Bitcoin – pierwsza w pełni funkcjonalna zdecentralizowana kryptowaluta oparta na technologii rozproszonego rejestru, opracowana w 2008 roku przez anonimowy podmiot, agencję rządową, osobę lub grupę osób posługującą się pseudonimem Satoshi Nakamoto. System stanowi przełomową implementację koncepcji elektronicznej gotówki działającej bez pośrednictwa zaufanych instytucji finansowych, rozwiązującą fundamentalny problem tzw. podwójnego wydatkowania w środowisku cyfrowym poprzez zastosowanie kryptograficznie zabezpieczonego mechanizmu konsensusu oraz technologii blockchain.
Geneza i fundamenty kryptograficzne
Bitcoin powstał jako odpowiedź na strukturalne ograniczenia tradycyjnych systemów płatności elektronicznych, które z natury wymagają zaufania pośredniczącym instytucjom finansowym. W opublikowanym 31 października 2008 roku artykule „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System” Nakamoto zaproponował rozwiązanie oparte na dowodach kryptograficznych zamiast na zaufaniu instytucjonalnym, umożliwiające bezpośrednie transakcje między równorzędnymi uczestnikami sieci bez konieczności angażowania zaufanej strony trzeciej.
Teoretyczne podstawy systemu wywodzą się z wcześniejszych badań nad cyfrową gotówką i kryptografią asymetryczną, szczególnie z koncepcji b-money Wei Dai oraz systemu Hashcash Adama Backa wykorzystującego funkcje proof-of-work. Bitcoin syntetyzuje ustalone techniki kryptograficzne – algorytmy podpisu cyfrowego oparte na kryptografii krzywych eliptycznych, kryptograficzne funkcje skrótu SHA-256 oraz mechanizmy osiągania konsensusu w środowisku rozproszonym pozbawionym centralnego koordynatora.
Architektura techniczna
Struktura blockchain i organizacja danych
Blockchain Bitcoin stanowi chronologicznie uporządkowany, niemodyfikowalny łańcuch bloków zawierających zweryfikowane transakcje. Każdy blok składa się z nagłówka zawierającego skrót kryptograficzny poprzedniego bloku, znacznik czasowy, parametr nonce wykorzystywany w procesie proof-of-work oraz korzeń drzewa Merkle’a reprezentujący wszystkie transakcje zawarte w bloku, a także z części danych obejmującej zestaw indywidualnych transakcji weryfikowanych za pomocą podpisów cyfrowych.
Drzewo Merkle’a (drzewo skrótów) stanowi kluczową strukturę danych umożliwiającą efektywną weryfikację integralności transakcji. W tej hierarchicznej strukturze binarnej każdy węzeł liścia zawiera skrót kryptograficzny pojedynczej transakcji, podczas gdy węzły wewnętrzne zawierają skrót utworzony z konkatenacji skrótów swoich węzłów potomnych, prowadzący ostatecznie do pojedynczego korzenia Merkle’a umieszczonego w nagłówku bloku. Konstrukcja ta pozwala na weryfikację obecności określonej transakcji w bloku przy złożoności logarytmicznej względem liczby transakcji.
Mechanizm konsensusu Proof-of-Work
Bitcoin wykorzystuje mechanizm konsensusu oparty na dowodzie pracy (Proof-of-Work), w którym węzły sieci zwane górnikami (miners) konkurują o prawo dodania kolejnego bloku do łańcucha poprzez rozwiązanie zagadki kryptograficznej wymagającej znacznych nakładów obliczeniowych. Proces ten polega na znalezieniu wartości parametru nonce, która po połączeniu z danymi nagłówka bloku i dwukrotnym zahaszowaniu funkcją SHA-256 produkuje skrót spełniający określone kryterium trudności – rozpoczynający się określoną liczbą zer binarnych.
Trudność obliczeniowa jest dynamicznie dostosowywana co 2016 bloków (około dwie tygodnie) według algorytmu zapewniającego średni czas generowania bloku wynoszący 10 minut, niezależnie od całkowitej mocy obliczeniowej sieci. Algorytm dostosowania trudności wykorzystuje wzór: nowa trudność równa się poprzedniej trudności przemnożonej przez stosunek oczekiwanego czasu generacji 2016 bloków do rzeczywistego czasu ich wytworzenia, z ograniczeniem maksymalnego współczynnika korekty do czterokrotnego wzrostu lub spadku w celu zapobieżenia gwałtownym fluktuacjom.
Moc obliczeniowa sieci i bezpieczeństwo
Hash rate, czyli łączna moc obliczeniowa sieci Bitcoin wyrażana w liczbie operacji haszowania na sekundę, stanowi fundamentalną metrykę bezpieczeństwa systemu. Wyższy hash rate oznacza większe bezpieczeństwo, ponieważ potencjalny atakujący dążący do przeprowadzenia ataku 51% (przejęcia kontroli nad procesem konsensusu) musiałby kontrolować ponad połowę całkowitej mocy obliczeniowej sieci. W 2023 roku hash rate sieci Bitcoin przekroczył 500 exahash na sekundę, czyniąc ją jednym z najbezpieczniejszych rozproszonych systemów komputerowych w historii.
Właściwości ekonomiczne i model monetarny
Deterministyczna polityka monetarna
Bitcoin implementuje ściśle określoną, algorytmiczną politykę monetarną charakteryzującą się trzema kluczowymi cechami. Po pierwsze, całkowita podaż bitcoinów jest ograniczona do maksymalnie 21 milionów jednostek – górna granica zapisana w kodzie protokołu i niemodyfikowalna bez konsensusu uczestników sieci. Po drugie, emisja nowych bitcoinów następuje wyłącznie jako nagroda za wytworzenie prawidłowego bloku, przy czym wysokość tej nagrody ulega redukcji o połowę (halving) co 210 tysięcy bloków, czyli w przybliżeniu co cztery lata. Po trzecie, system wykazuje deflacyjny charakter długoterminowy, z asymptotycznie malejącym tempem emisji nowych jednostek, którego granica zbiega do zera około roku 2140.
Ta konstrukcja nagrody nawiązuje strukturalnie do modelu wydobycia złota, gdzie górnicy wydatkują realne zasoby ekonomiczne – energię elektryczną i moc obliczeniową – w zamian za nowo wyemitowane jednostki waluty, przy czym krańcowa produktywność tego procesu systematycznie maleje wraz z upływem czasu.
Analiza funkcji ekonomicznych
Badania empiryczne wskazują na ambiwalentną naturę Bitcoin jako instrumentu ekonomicznego. Analiza zachowania cen i wzorców adopcji sugeruje, że Bitcoin jednocześnie wykazuje cechy innowacyjnego produktu technologicznego w fazie dyfuzji, nowej klasy aktywów o wysokiej zmienności oraz instrumentu spekulacyjnego ze skłonnością do powstawania baniek cenowych.
Implikacje dla polityki monetarnej
Teoretyczne modele równowagi ogólnej analizują współistnienie Bitcoin z tradycyjnymi walutami narodowymi kontrolowanymi przez banki centralne. Badania Kanga i Lee (2019) wykorzystujące model przeszukiwania i dopasowania monetarnego wykazują, że Bitcoin może skutecznie konkurować z pieniądzem narodowym jedynie w środowisku wysokiej inflacji tej ostatniej waluty, przy czym całkowity dobrobyt społeczny (welfare) w gospodarce z Bitcoin jest niższy niż w gospodarce opartej wyłącznie na tradycyjnym pieniądzu narodowym z optymalną polityką monetarną. Badania Benigno (2023) identyfikują potencjalne zagrożenie utraty kontroli przez banki centralne nad poziomem cen w scenariuszach pełnego nasycenia płynności prywatnych tokenów kryptowalutowych, co może prowadzić do nieoptymalnej dynamiki inflacyjnej.
Problematyka środowiskowa
Zużycie energii i struktura źródeł
Mining Bitcoin charakteryzuje się intensywnym zużyciem energii elektrycznej wynikającym bezpośrednio z konstrukcji mechanizmu Proof-of-Work, który wymaga wykonania astronomicznej liczby operacji kryptograficznych. Według badań przeprowadzonych przez Uniwersytet Narodów Zjednoczonych, w okresie 2020-2021 globalna sieć Bitcoin zużyła 173,42 terawatogodzin energii elektrycznej. Struktura źródeł energii wykorzystywanych w mining Bitcoin opiera się w znacznej mierze na paliwach kopalnych: węgiel stanowi 45% całkowitego zużycia energii, gaz ziemny 21%, podczas gdy energia wodna odpowiada za 16%, jądrowa za 9%, a odnawialne źródła słoneczne i wiatrowe łącznie za zaledwie 7%.
Ślad węglowy i konsekwencje ekologiczne
Emisje dwutlenku węgla wynikające z mining Bitcoin w okresie 2020-2021 były równoważne spaleniu 84 miliardów funtów węgla lub rocznej emisji 190 elektrowni gazowych. Dla offsetowania tego śladu węglowego wymagane byłoby wysadzenie 3,9 miliarda drzew na obszarze porównywalnym z powierzchnią Holandii, Szwajcarii lub Danii. Wodny ślad środowiskowy Bitcoin, uwzględniający zarówno bezpośrednie zużycie wody do chłodzenia infrastruktury mining, jak i pośrednie zużycie w procesach wytwarzania energii elektrycznej, odpowiada zapotrzebowaniu ponad 660 tysięcy basenów olimpijskich, co wystarczyłoby na zaspokojenie podstawowych potrzeb wodnych ponad 300 milionów ludzi w obszarach wiejskich Afryki Subsaharyjskiej.
Ograniczenia skalowalności i rozwiązania techniczne
Fundamentalne bariery protokołu
Bitcoin boryka się z podstawowym problemem skalowalności wynikającym z konserwatywnych parametrów protokołu ustanowionych dla zapewnienia bezpieczeństwa i decentralizacji. Rozmiar pojedynczego bloku jest ograniczony do jednego megabajta, podczas gdy średni czas generowania bloku wynosi 10 minut, co łącznie przekłada się na teoretyczną przepustowość sieci wynoszącą od 3,3 do 7 transakcji na sekundę. Te parametry drastycznie odbiegają od wydajności tradycyjnych scentralizowanych systemów płatniczych takich jak Visa, który przetwarza kilka tysięcy transakcji na sekundę.
Wielowarstwowe rozwiązania skalowalności
Społeczność Bitcoin rozwinęła hierarchię rozwiązań skalowalności działających na różnych poziomach abstrakcji. Rozwiązania pierwszej warstwy (Layer 1) obejmują modyfikacje protokołu podstawowego, takie jak podpisy Schnorra umożliwiające agregację wielokrotnych podpisów cyfrowych w pojedynczą strukturę kryptograficzną oraz Merkelized Abstract Syntax Trees (MAST) pozwalające na bardziej efektywne kodowanie złożonych warunków transakcji.
Rozwiązania drugiej warstwy (Layer 2) działają ponad podstawowym blockchainem, przy czym najważniejszym jest Lightning Network – sieć dwukierunkowych kanałów płatniczych umożliwiających wykonywanie nieograniczonej liczby transakcji poza łańcuchem (off-chain) między uczestnikami kanału, z rozliczeniem salda końcowego na blockchainie jedynie przy zamknięciu kanału. Ta architektura pozwala na niemal natychmiastowe transakcje o znikomych kosztach przy zachowaniu gwarancji bezpieczeństwa kryptograficznego. Inne rozwiązania Layer 2 obejmują rollups (zarówno Optimistic jak i Zero-Knowledge) oraz sidechains – równoległe blockchainy z alternatywnymi algorytmami konsensusu połączone z głównym łańcuchem Bitcoin poprzez mechanizmy dwukierunkowego powiązania (two-way peg).
Ramy regulacyjne i prawne
Heterogeniczność międzynarodowych podejść
Regulacje dotyczące Bitcoin wykazują znaczną heterogeniczność w skali globalnej, odzwierciedlając różnorodne perspektywy prawne, ekonomiczne i polityczne poszczególnych jurysdykcji. Spektrum rozwiązań regulacyjnych rozciąga się od całkowitego zakazu (Chiny) przez nadanie statusu prawnego środka płatniczego (Salwador) po różnorodne formy regulacji pośrednich. Te ostatnie obejmują opracowanie kompleksowych nowych ram prawnych (Unia Europejska z rozporządzeniem Markets in Crypto-Assets), adaptację istniejących regulacji dotyczących instrumentów finansowych (Wielka Brytania w ramach Financial Services and Markets Act) oraz podejście enforcement-driven charakteryzujące się konkurencyjną jurysdykcją różnych agencji regulacyjnych (Stany Zjednoczone z napięciem między Securities and Exchange Commission a Commodity Futures Trading Commission).
Rozporządzenie MiCA Unii Europejskiej
W czerwcu 2023 roku Unia Europejska przyjęła rozporządzenie Markets in Crypto-Assets (MiCA) jako pierwsze na świecie kompleksowe ramy regulacyjne dla rynków kryptoaktywów. Regulacja ustanawia definicje prawne kryptoaktywów i dostawców usług związanych z kryptoaktywami, wprowadza wymogi licencyjne dla podmiotów świadczących usługi w zakresie kryptoaktywów, określa mechanizmy nadzoru i ochrony konsumentów oraz ustanawia szczególne przepisy dla stablecoinów jako kategorii o podwyższonym znaczeniu systemowym. Krytyczne analizy prawnicze wskazują na potencjalne luki w praktycznym stosowaniu MiCA, szczególnie dotyczące precyzji definicji kryptoaktywów oraz skuteczności mechanizmów egzekwowania wprowadzonych środków w kontekście transnarodowego i pseudoanonimowego charakteru transakcji kryptowalutowych.
Kancelaria Prawna Skarbiec oferuje pełne doradztwo prawne w tematyce związanej z wirtualnymi walutami i skutkami prawnymi wykorzystania ich w działalności gospodarczej.
Bitcoin – publikacje Kancelarii Skarbiec
Geneza pierwszej kryptowaluty – Wielka kariera kryptowaluty – część I
2018-03-18: Zgodnie z definicją Europejskiego Urzędu Nadzoru Bankowego, „kryptowaluty, „waluty” wirtualne lub „waluty” cyfrowe są cyfrową reprezentacją wartości, nieemitowaną przez bank centralny ani organ publiczny, niekoniecznie powiązaną z walutą określonego kraju, lecz uznawaną przez osoby fizyczne i prawne za środek płatniczy. Mogą one być przenoszone, przechowywane albo podlegać handlowi elektronicznemu”. Jednak pod względem formalnoprawnym nie są one pieniądzem elektronicznym. Według Wikipedii kryptowaluta lub waluta kryptograficzna to „rozproszony system księgowy (blockchain) bazujący na kryptografii, przechowujący informację o stanie posiadania w umownych jednostkach. Stan posiadania związany jest z poszczególnymi węzłami systemu („portfelami”) w taki sposób, aby kontrolę nad danym portfelem miał wyłącznie posiadacz odpowiadającego mu klucza prywatnego i niemożliwe było dwukrotne wydanie tej samej jednostki”.
Bitcoin projektem służb specjalnych – Wielka kariera kryptowaluty – część II
2018-03-18: Dlaczego Satoshi Nakamoto nie chce się ujawnić? Czy gdyby rzeczywiście był jedną osobą fizyczną, a nie grupą zachowującą anonimowość, to do dzisiaj pozostawałby w ukryciu i nie podjąłby należnych mu ok. 3 mld dolarów za bitcoiny (kwota według cen z przełomu 2017/2018 r.)? Nie sposób dzisiaj odpowiedzieć na te pytania. A jeśli twórcą bitcoina jest NSA, to dlaczego po prostu nie przyznaje się do prawa własności? Tu odpowiedź może być tylko jedna – anonimowość zapewnia agencji możliwość kontrolowania stworzonego przez nią kryptowalutowego systemu finansowego.
Bitcoin – trudny aspekt rozrachunkowy
2017-08-31: Bitcoin jest coraz częściej wykorzystywany w transakcjach handlowych, a w konsekwencji również ujmowany przez jego użytkowników w ewidencji księgowej i podatkowej. Atutami kryptowaluty, oprócz jej czysto rozliczeniowego charakteru, są jej ograniczona podaż, rosnąca świadomość o wariantach jej wykorzystania oraz częściowa legalizacja na rynkach światowych. Dzięki tym zaletom bitcoin staje się alternatywnym źródłem inwestowania oraz rozliczania transakcji. Jednak ocena skutków posiadania bitcoinów w obecnym stanie prawnym powoduje liczne wątpliwości. Dotyczą one kwestii podatkowych, rachunkowych, a także formalnych.
2016-08-31: Do niedawna wirtualna waluta bitcoin wywoływała niemałe perturbacje w kwestii opodatkowania podatkiem VAT w państwach Unii Europejskiej. Obrót walutą bitcoin, jako nowe zjawisko gospodarcze dokonywane w sposób zdecentralizowany nie był przedmiotem żadnych uregulowań prawnych, dlatego też państwa nie wypracowały stanowiska w kwestii opodatkowania obrotu bitcoinami podatkiem VAT. Polskie organy podatkowe (ale również np. Estonia) zajmowały stanowisko, iż sprzedaż bitcoinów stanowi odpłatne świadczenie usług i jako takie podlega opodatkowaniu według stawki podstawowej.
2016-08-31: Podatki przypominają matkę. Często jej nie rozumiemy, ale rzadko potrafimy o niej zapomnieć. Czy cechy bitcoina pozwalają na amnezję w stosunku do fiskusa? Wątpliwe. Powód jest prozaiczny. Wirtualne żetony są odbiciem prawdziwych pieniędzy. Tam zaś gdzie pojawia się wartość pieniężna – można być pewnym działania ustawy o podatku dochodowym od osób fizycznych. Kupiłeś i sprzedałeś – zapłać podatek. Prosty przykład – zakup i późniejsza sprzedaż bitcoina z zyskiem wygeneruje zobowiązanie podatkowe. Choć w praktyce brak jest orzeczeń dotyczących omawianego stanu rzeczy, idąc jednak śladem art. 10 ustawy o podatku dochodowym od osób fizycznych przychód powinien zostać zaliczony do źródła przychodów – prawa majątkowe, w tym odpłatne ich zbycie.
2017-08-23: NSA twórcą bitcoina? Absurdalne, prawda? A gdyby ktoś przed czerwcem 2013 r., przed ujawnieniem rewelacji E. Snowdena, ogłosił, że NSA podsłuchuje prywatne telefony przywódców ważnych i – o zgrozo! – zaprzyjaźnionych państw, z jaką reakcją by się spotkał? Z jednoznaczną: to bzdura! Może więc lepiej nie wydawać kategorycznych sądów w dzisiejszym skomplikowanym i coraz bardziej nieprzewidywalnym świecie. Czy NSA stworzyła bitcoin? W naszej ocenie to wątpliwe. Ale warto przyjrzeć się argumentom, które przemawiają za tym, że mogło tak być.
Bitcoin w Japonii bez podatku. A co na to polski fiskus?
2018-11-06: Na przestrzeni ostatnich lat japoński rząd wzmocnił obecność kryptowalut w gospodarce narodowej. Od 2017 r. waluta cyfrowa została uznana za oficjalny środek płatniczy w Japonii (bitcoin w Japonii), a niektóre innowacyjne firmy zaczęły wypłacać część wynagrodzenia swoim pracownikom w Bitcoinach. Kolejnym krokiem w celu spopularyzowania walut wirtualnych było wyłączenie kryptowalut spod opodatkowania japońskim podatkiem konsumpcyjnym „JCT”. Tak istotna preferencja podatkowa miała w założeniu skutkować zwiększeniem aktywności handlowej Bitcoina i innych kryptowalut, a w dłuższej perspektywie stymulująco wpłynąć na atrakcyjność japońskiej gospodarki dla zagranicznych inwestorów.
Sprzeczne stanowiska fiskusa ws. bitcoinów
2018-02-15: Transakcje z użyciem kryptowalut są już stałym elementem obrotu gospodarczego. Wirtualna waluta budzi ogromne zainteresowanie, nie tylko sporej liczby jej posiadaczy, których grono wciąż poszerza się o podmioty profesjonalnie trudniące się bitcoinowym obrotem. Choć od pojawienia się bitcoina upłynęło już ponad 8 lat, fiskus nadal w jego sprawach zachowuje się jak schizofrenik, kłócąc się sam ze sobą. Obowiązek podatkowy powstaje również z chwilą wymiany kryptowaluty na inną – taką interpretację indywidualną przedstawił we wtorek 23 stycznia 2018 r. Dyrektor Krajowej Informacji Skarbowej. Wniosek podatnika o wydanie interpretacji dotyczył podatku dochodowego od osób fizycznych oraz podatku od towarów i usług, a dokładnie – w którym momencie powinien zostać rozpoznany przychód związany z handlem kryptowalutą i w jakiej wysokości.
Bitcoin – bunt przeciwko systemowi bankowemu
2014-08-31: Stworzenie czegoś z niczego, opartego na niczym, gwarantowanego przez nikogo, wmówienie ludziom, że to coś jest cokolwiek warte – ciekawe, ile to jeszcze potrwa i ilu ludzi na tym straci. Powyższe poglądy, to jedne z wielu komentarzy, jakie pojawiają się w ramach dyskusji o bitcoinie – czyli cyfrowym systemie monetarnym, spełniającym funkcje płatnicze, powstałym w latach 2008-2009, stale zyskującym na popularności. Opinie przedstawione powyżej nie są odosobnione, co jednak nie zmienia faktu nieprzerwanego wzrostu liczby jego użytkowników oscylującej wokół kilku milionów. Jak zauważa Ministerstwo Finansów – bitmoneta stanowi umowny środek płatniczy danej grupy społecznej, którego obrót nie stoi w sprzeczności z polskim prawem.
2018-03-06: W niniejszym materiale przedstawimy, jak przepisy o VAT odnoszą się do trzech najbardziej znanych sposobów wykorzystania bitcoina. W którym momencie przy obrocie bitcoinami może wystąpić podatek VAT? Wszystko zależy o tego, do jakich celów służy nam ta wirtualna moneta. Najbardziej czytelne będzie omówienie kwestii podatkowych na przykładach, przy czym przykłady na użycie bitcoinów można mnożyć niemal bez końca. Zatem, w niniejszym materiale zostaną przedstawione najbardziej powszechne na tę chwilę sposoby wykorzystania kryptowaluty w kontekście stosowania przepisów ustawy o VAT. Na potrzeby opracowania przyjęto założenie, że podmioty posługujące się BTC lub zajmujące się ich obrotem znajdują się na terenie Polski.
Malta – legalny raj dla kryptowaluty
2017-09-13: Nie ulega wątpliwości, że Republika Malty należy obecnie do najbardziej atrakcyjnych pod względem gospodarczym państw Unii Europejskiej. Sukces ekonomiczny Malty opiera się na dwóch stabilnych filarach. Pierwszym z nich jest konkurencyjna i innowacyjna gospodarka narodowa, w dużej mierze oparta na kapitale zagranicznym, drugim natomiast – elastyczny system podatkowy. Malta aspiruje w UE do uzyskania miana prekursora przebudowy systemu finansowego państwa i do pozostania liderem walut cyfrowych w tej części świata. W ostatnich latach to niewielkie państwo przedsięwzięło intensywne działania w kierunku wprowadzenia mechanizmów umożliwiających korzystanie z wymiernych benefitów ekonomicznych, jakie niesie ze sobą świat kryptowalut.
