Книга: Блокчейн от А до Я. Все о технологии десятилетия

Принцип функционирования

Принцип функционирования

Блокчейн биткойн опирается на криптографический протокол, в частности, для того чтобы:

• с одной стороны, решить проблему, называемую «двойной расход», которая до сих пор мешала появлению такого рода валют (А дает Б, убедившись, что он не дал параллельно С);

• с другой стороны, гарантировать невозможность подделать идентификаторы заинтересованных сторон и ценность биткойнов, содержащихся в электронных кошельках.


Функционирование блокчейна биткойн можно разделить на следующие четыре этапа:

• два участника договариваются о сделке;

• с помощью блокчейна сделка шифруется и утверждается на основе консенсуса (подтверждение выполненной работы / майнинг, см. ниже);

• далее сделка вписывается, а затем блокируется в последнем блоке блокчейна;

• на последнем этапе цепочка блоков реплицируется на всех узлах (участниках) сети.

Доступ к сети

Биткойн – это одноранговая сеть: участники образуют одноранговую сеть, общаясь посредством Интернета. Когда новый компьютер пытается подключиться к сети, его первая задача – найти другие подключенные к ней компьютеры.

После того как компьютер будет подключен, второй шаг – скачать базу данных всех операций, осуществлявшихся с момента запуска проекта, транзакций, заключавшихся в передаче определенного количества биткойнов с одного счета на другой.

Учетная запись идентифицируется биткойн-адресом, который схематически аналогичен номеру счета в банке.

Анализ Пьера Нуаза

«Чтобы начать работу, самый простой способ – продать некий объект (например, евро) или услугу за биткойны.

Для того чтобы купить биткойны, необходимо пройти три этапа.

• Шаг 1: открыть счет и сделать банковский перевод на этот счет, чтобы обменять рубли (или другую валюту) на биткойны. Спустя некоторое время, необходимое на осуществление банковского перевода, на счете появится внесенная сумма

• Шаг 2: просмотреть книгу заявок (“стакан котировок”), чтобы увидеть цены на биткойны, предлагаемые продавцами на рынке.

• Шаг 3: разместить заказ на покупку (биткойнов) по цене, предел которой вы хотите установить. Если ваш предел цены ниже, чем цена у самого выгодного продавца, ваш заказ не будет выполнен до тех пор, пока не найдется продавец, предложивший цену меньше или равную вашему лимиту.

Ваш заказ может быть выполнен частично, если продавцы предлагают меньше биткойнов, чем вы просите. Ваш заказ может быть выполнен немедленно, если ваш предел иены выше или равен той, которую предлагает лучший продавец».

Помимо пунктов обмена валюты, существуют и другие решения, например, платформы для депонирования, односторонние торговые точки и физический обмен в автоматах.

КАК ПОЛУЧИТЬ БИТКОЙНЫ?

Теоретически можно получить новые биткойны с помощью майнинга, то есть участия в верификации транзакций, но на практике это не самый простой метод, поскольку необходимо установить программное обеспечение. Несмотря на то что это ПО бесплатное, новичку довольно трудно организовать доступ к нему и его использование, а кроме того, необходимо обладать большими вычислительными мощностями (см. далее раздел, посвященный майнингу).

Поэтому самый простой способ приобрести биткойны – придерживаться метода и правил, предложенных Пьером Нуаза.

Транзакции

Чтобы стать законной, каждая транзакция должна быть подписана (в криптографическом смысле этого термина) при помощи асимметричного шифрования или шифрования с двойным ключом (открытым и закрытым).

На входе транзакция получает ссылку на предыдущую транзакцию, которая подтверждает тот факт, что упомянутые в сделке средства реальны, а на выходе она производит один или несколько биткойн-адресов с соответствующими приписанными к ним суммами. Входы и выходы любой транзакции всегда сбалансированы.

Тем не менее, эта новая транзакция не сразу определяется как допустимая, так как она должна сначала быть включена в реестр сделок (блоков), который состоит из набора блоков транзакций. Транзакции, переданные в незакодированном виде, признаются действительными при помощи соответствующих закодированных подписей, которые визируют сделку. В настоящее время ежедневное количество таких сделок быстро растет. Например, в июне 2016 года ежедневный объем подобных сделок составлял около 200 тысяч, а в конце ноября 2016 года их число дошло почти до 300 тысяч.

С другой стороны, с позиции числа транзакций в секунду блокчейн биткойн менее эффективен, чем более привычные технологии. Это нередко объясняется тем, что сеть биткойн ограничена в силу своей конструкции. Она способна обработать максимум около семи транзакций в секунду, в то время как максимальная мощность платежной сети Visa составляет 56 тысяч транзакций в секунду.

Кошелек или бумажник

Блокчейн биткойн устроен принципиально иначе, чем банковские учреждения, в которых клиент может иметь несколько счетов со всеми сведениями, касающимися истории каждого счета. Блокчейн хранит след каждой сделки, но в нем нет баланса счета пользователей. Следовательно, действуя подобным образом, восстановить ваши данные невозможно.

Пользователи владеют кошельком или бумажником, который содержит «адреса», связанные с парой ключей, работающих с помощью системы асимметричного шифрования (открытый ключ / закрытый ключ). Обратите внимание, что закрытый ключ хранится в кошельке, а открытый ключ записывается в блокчейне и, следовательно, неприкосновенен. Поэтому, как и в реальной жизни, не следует терять свой кошелек…

Потеря закрытого ключа приводит к потере связанных с ним биткойнов

Подобное случилось с англичанином Джеймсом Ховеллом, который в 2009 году купил около 7500 биткойнов (в то время малоизвестной криптовалюты, которая почти ничего не стоила). Ключ к этой операции был сохранен на жестком диске, но, к огромному сожалению Джеймса, диск был разрушен вследствие того, что Джеймс пролил лимонад на свой компьютер. Когда цена биткойна достигла 1000 долларов, Джеймс потенциально мог обладать 7,5 миллиона долларов (дорогой лимонад, однако…). К сожалению, без ключа он не смог вернуть себе эти биткойны.

Стоимость биткойна

Стоимость биткойна плавает и определяется экономической ситуацией и валютным рынком. Правила организации денежной эмиссии определяются только компьютерным кодом свободного программного обеспечения биткойн.

Анализ Пьера Нуаза

«Стоимость биткойнов порождается согласием сообщества принять биткойны в качестве меновой стоимости. Точно так же как в случае с некоторыми государственными валютами (бумажные деньги) вроде доллара, так как начиная с 1973 года они больше не обеспечены золотым запасом (товарные деньги), национальное сообщество соглашается признать стоимость денежных билетов, не ожидая взамен ни малейшей возможности конвертировать их в золото в кассе банка, даже если это будет центральный банк страны»

При создании блокчейна биткойн его создатель Сатоси Накамото записал в протокол (набор правил, которые определяют работу сети), что будет создан всего 21 миллион биткойнов. Этот потолок был установлен в либертарианском духе для предотвращения инфляции стоимости биткойна.

Вот несколько биткойн-единиц:

• 1 биткойн = 1000 миллибиткойнов;

• 1 биткойн = 1000 000 микробиткойнам или битам;

• 1 биткойн = 100 000000 сатоси.

В результате количество биткойнов ограничено 21 миллионом единиц, и каждый биткойн делится до восьмого десятичного знака. Таким образом, наименьшая сумма, которая может быть передана, – 0,00000001 (10-8) биткойна – она названа в сообществе биткойн «сатоси» в честь изобретателя этой валюты.

Обратите внимание, что в период с 3 января 2009 года, когда впервые были задействованы 50 биткойнов в транзакции, фиксирующей временное происхождение всех последующих операций, до конца ноября 2017 года стоимость биткойна выросла почти с 0 до более 8000 долларов США.

Биткойн: майнинг или консенсус

В блокчейне биткойн, чтобы добавить транзакцию и создать новые биткойны, вы должны задействовать консенсус. Это называется майнинг.

Этот процесс предполагает, что отдельные люди будут вознаграждены сетью за свои услуги. Майнеры обрабатывают транзакции и обеспечивают безопасность сети с помощью специализированного оборудования, а в обмен получают новые биткойны.

Таким образом, некоторые пользователи (узлы) используют свои вычислительные мощности (CPU[22]) для того, чтобы верифицировать, сохранять и обеспечивать безопасность транзакций в блокчейне.

Можно определить этот механизм как своего рода «победитель получает все» – это означает, что при каждой сделке тысячи майнеров запускают вычисления, но только один находит решение, которое делает ее действительной.

Таким образом, чтобы быть утвержденным и зарегистрированным в сети, каждый блок должен быть результатом машинного и алгоритмического консенсуса, и этот процесс называется proof of work (PoW), или подтверждение выполнения работы. Для сведения: сложность меняется каждые 2016 блоков.

Сеть пытается назначить сложность таким образом, чтобы всемирной вычислительной мощности требовалось ровно 14 дней, чтобы сгенерировать 2016 блоков. Поэтому сложность растет вместе с мощностью сети.

Майнинг – это протокол (алгоритм[23]) распределенного и децентрализованного консенсуса, заключающийся в дешифровке данных или математических вычислений (именно поэтому и говорят о криптовалюте или криптодевизах, так как для того, чтобы их произвести, необходимо пройти процесс дешифровки).

В этот момент нашей демонстрации важно уточнить, что майнеры участвуют не только в верификации транзакций.

На самом деле любой может запустить Bitcoin Core[24] и проверить правильность всех операций. Это особенность протокола биткойн и его сильная сторона: дать возможность каждому убедиться, что все идет по правилам.


Проблема энергопотребления

Биткойн потребляет много энергии. Механизму консенсуса, proof of work (доказательству выполнения работы), который наиболее часто используется в существующих системах, для работы требуется очень много электроэнергии; самая важная сеть, биткойн, будет потреблять столько же электроэнергии, сколько, к примеру, потребляет Ирландия.

В течение нескольких лет целый ряд исследователей, а также журналисты и критики блокчейна биткойн, убежденные банковским лобби, заявляли, что майнинг биткойнов является безумной тратой энергии[25]. А что в действительности?

Анализ Пьера Нуаза

«Вычислительная мошность обшей сети составляет 500 миллиардов Mhash/s (Мегахеш/сек) (по состоянию на 28 ноября 2015 года). Эффективность оборудования для майнинга может быть оценена примерно в 2000 Мегахеш/день.

Потребляемая мошность сети биткойн в мире, таким образом, оценивается примерно в 250 Мегадж/сек – 250 Мегаватт, то есть эквивалент 100 тысяч домов в США. Для сравнения: в мире существует около 2 миллионов банкоматов, каждый из которых потребляет в среднем 200 ватт, а самые современные модели расходуют всего 70 Вт.

В конечном счете, только банкоматы [не считая сетей и центров обработки данных, к которым они подключены) потребляют 400 Мегаватт.

Если к тому же приплюсовать печать банкнот на бумаге высокого качества и их транспортировку в бронированных грузовиках, массовое принятие биткойна в качестве электронных наличных денег позволит уменьшить углеродный след платежных систем в три или четыре раза. При средней стоимости электроэнергии в США в 2015 году в районе 10 центов за киловатт-час мы получим стоимость 150 биткойнов, созданных за час, равную 25 тысячам долларов США, то есть стоимость "производства" одного биткойна равна 167 долларам [около 157 евро) – около половины рыночной иены биткойнов на ту же дату. Разница соответствует экономии в настоящем и будущем, связанной с биткойнами».

Оглавление книги


Генерация: 0.478. Запросов К БД/Cache: 3 / 0
поделиться
Вверх Вниз