Что такое Биткоин простым языком? На пальцах, для чайников!

Предположим существует монетка, которая стоит сотни долларов, но она не сделана из золота, платины или другого драгоценного металла. Вы даже не может взять ее в руку или положить в копилку. Это цифровая валюта. То есть она существует только в электронном виде. Я говорю о биткоинах.

Децентрализованные деньги

Биткоины не работают как обычные деньги, ими не заведует государство или правительство из-за чего у них нет центрального банка или другой регулирующей организации. Фактически никакая организация не решает, когда создать больше биткоинов и сколько, не следит за их местонахождением и не расследует случаи мошенничества. Так как же биткоины работают и почему они чего-то стоят?

Биткоины не работали бы без целой сети людей и криптографии. На деле их иногда называют первой в мире криптовалютой. И вот как все работает. Биткоины – это полностью цифровая валюта и вы можете выполнять обмен ими между компьютерами по всемирной пиринговой сети. Весь смысл пиринговых сетей в обмене информацией, например давать людям возможность скачать музыку и фильмы.

Но если биткоины цифровая валюта – что мешает вам наделать кучу поддельных копий и стать невероятно богатым? В отличии от мп3 или видео файла, биткоин это не просто строка данных которую можно скопировать. На самом деле биткоин это запись во всемирной записной книге под названием «цепочка блоков транзакций» (blockchain).

В цепочке транзакций записывают все действия с биткоинами и к концу 2016 полный список данных занимает 107 гб. Так что когда вы посылаете кому-то биткоины – пересылки файлов нет, вы как будто записываете свои действия в этой огромной записнной книжке.

Возможно вы подумали «Подождите-ка, вы же только что сказали что не существует организации, следящей за биткоинами». Несмотря на то, что цепочка блоков транзакций – главная записная книжка, нет официальной группы людей которая бы ее обновляла и следила за вашими деньгами.

Здесь все децентрализировано. Каждый может обновлять информацию в цепочке блоков транзакций и очень много людей занимаются этим. Все работает потому что много людей следят за тем, чтобы все переводы были точными.

Представьте что вы играете в покер. Ни у кого из вас нет фишек и вы оставили все деньги дома. На столе нет денег так что некоторые из вас достают записные книжки и начинают записывать – кто сколько поставил. Кто выиграл и кто проиграл.

Вы не доверяете никому из них. Так что каждый самостоятельно ведет свои записи. В конце каждой раздачи вы сравниваете записи. Так если кто-то ошибся, попробует смухлевать или добавить себе денег – это несоответствие сразу обнаружат.

После нескольких раздач вы заполните страницу о передвижениях денег. Теперь вы может думать о каждой такой странице как о блоке транзакций. Со временем ваша записная книга заполнится целыми страницами информации – цепочкой блоков. Но если тысячи людей независимо друг от друга ведут записи, как получается что все записные книги остаются синхронизированными?

Вспомним нашу аналогию с покером. Представьте всю пиринговую сеть как огромный стол для покера с миллионами людей. Некоторые просто обмениваются деньгами, но многие волонтеры просто ведут записи. Поэтому когда вы хотите обменяться деньгами, вам необходимо объявить об этом всем за столом, чтобы люди ведущие записи могли их обновить.

Так что при каждой транзакции вы объявляете несколько вещей всей сети биткоинов: номер вашего счета, номер счета человека которому вы посылаете биткоины и сколько вы посылаете. После этого все пользователи занимающеяся записями добавляют ваши действия в журнал.

То что множество людей следит за транзакциями, кажется довольно хорошим механизмом защиты. Но если все что нужно, чтобы отправит биткоины – это несколько цифр номера счета, то с безопасностью могут быть проблемы. У обычных денег проблема такая же.

Безопасность

Подумайте только о всех способах которыми злоумышленники пытаются завладеть номерами кредитных карт. У биткоина нет центрального банка который мог бы заметить подозрительную активность и остановить ее. Так что же не дает одному притвориться другим и отослать себе все его деньги?

Безопасность биткоинов обеспечивается криптографией, именно поэтому они считаются криптовалютой. Фактически безопасность биткоинов гарантируется ключами которые являются информацией, которую можно использовать как математическую гарантию некого сообщения.

Когда вы создаете кошелек в сети биткоин – он присоединятся к двум индивидуальным ключам: личному ключу и публичному ключу. В этом случае личный ключ может отметить или подписать данные, так что другие люди могут проверить эту подпись позже.

Для примера если я хочу отправить такое сообщение «Вася отправляет 3 биткоина Пете» — я подписываю это сообщение своим ключом, к которому у меня есть доступ и никто другой повторить его не может.

Затем я посылаю это сообщение в сеть биткоин, где все могут использовать мой публичный ключ, чтобы проверить мою подпись. Таким образом все кто следит за биткоинами, знают что они могут добавить мою транзакцию в записную книгу.

Другими словами, если публичный ключ работает — значит сообщение было подписано моим личным ключом. В отличии от обычной подписи или номера кредитной карты, это подтверждение личности невозможно подделать.

Транзакции

Часть транзакции где, говорится «кто» обменивается биткоинами очень важна, но не меньшую важность имеет и «когда». Например если бы у вас на счету была 1000$ и вы бы решили купить две вещи по 1000$ каждая – банк позволил бы вам оплатить первую покупку и не дал бы совершить вторую.

Если бы банк так не сделал вы бы смогли потратить те же деньги несколько раз и это с одной стороны замечательно, но так же и ужасно. Финансовая система не может так работать, так как ничто бы не оплачивалось.

На случай если у меня есть достаточно денег, чтобы заплатить Васе или Пете, но я пытаюсь заплатить обоим – в систему биткоин заложена специальная проверка. Как сеть биткоин так и ваш кошелек автоматически проверяет ваши предыдущие транзакции, чтобы удостовериться что у вас достаточно денег чтобы выполнить новое действие.

Хеширование

Но есть еще одна проблема с синхронностью которая может произойти. Так как множество людей по всему миру сохраняет копии блоков транзакций, сетевая задержка может нарушить порядок получения запросов на транзакции. И вот у вас есть группа людей каждый с немного разными блоками, из которых нужно выбрать и не факт что какой-то из них обязательно ошибочный. Как биткоин справится с этой задачей?

Как оказывается с ней справляются, буквально решая задачи. Математические задачи. Чтобы добавить блок транзакций в цепь, каждый человек занимающийся записями должен решить специальную математическую задачу, созданную криптографической хэш-функцией.

Хэширование – это алгоритм который превращает массив данных произвольной длины в строку фиксированной длины. Представим что строка «1234» — ваши входные данные, и наша хэш-функция говорит добавить все эти числа друг к другу.

В этом случае результатом будет «10». То что делает хэш-функции такими хорошими для криптографии – это то что имея входные данные, очень легко найти результат. Но очень сложно вычислить входные данные наоборот из результата. (?=10). Даже в этом простом примере есть множество строк чисел которые в сумме дают 10. И единственным способом узнать что входными числами были 1234 – просто угадать.

Хэш-функция которой пользуется биткоин наывется SHA256 (secure hash algorithm 256-bit). Изначально он был разработан агенством национальной безопасноти США.

У компьютеров специально разработанных для решения задач с SHA256 уходит на это около 10 минут. Это значит, что им приходится перебирать миллиарды и миллиарды решений пока они не найдут правильное. И первый кто решает хэш-функцию получает право добавить блок транзакций в сеть, которая затем создает новую задачу для решения.

Если несколько людей добавляют блоки приблизительно в одно и тоже время – сеть выбирает один из них и продолжает работать на его базе, создавая самую длинную и надежную цепь. А все транзакции в альтернативных ветках цепи возвратятся считающим, чтобы потом быть добавленными в новые блоки.

Система вознаграждения

Волонтеры тратят тысячи долларов на специальные компьютеры созданные для решения задач SHA256 и тратят огромные деньги на электричество, чтобы они могли работать. Но зачем? Неужели это просто благотворительность?

На самом деле у биткоинов есть встроенная система вознаграждений. Каждый раз, когда вы побеждаете в соревновании по добавлению нового блока – создаются 12.5 новых биткоинов и переводятся на ваш аккаунт.

Возможно вы слышали о людях ведущих записи о транзакциях биткоинов под другим именем «майнеры» (по-русски шахтеры). Все потому что обновлять цепь блока транзакций – это все равно что махать киркой над хэш-фунциями, надеясь разбогатеть. Когда биткоины только появились в 2009 году, десятки биткоинов имели стоимость несколько центов, но к марту 2017 года 1 биткоин стоил 1000$, так что 12.5 биткоинов это 12500$.

Каждый существующий биткоин был создан как вознаграждение для майнера. Кроме большой оплаты за каждый новый блок транзакций, майнеры также получают немного «чаевых» за каждую добавленную в список транзакцию. Стоит заметить что каждые 210 000 блоков – количество созданных при добавлении блока биткоинов падает вдвое. Так что то, что начиналось как вознаграждение в 50 биткоинов, уменшилось до 25, а затем до 12.5, а через несколько лет оно будет составлять 6 и продолжит падать. В какой-то момент в каждом блоке будет столько транзакций, что майнерам будет хватать и чаевых.

Согласно современным подсчетам, всего будет создано около 21 миллиона биткоинов и последний будет выплачен майнеру примерно в 2140 году. Это уменьшающееся количество биткоинов смоделировано по примеру скорости добычи таких ресурсов как золото. Идея в том что ограничивая количество биткоинов, они станут более ценными со временем.

Так хорошая ли идея инвестировать в биткоины? Биткоины все еще непредсказуемы и экспериментальны. Множество людей их обожает, а другие думают что они обречены на провал. Мы же просто считаем что это интересная идея заставляющая нас задуматься над вопросом, что преподнесет нам криптография в будущем?

Источник

Что думаете по поводу биткоина?