге, но почему-то не сохранились, например, стандарты взаимодействия открытых систем. История также предоставляет счастливые случайности, которые пережили переход от TCP/IP к JavaScript.

Некоторые принципы, извлеченные из исторической точки зрения, следующие:

1. Вы не можете предсказать будущее, поэтому создайте пространство для маневра.
2. Сложность — это хорошо на бумаге, но простота обычно побеждает. 3. Слишком многие повара портят бульон 4. Как только стандарт будет установлен, он, вероятно, сохранится, независимо от того, будет ли он установлен. неоптимальный 4 См. рациональное невежество
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 7 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

5. Плохие идеи могут превратиться в довольно хорошие, если есть желание.

Cardano — финансовая система, принимающая свою социальную природу. Будет огромная потребность за гибкость и возможность решать произвольные сложности в транзакциях конкретного пользователя. Если успеха, потребуются огромные вычислительные, хранилища и сетевые ресурсы. для размещения миллионов одновременных транзакций.

Тем не менее, у нас нет цифрового децентрализованного Робин Гуда, который можно было бы брать с богатых узлов и передавать другим. бедные, чтобы добиться справедливой сети. Мы также не можем позволить себе роскошь доверять людям. благодеяние к альтруистическому жертвованию ради общего блага сети. Следовательно, Cardano дизайн заимствует у TCP/IP концепцию разделения ответственности.

В конечном счете, блокчейны представляют собой базы данных, упорядочивающие факты и события с гарантиями их достоверности. временные метки и неизменяемость. В контексте денег они упорядочивают владение активами. Добавление сложные вычисления путем хранения и выполнения программ — это ортогональная концепция. Хотим ли мы чтобы узнать, какая ценность перешла от Алисы к Бобу, или мы хотим принять участие в выяснении вся история транзакции и решение, какую сумму отправить?

Невероятно заманчиво выбрать последнее, как это сделал Ethereum, поскольку оно более гибкое, но это нарушает изложенные выше принципы проектирования. Выяснение истории означает, что единый протокол должен уметь понимать произвольные события, создавать сценарии произвольных транзакций, разрешать арбитраж в случаи мошенничества и даже потенциально обратные транзакции при получении новой информации доступен.

Затем приходится принимать трудные проектные решения о том, какие метаданные хранить для каждого транзакция. Какие элементы истории сделки Алисы и Боба имеют отношение к делу? Есть они актуальны навсегда? Когда мы сможем выбросить некоторые данные? Нарушает ли это закон в некоторые страны?

Более того, некоторые вычисления носят частный характер. Например, при расчете среднего зарплата работников в офисе, нам не обязательно хотелось бы сливать, сколько у каждого человека делает. Но что, если каждое вычисление общеизвестно? Что, если эта огласка повлияет на казнь? чтобы навредить результату?

Таким образом, мы выбрали позицию, согласно которой учет стоимости должен быть отделен от история того, почему значение было перемещено. Другими словами, отделение стоимости от вычислений. Такое разделение не означает, что Cardano не будет поддерживать smart contract. Напротив, делая разделение явным, это обеспечивает значительно большую гибкость в проектировании, использовании, конфиденциальность и выполнение smart contracts.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 8 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Регистр стоимости называется Cardano Расчетным уровнем (CSL). Поскольку целью является учет ценность, дорожная карта преследует следующие цели:

1. Поддержка двух наборов языков сценариев: один для перемещения значений, другой для улучшения. поддержка протокола наложения
2. Обеспечить поддержку сайдчейнов KMZ для связи с другими реестрами. 5 3. Поддержка нескольких типов подписей, включая квантовоустойчивые подписи для более высоких безопасность
4. Поддержка нескольких пользовательских ресурсов 5. Достичь истинной масштабируемости, то есть по мере присоединения большего количества пользователей возможности системы расширяются. увеличение

Сценарии

Начиная с языка сценариев, транзакции между адресами в реестре требуют некоторых форма сценария, который необходимо выполнить и доказать его валидность. В идеале никто не хотел бы, чтобы Ева имела доступ к деньги Алисы, и никто не хотел бы, чтобы плохо разработанный сценарий случайно отправил ценность мертвому адрес, что делает средства безвозвратными.

Такие системы, как Bitcoin, предоставляют чрезвычайно негибкий и драконовский язык сценариев, который сложно программировать индивидуальные транзакции, читать и понимать. И все же генерал программируемость таких языков, как Solidity, создает невероятную сложность. в систему и полезны лишь гораздо меньшему кругу участников.

Поэтому мы решили разработать новый язык под названием Simon в честь его создателя. 6 Саймон Томпсон и создатель идей, вдохновивших его, Саймон Пейтон Джонс. Саймон предметно-ориентированный язык, основанный на «Составлении контрактов: приключение в финансовой сфере». инженерия.

Основная идея заключается в том, что финансовые операции обычно состоят из совокупности основополагающие элементы. Если составить финансовую периодическую таблицу элементов, то можно 7 обеспечить поддержку произвольно большого набора сложных транзакций, которые охватывают большую часть, если не все распространенные типы транзакций, не требующие общей программируемости.

5 Скоро в статье Киайаса, Зиндроса и Миллера. 6. Подробности будут опубликованы в следующей спецификации. Полная версия языка будет поддерживаться в Выпуск Shelley CSL запланирован на четвертый квартал 2017 г. 7 Проект ACTUS имеет глубокую проработку
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 9 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Основное преимущество заключается в том, что безопасность и исполнение можно очень хорошо понять. Доказательства можно написать, чтобы показать правильность шаблонов и исчерпать пространство выполнения проблемные транзакционные события, такие как создание новых денег из воздуха или транзакция податливость. Во-вторых, можно оставить расширения, чтобы добавлять больше элементов посредством софт-форков, если требуется новый функционал.

Тем не менее, всегда будет необходимость подключать CSL к протоколам наложения, устаревшим финансовым системы и серверы специального назначения. Таким образом, мы разработали Plutus как общий целевой язык smart contract, а также специальный DSL для обеспечения совместимости.

Plutus — это типизированный функциональный язык, основанный на концепциях Haskell, который можно использовать для писать собственные сценарии транзакций. В случае CSL он будет использоваться для сложных транзакций, необходимых для добавьте поддержку других слоев, которые нам нужно соединить, например, нашей схемы сайдчейнов.

Сайдчейны

Что касается сайдчейнов, Cardano будет поддерживать новый протокол, разработанный Киайасом, Миллером и Зиндрос (сайдчейны KMZ) основан на предыдущих результатах доказательств работы. Конкретный дизайн выходит за рамки этой статьи; однако эта концепция позволяет обеспечить безопасный и неинтерактивное перемещение средств из CSL на любой вычислительный уровень Cardano или другой blockchain поддерживает протокол.

Сайдчейны KMZ — ключ к инкапсуляции сложности. Регистры с нормативными требованиями, частные операции, надежные языки сценариев и другие особые проблемы фактически являются черными ящики в CSL, однако пользователь CSL получит определенные гарантии в отношении бухгалтерского учета и возможность отзовите средства после завершения вычислений.

Подписи

Чтобы безопасно передать ценность от Алисы к Бобу, Алисе необходимо доказать, что она имеет право переместить средства. Самый прямой и надежный способ выполнить эту задачу — использовать публичный схема подписи ключей, при которой средства привязаны к открытому ключу, а Алиса контролирует связанный закрытый ключ.

Существуют сотни возможных схем с различными параметрами безопасности и предположениями. Некоторые полагаются на математические задачи, связанные с эллиптическими кривыми, тогда как другие связаны с экзотическими понятиями с помощью решеток.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 10 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Абстрактная цель всегда одна и та же. Существует трудная проблема, которую невозможно решить, если у кого-то есть секретное знание. Говорят, что обладателем этого знания является владелец пары ключей и должен быть единственным лицом, имеющим возможность ее использовать.

Существует две группы проблем, с которыми сталкивается криптовалюта при выборе схемы подписи. Во-первых, это долгосрочная надежность самой схемы. Некоторые криптографические схемы, использовавшиеся в 1970-х и 1980-х годах, такие как DES, были сломаны. Период, в течение которого следует принять решение о том, что схема выживет.

Во-вторых, существует множество предприятий, правительств и других учреждений, которые предпочли или в некоторых случаях требовалось использование конкретной схемы. Например, АНБ поддерживает Набор протоколов Suite B. Существуют стандарты ISO и даже рабочих групп W3C по криптографии.

Если криптовалюта выбирает единую схему подписи, она вынуждена признать, что эта схема может быть сломано в какой-то момент в будущем, и по крайней мере один объект не сможет использовать криптовалюту из-за юридических или отраслевых ограничений. Однако криптовалюта не может поддерживать все схемы подписи, поскольку это потребует от каждого клиента понимания и проверки каждой схемы.

Для Cardano мы решили начать с использования криптографии на основе эллиптических кривых, кривой Ed25519 в частности. Мы также решили улучшить существующие библиотеки, добавив поддержку HD-кошельков. с использованием спецификации доктора Дмитрия Ховратовича и Джейсона Лоу.
8

При этом Cardano в будущем будет поддерживать больше схем подписи. В частности, мы заинтересованы в интеграции BLISS-B для добавления в нашу систему сигнатур, устойчивых к квантовым компьютерам. Мы также заинтересованы в добавлении SECP256k1 для улучшения совместимости с устаревшими системами. криптовалюты, такие как Bitcoin.

Cardano был разработан со специальными расширениями, которые позволят нам добавлять больше подписей. схемы через софт-форк. Они будут добавляться по мере необходимости и во время крупных обновлений, запланированных в дорожная карта.
9

Активы, выпущенные пользователями (UIA)

В начале истории Bitcoin были быстро разработаны протоколы, позволяющие пользователям выпускать активы, подключены к учетной системе Bitcoin, чтобы одновременно отслеживать несколько валют. 8 Это документация по реализации HD-кошелька Cardano. Мы считаем, что Cardano является первым криптовалюта для поддержки HD-кошельков Ed25519
9 См. cardanoroadmap.com.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 11 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Эти протоколы не поддерживались изначально протоколом Bitcoin, но были реализованы через умные хаки.

В случае наложений Bitcoin, таких как Colored Coins и Mastercoin (теперь называемых Omni), свет клиенты вынуждены полагаться на доверенные серверы. Также необходимо оплатить комиссию за транзакцию. биткойны. Эти свойства в сочетании с единым конвейером утверждения транзакций делают Bitcoin неоптимален для учета нескольких основных средств.

В случае Ethereum с использованием стандарта ERC20 имеется больше возможностей. Однако, комиссии за транзакции по-прежнему требуют эфира. Кроме того, в сети Ethereum возникают трудности. масштабирование под нужды всех выпущенных token ERC20.

Фундаментальную проблему можно разбить на три части: ресурсы, стимулы и забота. Что касается ресурсов, добавление совершенно новой валюты в тот же реестр означает, что у вас есть два независимых набора UTXO (неизрасходованные входы транзакций) совместно используют полосу пропускания, мемпул и блокировать пространство. Узлы консенсуса, отвечающие за внедрение транзакций этих валют. для этого нужен стимул. И не каждый пользователь криптовалюты будет или должен заботиться о валюта конкретного субъекта.

Учитывая эти проблемы, преимущества огромны, поскольку основной token реестра с несколькими активами может эффективно служить в качестве промежуточной валюты, позволяющей осуществлять децентрализованный рыночный процесс. Специальный целевые активы могут быть выпущены для обеспечения дополнительной полезности, например, активы со стабильной стоимостью, такие как Tether или MakerDAO, которые полезны для приложений кредитования и денежных переводов.

Учитывая проблемы, Cardano принял прагматичный подход к учету нескольких активов. Поэтапное строительство. Первой задачей является создание необходимой инфраструктуры для поддержки требования тысяч МАУ. А именно необходимы следующие улучшения:

1. Структуры аутентифицированных данных специального назначения, позволяющие отслеживать очень большие объемы данных. UTXO состояние

2. Возможность иметь распределенный мемпул для хранения огромного набора ожидающих транзакций.
3. Разделение блокчейна и контрольные точки для обеспечения огромного глобального blockchain 4. Схема стимулирования, которая вознаграждает узлы консенсуса за включение различных наборов транзакции 5. Механика подписки, которая позволяет пользователям решать, какие валюты они хотят отслеживать.
6. Надежная безопасность гарантирует, что МАУ пользуются такой же безопасностью, как и собственный актив. 7. Поддержка децентрализованного маркет-мейкинга для улучшения ликвидности между МАУ и основной token

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 12 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Наши предварительные усилия по поиску правильной структуры аутентифицированных данных привели к созданию новой тип дерева AVL+, разработанный совместно Лео Рейзиным, IOHK и Waves. Требуются дополнительные исследования, но это фундаментальное усовершенствование, которое будет включено в более позднюю версию Cardano.

Распределенный мемпул можно реализовать с использованием протокола RAMCloud Стэнфордского университета. Эксперименты начнутся в третьем квартале 2017 года по изучению его интеграции в консенсусный уровень Cardano.

Остальные темы взаимосвязаны и охватываются постоянными исследованиями. Мы ожидаем — тема к результатам исследования — включить протокол в Cardano для МАУ во время Басё CSL релиз в 2018 году.

Масштабируемость

Распределенные системы состоят из набора компьютеров (узлов), соглашающихся запускать протокол или

набор протоколов для достижения общей цели. Этой целью может быть обмен файлом, как определено

протокол BitTorrent или сворачивание белка с помощью Folding@Home.

Наиболее эффективные протоколы получают ресурсы по мере присоединения узлов к сети. Файл, размещенный на

BitTorrent, например, можно загрузить в среднем гораздо быстрее, если много одноранговых узлов.

одновременно загружая его. Скорость увеличивается, поскольку одноранговые узлы предоставляют ресурсы, в то время как

также потребляя их. Эту характеристику обычно имеют в виду, когда говорят о распределенном

системные весы.

Проблема разработки всех нынешних криптовалют заключается в том, что на самом деле они не

спроектирован так, чтобы быть масштабируемым. Например, блокчейны обычно представляют собой связанный список, доступный только для добавления.

блоки. Безопасность и доступность протокола blockchain зависят от множества узлов.

обладая полной копией данных blockchain. Таким образом, один байт данных должен быть реплицирован.

среди N узлов. Дополнительные узлы не предоставляют дополнительных ресурсов.

Этот результат одинаков для обработки транзакций и распространения сообщений по всему миру.

система. Добавление большего количества узлов в консенсусную систему не дает дополнительных

мощность обработки транзакций. Это просто означает, что нужно потратить больше ресурсов, чтобы сделать то же самое.

работа. Больше ретрансляции в сети означает, что больше узлов должны передавать одни и те же сообщения, чтобы сохранить

вся сеть синхронизируется с самым последним блоком.

Учитывая эту топологию, криптовалюты не могут масштабироваться в глобальную сеть наравне с устаревшими.

финансовые системы. Напротив, устаревшая инфраструктура масштабируема и имеет порядки величин для

больше мощности обработки и хранения. Добавляя конкретную точку, Bitcoin представляет собой очень маленькую сеть.

относительно своих платежных коллег, но с трудом справляется со своей текущей нагрузкой.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 13 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Нашим целям масштабируемости Cardano во многом способствует наш алгоритм консенсуса. Уроборос

позволяет децентрализованно выбирать кворум узлов консенсуса, которые, в свою очередь, могут выполнять больше

традиционные протоколы, разработанные за последние 20 лет для удовлетворения потребностей крупных

провайдеры инфраструктуры, такие как Google и Facebook.
10

Например, выбор кворума для эпохи означает, что у нас есть доверенный набор узлов для

вести реестр в течение определенного периода времени. Одновременно избрать несколько кворумов тривиально.

и распределять транзакции по разным кворумам.

Аналогичные методы можно применять для распространения по сети, а также для сегментирования blockchain.

себя на уникальные разделы. В нашей текущей дорожной карте методы масштабирования будут применяться к

Уроборос стартует в 2018 году и продолжит оставаться в центре внимания в 2019 и 2020 годах.

Cardano Вычислительный уровень

Как упоминалось ранее, существует два компонента транзакции: механизм отправки и запишите поток tokens, а также причины и условия перемещения tokens. последний может быть сколь угодно сложным и включать в себя терабайты данных, несколько подписей и специальные происходящие события. Последнее также может быть удивительно простым с одним значением отправки подписи. на другой адрес.

Проблема моделирования причин и условий потока ценностей состоит в том, что они чрезвычайно личный для сущностей, вовлеченных самым непредсказуемым образом. Уроки договорное право рисует еще более проблематичную картину, в которой сами участники могут не даже осознавать, что сделка не соответствует коммерческой реальности. Обычно мы называем это явление «семантический разрыв». 11

Зачем создавать криптовалюту, гоняясь за бесконечным уровнем сложности и абстракции? Оно кажется сизифовым по своей природе и наивным на практике. Более того, каждая абстракция охватывала имеет как юридические последствия, так и последствия для безопасности.

Например, в Интернете существует множество видов деятельности, которые повсеместно считаются незаконными или презираются. например, торговля детской порнографией или продажа государственной тайны. Развертывая надежные 10 Существуют и другие независимые исследовательские протоколы, пытающиеся достичь той же цели, такие как Эластико и Bitcoin-NG
11 Лой Луу и др. обсудить этот пробел в своей недавней статье «Сделать смарт-контракты умнее». ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 14 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

децентрализованной инфраструктуры, теперь обеспечивается канал для осуществления этой деятельности с помощью такое же сопротивление цензуре, как и обычные коммерческие операции. Юридически неясно, консенсусные узлы сети, которые имеют стимул становиться более федеративными время для повышения эффективности — будут нести ответственность за контент, который они размещают.

Преследование операторов Tor, жестокое обращение с оператором Silk Road и отсутствие в целом Правовая ясность, лежащая в основе правовой защиты участников протокола, оставляет неясный путь. Есть нет недостатка воображения относительно того, что еще может сделать достаточно развитая криптовалюта (см. Кольцо Гигеса). Разумно ли заставлять всех пользователей криптовалюты поддерживать или хотя бы способствовать худшим действиям и поведению в сети?

К сожалению, нет четких ответов, которые могли бы дать представление разработчику криптовалюты. Это больше о выборе позиции и защите ее достоинств. Преимущество в том, что и Cardano, и Bitcoin заключается в том, что мы решили разделить задачи на слои. С Bitcoin есть Подвой. С Cardano существует вычислительный уровень Cardano.

Виды сложного поведения, которые могли бы сделать возможными действия, разработанные ранее, не могут продолжаться. CSL. Они требуют способности запускать программы, написанные на языке Тьюринга, и некоторых форма газовой экономики для расчета счетчиков. Им также требуются узлы консенсуса, готовые включать транзакции в свои блоки.

Таким образом, ограничение функциональности может разумно защитить пользователей. На данный момент наиболее устоявшиеся правительства не заняли позицию, согласно которой использование или поддержание криптовалюты является противозаконный поступок. Следовательно, подавляющему большинству пользователей должно быть удобно вести реестр, который сравнима по возможностям с цифровой платежной системой.

Когда кто-то хочет расширить возможности, есть две возможности. Это включено частным коллектив единомышленников и эфемерный по своей природе (например, игра в покер). Или это включен реестром возможностей, сопоставимых с Ethereum. В обоих случаях мы выбрали перенос событий в другой протокол.

В случае частного эфемерного события разумно избегать парадигмы blockchain. полностью, а скорее ограничить усилия по созданию библиотеки протоколов MPC специального назначения, которые могут вызываться по желанию группой участников-единомышленников. Вычисления и действия координируются в частной сети и ссылаются на CSL только как на надежную доску объявлений и канал передачи сообщений при необходимости.

Ключевым моментом в этом случае является наличие согласия, инкапсуляции ответственности и конфиденциальности. CSL - это используется как цифровое достояние, где пользователи могут встречаться и общаться — как в парке частное мероприятие, но не предусматривает каких-либо специальных условий или содействия. Кроме того, ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 15 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

использование MPC специального назначения обеспечит взаимодействие с малой задержкой без необходимости blockchain раздувание. Таким образом, это улучшает масштаб системы.

Исследовательские усилия Cardano в отношении этой библиотеки централизованы в нашей Токийской технологической лаборатории с некоторая помощь со стороны ученых за рубежом. Мы называем библиотеку «Тарталья» в честь товарища математик, а также современник Cardano и ожидает, что первая итерация будет доступна в 1 квартале 2018 года.

Во втором случае нужен blockchain с виртуальной машиной, набор узлов консенсуса. и механизм, обеспечивающий связь между двумя цепочками. Мы начали процесс строгой формализации виртуальной машины Ethereum с использованием K-фреймворка в 12 партнерство с командой из Университета Иллинойса.

Результат этого анализа определит наиболее оптимальный способ разработки тиражируемого и, в конечном итоге, распределенная виртуальная машина с четкой операционной семантикой и надежными гарантиями корректности 13 реализация из спецификации. Другими словами, виртуальная машина фактически делает то, что говорит код. это связано с минимизацией рисков безопасности.

До сих пор остаются нерешенными вопросы об экономике газа, предложенной Ethereum, и о том, как она относится к таким работам, как «Ресурсоориентированное машинное обучение» Яна Хоффмана и др. и более широкое исследование оценка ресурсов для вычислений. Нам также любопытен уровень языка. независимость виртуальной машины. Например, проект Ethereum выразил желание для перехода с текущей виртуальной машины на веб-сборку.

Следующая попытка — разработать разумный язык программирования для выражения состояний. контракты, которые будут называться услугами децентрализованными приложениями. Для этой задачи у нас есть выбрали оба подхода с поддержкой устаревшего языка smart contract Solidity для низких приложения для обеспечения качества и разработка нового языка под названием Plutus для повышения уровня доверия. приложения, требующие формальной проверки.

Как и проект Zeppelin, основанный на Solidity, IOHK также разработает справочную библиотеку кода Plutus. разработчикам приложений для использования в своих проектах. Также мы разработаем специализированный набор инструментов для формальной проверки, вдохновленной работой проекта Liquid Haskell UCSD.

С точки зрения консенсуса, Уроборос был разработан достаточно модульным, чтобы поддерживать smart contract оценка. Следовательно, и CSL, и CCL будут использовать один и тот же алгоритм консенсуса. 12 Изобретено профессором Григоре Рошу и др. al., K — универсальная основа для независимого от языка семантика машинного исполнения. До нашей работы он использовался для моделирования C, Java и JavaScript. 13 Это означает, что разные узлы консенсуса используют разные smart contract. Также известно как сегментирование состояния ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 16 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Разница в том, что Уроборос может быть подтвержден как разрешенный, так и разрешенный. несанкционированные реестры посредством распространения token.

Вместе с CSL Ada распространялась посредством генерирующего события token среди покупателей по всей Азии. который в конечном итоге перепродаст на вторичном рынке. Это означает, что алгоритм консенсуса CSL контролируется разнообразной и все более децентрализованной группой акторов или делегированных им назначает. С помощью CCL можно создать специальный объект token, принадлежащий делегатам этого реестр, который может быть регулируемыми организациями, тем самым создавая разрешенный реестр.

Гибкость этого подхода позволяет реализовывать различные экземпляры CCL с разными правила оценки сделок. Например, азартные игры могут быть ограничены. за исключением случаев, когда данные KYC/AML присутствуют просто путем внесения в черный список транзакций, не связанных с атрибуцией.

Наша последняя цель при проектировании — добавление в наш протокол надежных аппаратных модулей безопасности (HSM). стек. Это два огромных преимущества при внедрении этих возможностей в протокол. Во-первых, HSM обеспечивают значительное повышение производительности без повышения безопасности. 14 проблемы, выходящие за рамки доверия продавцу. Во-вторых, благодаря использованию герметичных стеклянных пробок (SGP), HSM могут гарантировать, что данные могут быть проверены, а затем уничтожены без скопированы или переданы злоумышленникам.

Если сосредоточить внимание на втором пункте, ПМГ могут оказать революционное влияние на соблюдение требований. Обычно, когда потребитель предоставляет личную информацию (PII) для аутентификации личность или доказать право на участие, эта информация передается доверенной третьей стороне с надежду, что оно не будет действовать злонамеренно. Эта деятельность по своей сути централизована, поставщик данных теряет контроль над своей личной информацией, а также подпадает под действие различных правил в зависимости от юрисдикции.

Возможность выбрать набор доверенных подтверждающих и затем хранить личные данные в аппаратном анклаве. означает, что любой субъект с достаточно способным HSM сможет проверить факты об актере неподдельным способом, без того, чтобы проверяющий знал личность действующего лица. Например, Боб не гражданин США. Алиса является аккредитованным инвестором. Джеймс — налогоплательщик США, и его следует отправить налогооблагаемую прибыль на счет Х.

Стратегия HSM Cardano будет заключаться в попытке реализовать специализированные протоколы в течение следующих двух лет с использованием Intel SGX и ARM Trustzone. Оба модуля встроены в миллиарды потребительских устройства от ноутбуков до мобильных телефонов и не требуют дополнительных усилий со стороны потребителя для использовать. Оба также тщательно проверены, хорошо спроектированы и основаны на многолетних итерациях некоторых разработчиков. крупнейшие и лучше всего финансируемые команды по обеспечению аппаратной безопасности.

14 См. http://hackingdistributed.com/2016/12/22/scaling-bitcoin-with-secure-hardware/ из Корнелла. Университет ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 17 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Регулирование

Суровая реальность всех современных финансовых систем заключается в том, что по мере их масштабирования накапливаются потребности, или, по крайней мере, желание регулирования. Этот результат обычно является результатом повторяющихся коллапсов. из-за небрежности какого-либо актера или клики актеров на рынке.

Например, Никербокерский кризис 1907 года привел к созданию Федеральной резервной системы. Система 1913 года как кредитор последней инстанции. Другой пример — эксцессы 1920-х годов в США, что привело к ужасному финансовому краху, Великой Депрессии. Этот крах привело к созданию Комиссии по ценным бумагам и биржам в 1934 году, чтобы предотвратить подобное событие или, по крайней мере, привлечь к ответственности злоумышленников.

Можно обоснованно дискутировать о необходимости, масштабах и эффективности регулирования, но нельзя отрицать его существование и рвение, с которым правительства крупных стран обеспечивают его соблюдение. Однако Вызов, с которым сталкиваются все регулирующие органы по мере глобализации мира и перехода наличных денег в цифровую форму, является двояким.

Во-первых, какой свод правил должен иметь первостепенное значение при работе с коллекцией юрисдикции? Устаревшее представление о Вестфальском суверенитете тает, когда одна-единственная сделка может коснуться трех десятков стран менее чем за минуту. Если бы это был просто тот, кто владеет наибольшее геополитическое влияние?

Во-вторых, усовершенствования в технологиях обеспечения конфиденциальности привели к гонке цифровых вооружений, в которой становится все труднее даже понять, кто участвовал в транзакции, гораздо меньше тех, кто владеет конкретным средством сбережения. В мире, где миллионы долларов активов можно контролировать с помощью только тайно хранимой мнемоники из 12 слов, как вы это сделаете? 15 обеспечить эффективное регулирование?

Как и все финансовые системы, протокол Cardano в своей конструкции должен иметь мнение о том, что именно справедливый и разумный. Мы решили провести различие между индивидуальными правами и правами рынок.

Физические лица всегда должны иметь единоличный доступ к своим средствам без принуждения или гражданских активов. конфискация. Это право должно быть обеспечено, поскольку не всем правительствам можно доверять. злоупотреблять своей суверенной властью ради личной выгоды коррумпированных политиков, как это видно в Венесуэле. и Зимбабве. Криптовалюты должны быть разработаны с учетом наименьшего общего знаменателя.

15 См. BIP39 https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0039.mediawiki.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 18 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Во-вторых, в историю никогда нельзя вмешиваться. Блокчейны обещают неизменность. Предоставление права откатывать историю или изменять официальные записи — это слишком много. искушение изменить прошлое ради выгоды конкретного актера или актеров.

В-третьих, поток ценностей должен быть неограниченным. Контроль за движением капитала и другие искусственные стены умалять права человека. Помимо тщетности попыток обеспечить их соблюдение, в глобальном масштабе 16 экономика, при которой многие граждане наименее развитых стран выезжают за пределы своей юрисдикции Чтобы найти прожиточный минимум, ограничение потоков капитала обычно заканчивается тем, что наносит ущерб беднейшим слоям населения в мире.

Согласно этим принципам, рынки явно отличаются от индивидов. В то время как дизайнеры Cardano верим в права личности, мы также считаем, что рынки имеют право открыто заявлять их условия, и если физическое лицо соглашается вести бизнес на этом рынке, то они должны соответствовать этим стандартам ради целостности всей системы.

Проблема всегда заключалась в стоимости и практичности правоприменения. Небольшой, многоюрисдикционный транзакции просто слишком дороги в устаревших системах, чтобы обеспечить высокую гарантию обращения за помощью. в случае мошенничества или коммерческого спора. Когда кто-то отправляет свой банковский перевод на Нигерийский принц, попытаться вернуть свои средства обычно слишком дорого.
17

Мы считаем, что Cardano может внедрять инновации на трёх уровнях. Во-первых, с помощью smart contracts условия коммерческих отношений можно лучше контролировать. Если все активы цифровые и могут быть выражены исключительно на CSL, могут быть предоставлены надежные гарантии торговли без мошенничества. выиграл.

Во-вторых, использование модулей HSM для обеспечения пространства идентификации, в котором личные данные не разглашаются, но все же используются для субъекты аутентификации и аутентификации должны обеспечивать глобальную систему репутации и позволять проведение регулируемой деятельности с гораздо меньшими затратами, например, онлайн-игры с автоматизированными соблюдение налогового законодательства или децентрализованные биржи.

Наконец, в дорожной карте Cardano предусмотрено создание модульного правила DAO, которое можно настроен для взаимодействия с написанными пользователем smart contract, чтобы добавить изменчивость, потребительский защита и арбитраж. Масштабы этого проекта будут изложены в следующей статье.

16 В качестве примера противодействия потоку капитала см. Банковскую систему Хавала. 17 См. Мошенничество с предоплатой ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 19 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

В чем смысл всего этого?

Cardano — это марафонский проект, в котором приняли участие сотни самых ярких умов.

внутри и за пределами криптовалютной индустрии. Он предполагает неустанное повторение, активное использование

рецензирование и бессовестное воровство великих идей, когда они обнаруживаются.

Каждый из оставшихся разделов посвящен определенному аспекту, который, по нашему мнению, является ключевым.

компонент нашего проекта. Некоторые из них были выбраны из-за желания улучшить общий результат.

практики пространства, тогда как другие специфичны для эволюции Cardano.

Хотя ни один проект не может охватить все цели или удовлетворить каждого пользователя, мы надеемся предоставить видение

как должен выглядеть саморазвивающийся финансовый стек для юрисдикций, в которых его нет. Окончательный

реальность криптовалют не в том, что они разрушат существующие устаревшие финансовые системы.

Устаревшие финансовые системы всегда способны поглощать изменения и сохранять свою форму.

и функция.

Скорее следует искать места, где просто слишком дорого развертывать существующие

банковская система, в которой многие живут менее чем на несколько долларов в день, не имеет устойчивой идентичности и

кредит невозможно найти.

В этих местах возможность объединить платежную систему, права собственности, личность, кредит и риск

защита в одном приложении, работающем на мобильном телефоне, не просто полезна, она меняет жизнь.

Причина, по которой мы создаем Cardano, заключается в том, что мы чувствуем, что у нас есть законный шанс доставить — или

по крайней мере, продвижение вперед — это видение развивающегося мира.

Даже в случае неудачи, если мы сможем изменить способы проектирования, развития и финансирования криптовалют,

тогда это великое достижение.

Science and Engineering

The Art of Iteration

Cryptocurrencies are protocols implemented as software. Protocols are simply intelligent conversations between participants. Software is ultimately the manipulation of data given some WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 20 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

goal. Yet the difference between solid, reliable software as well as useful, secure protocols and their converse is completely human.

Good software needs accountability, clear business requirements, repeatable processes, thorough testing and tireless iteration. Good software also needs reasonably talented developers with enough domain specific knowledge to properly design a system that can fully resolve whatever problem they are trying to solve.

As for useful and secure protocols, especially ones involving cryptography and distributed systems, they start in a more academic and standards driven process. Peer review, endless debates and a firm concept of trade offs are necessary to ensure a protocol is useful. Yet these alone are not sufficient, protocols need to be implemented and tested by real life use.

The unique challenge in the cryptocurrency industry is that two completely different philosophies are mangled together without a proper Hegelian synthesis. Our thesis is a “move fast and break things” startup mentality driven by youth, greed and passion. The antithesis is a slow, methodical and academically oriented approach motivated by a desire to solidify the innovations of our space into a nice niche enjoying ample funding and prestige.

The result is that many cryptocurrencies are either entirely specified on a white paper only relevant to a CV or just by hastily written code. None of the current top ten cryptocurrencies by 18 market capitalization are based upon a peer reviewed protocol. None of the current ten top cryptocurrencies were implemented from a formal specification .

Yet billions of dollars of value are at stake. Once deployed, a cryptocurrency is exceedingly

difficult to change. How does a user know they are using a secure system? How does a user

know that the marketing claims are legitimate? What if the proposed protocol can never achieve

the claims?

This lack of synthesis and respect for process is one of the primary reasons IOHK wanted to

build Cardano. Our hope was to develop a reference project that would serve as an example of

how to do things in a more effective, sane and honest way.

The goal is not to propose a totally new way of developing software and protocols, but rather to

acknowledge that great software and protocols already exist and we can mimic the conditions

that led to their creation. Second, to make these conditions publicly known and open source if

possible so that they can be imitated for the benefit of the entire field. 18 See www.coinmarketcap.com for a comprehensive listing by market capitalization 19 Ethereum has a semi-formal specification known as the Yellow Paper; however, the EVM semantics are not fully specified nor are sufficient for a full implementation of the protocol. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 21 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Facts and Opinions

The other concern is over where facts end and opinion begins. There are hundreds of

programming languages, dozens of development paradigms and more than one philosophy on

project management. The academic world is riddled with its own challenges stemming from its

distance from business concerns and practicality.

For Cardano, we first attempted to capture obvious deficiencies that can be universally agreed

to be useful from an engineering perspective. For example, cryptography and distributed

systems are both extraordinarily involved topics with far too many examples of how naive hands

can make horrific mistakes. Therefore, any protocol requiring insight from these domains needs

to be designed by an acknowledged expert and be submitted for review by other experts.

Ouroboros is our first case study of this area. It was designed by a team of cryptographers with

a large, diverse and publicly verifiable publication history. It was built according to the standard

cryptography process, with security assumptions, an adversarial model and proofs. These

proofs were checked by submission to conferences and also independently by computer

20 proofs written in Isabelle by a team at the University of Cambridge .
21

Yet this work alone provides no guarantees of usefulness — just a rigorous check of a security

model given some assumptions. For usefulness, one needs to implement and test the protocol.

Our developers have done so in both Haskell and also Rust. This work revealed that more effort

needed to be focused on the synchronization model, which led to the creation of Ouroboros

Praos.

This art of iteration is what produces great protocols, with each step leading to new lessons and

a requirement to re-verify the correctness of prior step . It is costly, time consuming, and at

22 times truly tedious, yet it is required to ensure a protocol is correctly designed.

Protocols — especially ones to be used by billions of people — are not short lived and rapidly

evolving. Rather they are intended to be followed for years to decades. It seems entirely

reasonable that, prior to burdening the world with a new financial system we all have to live with

for the next 100 years, we want to demand some tedium and rigor from its designers.

20 Accepted Paper Number 71 of the IACR’s Annual Crypto Conference in California
21 By Kawin Worrasangasilpa under the supervision of Professor Lawrence Paulson
22 Following a tangent for a sake of levity, one should watch Professor Halmos’s discussion about how to write a math textbook WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 22 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Functional Sins

Moving into more opinionated territory, the tools, languages and methodologies used in

software development are more artifacts of religious providence than objective reality. Source

code is like written prose. Everyone has an opinion of what is good — and what is being

communicated is, at times, less important than how it is communicated.

We must commit the sin of choosing a side accepting that it will be wrong in at least one

person’s eyes. However, there is at least a large corpus of justification behind our choice.

The protocols making Cardano possible are being implemented in Haskell. The user interface

has been encapsulated in a fork of Electron that we are calling Daedalus. We have chosen to

use the web architectural model where possible, and for our database, we opted for a key-value

paradigm using RocksDB.

From a component level, this abstraction means that maintenance is far simpler, better

technology can be substituted later with little effort, and that our stack is partly tied to the

development efforts of Github and Facebook.

Using a WebGUI allows us to leverage React and develop front end features using tools

understood by hundreds of thousands of JavaScript developers. Using a web architecture

means that components can be treated as services and the security model is sensible.

Choosing Haskell for protocol development was the most difficult choice. Even in the functional

world, there are ample choices. On the more flexible and impure side, there are languages like

Clojure, Scala and F#, which benefit from the enormous libraries of Java and the .Net

ecosystems while preserving some of the best aspects of functional programming.

There are more academically oriented languages such as Agda and Idris that have a close

connection to techniques that would allow for strong verification of correctness. Yet they lack

reasonable libraries and have a subpar development experience.

For Cardano, the choice came down to Ocaml and Haskell. Ocaml is a wonderful language with

a great community, good tooling, reasonable development experience and a great legacy in the

formal verification space through Coq . So why did we choose Haskell? 23

23 Adding to this point, IOHK actually does have a project being implemented in Ocaml called Qeditas that we inherited from the pseudonymous Bill White WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 23 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Why Haskell?

The protocols that compose Cardano are distributed, bundled with cryptography and require a

high degree of fault tolerance. On the best days, there will still be Byzantine actors, malformed

messages and faulty clients unintentionally causing some form of havok on the network.

First, we wanted a language that enjoys a strong type system where we could easily use tools

such as Quickcheck and more elaborate techniques such as Refinement Types while having a

reasonable expectation of fault tolerance. An Erlang style OTP model satisfies the latter

whereas languages like Haskell and Ocaml satisfy the former.

With the introduction of Cloud Haskell, Haskell gained many of Erlang’s advantages while not

surrendering its own. Furthermore, Haskell’s modularity and composability has allowed us to

use a lighter weight bespoke library called Time Warp for Cardano.

Second, Haskell’s libraries have evolved greatly over the last few years thanks to extensive work

of commercial entities like Galois, FP Complete and Well-Typed. As a consequence, Haskell can

be used to write production applications.
24

Third, PureScript’s rapid evolution has provided a much needed bridge to the JavaScript world

akin to what Clojurescript has given Clojure. We expect PureScript will be especially important

when it comes to getting Cardano to work in a browser and developing mobile wallets.

Fourth, with respect to dependency resolution, Haskell in the last several years has enjoyed a

significant social and technological effort led by technologists like Michael Snoyman through a

platform called stackage that is both easy to use and well supported by FP Complete.

Fifth, beyond adequate dependency resolution, we aim for our software builds to be

reproducible. In other words, with the same configuration values and dependency versions it

should produce exactly the same build artifacts. Through stackage, we have been using NixOps

to achieve reproducibility with great success.

Finally, the talent pool of developers specializing in Haskell is reasonably large — compared to

its peers — and quite well-trained with the right mix of academic and industry credentials. It also

acts as a competency filter as it is uncommon to find experienced Haskell developers without

detailed knowledge of computer science.
24 Bryan O'Sullivan provides a nice talk about Haskell’s industrial use here.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 24 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Formal Specification and Verification

A significant strength of developing a protocol using a provably correct security model is that it provides a guaranteed limit of adversarial power. One is given a contract that as long as the protocol is followed and the proofs are correct, the adversary cannot violate the security properties claimed.

Deeper reflection makes the prior assertion even more significant. Adversaries can be arbitrarily intelligent and capable. To say they are defeated solely through a mathematical model is extraordinary. And, of course, it is not entirely true.

Reality introduces factors and circumstances that prevent the utopia of pure security and correct behavior from existing. Implementations can be wrong. Hardware can introduce attack vectors previously unconsidered. The security model might be insufficient and not conform to real life use.

A judgement call is needed about how much specification, rigor and checking is demanded for a protocol. For example, endeavors like the SeL4 Microkernel project are a prime example of an all out assault on ambiguity requiring almost 200,000 lines of Isabelle code to verify less than 10,000 lines of C code. Yet an operating system kernel is critical infrastructure that could be a serious security vulnerability if not properly implemented.

Should all cryptographic software require the same Herculean effort? Or can one choose a less vigorous path that produces equivalent outcomes? Also does it matter if the protocol is perfectly implemented if the environment it runs in is notoriously vulnerable such as on Windows XP?

For Cardano, we have chosen the following compromise. First, due to the complex nature of the domains of cryptography and distributed computing, proofs tend to be very subtle, long, complicated and sometimes quite technical. This implies that human driven checking can be tedious and error-prone. Therefore, we believe that every significant proof presented in a white paper written to cover core infrastructure needs to be machine checked.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 25 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Second, to verify Haskell code so it correctly corresponds to our white papers, we can choose between two popular options: interfacing with SMT provers via LiquidHaskell and using Isabelle/HOL.

SMT (satisfiability modulo theories) solvers deal with the problem of finding functional parameters that satisfy an equation or inequation, or alternatively showing that such parameters do not exist. As discussed by De Moura and Bjørner, use cases of SMT are various, but the key point is that these techniques are both powerful and can dramatically reduce bugs and semantic errors.

Isabelle/HOL, on the other hand, is a more expressive and diverse tool which can be used to

both specify and verify implementation. Isabelle is a generic theorem solver working with

higher-order logic constructs, capable of representing sets and other mathematical objects to

be used in proofs. Isabelle itself integrates with Z3 SMT prover to work with problems involving

such constraints.

Both approaches provide value and therefore we have decided to embrace them both in stages.

Human written proofs will be encoded in Isabelle to check their correctness thereby satisfying

our machine checking requirement. And we intend on gradually adding Liquid Haskell to all

production code in Cardano’s implementation throughout 2017 and 2018.

As a final point, formal verification is only as good as the specification one is verifying from and the toolsets available. One of the primary reasons for choosing Haskell is that it provides the right balance of practicality and theory. Specification derived from white papers looks a lot like Haskell code, and connecting the two is considerably easier than doing so with an imperative language.

There is still enormous difficulty in capturing a proper specification and also updating the specification when changes such as upgrades, bug fixes and other concerns need to be made; however, this reality does not in any way diminish the overall value. If one is going to trouble of building a foundation upon provable security, then the implementation should be what was actually proposed on paper.

Transparency

A final question when discussing the science and engineering of developing a cryptocurrency is how to address transparency. Design decisions are not Boolean and ethereal, coming to developers in dreams and then suddenly becoming canon. They are derived from experience, debate and lessons learned from earlier mistakes.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 26 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The challenge is that a totally transparent development process could influence discussion to become more theatrical than evidence based. Egos, attempts to win over a community, and fear of sounding stupid could force conversations to become sterile and counterproductive.

Furthermore, outsiders could attempt to co-opt the conversation in an effort to force their particular tangent to become the only relevant topic. Everyone has a sacred cow.

So how does one balance the need for a transparent development process, which is owed to the community that has entrusted progress to a set of core developers, with the need for freedom of expression without fear?

With Cardano, we have decided to embrace a standards driven process with directed oversight. The community needs to know that the science and the code are well thought out, checked and actually solve the things that developers claim they do. To this end, peer review should completely satisfy the science component as it has been designed specifically for this purpose and has given us the modern world.

For code, this topic is a bit more opinionated. For Cardano, we have elected to entrust the Cardano Foundation to serve as a final auditor of IOHK’s work. In particular, they are entrusted with the following duties:

1. Regular review of the source code contained in the Cardano Github to check for quality, test coverage, proper comments and completeness
2. Review of all Cardano documentation for correctness and usefulness
3. Verifying the claims that the protocols produced by the scientists are fully implemented

To accomplish this task, IOHK will submit regular and timely reports to the Foundation – and its assigns – to review. The Foundation in turn will release a development oversight report to the Cardano community on at least a quarterly basis.

This first effort is intended to start a broader conversation about how a decentralized project achieves accountability. Development oversight from a trusted third party is a powerful tool to ensure that developers are on track, but it is not sufficient to completely guarantee that the project will always deliver.

For this reason, after the treasury is integrated into CSL, the Foundation will encourage additional development teams to construct alternative clients based upon the formal specifications developed jointly with IOHK. Development diversity has been a great technique used by the Ethereum project to avoid a monoculture forming around a single set of ideas or developers. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 27 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

With respect to specifications, there is a wealth of knowledge to be gained from the standards process followed by the WC3 and the IETF. Ultimately, each protocol Cardano integrates requires a specification that is independent of academic work or source code. Rather it needs to be in a suitable format such as an RFC.

One of the Cardano Foundation’s core tenets is to act as standards body specifically for the Cardano protocols and to host conversations to update, add or change standards relevant to Cardano. If the internet (a product of standards) through IETF can reach consensus about what core protocols shall be used, then it is entirely reasonable to assume that a dedicated body could facilitate the same outcome.

As a closing note, it is interesting to explore moving these discussions to a decentralized entity hosted on a blockchain. This concept is called a decentralized autonomous organization (DAO) and preliminary work is underway in this area. IOHK will develop a reference DAO model for entities interfacing with Cardano to use if desired and it is the Cardano Foundation’s prerogative to decide whether to embrace it under their standards mandate.

Наука и техника

Искусство итерации

Криптовалюты — это протоколы, реализованные в виде программного обеспечения. Протоколы просто умны разговоры между участниками. Программное обеспечение — это, в конечном счете, манипуляция данными с учетом некоторых ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 20 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

цель. Однако разница между прочным и надежным программным обеспечением, а также полезными, безопасными протоколами и их разговор вполне человеческий.

Хорошее программное обеспечение требует подотчетности, четких бизнес-требований, повторяемых процессов, тщательное тестирование и неустанные итерации. Хорошее программное обеспечение также нуждается в достаточно талантливых разработчики, обладающие достаточными знаниями в конкретной предметной области, чтобы правильно спроектировать систему, которая может полностью решить любую проблему, которую они пытаются решить.

Что касается полезных и безопасных протоколов, особенно тех, которые связаны с криптографией и распределенными систем, они начинаются с более академического и основанного на стандартах процесса. Рецензирование, бесконечное дебаты и четкая концепция компромиссов необходимы для обеспечения полезности протокола. И все же эти одних недостаточно, протоколы необходимо внедрить и протестировать в реальной жизни.

Уникальная проблема в криптовалютной индустрии заключается в том, что два совершенно разных философии смешиваются друг с другом без надлежащего гегелевского синтеза. Наш тезис – «движение быстро и ломать» менталитет стартапа, движимый молодостью, жадностью и страстью. Антитеза – это медленный, методичный и академически ориентированный подход, мотивированный желанием укрепить инновации нашей сферы в красивую нишу, пользующуюся достаточным финансированием и престижем.

В результате многие криптовалюты либо полностью указаны только в официальном документе, либо полностью указаны в официальном документе. актуально для резюме или просто наспех написанного кода. Ни одна из нынешних десяти крупнейших криптовалют по версии 18 рыночная капитализация основана на протоколе, проверенном экспертами. Ни один из нынешней десятки лучших криптовалюты были реализованы на основе формальной спецификации.

Однако на кону стоят миллиарды долларов. После внедрения криптовалюта чрезвычайно

сложно изменить. Как пользователь узнает, что он использует безопасную систему? Как пользователь

знаете, что маркетинговые претензии законны? Что, если предлагаемый протокол никогда не сможет достичь

претензии?

Отсутствие синтеза и уважения к процессу является одной из основных причин, по которой IOHK хотел

сборка Cardano. Мы надеялись разработать эталонный проект, который послужит примером

как действовать более эффективно, разумно и честно.

Цель состоит не в том, чтобы предложить совершенно новый способ разработки программного обеспечения и протоколов, а в том, чтобы

признать, что отличное программное обеспечение и протоколы уже существуют, и мы можем имитировать условия

что привело к их созданию. Во-вторых, сделать эти условия общеизвестными и открыть исходный код, если

возможно, чтобы им можно было подражать на благо всей области. 18 Подробный список по рыночной капитализации см. на сайте www.coinmarketcap.com. 19 Ethereum имеет полуформальную спецификацию, известную как Желтая книга; однако семантика EVM не определены полностью и не являются достаточными для полной реализации протокола. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 21 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Факты и мнения

Другая проблема заключается в том, где заканчиваются факты и начинается мнение. Есть сотни

языки программирования, десятки парадигм разработки и не одна философия по

управление проектом. Академический мир пронизан собственными проблемами, вытекающими из его

дистанция от деловых проблем и практичности.

Для Cardano мы сначала попытались выявить очевидные недостатки, которые могут быть признаны всеми.

быть полезным с инженерной точки зрения. Например, криптография и распределенная

системы — чрезвычайно сложные темы, в которых слишком много примеров того, как наивные руки

может совершить ужасные ошибки. Следовательно, любой протокол, требующий понимания этих областей, нуждается в

быть разработан признанным экспертом и представлен на рассмотрение другим экспертам.

Уроборос — наше первое исследование в этой области. Он был разработан командой криптографов с

большая, разнообразная и публично проверяемая история публикаций. Он построен по стандарту

криптографический процесс с предположениями о безопасности, состязательной моделью и доказательствами. Эти

доказательства проверялись путем представления на конференции а также самостоятельно с помощью компьютера

20 доказательства написаны на языке Изабель командой Кембриджского университета.
21

Однако сама по себе эта работа не дает никаких гарантий полезности — только строгая проверка безопасности.

Модель с учетом некоторых допущений. Для полезности необходимо реализовать и протестировать протокол.

Наши разработчики сделали это как в Haskell, так и в Rust. Эта работа показала, что больше усилий

необходимо было сосредоточиться на модели синхронизации, что привело к созданию Уроборос

Праос.

Именно это искусство итерации позволяет создавать великолепные протоколы, каждый шаг которых ведет к новым урокам и

требование повторной проверки правильности предыдущего шага. Это дорого, отнимает много времени и

22 Иногда это действительно утомительно, но необходимо убедиться, что протокол разработан правильно.

Протоколы, особенно те, которые будут использоваться миллиардами людей, не являются кратковременными и быстродействующими.

развивается. Скорее, они рассчитаны на то, чтобы следовать им в течение многих лет или десятилетий. Кажется, совсем

разумно, что прежде чем обременять мир новой финансовой системой, нам всем придется жить с

в течение следующих 100 лет мы хотим потребовать от его дизайнеров некоторой скуки и строгости.

20 Принят документ номер 71 на ежегодной конференции IACR по криптовалютам в Калифорнии.
21 Кавин Уоррасангасилпа под руководством профессора Лоуренса Полсона.
22 Отклоняясь от темы ради легкомыслия, следует посмотреть дискуссию профессора Халмоша о том, как написать учебник математики ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 22 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Функциональные грехи

Переходя на более самоуверенную территорию, инструменты, языки и методологии, используемые в

разработка программного обеспечения — это скорее артефакт религиозного провидения, чем объективная реальность. Источник

код подобен написанной прозе. У каждого есть мнение о том, что хорошо и что есть

передаваемая информация порой менее важна, чем то, как она передается.

Мы должны совершить грех, выбрав сторону, признав, что она будет неправильной, по крайней мере, в одном.

глаза человека. Однако за нашим выбором стоит, по крайней мере, большое количество обоснований.

Протоколы, делающие возможным Cardano, реализуются на Haskell. Пользовательский интерфейс

был заключен в ответвление Электрона, которое мы называем Дедал. Мы решили

используйте модель веб-архитектуры, где это возможно, и для нашей базы данных мы выбрали ключ-значение

парадигма с использованием RocksDB.

На уровне компонентов эта абстракция означает, что обслуживание намного проще и лучше.

технология может быть заменена позже без особых усилий, и что наш стек частично привязан к

усилия по развитию Github и Facebook.

Использование WebGUI позволяет нам использовать React и разрабатывать интерфейсные функции с помощью инструментов.

понимают сотни тысяч разработчиков JavaScript. Использование веб-архитектуры

означает, что компоненты можно рассматривать как службы и модель безопасности является разумной.

Выбор Haskell для разработки протоколов был самым трудным выбором. Даже в функционале

мире существует широкий выбор. С более гибкой и нечистой стороны есть такие языки, как

Clojure, Scala и F#, использующие огромные библиотеки Java и .Net.

экосистемы, сохраняя при этом некоторые из лучших аспектов функционального программирования.

Есть более академически ориентированные языки, такие как Agda и Idris, которые имеют близкую

подключение к методам, которые позволили бы обеспечить строгую проверку правильности. И все же им не хватает

разумные библиотеки и имеют неудовлетворительный опыт разработки.

В случае Cardano выбор пал на Ocaml и Haskell. Ocaml — замечательный язык с

отличное сообщество, хорошие инструменты, достаточный опыт разработки и большое наследие в области

формальное пространство проверки через Coq. Так почему же мы выбрали Haskell? 23

23 Вдобавок к этому, у IOHK действительно есть проект, реализуемый в Ocaml под названием Qeditas, который мы унаследовали от псевдонима Билла Уайта ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 23 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Почему Хаскель?

Протоколы, составляющие Cardano, распространяются, связаны с криптографией и требуют

высокая степень отказоустойчивости. В лучшие дни все еще будут византийские актеры, уродливые.

сообщения и неисправные клиенты, непреднамеренно вызывающие тот или иной хаос в сети.

Во-первых, нам нужен был язык со строгой системой типов, в которой мы могли бы легко использовать инструменты.

такие как быстрая проверка и более сложные методы, такие как типы уточнения, при наличии

разумное ожидание отказоустойчивости. Модель OTP в стиле Эрланга удовлетворяет последнему варианту.

тогда как языки вроде Haskell и Ocaml удовлетворяют первым.

С появлением Cloud Haskell Haskell получил многие преимущества Erlang, но при этом не

отдавая свое. Более того, модульность и компонуемость Haskell позволили нам

используйте более легкую специальную библиотеку под названием Time Warp для Cardano.

Во-вторых, библиотеки Haskell сильно развились за последние несколько лет благодаря обширной работе.

коммерческих организаций, таких как Galois, FP Complete и Well-Typed. Как следствие, Haskell может

использоваться для написания производственных приложений.
24

В-третьих, быстрая эволюция PureScript обеспечила столь необходимый мост в мир JavaScript.

похоже на то, что Clojurescript дал Clojure. Мы ожидаем, что PureScript будет особенно важен

когда дело доходит до работы Cardano в браузере и разработки мобильных кошельков.

В-четвертых, что касается разрешения зависимостей, Haskell за последние несколько лет пользовался популярностью.

значительные социальные и технологические усилия, возглавляемые такими технологами, как Майкл Снойман, посредством

платформа под названием stackage, которая проста в использовании и хорошо поддерживается FP Complete.

В-пятых, помимо адекватного разрешения зависимостей, мы стремимся к тому, чтобы сборки нашего программного обеспечения были

воспроизводимый. Другими словами, с теми же значениями конфигурации и версиями зависимостей

должен создавать точно такие же артефакты сборки. Через стек мы использовали NixOps.

добиться воспроизводимости с большим успехом.

Наконец, кадровый резерв разработчиков, специализирующихся на Haskell, достаточно велик — по сравнению с

своих коллег — и достаточно хорошо подготовленных, с правильным сочетанием академических и отраслевых знаний. Это также

действует как фильтр компетентности, поскольку редко можно встретить опытных разработчиков Haskell без

детальные знания информатики.
24 Брайан О'Салливан здесь неплохо рассказывает о промышленном использовании Haskell.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 24 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Формальная спецификация и проверка

Значительным преимуществом разработки протокола с использованием доказуемо правильной модели безопасности является то, что он обеспечивает гарантированный предел силы противника. Каждому дается контракт, согласно которому до тех пор, пока протокол соблюдается и доказательства верны, злоумышленник не может нарушить безопасность заявленные свойства.

Более глубокое размышление делает предшествующее утверждение еще более значимым. Противники могут быть произвольными умный и способный. Сказать, что они побеждены исключительно благодаря математической модели, значит необыкновенный. И, конечно, это не совсем так.

Реальность привносит факторы и обстоятельства, которые препятствуют утопии чистой безопасности и правильное поведение из существующих. Реализации могут быть неправильными. Аппаратное обеспечение может вызвать атаку векторы, ранее не рассматривавшиеся. Модель безопасности может быть недостаточной и не соответствовать использование в реальной жизни.

Необходимо вынести суждение о том, какая степень детализации, строгости и проверки требуется для протокол. Например, такие проекты, как проект SeL4 Microkernel, являются ярким примером Нападение на двусмысленность, требующее почти 200 000 строк кода Isabelle для проверки менее 10 000 строк кода C. Тем не менее, ядро операционной системы представляет собой критическую инфраструктуру, которая может стать серьезная уязвимость безопасности, если она не реализована должным образом.

Должно ли все криптографическое программное обеспечение требовать одинаковых титанических усилий? Или можно выбрать меньше энергичный путь, дающий эквивалентные результаты? Также имеет значение, если протокол идеально реализовано, если среда, в которой он работает, общеизвестно уязвима, например, Windows ХР?

Для Cardano мы выбрали следующий компромисс. Во-первых, из-за сложного характера В области криптографии и распределенных вычислений доказательства, как правило, очень тонкие, длинные и сложный, а иногда и весьма технический. Это означает, что проверка, управляемая человеком, может быть утомительно и подвержено ошибкам. Поэтому мы считаем, что каждое существенное доказательство, представленное в белом документ, написанный для описания основной инфраструктуры, должен быть проверен компьютером.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 25 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Во-вторых, чтобы проверить код Haskell на соответствие нашим техническим документам, мы можем выбрать между двумя популярными вариантами: взаимодействием с проверяющими SMT через LiquidHaskell и использованием Изабель/ХОЛ.

Решатели SMT (теории выполнимости по модулю) решают задачу поиска функционала. параметры, которые удовлетворяют уравнению или неравенству, или, альтернативно, показывающие, что такие параметры не существуют. Как обсуждали Де Моура и Бьорнер, варианты использования SMT различны, но ключевые Дело в том, что эти методы являются одновременно мощными и могут значительно уменьшить количество ошибок и смысловые ошибки.

Isabelle/HOL, с другой стороны, является более выразительным и разнообразным инструментом, который можно использовать для

как указать, так и проверить реализацию. Изабель — универсальный решатель теорем, работающий с

логические конструкции более высокого порядка, способные представлять множества и другие математические объекты для

использоваться в доказательствах. Сама Isabelle интегрируется с средством проверки Z3 SMT для решения проблем, связанных с

такие ограничения.

Оба подхода имеют ценность, и поэтому мы решили поэтапно освоить их оба.

Письменные доказательства, написанные человеком, будут закодированы в языке Изабель для проверки их правильности, тем самым удовлетворив

наши требования к проверке машины. И мы намерены постепенно добавлять Liquid Haskell ко всем

производственный код в реализации Cardano в течение 2017 и 2018 годов.

И наконец, формальная верификация эффективна настолько, насколько эффективна спецификация, на основе которой выполняется проверка. доступные наборы инструментов. Одной из основных причин выбора Haskell является то, что он предоставляет правильный баланс практики и теории. Спецификация, полученная из официальных документов, очень похожа на Haskell, и соединить их значительно проще, чем сделать это с помощью императива. язык.

По-прежнему существует огромная трудность в сборе надлежащей спецификации, а также в обновлении спецификация, когда необходимо внести такие изменения, как обновления, исправления ошибок и другие проблемы; однако эта реальность никоим образом не умаляет общей ценности. Если у кого-то возникнут проблемы построив фундамент на доказуемой безопасности, тогда реализация должна быть такой, какой была фактически предложено на бумаге.

Прозрачность

Последний вопрос при обсуждении науки и техники разработки криптовалюты: как обеспечить прозрачность. Проектные решения не являются логическими и эфирными, они приходят к разработчики в мечтах, а потом внезапно становятся каноном. Они основаны на опыте, дебаты и уроки, извлеченные из предыдущих ошибок.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 26 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Проблема заключается в том, что полностью прозрачный процесс разработки может повлиять на дискуссию, чтобы стать более театральным, чем основанным на фактах. Эго, попытки привлечь на свою сторону сообщество и страх Если вы будете звучать глупо, это может привести к тому, что разговор станет бесплодным и контрпродуктивным.

Более того, посторонние могут попытаться вмешаться в разговор, чтобы заставить своих конкретная касательная становится единственной актуальной темой. У каждого есть священная корова.

Так как же сбалансировать необходимость прозрачного процесса развития, обусловленную сообщество, которое доверило прогресс группе основных разработчиков с потребностью в свободе выражения без страха?

Создавая Cardano, мы решили внедрить процесс, основанный на стандартах, с прямым контролем. Сообщество должно знать, что наука и кодекс хорошо продуманы, проверены и на самом деле решают то, что, как утверждают разработчики, они делают. С этой целью экспертная оценка должна полностью удовлетворить научную составляющую, поскольку она была разработана специально для этой цели и подарил нам современный мир.

Что касается кода, эта тема немного более самоуверенна. Для Cardano мы решили поручить Cardano Фонд будет выступать в качестве окончательного аудитора работы IOHK. В частности, им поручено со следующими обязанностями:

1. Регулярная проверка исходного кода, содержащегося в Cardano Github, на предмет качества. тестовое покрытие, правильные комментарии и полнота
2. Проверка всей документации Cardano на предмет правильности и полезности.
3. Проверка утверждений о том, что протоколы, подготовленные учеными, полностью реализованы.

Для выполнения этой задачи IOHK будет регулярно и своевременно представлять отчеты Фонду и его назначает – рассмотреть. Фонд, в свою очередь, опубликует отчет о надзоре за развитием Cardano сообществе не реже одного раза в квартал.

Эта первая попытка призвана начать более широкий разговор о том, как децентрализованный проект достигает ответственности. Надзор за разработкой со стороны доверенной третьей стороны является мощным инструментом для гарантировать, что разработчики идут по правильному пути, но этого недостаточно, чтобы полностью гарантировать, что проект всегда будет реализован.

По этой причине после того, как казначейство будет интегрировано в CSL, Фонд будет поощрять дополнительные команды разработчиков для создания альтернативных клиентов на основе формального спецификации разработаны совместно с IOHK. Разнообразие развития было отличным методом используется проектом Ethereum, чтобы избежать формирования монокультуры вокруг одного набора идей или разработчики. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 27 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Что касается спецификаций, то из стандартов можно получить обширные знания. процесс, за которым следуют WC3 и IETF. В конечном итоге каждый протокол Cardano объединяет требует спецификации, которая не зависит от академической работы или исходного кода. Скорее, это необходимо быть в подходящем формате, например RFC.

Один из основных принципов Фонда Cardano — действовать в качестве органа по стандартизации специально для Cardano протоколов и проводить обсуждения по обновлению, добавлению или изменению стандартов, относящихся к Cardano. Если Интернет (продукт стандартов) через IETF сможет достичь консенсуса о том, что должны использоваться основные протоколы, то вполне разумно предположить, что специальный орган могло бы способствовать тому же результату.

В заключение хотелось бы отметить, что интересно рассмотреть возможность переноса этих обсуждений в децентрализованную структуру. размещен на blockchain. Эта концепция называется децентрализованной автономной организацией (DAO). и в этой области ведутся предварительные работы. IOHK разработает эталонную модель DAO для объекты, взаимодействующие с Cardano, можно использовать при желании, и это является прерогативой Фонда Cardano. решить, включать ли это в свой мандат по стандартам.

Interoperability

The Grand Myopia

Finance and the broader idea of commerce is ultimately a human endeavor. There exist elegant languages, extremely precise tools to capture intent, and endless mazes of techniques to achieve recourse in the event of bad outcomes as well as thousands of years of laws seeking equity in trade. In fact some of the earliest forms of writing were commercial contracts.

Yet the human element cannot be eschewed regardless of the disintermediation to logic, machines or governmental sentinels entrusted with terrible powers. Therein lies the grand myopia of cryptocurrencies. They are mostly divorced from human reality.

People make mistakes. People change their minds. People do not always fully understand the business relationships they are agreeing to enter. People get misled and defrauded. Circumstances change on an individual and state level that require unique solutions. Belaboring this point, most contracts contain force majeure clauses.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 28 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

However, cryptocurrencies seek to toss out human understanding, compassion and judgement in exchange for an uncaring digital judge perfectly bound to a constitution without consideration to fairness or outcome. Given that humans have always tried and will continue to attempt to change rules to selfish ends, it is refreshing to actually have a system that cannot be corrupted.

But what happens when a user needs to blend these new systems with traditional financial systems? What happens when one needs to live in the human world? For example, property rights such as land registration live entirely in the physical world. Even tokenizing the land still requires some acknowledgement of the incumbent jurisdiction.

To provide another point, a bar of gold cannot move itself. The digital judge can command its movement, but cannot force it without humans to accommodate. Hence a digital ledger can drift from reality.

Thus a protocol designer needs to decide how much human reality should be permitted in his cryptocurrency. The more flexibility, the less fidelity to the absolute one should expect. The more consumer protection, the more mechanisms have to exist to provide rollbacks, refunds and editing of history.

This section and the next on regulation covers Cardano’s pragmatic approach to the topic. In terms of interoperability, there are two broad groups to discuss. First, interoperability with legacy financial systems (the non-cryptocurrency world). Second, interoperability with other cryptocurrencies.

Legacy

Fintech is not composed of a single standard or even a common language. There is tremendous

diversity in approaches, the entities responsible for settlement and clearing, business

processes, and other domains involved in the accounting, transformation and movement of

value.

It is unreasonable to suggest that, simply because one technology is superior, the rest of the

ecosystem will somehow admit defeat and upgrade. For example, many people still use

Windows XP 16 years after the initial release. This sad state of affairs is equivalent to someone

using the original Macintosh released in 1984 in the year 2000.

Consumer behavior aside, businesses are generally even slower in their upgrade cycle. Many

banks still use back ends written in Cobol. Once infrastructure is known to work and meets

business requirements, there is usually little incentive to upgrade or refine software and

protocols for a consumer’s benefit outside of compliance or security concerns. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 29 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

For Cardano, we first have to establish what would a legacy bridge even entail? What systems,

standards, entities and protocols should we target to ensure there is a reasonable certainty of

interoperability? Can these bridges be federated or decentralized? Or like exchanges will they

become central points of failure for hackers, malicious owners or overzealous regulators?

There are three concerns that have to be addressed. First, the representation of information and

belief in its accuracy. Second, representation of value and its associated ownership. Third,

representation of entities and, a particular user’s alongside the aggregate level of trust in such

entities.

To be useful, information and value need to freely flow between the legacy financial world and

Cardano. Then outcomes need to be established and recorded to build reputation and grounds

for recourse. Yet such things are mostly scoped in nature to the actors involved. To encode

them on a blockchain would make them global and permanent.

Furthermore, value cannot always freely flow in the legacy world. Embargos, sanctions, capital

controls and judicial action could freeze assets. To be interoperable, one cannot create an

always open escape valve for value to leak.

Finally, the brand and reputation of entities is one of the cornerstones of commercial relationships. Billions of dollars are spent yearly on marketing campaigns to establish, maintain and repair brands. If libelous, false or misleading claims are made about a person or entity, then they have the right to seek legal recourse. Yet blockchains attempt to permanently preserve history.

Like our choice of programming language, there is no ideal solution for Cardano to resolve these concerns in a ubiquitously correct way. Rather, we have to yield to supported opinion again.

With respect to the flow of information, this flow is known as a trusted data feed. It has a source and content. Sources have some notion of credibility and incentive to deceive or maintain honesty. Content can be arbitrarily encoded.

Given that we intend on supporting trusted hardware in our protocol stack, we have chosen to explore adding support for Professor Ari Juel et al.’s Town Crier Protocol. Assuming the existence of a credible set of data sources, Town Crier permits the secure scraping of web content for use in smart contracts and other applications.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 30 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

A bootstrap list of sources will be provided by Emurgo, IOHK and the Cardano Foundation. Later this list will be replaced by a community curated list using mechanics derived from Cardano’s treasury system. Our hope is that a reputation system can materialize around good data feeds, thereby creating a positive feedback loop to gradually improve reliability and fidelity.

The representation of value is a more complex topic. Unlike information — where once the veracity, timeliness and completeness are established, protocols can behave in a reliable and deterministic way — value is more delicate.

Once tokenized, value should behave like a unique object. Information can be copied and passed around, but a token representing ownership of something (say a vehicle title) cannot be cloned and traded on two different ledgers. This act would effectively destroy the integrity of the system.

The challenge in legacy interoperability when dealing with tokenized value is that trust assumptions, reliability and auditability change as tokens flow between ledgers. For example, if Bob owns some Bitcoin and then deposits them on an exchange, then Bob now has the exchange’s representation of his Bitcoin on their ledger. In the case of MtGOX, their ledger did not conform to reality, causing the users to lose everything.

The problem is further complicated by the need for legacy systems to recognize tokens living in a cryptocurrency. As mentioned previously, businesses are historically resistant to upgrading their software and supporting new protocols. This situation makes it difficult to see a clear solution.

For Cardano, our best hope is to provide an option for users to attach a rich supply of metadata to their transactions and then wait for industry standards to emerge to hook into. Some progress has been made with the Interledger workgroup, efforts like R3Cev and international mandates to upgrade old financial protocols.

However, the larger challenge remains of quantifying and qualifying value sent from a legacy system to a cryptocurrency ledger. For example if Bob is a bank owner and issues a dollar backed token, then he can always build a bridge to send his tokens to a ledger like Cardano as a user issued asset.

While Cardano would track ownership precisely and provide all the features we have come to love such as timestamping and auditability, no cryptocurrency can make Bob an honest banker. He always has the option of running a fractional reserve bank by not backing all of his dollar WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 31 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

tokens with real dollars. This fraud cannot be detected by a cryptocurrency unless the dollar itself was a token accounted by a digital ledger . 25

Finally, the representation of entities online is a classical network problem dating back to early days of the internet. Universities, businesses, government departments and any arbitrary users need to establish their identity at some point.

To this end, pragmatic yet centralized solutions like the web’s Public Key Infrastructure and ICANN’s DNS system have been implemented. Given that we enjoy the modern web, these solutions are both scalable and practical. But they do not answer a more commercially oriented question of reliability, trustworthiness and other meta characteristics necessary for determining if one wants to do business with the entity.

Multi-sided marketplace hosts like eBay have constructed a business model on providing some of this metadata alongside a framework to complete transactions. Judgements about the quality of content, events and businesses are often deeply influenced solely by online ratings from trusted sources . 26

The part of this point relevant to Cardano is a question of centralization of reputation. One of our goals for Cardano is to provide a financial stack for the developing world. A key to this effort is the ability to establish trust with actors one has never met.

If a single entity or a consortium of entities control who is labeled good or bad, not an organic process derived from actual interactions in the community as a whole, then these entities could arbitrarily blacklist anyone for any perceived sin. This power is against our values as a project and defeats the broader point of using a cryptocurrency.

Fortunately, the same mechanisms used in voting for treasury ballots, adding sources to a list of trusted data feeds and forking a protocol can be reused to establish a reputation space. It is an open area of research and our hope is to provide an overlay protocol for a decentralized reputation web of trust in 2018-2019 after more foundational elements have been settled.

Cryptocurrency Interoperability

25 For digital ledgers on the other hand, proof of reserve has been proposed as a clever way of keeping cryptocurrency only exchanges honest. 26 These rates even impact the creation of content itself. See this interest story on how Rotten Tomatoes has impacted the movie industry. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 32 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Moving from the legacy world to distributed digital ledgers, interoperability becomes far simpler. Each ledger has a network protocol, standards of communication and security assumptions about its respective consensus algorithm. These in turn can be easily quantified.

Movement of information is established by connecting to the foreign network and translating its messages. Movement of value can be done through a relay system, atomic cross chain trading or through a clever sidechains scheme. As there is not a centralized operator, one representation of entities restricts more to a metadiscussion of trust in developers, miners or some other powerbroker.

For Cardano, we are integrating a new sidechain protocol developed by Kiayias, Miller and Zindros. It provides a non-interactive way of safely moving value between two chains that support the protocol. This mechanism will be the primary way value will flow between CSL and a CCL layer.

For other cryptocurrencies, federated bridges should form as Cardano grows in value and user base. To help accelerate this growth, Cardano SL supports a restricted version of Plutus for interoperability scripts. New transactions will be added in the Shelley and later releases of CSL specifically to address these needs.

The Maze of Daedalus

The points on interoperability come from a global perspective. Specialized protocols, new

transaction types, systems to assess credibility and the flow of information cannot be scoped to

just a single gatekeeper or user. Rather they must be readily available to anyone without

censorship or tolls.

Yet what happens when Cardano does not support a protocol, transaction or application that a

user cannot live without? Should we just be out of scope? The web faced a similar concern

during the 1990s.

Ironically, the web provides two different solutions that can be replicated with cryptocurrencies.

The introduction of JavaScript provided programmability to any website to add arbitrary

features. The introduction of browser plugins and extensions added custom capabilities for

users willing to install them. Both approaches gave us the modern web alongside all its security

horrors.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 33 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Ethereum adopted the former approach by allowing users to embed subprotocols on the

Ethereum blockchain as smart contracts. Cardano supports this feature through the CCL

paradigm. But what about custom extensions?

An elucidating example would be a cryptocurrency trader. Imagine a decentralized marketplace,

called DM, that supports a set of different cryptocurrencies. A trader wants to automate his

strategies acting on DM.

In a fragmented ecosystem, the trader would have to install dozens of clients for each

cryptocurrency and then write custom software to talk to each client in order to coordinate

automated trades. If one client updates, then it could break the bespoke software. Furthermore,

what if the trader wants to sell the software?

Inspired from the web model of extensions, if the interface to various cryptocurrencies can be

pulled into a web stack, then the trader’s task becomes dramatically easier. A universal

interface can be established. Installation is one click. Distribution of software can be modeled

after the Chrome web store.

For Cardano, we have decided to experiment with this paradigm by deploying our reference

wallet’s front end on Electron. It is an open source project maintained by Github that combines

both Node and Chrome together. Cardano’s build of Electron is called Daedalus.

The first generation of Daedalus will act as an HD wallet with support for many of the expected

27 accounting and security features that are industry standards, such as spending passwords and

BIP39. In later generations Daedalus will develop into an application framework with a store,

universal integration APIs and an SDK.

The key innovations are ease of development by allowing programmers to use JavaScript,

HTML5 and CSS3 to build their applications and a unified bridge for cross application

communication. Complex behavior such as cryptography, managing a distributed network and

database mechanics can be abstracted away thereby letting the developer focus solely on user

experience and their application’s core logic.

As Daedalus is intended to be a universal framework, its roadmap and evolution is somewhat

independent of Cardano’s. During 2017 they are tightly coupled, but later Cardano will be just

another application for a Daedalus user. We also intend on exploring extremely unique features

such as a universal key management service running solely in Intel SGX.

27 Which is already available at daedaluswallet.io
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 34 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Ultimately, as protocol designers, we cannot support all needs. Our hope is that the flexibility

that Daedalus will provide combined with stateful smart contracts running on CCL will satisfy

those left out by our design decisions. We also hope that better standards can emerge to

encourage all cryptocurrencies to enjoy better interoperability and security.

Совместимость

Большая близорукость

Финансы и коммерция в более широком смысле — это, в конечном счете, человеческое занятие. Существуют элегантные языки, чрезвычайно точные инструменты для фиксации намерений и бесконечные лабиринты техник для добиться обращения за помощью в случае плохих результатов, а также тысячелетних законов, направленных на справедливость в торговле. Фактически, одними из самых ранних форм письма были коммерческие контракты.

Однако человеческий фактор нельзя игнорировать, несмотря на отказ от логики. машины или правительственные стражи, наделенные ужасными полномочиями. В этом заключается грандиозное близорукость криптовалют. Они по большей части оторваны от человеческой реальности.

Люди совершают ошибки. Люди меняют свое мнение. Люди не всегда до конца понимают суть деловые отношения, в которые они согласны вступить. Люди вводятся в заблуждение и обманываются. Обстоятельства меняются на индивидуальном и государственном уровне, что требует уникальных решений. Обдумывание На данный момент большинство контрактов содержат положения о форс-мажорных обстоятельствах.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 28 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Однако криптовалюты стремятся отбросить человеческое понимание, сострадание и суждение. в обмен на равнодушного цифрового судью, полностью связанного конституцией без рассмотрения к справедливости или результату. Учитывая, что люди всегда пытались и будут пытаться меняйте правила в корыстных целях, приятно иметь систему, которую невозможно испортить.

Но что происходит, когда пользователю необходимо совместить эти новые системы с традиционными финансовыми системами? системы? Что происходит, когда человеку приходится жить в человеческом мире? Например, недвижимость такие права, как регистрация земли, полностью существуют в физическом мире. Даже tokenобработка земли все еще требует некоторого признания действующей юрисдикции.

Еще один момент: слиток золота не может двигаться сам по себе. Цифровой судья может управлять своим движение, но не может заставить его двигаться без помощи людей. Следовательно, цифровой реестр может отход от реальности.

Таким образом, разработчик протокола должен решить, насколько человеческая реальность должна быть разрешена в его криптовалюта. Чем больше гибкости, тем меньше следует ожидать абсолютной верности. чем больше защита потребителей, тем больше механизмов должно существовать для обеспечения откатов и возмещений и редактирование истории.

В этом и следующем разделах, посвященных правилам, рассматривается прагматичный подход Cardano к этой теме. В С точки зрения совместимости необходимо обсудить две большие группы. Во-первых, совместимость с устаревшие финансовые системы (мир без криптовалюты). Во-вторых, совместимость с другими криптовалюты.

Наследие

Финтех не состоит из единого стандарта или даже общего языка. Существует огромное

разнообразие подходов, субъекты, ответственные за расчеты и клиринг, бизнес

процессы и другие области, связанные с учетом, преобразованием и движением

ценность.

Неразумно предполагать, что просто потому, что одна технология превосходит другие, остальные

экосистема так или иначе признает поражение и модернизируется. Например, многие люди до сих пор используют

Windows XP спустя 16 лет после первого выпуска. Это печальное положение вещей равносильно тому, чтобы кто-то

используя оригинальный Macintosh, выпущенный в 1984 году в 2000 году.

Помимо поведения потребителей, предприятия, как правило, еще медленнее проходят цикл обновлений. Многие

банки до сих пор используют серверную часть, написанную на Cobol. Как только станет известно, что инфраструктура работает и соответствует требованиям

бизнес-требованиям обычно мало стимулов для обновления или усовершенствования программного обеспечения и

протоколы в интересах потребителя, помимо соображений соответствия или безопасности. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 29 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Для Cardano нам сначала нужно установить, что вообще повлечет за собой устаревший мост? Какие системы,

стандарты, объекты и протоколы, на которые мы должны ориентироваться, чтобы обеспечить разумную уверенность в

совместимость? Могут ли эти мосты быть федерированными или децентрализованными? Или, как обмены, они будут

стать центральной точкой отказа для хакеров, злонамеренных владельцев или чрезмерно усердных регуляторов?

Есть три проблемы, которые необходимо решить. Во-первых, представление информации и

вера в его точность. Во-вторых, представление стоимости и связанной с ней собственности. В-третьих,

представление сущностей и конкретного пользователя наряду с совокупным уровнем доверия к таким

сущности.

Чтобы быть полезными, информация и ценности должны свободно перемещаться между унаследованным финансовым миром и

Cardano. Затем необходимо установить и записать результаты, чтобы создать репутацию и основания.

для обращения. Тем не менее, такие вещи по своей природе в основном касаются участвующих в них действующих лиц. Чтобы закодировать

их на blockchain сделает их глобальными и постоянными.

Более того, в унаследованном мире ценности не всегда могут свободно течь. Эмбарго, санкции, капитал

контроль и судебные меры могут заморозить активы. Чтобы обеспечить совместимость, нельзя создать

всегда открывайте выпускной клапан, чтобы избежать утечки.

Наконец, бренд и репутация предприятий являются одним из краеугольных камней коммерческой деятельности. отношения. Ежегодно миллиарды долларов тратятся на маркетинговые кампании по созданию и поддержанию и ремонтные марки. Если в отношении физического или юридического лица сделаны клеветнические, ложные или вводящие в заблуждение утверждения, то они имеют право обращаться за помощью в суд. Тем не менее, blockchains пытаются навсегда сохранить история.

Как и наш выбор языка программирования, для Cardano не существует идеального решения. эти опасения абсолютно правильным образом. Скорее, мы должны уступить поддерживаемому мнению снова.

Что касается потока информации, этот поток известен как доверенный канал данных. У него есть источник и содержание. Источники имеют некоторое представление о достоверности и стимулах обманывать или поддерживать честность. Содержимое может быть закодировано произвольно.

Учитывая, что мы намерены поддерживать доверенное оборудование в нашем стеке протоколов, мы решили изучить возможность добавления поддержки протокола городского глашатая профессора Ари Джуэля и др. Предполагая При наличии надежного набора источников данных Town Crier позволяет безопасно очищать веб-страницы. контент для использования в smart contracts и других приложениях.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 30 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Начальный список источников будет предоставлен Emurgo, IOHK и Фондом Cardano. Позже этот список будет заменен списком, курируемым сообществом, с использованием механики, полученной из Cardano. казначейская система. Мы надеемся, что система репутации может материализоваться благодаря хорошим потокам данных, тем самым создавая петлю положительной обратной связи для постепенного повышения надежности и точности.

Представление стоимости — более сложная тема. В отличие от информации, где однажды установлены достоверность, своевременность и полнота, протоколы могут вести себя надежно и детерминированный способ — значение более деликатно.

После token значение должно вести себя как уникальный объект. Информацию можно копировать и разошлись, но token, обозначающий право собственности на что-либо (скажем, название транспортного средства), не может быть клонированы и продаются в двух разных реестрах. Этот акт фактически разрушил бы целостность система.

Проблема совместимости устаревших версий при работе с tokenизированным значением заключается в том, что доверие предположения, надежность и проверяемость изменяются по мере перемещения token между реестрами. Например, если У Боба есть некоторое количество Bitcoin, а затем он вносит их на биржу. Теперь у Боба есть представление биржи его Bitcoin в их реестре. В случае с MtGOX их реестр не соответствуют действительности, в результате чего пользователи теряют все.

Проблема еще больше усложняется необходимостью в устаревших системах распознавать token, живущих в криптовалюта. Как упоминалось ранее, предприятия исторически устойчивы к модернизации. их программное обеспечение и поддержку новых протоколов. Такая ситуация затрудняет четкое представление решение.

Для Cardano мы надеемся предоставить пользователям возможность прикреплять богатый запас метаданных. к своим транзакциям, а затем ждут появления отраслевых стандартов, к которым можно будет подключиться. Некоторые был достигнут прогресс в рабочей группе Interledger, такие усилия, как R3Cev и международные требует обновления старых финансовых протоколов.

Тем не менее, остается более серьезная проблема: количественная оценка и определение ценности, полученной от наследия. систему в реестр криптовалют. Например, если Боб является владельцем банка и выпускает доллар поддержал token, то он всегда сможет построить мост для отправки своих token в реестр, такой как Cardano, в качестве актив, выпущенный пользователем.

А Cardano будет точно отслеживать право собственности и предоставлять все функции, к которым мы пришли. Любовь, такая как отметка времени и возможность аудита, ни одна криптовалюта не может сделать Боба честным банкиром. У него всегда есть возможность управлять банком с частичным резервированием, не обеспечивая весь свой доллар. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 31 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

tokens реальными долларами. Это мошенничество не может быть обнаружено с помощью криптовалюты, если только доллар не сам по себе был token, учтенный в цифровой книге. 25

Наконец, представление сущностей в сети — это классическая сетевая проблема, восходящая к ранним временам. дни интернета. Университеты, предприятия, государственные ведомства и любые произвольные пользователи в какой-то момент им необходимо установить свою личность.

С этой целью можно использовать прагматичные, но централизованные решения, такие как сетевая инфраструктура открытых ключей и Система DNS ICANN внедрена. Учитывая, что нам нравится современная сеть, эти решения одновременно масштабируемы и практичны. Но они не отвечают более коммерчески ориентированному вопрос надежности, достоверности и других метахарактеристик, необходимых для определения если кто-то хочет вести бизнес с организацией.

Организаторы многосторонних торговых площадок, такие как eBay, построили бизнес-модель на предоставлении некоторых этих метаданных наряду со структурой для выполнения транзакций. Суждения о качество контента, событий и бизнеса часто сильно зависит исключительно от онлайн-рейтингов из проверенных источников. 26

Часть этого пункта, относящаяся к Cardano, касается вопроса централизации репутации. Один из наши цели на Cardano — обеспечить финансовую поддержку развивающемуся миру. Ключ к этим усилиям это способность устанавливать доверительные отношения с актерами, с которыми вы никогда не встречались.

Если одна организация или консорциум организаций контролирует, кого называть хорошим или плохим, а не органическое процесс, вытекающий из реальных взаимодействий в сообществе в целом, тогда эти сущности могли бы произвольно вносить кого-либо в черный список за любой предполагаемый грех. Эта сила противоречит нашим ценностям как проекта. и противоречит более широкому смыслу использования криптовалюты.

К счастью, те же механизмы, которые используются при голосовании по казначейским бюллетеням, добавляя источники в список доверенные каналы данных и разветвление протокола можно повторно использовать для создания пространства репутации. Это открытая область исследований, и мы надеемся предоставить протокол наложения для децентрализованного репутационная сеть доверия в 2018–2019 годах после урегулирования дополнительных основополагающих элементов.

Совместимость криптовалют

25 С другой стороны, для цифровых реестров доказательство резерва было предложено как разумный способ хранения криптовалюта торгуется только честно. 26 Эти ставки влияют даже на создание самого контента. Посмотрите эту интересную историю о том, как Rotten Tomatoes оказало влияние на киноиндустрию. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 32 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

При переходе от устаревшего мира к распределенным цифровым реестрам совместимость становится намного проще. Каждый реестр имеет сетевой протокол, стандарты связи и предположения о безопасности. о соответствующем алгоритме консенсуса. Их, в свою очередь, можно легко измерить количественно.

Движение информации осуществляется путем подключения к внешней сети и трансляции ее сообщения. Перемещение стоимости может осуществляться через релейную систему, атомарную перекрестную торговлю. или через умную схему сайдчейнов. Поскольку централизованного оператора нет, один Представление сущностей больше ограничивается метаобсуждением доверия к разработчикам, майнерам или какой-то другой влиятельный человек.

Для Cardano мы интегрируем новый протокол боковой цепи, разработанный Киайасом, Миллером и Зиндрос. Он обеспечивает неинтерактивный способ безопасного перемещения стоимости между двумя цепочками, которые поддержите протокол. Этот механизм станет основным способом передачи стоимости между CSL и CCL-слой.

Для других криптовалют федеративные мосты должны формироваться по мере роста стоимости Cardano и количества пользователей. база. Чтобы ускорить этот рост, Cardano SL поддерживает ограниченную версию Plutus для сценарии взаимодействия. Новые транзакции будут добавлены в Shelley и более поздние версии CSL. специально для удовлетворения этих потребностей.

Лабиринт Дедала

Вопросы совместимости исходят из глобальной перспективы. Специализированные протоколы, новые

типы транзакций, системы оценки достоверности и поток информации не могут быть ограничены

только один привратник или пользователь. Скорее, они должны быть легко доступны каждому без

цензура или пошлины.

Но что происходит, когда Cardano не поддерживает протокол, транзакцию или приложение, которое

пользователь не может жить без? Должны ли мы просто выйти за рамки? Сеть столкнулась с аналогичной проблемой

в течение 1990-х годов.

По иронии судьбы, Интернет предлагает два разных решения, которые можно воспроизвести с помощью криптовалют.

Внедрение JavaScript обеспечило возможность программирования любого веб-сайта для добавления произвольных

особенности. Внедрение плагинов и расширений браузера добавило дополнительные возможности для

пользователи, желающие их установить. Оба подхода дали нам современную сеть со всей ее безопасностью.

ужасы.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 33 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Ethereum использовал прежний подход, разрешив пользователям встраивать подпротоколы в

Ethereum blockchain как smart contracts. Cardano поддерживает эту функцию через CCL.

парадигма. А как насчет пользовательских расширений?

Поясняющим примером может служить криптовалютный трейдер. Представьте себе децентрализованный рынок,

под названием DM, который поддерживает набор различных криптовалют. Трейдер хочет автоматизировать свою

стратегии, действующие на ДМ.

В фрагментированной экосистеме трейдеру придется устанавливать десятки клиентов для каждого

криптовалюту, а затем написать собственное программное обеспечение для общения с каждым клиентом и координации

автоматизированные сделки. Если один клиент обновится, это может привести к поломке специального программного обеспечения. Кроме того,

что, если трейдер захочет продать программное обеспечение?

Вдохновленный веб-моделью расширений, если интерфейс к различным криптовалютам может быть

в веб-стек, то задача трейдера значительно упрощается. Универсальный

интерфейс может быть установлен. Установка осуществляется в один клик. Распространение программного обеспечения можно смоделировать.

после интернет-магазина Chrome.

Для Cardano мы решили поэкспериментировать с этой парадигмой, развернув наш эталонный

интерфейс кошелька на Electron. Это проект с открытым исходным кодом, поддерживаемый Github, который сочетает в себе

и Node, и Chrome вместе. Сборка Electron от Cardano называется Daedalus.

Первое поколение Дедала будет действовать как HD-кошелек с поддержкой многих ожидаемых

27 функции учета и безопасности, соответствующие отраслевым стандартам, такие как пароли расходов и

БИП39. В последующих поколениях Daedalus разовьется в платформу приложений с хранилищем,

универсальные API-интерфейсы интеграции и SDK.

Ключевыми нововведениями являются простота разработки, позволяющая программистам использовать JavaScript,

HTML5 и CSS3 для создания своих приложений и унифицированный мост для кросс-приложений.

общение. Сложное поведение, такое как криптография, управление распределенной сетью и

механику базы данных можно абстрагировать, что позволяет разработчику сосредоточиться исключительно на пользователе.

опыт и основную логику своего приложения.

Поскольку Дедал задуман как универсальная структура, его дорожная карта и эволюция несколько

независимо от Cardano. В 2017 году они тесно связаны, но позже Cardano будет просто

еще одно приложение для пользователя Daedalus. Мы также намерены изучить чрезвычайно уникальные функции.

например, универсальная служба управления ключами, работающая исключительно на Intel SGX.

27 Который уже доступен на daedaluswallet.io.
ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 34 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

В конечном счете, мы, разработчики протоколов, не можем удовлетворить все потребности. Мы надеемся, что гибкость

которые Daedalus предоставит в сочетании с smart contract с сохранением состояния, работающими на CCL, удовлетворят

те, которые были упущены нашими дизайнерскими решениями. Мы также надеемся, что могут появиться лучшие стандарты для

поощрять все криптовалюты к лучшей совместимости и безопасности.

Regulation

The False Dichotomy

As mercurial and arcane as regulation can often be, one can metaphorically infer an elegant narrative loop of the corrupt and their prosecutors seeking justice. Regulations are the toolkit of the lawbringer. But like all tools, they might be crude, old or simply misused.

Cryptocurrencies have not changed the human condition or the narrative loop. There will always be scams, bad actors and terrible outcomes despite the best of intentions. While cryptocurrencies can remove human judgement, they cannot remove human behavior.

A cryptocurrency designer has to take a position on what toolkit he will offer the regulator to correct bad events. The unique challenge cryptocurrencies face is that they are a product of regulatory and monetary failure . 28

Culturally, many in cryptocurrencies consider government action to be corrupt, inept or ineffective. Therefore, they have little respect, patience or desire to endorse a special backdoor for a regulator or lawman to right wrongs. This act would be anathema to the entire purpose of cryptocurrencies.

On the other hand, counting exchange failures and historic events, more than 10 percent of Bitcoin has been lost or stolen since the protocol started on January 3rd, 2009. As of June 30th, 2017, the value lost or stolen comes to a little over $4 billion. And this figure does not account for Bitcoin and other tokens lost to scams and poorly formed ICOs.

28 In fact Satoshi embedded in the Bitcoin Genesis Block the following headline taken from The Times: The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 35 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Then there is the issue of privacy. On a macro scale, value flows through specialized channels that are regulated, rich in metadata and actively monitored by law enforcement, governments and international regulators. It is a well understood game with leakage occurring only on the cash side of affairs, which has been gradually diminishing as the world moves to digital money.

The paradigm if cryptocurrencies did not exist would seem to be a world that increasingly treats financial privacy like social media content. There is none and one cannot opt out. Hence we have a dilemma yielding an apparent dichotomy.

A cryptocurrency designer can surrender principles and yield to whatever demands their local jurisdiction places upon their code, thereby compromising the privacy and integrity of their users. Or he can adopt a more principled, but anarchistic, philosophy that divorces itself from current best practices and laws.

For Cardano, we feel this narrative is a false dichotomy brought on by a lack of imagination. The reality is that most users are not concerned about rules existing for markets. They are usually concerned about sudden changes in the rules to benefit one or more actors. They are worried about a lack of transparency over who gets special privileges.

We need to distinguish between individual and market rights. Given that cryptocurrencies have a global reach, rights needs to be as user oriented as possible.

Privacy should be reasonable and at the user’s control, not a gatekeeper. The flow of value should be unrestricted. Value should not be subject to sudden forfeiture without consent.

From a market perspective, the marketplace needs to be transparent about the use of data, how funds will be handled within and everyone needs to play by the same set of rules. Furthermore, once the user has consented, then they cannot suddenly change their mind due to inconvenience. Counterparties need certainty as well.

But how exactly does one move from the abstract to an actual system? What should something practical and legal look like? We have broken our solution into three categories: metadata, authentication and compliance as well as marketplace DAOs.

29 The reader should consider picking up a copy of David Wolman’s The End of Money. It covers the international movement towards cash disappearing. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 36 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Metadata

The act of something can often be less interesting than the metadata surrounding it. For example, driving from Denver to Boulder is an act. Driving from Denver to Boulder in a Ferrari 488 at an average of 120 MPH is metadata. Certainly this infers a different experience than in a Toyota Prius at an average of 30 MPH.

Financial transactions are no different. The context surrounding them is extraordinarily important to economists, tax authorities, law enforcement, businesses and other entities. Sadly in our current fiat based system, most consumers never see how rich in metadata their transactions are or who they are shared with . 30

For Cardano, we acknowledge that users could need or are legally required to share transactional metadata with certain actors like tax authorities. But we believe this sharing has to be at the user’s consent.

We also believe that blockchain systems have tremendous power to eliminate fraud, waste and abuse by providing auditability, timestamping and immutability. Thus some metadata should be posted to the Cardano blockchain.

The hard part is finding a correct balance that does not condemn our blockchain to substantial bloat. Given this concern, we have chosen a pragmatic approach.

First, Daedalus will support over the next 12 months a large array of features to label transactions and financial activity. These metadata can be exported and shared on demand with whoever the user deems necessary. Furthermore, the data can be operated on by three party applications for domain specific purposes (for example, tax accounting).

Second, we are exploring adding support for special addresses that can include hashes and encrypted fields. This structure would permit a user to post metadata on our blockchain without publicly revealing it. But if she wants to share the data, it would carry all the auditability, immutability and timestamp surety that a transaction enjoys.

30 On a more macro scale, author Juan Zarate writes about how this data is used by the US Treasury Department in the war on terrorism in Treasury’s War. It provides a comprehensive view into how the current structure of global financial markets can be used for geopolitical ends. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 37 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

We have already deployed an address structure that contains an attribute field. It is currently being used to store an encrypted copy of HD wallet trees structure for fast wallet recovery (see HD Wallet documentation). Later versions will generalize this construction.

Authentication and Compliance

Closely connected to transactions are the topics of the right to make transactions and the ownership of funds. For example, while there might be sufficient funds to buy something (for example alcohol), there could be restrictions on its purchase (age requirements).

Ownership and origin of funds are typically providence of know your customer regulations. When a money service business like a bank or exchange opens an account for a new customer, it is usually required to collect basic facts about the customer and where he acquired his funds from.

The technological challenge is that in the process of submitting this legally required information, the user sending it has no guarantee how it will be used, stored and if it will ever be destroyed. Compliance information is commercially valuable. It could be stolen for identity theft or resold where regulations permit.

For Cardano, we want to innovate as much as possible. On the software side of protocols, there is little to provide a guarantee that the receiver of compliance information will behave within a scope of conduct. However, on the hardware side of protocols, using trusted hardware, one can leverage Intel SGX and other HSMs to enforce certain policies.

Thus we are exploring using Sealed Glass Proofs alongside a sharing policy to permit the safe transmission of compliance information to a verifier who in turn is forced to comply with the policies it was transmitted under. We believe that both uniform standards could emerge and also that this method will reduce risk to verifiers by preventing the loss of customer data from hackers.

As a corollary to this effort, the layered model we propose for Cardano separating value from computation also can benefit from this approach. If the computation layer is run by regulated entities (say exchanges or casinos), then they would need to conduct compliance checks and potentially enforce tax policy on users.

Using SGPs, the user can send funds alongside personally identifiable information without concern that it will leak into the broader internet or be preserved by the consensus nodes of the WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 38 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

computation layer. Furthermore, the computation layer would gain certainty that all users transacting are authenticated and legitimate.

This paradigm also allows for customer portability between regulated entities. Exchanges could transfer balances and accounts for customers instantly through these safe channels and also — where policies permit — share data with regulators.

We expect our first beta test of this technology to be conducted in mid-2018 with an aim towards Cardano integration in late-2018 to early 2019 pending research results. This timeline also assumes the ability to collaborate with ARM and Intel in order to get code signed to run on their hardware . 31 Marketplace DAOs

The two previous sections covered the generation and movement of information assuming the existence of some external system. To ensure legacy interoperability, these features will always be necessary, but they do not address blockchain based regulation.

Smart contracts enable a completely new kind of commercial system where relationships are deterministic, self-enforcing and free of ambiguity. They can in turn be used to create rules for marketplaces including arbitrarily complex structures such as arbitration, event driven refunds, and revelation of facts given special conditions.

We call these smart contract enforced structures Marketplace DAOs. They do not require special protocol support nor mutability to be embedded in the ledger. In fact, they can be totally constructed using a collection of interdependent smart contracts.

The architectural concept is to design a collection of commercial templates inspired from contract law and business best practices. These templates can be wired into a developer’s smart contract to enforce specific standards upon the marketplace.

For example, say a developer wants to issue an ERC20 token on CCL to conduct a crowdsale. A Marketplace DAO could be established specifically for crowdsales and its terms and conditions parameterized or even enforced by volunteer or legal standards. Things such as refunds, reallocation of funds or freezing of payment could be inherited in the developer’s ERC20 contract.

31 See Intel SGX Commercial License Policy WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 39 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

This effort allows us to have a macro discussion about how a marketplace should be controlled in order to ensure consumer protection. Second, we can discuss how to model transactions in a way to automatically ensure legal protection and rights within specific jurisdictions, such as New Hampshire.

Working with the Cardano Foundation, IOHK and other entities, the Cardano project will create a reference library of Marketplace DAOs for smart contract developers to use. Our hope is that insurance and regulatory markets can form around these DAOs and that they will be self-evolving based upon outcomes.

Регулирование

Ложная дихотомия

Каким бы переменчивым и загадочным ни было регулирование, можно метафорически сделать вывод об элегантном повествовательная петля о коррумпированных лицах и их прокурорах, стремящихся к справедливости. Регламент – это инструментарий законотворец. Но, как и все инструменты, они могут быть грубыми, старыми или просто использоваться неправильно.

Криптовалюты не изменили положение человека или повествовательную петлю. всегда будет быть мошенничеством, плохими актерами и ужасными результатами, несмотря на самые благие намерения. Пока Криптовалюты могут устранить человеческое суждение, но не могут устранить человеческое поведение.

Разработчик криптовалюты должен определиться с тем, какой инструментарий он предложит регулятору. исправить плохие события. Уникальная проблема, с которой сталкиваются криптовалюты, заключается в том, что они являются продуктом регуляторные и монетарные провалы. 28

В культурном отношении многие представители криптовалют считают действия правительства коррумпированными, неумелыми или неэффективно. Поэтому у них мало уважения, терпения или желания поддерживать специальный бэкдор. для регулятора или законодателя, чтобы исправить ошибки. Этот акт был бы анафемой для всей цели криптовалюты.

С другой стороны, если принять во внимание биржевые неудачи и исторические события, более 10 процентов Bitcoin был потерян или украден с момента запуска протокола 3 января 2009 г. По состоянию на 30 июня В 2017 году стоимость утерянных или украденных вещей составила чуть более 4 миллиардов долларов. И эта цифра не учитывает для Bitcoin и других token, проигравших из-за мошенничества и плохо сформированных ICO.

28 На самом деле Сатоши встроил в блок Bitcoin Genesis следующий заголовок, взятый из The Times: The Times, 03 января 2009 г. Канцлер на пороге второго пакета помощи банкам ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 35 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Тогда есть проблема конфиденциальности. В макромасштабе стоимость течет по специализированным каналам. которые регулируются, богаты метаданными и активно контролируются правоохранительными органами, правительствами и международные регулирующие органы. Это хорошо изученная игра, в которой утечки происходят только на наличная сторона дел, которая постепенно уменьшается по мере перехода мира к цифровым деньгам.

Если бы криптовалют не существовало, парадигма выглядела бы как мир, в котором все больше внимания уделяется финансовая конфиденциальность, такая как контент в социальных сетях. Его нет, и отказаться от него невозможно. Следовательно, мы имеют дилемму, приводящую к очевидной дихотомии.

Разработчик криптовалюты может отказаться от принципов и уступить всему, что требует местное сообщество. юрисдикция налагает на их код, тем самым ставя под угрозу конфиденциальность и целостность их пользователи. Или он может принять более принципиальную, но анархистскую философию, которая отделяется от современные передовые практики и законы.

Что касается Cardano, мы считаем, что это повествование является ложной дихотомией, вызванной недостатком воображения. реальность такова, что большинство пользователей не беспокоятся о правилах, существующих на рынках. Обычно они обеспокоен внезапными изменениями в правилах в интересах одного или нескольких участников. Они обеспокоены об отсутствии прозрачности в отношении того, кто получает особые привилегии.

Нам необходимо различать индивидуальные и рыночные права. Учитывая, что криптовалюты имеют глобальный охват, права должны быть максимально ориентированы на пользователя.

Конфиденциальность должна быть разумной и находиться под контролем пользователя, а не привратника. Поток ценностей должно быть неограниченным. Ценность не должна подвергаться внезапной конфискации без согласия.

С точки зрения рынка, рынок должен быть прозрачным в отношении использования данных, того, как средства будут обрабатываться внутри компании, и все должны играть по одним и тем же правилам. Кроме того, как только пользователь дал согласие, он не может внезапно изменить свое мнение из-за неудобство. Контрагентам также нужна определенность.

Но как именно перейти от абстрактного к реальной системе? Что должно что-то практически и юридически выглядит? Мы разбили наше решение на три категории: метаданные, аутентификация и соответствие требованиям, а также торговая площадка DAOs.

29 Читателю следует рассмотреть возможность приобретения экземпляра книги Дэвида Вулмана «Конец денег». Он охватывает международное движение за исчезновение наличных денег. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 36 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Метаданные

Само действие часто может быть менее интересным, чем окружающие его метаданные. Для Например, поездка из Денвера в Боулдер — это поступок. Поездка из Денвера в Боулдер на Феррари 488 при средней скорости 120 миль в час — это метаданные. Конечно, это подразумевает другой опыт, чем в Toyota Prius со средней скоростью 30 миль в час.

Финансовые операции ничем не отличаются. Контекст вокруг них необычайно важно для экономистов, налоговых органов, правоохранительных органов, предприятий и других организаций. К сожалению в нашей нынешней системе, основанной на фиатных платежах, большинство потребителей никогда не видят, насколько богаты метаданными их транзакции или кому они доступны. 30

Что касается Cardano, мы признаем, что пользователям может потребоваться или они по закону обязаны делиться метаданные транзакций с определенными субъектами, такими как налоговые органы. Но мы считаем, что этот обмен должен быть с согласия пользователя.

Мы также считаем, что системы blockchain обладают огромной способностью предотвращать мошенничество, растрату и злоупотреблений путем обеспечения проверяемости, временных меток и неизменяемости. Таким образом, некоторые метаданные должны быть опубликовано на Cardano blockchain.

Самое сложное — найти правильный баланс, который не обрекает наш blockchain на существенные раздуваться. Учитывая эту озабоченность, мы выбрали прагматичный подход.

Во-первых, в течение следующих 12 месяцев Daedalus будет поддерживать большой набор функций для маркировки. операции и финансовая деятельность. Эти метаданные можно экспортировать и предоставить доступ к ним по требованию. тому, кому пользователь посчитает нужным. Кроме того, данные могут обрабатываться тремя сторонами. приложения для предметно-специфичных целей (например, налоговый учет).

Во-вторых, мы изучаем возможность добавления поддержки специальных адресов, которые могут включать hashes и зашифрованные поля. Эта структура позволит пользователю публиковать метаданные на нашем blockchain без публично обнародовав это. Но если она захочет поделиться данными, это обеспечит всю проверяемость. неизменность и гарантия временной метки, которой обладает транзакция.

30 В более макромасштабе автор Хуан Сарате пишет о том, как эти данные используются Казначейством США. Департамент по борьбе с терроризмом в «Войне казначейства». Он дает комплексное представление о том, как Нынешняя структура мировых финансовых рынков может быть использована в геополитических целях. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 37 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Мы уже развернули структуру адреса, содержащую поле атрибута. В настоящее время это используется для хранения зашифрованной копии структуры деревьев HD-кошелька для быстрого восстановления кошелька (см. документация HD-кошелька). Более поздние версии обобщят эту конструкцию.

Аутентификация и соответствие

Со сделками тесно связаны темы права на совершение сделок и право собственности на средства. Например, хотя средств может быть достаточно для покупки чего-либо (для например алкоголь), могут быть ограничения на его приобретение (возрастные требования).

Право собственности и происхождение средств обычно определяются правилами знания ваших клиентов. Когда компания, предоставляющая денежные услуги, например банк или биржа, открывает счет для нового клиента, обычно требуется собрать основные сведения о клиенте и о том, где он приобрел свои средства. от.

Технологическая задача заключается в том, что в процессе подачи этого юридически необходимого информацию, пользователь, отправляющий ее, не имеет никаких гарантий, как она будет использоваться, храниться и будет ли она когда-либо использоваться. уничтожен. Информация о соответствии имеет коммерческую ценность. Его могли украсть для кражи личных данных или перепродать, если это разрешено правилами.

В Cardano мы хотим как можно больше внедрять инновации. Что касается программной части протоколов, то недостаточно для того, чтобы гарантировать, что получатель информации о соответствии будет вести себя в пределах сфера проведения. Однако на аппаратной стороне протоколов, используя доверенное оборудование, можно использовать Intel SGX и другие HSM для обеспечения соблюдения определенных политик.

Таким образом, мы изучаем возможность использования герметичных стеклянных доказательств наряду с политикой совместного использования, чтобы обеспечить безопасную защиту. передача информации о соответствии проверяющему, который, в свою очередь, вынужден соблюдать политики, в соответствии с которой он был передан. Мы считаем, что могут появиться как единые стандарты, так и также, что этот метод снизит риск для проверяющих, предотвращая потерю данных о клиентах. хакеры.

Как следствие этих усилий, мы предлагаем многоуровневую модель для Cardano, отделяющую ценность от вычисления также могут выиграть от этого подхода. Если уровень вычислений управляется регулируемой организациям (например, биржам или казино), то им необходимо будет провести проверки на соответствие и потенциально обеспечить соблюдение налоговой политики для пользователей.

Используя SGP, пользователь может отправлять средства вместе с личной информацией без каких-либо ограничений. опасение, что оно просочится в более широкий Интернет или сохранится консенсусными узлами ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 38 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

вычислительный слой. Более того, уровень вычислений получит уверенность, что все пользователи транзакции являются аутентифицированными и законными.

Эта парадигма также обеспечивает переносимость клиентов между регулируемыми организациями. Обмены могли бы мгновенно переводить балансы и счета клиентов через эти безопасные каналы, а также — там, где это позволяет политика, делитесь данными с регулирующими органами.

Мы ожидаем, что наше первое бета-тестирование этой технологии будет проведено в середине 2018 года с целью в сторону интеграции Cardano в конце 2018 – начале 2019 года в ожидании результатов исследований. Эта временная шкала также предполагает возможность сотрудничества с ARM и Intel для подписания кода для запуска их оборудование. 31 Торговая площадка DAOs

В двух предыдущих разделах рассматривались генерация и перемещение информации, предполагая, что существование некоторой внешней системы. Чтобы обеспечить совместимость с предыдущими версиями, эти функции всегда будут необходимы, но они не касаются регулирования на основе blockchain.

Смарт-контракты создают совершенно новый вид коммерческой системы, в которой отношения детерминированный, самодостаточный и свободный от двусмысленности. Их, в свою очередь, можно использовать для создания правил для торговые площадки, включая произвольно сложные структуры, такие как арбитраж, возврат средств, зависящий от событий, и раскрытие фактов при особых условиях.

Мы называем эти smart contract принудительные структуры Marketplace DAOs. Они не требуют поддержка специальных протоколов и возможность внесения изменений в реестр. На самом деле они могут быть совершенно построенный с использованием набора взаимозависимых smart contracts.

Архитектурная концепция заключается в создании коллекции коммерческих шаблонов, вдохновленных договорное право и лучшие практики ведения бизнеса. Эти шаблоны могут быть подключены к базе данных разработчика. smart contract для обеспечения соблюдения определенных стандартов на рынке.

Например, предположим, что разработчик хочет выпустить ERC20 token на CCL для проведения краудсейла. А Торговая площадка DAO может быть создана специально для краудсейла и его условий. параметризованы или даже предусмотрены добровольными или юридическими стандартами. Такие вещи, как возврат средств, перераспределение средств или заморозка платежей могут быть унаследованы в ERC20 разработчика контракт.

31 См. политику коммерческой лицензии Intel SGX. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 39 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Эти усилия позволяют нам провести макрообсуждение о том, как следует контролировать рынок. в целях обеспечения защиты прав потребителей. Во-вторых, мы можем обсудить, как моделировать транзакции в способ автоматического обеспечения правовой защиты и прав в конкретных юрисдикциях, таких как Нью-Гэмпшир.

Сотрудничая с Фондом Cardano, IOHK и другими организациями, проект Cardano создаст справочная библиотека Marketplace DAOs для разработчиков smart contract. Мы надеемся, что Вокруг этих DAO могут сформироваться рынки страхования и регулирования, и что они будут саморазвивающиеся в зависимости от результатов.

Sustainability

An immersion into the cryptocurrency area yields many conceptual contradictions.

Cryptocurrencies are designed to be difficult to change, but, like all technology, they need to

change to address design flaws and advancements. Blockchains are intended to prevent

centralization, yet require strong actors to lead changes or maintain the code.

Perhaps the most frustrating experience comes when there are clear deficiencies that most

stakeholders agree need to be corrected, yet consensus cannot emerge on the path forwards.

Bitcoin’s block size debate has now been an active issue for more than two years. Daily,

transactions totalling over a billion dollars are pending because the network is at peak capacity.

If changing a simple parameter — even in the presence of temporary solutions — cannot be

coordinated, then how can enterprises and governments feel comfortable investing billions of

dollars into building infrastructure on top of these systems? For that matter, how can any

business gamble on the strategic risk of integrating accountability-free protocols that cannot

make rational design upgrades?

Looking back into history, the evolution of the internet has followed a similar pattern with even

simple changes like the transition from IPv4 to IPv6 taking decades to realize. Yet there is a

strong contrast between blockchain technology and the internet in that they follow a very

different style of custodianship.

The internet was a military project that grew out of DARPA into academic circles with strong

government backing and a well-defined set of initial custodians. The internet grew under

non-commercial conditions without the machinations of corporate influence attempting to

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 40 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

monopolize the network. In fact, e-commerce violated the NSF AUP until it was repealed in

By the time businesses had the luxury of commercializing the internet, there was already a

strong set of standards, principles and evangelistic adherents. This did not stop companies like

AOL and Microsoft from trying to build wall gardens and creating proprietary technology like

ActiveX. This foundation has not stopped next generation actors such as Google from pushing

their own agendas given their enormous user bases and capitalizations.

With swarms of rent seeking actors from traders to miners, cryptocurrencies are the ultimate

32 commercially motivated ecosystems. Given this foundation, evolution of the custodianship of

cryptocurrencies has resulted in optimization around self-interest.

For example, validationless mining is starting to occur more frequently as it improves a miner’s

profit margin, yet this completely disregards the entire purpose and utility of mining. Mining

centralization has already occurred with just a handful of actors in control of the majority of

Bitcoin’s hash power.

Like the internet, cryptocurrencies require consensus to change. But when such rapid

centralization of power to a handful of brokers occurs, what happens when change is not

convenient to them?

Unlike the internet, the bootstrapping of most cryptocurrencies is not done through altruistically

non-commercial or academic means. From inception, some group seeks to make gains and

there are power brokers assigned to help ensure those gains.

Founding centralization is a reality that each cryptocurrency must face in its evolution. We

cannot fully escape it, but should at least try to design around gradual decentralization.

For Cardano, we thought carefully about what factors promote centralization and what

techniques could be applied to encourage our protocol to gradually become public

infrastructure like the web.

We fully admit that total decentralization is both impossible and perhaps even

counterproductive. Yet certain factors can be encouraged to produce a more balanced system.

First, while centralized custodianship of crowdsale funds allows for agile and rapid development

of the protocol during the early days, eventually funding has to diversify and the speed of

32 See link for more information on this term WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 41 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

development needs to retire to a more systematic and deliberate pace. Following this point,

funding needs to avoid cultural, linguistic and geographic bias.

Second, as the community becomes more informed about the underlying nature of the

cryptocurrency’s technology, decisions about the roadmap cannot be centralized to a set of

core developers or foundation. There needs to be a blockchain based method for proposing,

vetting, and enacting changes to the protocol.

Third, the incentives behind maintaining the Cardano SL blockchain have to be directly aligned

with the aggregate desires of all users. We cannot permit a cabal of specialized actors to

emerge who are independent of the will of the greater community.

For the first principle, we have chosen to integrate a treasury system into Cardano. For the

second, we will deploy a formal process to propose Cardano Improvement Proposals through a

system coordinated by CSL itself. For the third, we believe Ouroboros provides an elegant

solution.

More detail could be provided on the above topics, but they are extensive in their own right and

beyond the scope of a survey paper. Mechanism design is one of the most intricate and

interdependent academic fields with incomplete theory and no solid canonical model to stand

on.

Rather our science driven approach described in section two serves us well here. IOHK’s Veritas

team is working in partnership with a group of researchers from Lancaster University under the

direction of Professor Bingsheng Zhang to develop Cardano’s reference treasury model. With

the aim of integration in 2018, we expect a dedicated peer reviewed publication by the end of

For formal description and vetting of changes to a cryptocurrency protocol, this topic is the

least understood as it requires both ontological notions as well as a mechanism to incentivize

broad participation. Perhaps some form of representative democratic process could emerge or

use of liquid feedback to provide more rational voting.

We expect research in this direction to consume most of IOHK’s formal involvement in the

development of Cardano . As a starting point, we will deploy alongside the reference treasury

33 model several mechanisms to capture consent. Further study is required for a definitive

solution.

33 IOHK is retained to build Cardano until the end of 2020 WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 42 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Finally, work to improve incentives for Ouroboros is being supervised by Professor Elias

Koutsoupias of the University of Oxford. After the cryptographic foundations of Ouroboros are

solidified alongside all required scalability work, a broader study of bonds, penalties and exotic

incentives will be added to the reference protocol.

Устойчивое развитие

Ан погружение в тот криптовалюта площадь урожайность много концептуальный противоречия.

Криптовалюты созданы так, чтобы их было трудно изменить, но, как и все технологии, их необходимо

изменения для устранения недостатков конструкции и усовершенствований. Блокчейны предназначены для предотвращения

централизация, но требует сильных участников, которые будут возглавлять изменения или поддерживать код.

Возможно, самый разочаровывающий опыт возникает, когда есть явные недостатки, которые большинство

заинтересованные стороны согласны с необходимостью исправления, однако консенсус не может быть достигнут в отношении дальнейшего пути.

Дебаты о размере блока Bitcoin ведутся уже более двух лет. Ежедневно,

транзакции на общую сумму более миллиарда долларов ожидаются, поскольку сеть находится на пиковой мощности.

Если изменить простой параметр — даже при наличии временных решений — невозможно

скоординированы, то как предприятия и правительства могут чувствовать себя комфортно, инвестируя миллиарды

долларов на создание инфраструктуры поверх этих систем? В этом отношении, как может кто-либо

деловая ставка на стратегический риск интеграции протоколов, свободных от подотчетности, которые не могут

сделать рациональную модернизацию конструкции?

Оглядываясь назад в историю, можно сказать, что эволюция Интернета шла по похожей схеме, даже

Простые изменения, такие как переход от IPv4 к IPv6, требуют десятилетий для реализации. Тем не менее, существует

сильный контраст между технологией blockchain и Интернетом, поскольку они следуют очень

другой стиль опеки.

Интернет был военным проектом, который вырос из DARPA в академические круги с сильными

государственная поддержка и четко определенный набор первоначальных хранителей. Интернет вырос под

на некоммерческих условиях без махинаций корпоративного влияния, пытающихся

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 40 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

монополизировать сеть. Фактически, электронная коммерция нарушала AUP NSF, пока она не была отменена в

К тому времени, когда предприятия могли позволить себе роскошь коммерциализировать Интернет, уже существовала

сильный набор стандартов, принципов и приверженцев евангелизации. Это не остановило такие компании, как

AOL и Microsoft от попыток создать «сады на стенах» и создания запатентованных технологий, таких как

ActiveX. Этот фонд не помешал игрокам следующего поколения, таким как Google, продвигать

их собственные планы, учитывая их огромную базу пользователей и капитализацию.

С роями поиска ренты от трейдеров до майнеров, криптовалюты являются высшим

32 коммерчески мотивированные экосистемы. На этой основе эволюция опеки над

Криптовалюты привели к оптимизации личных интересов.

Например, майнинг без проверки становится все более частым, поскольку он улучшает работу майнера.

размер прибыли, однако это совершенно игнорирует всю цель и полезность майнинга. Горное дело

Централизация уже произошла, когда лишь горстка игроков контролировала большую часть

Сила Bitcoin hash.

Как и Интернет, криптовалюты требуют консенсуса для изменения. Но когда такой быстрый

происходит централизация власти в руках горстки посредников, что происходит, когда перемен не происходит?

им удобно?

В отличие от Интернета, загрузка большинства криптовалют не осуществляется альтруистически.

некоммерческие или академические средства. С самого начала некоторая группа стремится получить выгоду и

есть влиятельные посредники, призванные помочь обеспечить эти достижения.

Основополагающая централизация — это реальность, с которой каждая криптовалюта должна столкнуться в своем развитии. Мы

не может полностью избежать этого, но должен, по крайней мере, попытаться спланировать постепенную децентрализацию.

Для Cardano мы тщательно продумали, какие факторы способствуют централизации, а какие

методы мог бы применяться, чтобы стимулировать постепенное становление нашего протокола общедоступным

инфраструктура, такая как Интернет.

Мы полностью признать что всего децентрализация есть оба невозможно и возможно даже

контрпродуктивно. Тем не менее, определенные факторы можно стимулировать для создания более сбалансированной системы.

Во-первых, хотя централизованное хранение фондов краудсейла обеспечивает гибкое и быстрое развитие

протокола в первые дни, в конечном итоге финансирование должно быть диверсифицировано, а скорость

32 Дополнительную информацию об этом термине см. по ссылке. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 41 из 44ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

развитию необходимо вернуться к более систематическому и продуманному темпу. Следуя этому пункту,

финансирование должно избегать культурных, языковых и географических предубеждений.

Во-вторых, по мере того, как сообщество становится более информированным о глубинной природе

технологии криптовалюты, решения о дорожной карте не могут быть централизованы в наборе

основные разработчики или фонд. Для предложения должен существовать метод, основанный на blockchain,

проверка и внесение изменений в протокол.

В-третьих, стимулы для поддержания Cardano SL blockchain должны быть напрямую согласованы.

с совокупными желаниями всех пользователей. Мы не можем допустить, чтобы клика специализированных акторов

появляются люди, независимые от воли большего сообщества.

В качестве первого принципа мы решили интегрировать казначейскую систему в Cardano. Для

во-вторых, мы запустим формальный процесс предложения Cardano предложений по улучшению через

система, координируемая самой CSL. В-третьих, мы считаем, что Уроборос представляет собой элегантный способ

решение.

По вышеуказанным темам можно было бы предоставить более подробную информацию, но они сами по себе обширны и

выходит за рамки обзорной статьи. Конструкция механизма – одна из самых сложных и сложных.

взаимозависимые академические области с неполной теорией и отсутствием прочной канонической модели.

дальше.

Скорее, наш научный подход, описанный во втором разделе, хорошо нам здесь служит. Веритас IOHK

команда работает в партнерстве с группой исследователей из Ланкастерского университета под руководством

направление профессора Биншэн Чжана на разработку эталонной казначейской модели Cardano. С

цель интеграции в 2018 году, мы ожидаем, что к концу 2018 года будет выпущена специальная рецензируемая публикация.

Для формального описания и проверки изменений в протоколе криптовалюты эта тема является

наименее понятен, поскольку требует как онтологических понятий, так и механизма стимулирования

широкое участие. Возможно, могла бы возникнуть некая форма представительного демократического процесса или

использование гибкой обратной связи для обеспечения более рационального голосования.

Мы ожидаем, что исследования в этом направлении займут большую часть официального участия IOHK в

разработка Cardano . В качестве отправной точки мы будем развертывать вместе с эталонным казначейством

33 смоделируйте несколько механизмов для получения согласия. Для окончательного определения необходимы дальнейшие исследования

решение.

33 IOHK оставлено для строительства Cardano до конца 2020 года. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 42 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Наконец, работу по улучшению стимулов для Уроборос курирует профессор Элиас.

Куцупиас из Оксфордского университета. После того, как криптографические основы Уроборос

закрепилась вместе со всей необходимой работой по масштабированию, более широким исследованием облигаций, штрафов и экзотических

стимулы будут добавлены в справочный протокол.

Conclusion

A cryptocurrency is more than the sum of its protocols, source code and utility. It is ultimately a social system that inspires, enables and connects people. Frustrated by the many half measures, failures and broken promises of past protocols, we set out to build something better.

This process is not simple nor have we ever believed it can finish. Social protocols continue indefinitely changing as people and society change. To be useful, we want to trap the power of evolution and port it into Cardano.

Evolution is not guided by a single hand or a grand design. It is a process of serendipity inspired by endless mistakes and problems. Cardano seeks to be the digital embodiment of this process — fit enough to be able to survive the markets of today and adaptive enough to evolve to meet the needs of the future.

The previous sections capture a brief view into how we have been approaching this goal. We have diligently tried to recognize cognitive biases, learn from history and follow a rigorous process. We have tried to balance the need for rapid development with formal methods that traditionally cannot move quickly.

It has been an extraordinary privilege to embark on this journey. In the past two years, we have already developed a provably secure proof-of-stake protocol, recruited a small army of Haskell developers and made Cardano’s development the concern of many talented scientists.

As we move from the laboratory to a deployed system in the wild, there will be growing pains, but our hope is that Cardano’s future could be summarized in a single anthropomorphized sentence. Cardano is a pragmatic dreamer that learns from its elders, is a good citizen in its community, and always finds a way to pay its bills.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 43 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

We cannot know the future, but we are glad to be trying to make it a better one for everyone. Thanks for reading. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 44 of 44

Заключение

Криптовалюта — это больше, чем просто сумма ее протоколов, исходного кода и утилит. В конечном итоге это социальная система, которая вдохновляет, дает возможность и соединяет людей. Разочарован многими половиной меры, неудачи и невыполненные обещания прошлых протоколов, мы решили построить что-то лучшее.

Этот процесс непрост, и мы никогда не верили, что он может завершиться. Социальные протоколы продолжаются бесконечно меняется по мере изменения людей и общества. Чтобы быть полезными, мы хотим захватить силу Evolution и портируем его в Cardano.

Эволюцией не руководит одна рука или великий замысел. Это процесс, вдохновленный счастливой случайностью бесконечными ошибками и проблемами. Cardano стремится стать цифровым воплощением этого процесса — достаточно приспособлены, чтобы выжить на сегодняшних рынках, и достаточно адаптивны, чтобы развиваться, чтобы соответствовать потребности будущего.

В предыдущих разделах представлен краткий обзор того, как мы приближаемся к этой цели. Мы старательно пытались распознать когнитивные предубеждения, извлечь уроки из истории и следовать строгим правилам. процесс. Мы попытались сбалансировать необходимость быстрого развития с формальными методами, которые традиционно не может двигаться быстро.

Для меня было огромной честью отправиться в это путешествие. За последние два года у нас уже разработал доказуемо безопасный протокол proof-of-stake, набрал небольшую армию Haskell разработчики и сделали разработку Cardano заботой многих талантливых ученых.

По мере того, как мы переходим от лаборатории к развернутой системе в дикой природе, возникнут проблемы роста, но мы надеемся, что будущее Cardano можно изложить в одном антропоморфизированном приговор. Cardano — прагматичный мечтатель, который учится у старших, является хорошим гражданином в своем сообщество и всегда находит способ оплатить свои счета.

ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 43 из 44

ИОХК | ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО | 28.06.2017

Мы не можем знать будущее, но мы рады, что пытаемся сделать его лучше для всех. Спасибо за чтение. ПОЧЕМУ МЫ СОЗДАЕМ КАРДАНО Международная лицензия Creative Commons с указанием авторства 4.0 Страница 44 из 44