Jak działa Bitcoin

To, jak dokładnie sklasyfikować bitcoiny, jest kwestią kontrowersyjną. Czy to rodzaj waluty, magazyn wartości, sieć płatności czy klasa aktywów?

Na szczęście łatwiej jest zdefiniować, czym tak naprawdę jest bitcoin. To oprogramowanie. Nie daj się zwieść wizerunkom błyszczących monet ozdobionych zmodyfikowanymi symbolami tajlandzkiego bahta. Bitcoin to czysto cyfrowy fenomen, zestaw protokołów i procesów.

Jest to również najbardziej udana z setek prób stworzenia wirtualnych pieniędzy za pomocą kryptografii, nauki tworzenia i łamania kodów. Ale konkurencja się nagrzewa.

Blockchain

Bitcoin to sieć działająca na protokole znanym jako blockchain. Artykuł z 2008 roku autorstwa osoby lub osób nazywających się Satoshi Nakamoto po raz pierwszy opisał zarówno blockchain, jak i bitcoin i przez pewien czas oba terminy były prawie synonimiczne.

Blockchain od tego czasu ewoluował w oddzielną koncepcję, a tysiące łańcuchów bloków utworzono przy użyciu podobnych technik kryptograficznych. Ta historia może wprowadzać zamieszanie w nomenklaturze. Blockchain czasami odnosi się do oryginalnego łańcucha bloków bitcoin. W innych przypadkach odnosi się to ogólnie do technologii blockchain lub do dowolnego innego określonego łańcucha blockchain, takiego jak ten, który zasila Ethereum.

Podstawy technologii blockchain są na szczęście proste. Dany łańcuch bloków składa się z pojedynczego łańcucha dyskretnych bloków informacji, uporządkowanych chronologicznie. Zasadniczo informacja ta może być dowolnym ciągiem zer i jedynek, co oznacza, że ​​może obejmować e-maile, umowy, tytuły gruntów, akty małżeństwa lub transakcje obligacji. Ta wszechstronność przyciągnęła uwagę rządów i prywatnych korporacji.

W przypadku bitcoinów informacje to jednak głównie transakcje.

Bitcoin to naprawdę tylko lista. Osoba A wysłała bitcoin X do osoby B, która wysłała bitcoin Y do osoby C itp. Łącząc te transakcje, każdy wie, gdzie stoją poszczególni użytkownicy.

Inną nazwą blockchain jest „rozproszona księga”, która podkreśla kluczową różnicę między tą technologią a dobrze utrzymanym dokumentem Word. Blockchain Bitcoin jest publiczny. Każdy może pobrać go w całości lub przejść do dowolnej liczby stron, które go analizują.

Możesz zobaczyć na przykład, że 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ wysłał bitcoin o wartości 0, 01718427 na 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t 14 sierpnia 2017 r., Między 11:10 a 11:20. - poinformowany, prawdopodobnie mógłbyś dowiedzieć się, kto je kontrolował. Innymi słowy, sieć Bitcoin nie jest całkowicie anonimowa, chociaż podjęcie pewnych środków ostrożności może bardzo utrudnić powiązanie poszczególnych osób z transakcjami.

Jak kupić Bitcoin

Post-Trust

Pomimo tego, że jest absolutnie publiczny, a raczej z tego powodu, bardzo trudno jest manipulować bitcoinami. Bitcoin nie ma fizycznej obecności, więc nie możesz go chronić, zamykając go w sejfie lub zakopując go w kanadyjskiej dziczy.

Teoretycznie wszystko, co złodziej musiałby zrobić, aby ci to odebrać, to dodać do księgi wiersz, który tłumaczy się jako „zapłaciłeś mi wszystko, co masz”.

Powiązanym zmartwieniem są podwójne wydatki. Jeśli zły aktor mógłby wydać trochę bitcoinów, a następnie wydać je ponownie, zaufanie do wartości waluty szybko by wyparowało.

Aby temu zapobiec, potrzebujesz zaufania. W tym przypadku zwykłym rozwiązaniem byłoby przeprowadzenie transakcji przez centralnego, neutralnego arbitra. Bank Bitcoin sprawił, że stało się to niepotrzebne. (Prawdopodobnie nie jest to przypadek. Oryginalny opis Satoshi został opublikowany w październiku 2008 r., Kiedy zaufanie do banków było na niskim poziomie wielopokoleniowym.) Zamiast posiadania wiarygodnego autorytetu, który prowadzi księgę i przewodniczy sieci, sieć bitcoinów jest zdecentralizowana. Wszyscy mają na oku wszystkich.

Nikt nie musi nikogo znać ani ufać. Zakładając, że wszystko działa zgodnie z przeznaczeniem, protokoły kryptograficzne zapewniają, że każdy blok transakcji jest przykręcony do ostatniego w długim, niezmiennym łańcuchu.

Górnictwo

Proces utrzymywania tej zaufanej księgi publicznej jest znany jako górnictwo. Sieć użytkowników bitcoinów, którzy handlują między sobą kryptowalutą, to sieć górników, którzy rejestrują te transakcje na blockchainie.

Rejestrowanie szeregu transakcji jest banalne dla współczesnego komputera, ale wydobycie jest trudne, ponieważ oprogramowanie bitcoin sprawia, że ​​proces ten jest sztucznie czasochłonny. Bez dodatkowej trudności ludzie mogliby sfałszować transakcje w celu wzbogacenia się lub bankructwa innych osób. Mogliby zalogować go w blockchainie i nałożyć na niego tak trywialne transakcje, że nierozwiązanie oszustwa stałoby się niemożliwe.

Z tego samego powodu łatwo byłoby wprowadzić fałszywe transakcje do poprzednich bloków. Sieć zmieniłaby się w rozległy, spamerski bałagan konkurujących ze sobą ksiąg, a bitcoiny byłyby bezwartościowe.

Łączenie „dowodu pracy” z innymi technikami kryptograficznymi było przełomem Satoshi. Oprogramowanie Bitcoin dostosowuje trudność, z jaką spotykają się górnicy, aby ograniczyć sieć do jednego 1-megabajtowego bloku transakcji co 10 minut. W ten sposób wielkość transakcji jest strawna. Sieć ma czas, aby zweryfikować nowy blok i księgę, która go poprzedza, i każdy może osiągnąć konsensus w sprawie status quo. Istnieje „widelec” - to znaczy łańcuch dzieli się na różne wersje - najdłuższy łańcuch jest uważany za najbardziej prawidłowy, ponieważ poświęcono mu najwięcej pracy. (W celu zapoznania się z treścią zobacz „Jak kupić Bitcoin”)

Hashes

Oto nieco bardziej techniczny opis działania górnictwa. Sieć górników, którzy są rozproszeni po całym świecie i nie są ze sobą związani kontaktami osobistymi ani zawodowymi, otrzymuje najnowszą partię danych transakcyjnych. Przeszukują dane za pomocą algorytmu kryptograficznego, który generuje „skrót”, ciąg cyfr i liter, który weryfikuje poprawność informacji, ale nie ujawnia samej informacji. (W rzeczywistości ta idealna wizja zdecentralizowanego wydobycia nie jest już dokładna, ponieważ gospodarstwa wydobywające na skalę przemysłową i potężne pule wydobywcze tworzą oligopol. Więcej na ten temat poniżej.)

Biorąc pod uwagę skrót 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, nie możesz wiedzieć, jakie transakcje zawiera odpowiedni blok (# 480504). Możesz jednak wziąć garść danych rzekomo blokowych # 480504 i upewnić się, że nie zostały one zmienione. Gdyby jedna liczba była nie na miejscu, bez względu na to, jak nieznacząca, dane wygenerowałyby zupełnie inny skrót. Jeśli uruchomisz deklarację niepodległości za pomocą kalkulatora skrótu, otrzymasz 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Usuń okres po „przesłaniu do szczerego świata”, a otrzymasz 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Co jest więcej niż trochę inne.

Ta technologia pozwala sieci Bitcoin natychmiast sprawdzić poprawność bloku. Przeszukanie całej księgi byłoby niezwykle czasochłonne, aby upewnić się, że osoba wyszukująca ostatnią partię transakcji nie próbowała niczego śmiesznego. Zamiast tego skrót nowego bloku pojawia się w nowym bloku. Gdyby najdrobniejsze szczegóły zostały zmienione w poprzednim bloku, ten skrót zmieniłby się. Nawet jeśli zmiana nastąpiła o 20 000 bloków z powrotem w łańcuchu, skrót tego bloku uruchomiłby kaskadę nowych skrótów i wywróciłby sieć.

Generowanie skrótu nie jest tak naprawdę pracą. Proces ten jest tak szybki i łatwy, że źli aktorzy nadal mogą spamować sieć i być może, mając wystarczającą moc obliczeniową, odrzucić fałszywe transakcje kilka bloków wstecz w łańcuchu. Tak więc protokół bitcoin wymaga dowodu pracy.

Robi to, rzucając górnikom krzywą: ich skrót musi znajdować się poniżej określonego celu. Właśnie dlatego skrót # 480504 zaczyna się długim ciągiem zer. Jest malutki. Ponieważ każdy ciąg danych wygeneruje jeden i tylko jeden skrót, poszukiwanie wystarczająco małego skrótu wymaga dodania na końcu danych nonces („liczb używanych raz”). Więc górnik uruchomi [thedata]. Skrót jest za duży, spróbuj ponownie. [thedata] 1. Za duży. [thedata] 2. Na koniec [thedata] 93452 zwraca skrót zaczynający się od wymaganej liczby zer.

Wydobywany blok zostanie wysłany do sieci w celu otrzymania potwierdzeń, których przetworzenie zajmuje około godziny, choć czasami znacznie dłużej. (Ponownie ten opis jest uproszczony. Bloki nie są w całości haszowane, ale dzielone na bardziej wydajne struktury zwane drzewami Merkle.)

W zależności od rodzaju ruchu odbieranego przez sieć protokół bitcoin będzie wymagał dłuższego lub krótszego ciągu zer, dostosowując trudność do uzyskania szybkości jednego nowego bloku co 10 minut. Obecna trudność wynosi około 2, 603 ​​biliona, w porównaniu z 1 w 2009 roku.

Wydobycie jest intensywne i wymaga dużych, drogich platform oraz dużej ilości prądu do ich zasilania. I jest konkurencyjny. Nie wiadomo, co zadziała nonce, więc celem jest przebranie ich tak szybko, jak to możliwe.

Górnicy zaczęli tworzyć baseny, dzieląc między siebie nagrody. A nagrody są soczyste. Za każdym razem, gdy wydobywany jest nowy blok, odnoszący sukcesy górnik otrzymuje garść nowo utworzonych bitcoinów. Początkowo było to 50, ale potem zmniejszyło się o połowę do 25, a teraz wynosi 12, 5 (około 64 000 USD w kwietniu 2019 r.).

Nagroda będzie się zmniejszać o połowę co 210 000 bloków, co około cztery lata, aż osiągnie zero. W tym momencie wydobyto wszystkie 21 milionów bitcoinów, a górnicy będą polegać wyłącznie na opłatach za utrzymanie sieci.

Niepokój budzi fakt, że górnicy zaczęli organizować się w baseny. Jeśli pula przekroczy 50% mocy wydobywczej sieci, jej członkowie mogą potencjalnie wydawać monety, odwracać transakcje i wydawać je ponownie. Mogą również blokować transakcje innych osób.

Może to oznaczać koniec bitcoinów, ale nawet tak zwany atak 51% prawdopodobnie nie umożliwi złym aktorom odwrócenia starych transakcji, ponieważ wymaganie dowodu pracy powoduje, że proces ten jest tak pracochłonny. Aby wrócić i zmienić blockchain, pula musiałaby kontrolować tak dużą większość sieci, że prawdopodobnie byłoby to bezcelowe. Kiedy kontrolujesz całą walutę, z kim możesz handlować?

Atak 51% to propozycja samobójcza finansowo z perspektywy górników. Kiedy Ghash.io, pula wydobywcza, osiągnęła połowę mocy obliczeniowej sieci w 2014 r., Dobrowolnie się rozpadła, aby zachować zaufanie do wartości bitcoinów. Inni aktorzy, np. Rządy, mogą jednak uznać pomysł takiego ataku za interesujący.

Innym źródłem obaw związanych z górnikami jest praktyczna tendencja do koncentrowania się w częściach świata, w których energia elektryczna jest tania, takich jak Chiny lub, po chińskich represjach na początku 2018 r., Quebec.

Klucze i portfele

Własność Bitcoin sprowadza się do dwóch liczb: klucza publicznego i klucza prywatnego. Z grubsza analogią jest nazwa użytkownika (klucz publiczny) i hasło (klucz prywatny). Hash klucza publicznego zwanego adresem to ten wyświetlany na blockchain. Używanie skrótu zapewnia dodatkową warstwę bezpieczeństwa.

Aby otrzymać bitcoiny, nadawca musi znać Twój adres. Klucz publiczny pochodzi od klucza prywatnego, który musisz wysłać bitcoin na inny adres. System ułatwia otrzymywanie pieniędzy, ale wymaga weryfikacji tożsamości, aby je wysłać.

Aby uzyskać dostęp do bitcoinów, używasz portfela, który jest zestawem kluczy. Mogą one przyjmować różne formy, od aplikacji internetowych innych firm oferujących karty ubezpieczeniowe i debetowe, po kody QR wydrukowane na kartkach papieru. Najważniejsze jest rozróżnienie między „gorącymi” portfelami, które są podłączone do Internetu, a zatem podatnymi na ataki hakerskie, a „zimnymi” portfelami, które nie są połączone z Internetem.

Wielu użytkowników decyduje się na korzystanie z giełd, takich jak Coinbase, co zapewnia kontrolę nad kluczami prywatnymi.