О биткоине очень просто
Хотите понять, как работает криптовалюта Биткоин и лежащая в ее основе технология блокчейн? Тогда вам сюда — мы объясним все без терминов и формул.
В последнее время внимание людей все чаще привлекает технология блокчейн, лежащая в основе криптовалюты биткоин. Однако в большинстве случаев этот термин употребляют как какое-то магическое заклинание, в итоге нормальному человеку ясно только то, что это круто, но больше ничего не ясно.
На самом деле никакой магии, конечно, нет — технология устроена красиво, но не так уж и сложно. Попробуем объяснить, как все работает, буквально на пальцах — без заумных математических формул и технических терминов, понятных только гикам. ОК, совсем без технических терминов обойтись не удастся, парочку все-таки придется использовать, так что начнем с того, что объясним их простыми словами.
Всего два технических аспекта
Как работает цифровая подпись
Каждый человек в цифровом мире может сгенерировать себе «цифровую фамилию» и «цифровую подпись» (открытый и закрытый ключ соответственно). «Фамилию» он всем показывает, а вот подпись хранит в тайне. Благодаря этому:
1. Можно писать сообщения, подписывать их и публиковать в Интернете.
2. Все кругом видят, что сообщение написал именно тот самый человек с определенной «фамилией» (она угадывается по «подписи»).
3. Никто не может подделать такое сообщение.
4. Один человек может сгенерировать много разных пар фамилий и подписей — этаких сценических псевдонимов — для различных целей.
Как работает свертка (хеширование)
Например, я написал сообщение «привет» и хочу передать его своему другу. Но мне надо узнать, дошло ли оно до адресата в неизменном виде. Как мне это сделать? Простейший вариант — попросить передать сообщение обратно и сравнить, не изменилось ли оно. Многие так поступают, когда диктуют по телефону какие-нибудь номера или адреса электронной почты.
Если что-то пойдет не так на обратном пути, мы не сможем понять, в порядке ли первоначальное сообщение. К тому же оно может быть длинным: представьте, что сообщение содержит видео в HD, не передавать же все эти гигабайты обратно? Поэтому поступают иначе: для подтверждения того, что сообщение дошло без искажений, используют так называемую свертку, она же «хеш».
Свернем слово «привет» в одно число — например, так:
1. Каждой букве выдадим порядковый номер (а=1… я=33), получится: 17 18 10 3 6 20.
2. Перемножим все числа и получим 1 101 600. Это и есть простейшая свертка, или хеш.
3. Теперь я после передачи основного сообщения просто передаю другу еще и свертку — чтобы он убедился, что все сходится.
4. А вот если сообщение по дороге поменялось и превратилось, например, в «превед», то свертка будет другая: 17*18*6*10*6*5 = 550 800. Друг ждет 1 101 600, а получил 550 800 — тогда он пожалуется, и мы оба поймем: что-то пошло не так.
Обратите внимание: по пути свертку тоже можно сломать или подменить. Свертка не защищает, в отличие от подписи, — она лишь упрощает и ускоряет проверку целостности.
Еще один интересный факт: если поменять буквы местами, то в нашем примере свертка не изменится, и это провал. В реальной жизни используют гораздо более сложное «перемножение» букв, так что результат меняется от любых изменений сообщения. Более того, подобрать другое сообщение с такой же сверткой становится либо нереально, либо очень долго. В этих случаях свертку называют «криптостойкой».
Например, при использовании популярного алгоритма SHA-1, созданного специально для изготовления сверток (уже недостаточно криптостойкого, но не будем о грустном), хеш слова «привет» будет выглядеть так:
e24505f94db2b5df4c7c2596b0788e720e073021
А хеш слова «превед» — уже вот так:
229d0ee5aabf6af982cdc03a89a56160f1de0e4a
Ничего общего, правда? Так и задумано.
Наша цель — виртуальные деньги
Ну все, самое сложное позади, осталось только на основе этих технологий сделать классно.
Представьте, у нас в школьном классе сидят 30 детей, и им нужны свои игрушечные деньги. Но только чтобы виртуальные (просто числа на бумажке или в Интернете).
Для этого они на классной доске пишут, у кого сколько денег изначально, и дописывают снизу, кто кому сколько денег передал. Пишут своим почерком и ставят подпись, чтобы никто не подправил ничего на перемене. Уже в таком виде система отлично работает — но только до тех пор, пока не придет строгий учитель и не сотрет все с доски со словами: «Хочу контролировать финансовые потоки, потому что у меня есть власть. И чтобы наркотики друг у друга не покупали».
Тогда дети начинают вести финансовый журнал у себя, каждый держит под партой свою тетрадку и постоянно дописывает в нее все операции по обмену деньгами — транзакции. Но так как кричать во время урока нельзя, дети тихо передают друг другу записки (это Интернет). Вот так работает «криптовалюта» в первом приближении.
Проблемы
Ворох транзакций объединяем в странички
Теперь по классу ходит 30 записок с транзакциями, и непонятно, переписал ученик их к себе в тетрадку или нет. Какие записки есть уже у всех и их можно выкинуть? Как понять, есть у Васи 50 монеток для оплаты или он их уже кому-то до этого передал, просто Петя пока не знает об этом?
Решение есть: дети будут обмениваться не только короткими записками со строчками отдельных транзакций, а сразу целыми страницами. Кто-то один накопил много строчек, аккуратно записал их все, поставил номер страницы, посчитал свертку от предыдущей страницы и тоже записал. И разослал по классу новую страничку.
Петя, получив страничку, проверяет, что в ней все верно: все строчки написаны правильным почерком, номер страницы новый, свертка предыдущей страницы совпадает с указанной на новой странице. И еще — у каждого автора строчки действительно есть столько денег, сколько он хочет передать. Для этого надо перечитать весь журнал и пересчитать все деньги — звучит муторно, но если поручить это компьютеру, то все работает быстро и без проблем.
В общем, если все сходится, то Петя аккуратно переписывает новую страничку в свой журнал и транзакции признает совершенными. Отдельные записки-транзакции, уже внесенные на правильную страничку, после этого можно дальше не передавать, а просто выкинуть — а дальше отправить уже оформленную страницу.
Если же что-то не так — у кого-то недостаточно денег, или номер страницы странный, или свертка не сходится, — то Петя со словами: «Какая-то лажа» выкидывает всю подозрительную страницу, и жизнь продолжается.
Совокупность пронумерованных страниц (блоков) — это и есть блокчейн. Все просто, никакой магии.
Графомания
Если все пустить на самотек, то каждый ученик начнет писать свою версию страницы номер 123. В итоге по классу будет гулять 30 версий, но как понять, какая правильная? Для этого надо определить порядок: страница оформляется лишь раз в 10 минут, чтобы ее можно было за это время распространить по всем участникам, причем автор выбирается случайно.
В биткоине этого добились следующим образом. Надо попросить всех учеников заняться полезным делом — решать случайно выбранные задачки из учебника по математике. Кто первый решит свою задачку, тот собирает все записки, которые к нему уже пришли, и начинает оформлять страничку. Пока кто-то еще дорешает свою задачку, страничка отличника уже разойдется по классу, признается всеми, и все приступят к решению новой задачки, и так далее.
Не страшно, если странички будет оформлять почти всегда один отличник. Лишь бы кто-то один и с нормальной скоростью. Когда в классе слишком много учеников и задачки начинают решаться слишком быстро, можно перейти на следующую главу учебника.
А вот если всегда-всегда только отличник Миша будет оформлять странички, то он при желании может начать отбрасывать все попытки Васи передать кому-то деньги. На практике же для этого надо быть невероятно крутым отличником — иметь вычислительную мощность больше половины суммарной мощности всех участников системы биткоин (а это миллионы компьютеров по всему миру). Так что если Миша способен на такое (то есть инвестировал в вычислительные мощности настолько много), то для него мелкое жульничество уже не имеет смысла.
И еще одна особенность. Отличник записывает на страничку еще и решение задачи (да и задачка на самом деле не случайная, а связанная с самой страничкой). Это нужно, чтобы через год нельзя было подделать все странички со 123-й по текущую, — для такого подлога пришлось бы быстро-быстро решить очень много задачек.
Выгода
Таким образом, в нашем журнале почти равномерно появляются новые правильные странички.
1. И все это не зависит от количества участников.
2. Не зависит от какого-то центра. Нельзя прикрыть, нельзя подделать — каждый участник может все перепроверить.
3. Анонимно при условии, что по «цифровой фамилии» нельзя вычислить реальную. Условный Петя всегда может заявить, что кошелек с такой-то фамилией принадлежит ему, — если у него действительно есть подпись, то он может с него платить. Связать же кошелек с Петей в реальном мире, если Петя этого не захочет, довольно сложно.
4. Без комиссии. При этом вы можете немного заплатить отличнику, чтобы он записал вашу транзакцию в страничку побыстрее, без очереди.
5. Нельзя переписать историю, то есть вычеркнуть передачу денег от Васи Пете невозможно. Ведь каждая страница ссылается на предыдущую. Если изменить одну (допустим, ее даже примут все другие участники), надо будет переписывать все последующие страницы, а для этого решать задачки, очень много задачек. А участники в случае возникновения каких-либо сомнений доверяют самой длинной цепочке страниц.
Если я подкупил больше половины учеников, желательно отличников, я могу отсадить их в отдельный класс и прямо сейчас начать писать альтернативную историю, в которой я свои деньги якобы никому не передал. А потом вернуться в общий класс и предъявить более длинный журнал. Это суть атаки 51% — а про то, почему это трудно осуществить на практике, мы уже поговорили в примере с отличником Мишей.
Откуда берутся деньги
Изначально биткоин-монетки можно было распределить между счастливчиками на самой первой страничке. Но это было бы совсем нечестно и бессмысленно. Для вовлечения большего числа участников договорились раздавать деньги постепенно: тот, кто после решения задачки оформляет новую страницу, первой строчкой пишет: «Зачислить мне 50 монет из ниоткуда».
Причем все заранее договорились, что страничка правильная, только если именно 50, и что через пару лет будет уже ровно по 25, и далее сумма сокращается. В итоге количество денег у населения растет, но в целом оно ограничено — всего может существовать не более 21 млн биткоинов (на сегодняшний день «выпущено» около 15 млн).
Благодаря этому появилось много желающих подключиться к проекту пораньше и получить немного денег по принципу «кто первый встал — того и тапки». Потому что потом раздавать их будут в меньших объемах и большему числу желающих. А еще все учатся побыстрее решать те самые задачки.
И вот много людей уже имеют много криптовалюты. Теперь мы объявляем, что криптовалюта — это как акции компании «Деньги будущего», и начинаем торговать ими на бирже за настоящие доллары. Устанавливается рыночная цена. Она растет, потому что желающих пощупать деньги будущего много, а на халяву раздают по 25 монеток раз в 10 минут кому-то одному, а еще надо решать задачки — в общем, многим проще купить.
А потом и магазины поняли, что раз монетки можно обменять на бирже на реальные деньги, то к оплате тоже можно принимать монетки. Тем более что они растут в цене, как МММ.
Критика
А теперь, когда читатель во всем разобрался, немного предвзятого личного мнения.
1. Биткоины реально инновационны. Таинственный автор (или целая ложа авторов), по сути, с первого раза все сделал классно, и это даже до сих пор работает.
2. Биткоины очень полезны для нелегальщины. Покупать оружие, наркотики, вымогать, давать взятки очень удобно, потому что нельзя отследить и прикрыть. В офлайне можно просто расплатиться наличными, а в онлайне традиционные виртуальные деньги контролируются и не являются анонимными.
3. Для легальной же деятельности распределенность и анонимность, в общем-то, бесполезны и даже вредны. Уже давно есть Visa с MasterCard, банковские переводы и PayPal/WebMoney/»Яндекс.Деньги». Да, у них есть недостатки, но это плата за другие фичи:
а) комиссию мы платим (особенно при трансграничных платежах), так за это мы и сервис получаем;
б) переводы идут долго, зато проверяются, и их можно отозвать.
Да, в биткоин обычно все дешевле и быстрее, но за это мы жжем адское количество электричества, миллионы раз дублируем информацию. Если бы мы все это отдали условному централизованному WebMoney, получилось бы явно не хуже.
4. За что биткоины особенно любят — они растут в цене. Это такая пирамида, которая будет раздувать пузыри снова и снова. Человечество уже не сможет потерять к ней интерес окончательно, а чем больше заинтересованных, тем больше спрос. Поэтому многие, кто прикупил монеток, начинают рекламировать «деньги будущего», чтобы подогревать интерес и цену. Спрос явно обгоняет предложение монеток, а предложение падает со временем.
В нормальной экономике объем денег регулируется центробанком, чтобы он соответствовал объему товаров и услуг и чуть-чуть удешевлял их со временем. В случае с биткоинами все ненормально — они постоянно и быстро растут в цене, а значит, невыгодно их тратить на товары, выгодно тратить рубли и доллары, а биткоины оставить на потом (вероятно, даже навсегда).
5. За что биткоины не любят центробанки:
а) это пирамида. Если в какой-то стране все бросятся скупать монетки, а потом пузырь лопнет (это происходит каждые пару лет), начнется кризис. Большинство стран запрещают пирамиды;
б) потому что это наркотики, уход от налогов, непонятные доходы, терроризм — никакого контроля. А значит, надо запретить и пользоваться традиционными инструментами, благо они есть.
6. Насчет применения блокчейна не для денег. В подавляющем большинстве легальных проектов с использованием блокчейна все то же самое можно сделать централизованно с использованием одного или нескольких центров, что в итоге выйдет существенно дешевле по компьютерным ресурсам и потреблению электричества. В примере выше с классной доской как раз показано, насколько все проще, если блокчейн писать сразу на доске, а не в тетрадках под партой. Но это при условии, что доска не саботирует работу.
Ну вот и все, теперь вы понимаете в биткоинах и блокчейне гораздо больше, чем почти все население планеты. Классное ощущение, правда же?
Как пользоваться Биткоинами: инструкция для чайников
Здравствуйте, уважаемые читатели. В этой публикации мы рассмотрим ключевые характеристики первых в мире цифровых денег — Биткойн. Они представляет собой валюту, созданную и используемую в электронном виде. Виртуальные деньги никто не контролирует, они не печатаются, как доллары или евро. Они производятся людьми и крупными вычислительными центрами. Сеть Bitcoin называется блокчейн. Она управляется компьютерами, расположенными в разных точках мира, которые с помощью программного обеспечения решают сложные математические задачи. На первый взгляд все кажется более или менее понятным, но для новичков этого мало, чтобы понять, как пользоваться Биткоинами.
Мы постараемся ответить на основные вопросы о том, как функционирует первая в мире криптовалюта. Лучше всего начать с отличий цифровых денег от обычных.
Чем Биткоин отличается от обычных денег?
Цифровые монеты можно использовать для покупки вещей в интернете. В этом смысле он ничем не отличается от долларов, евро или рублей, которыми можно пользоваться в глобальной сети в электронном виде с помощью различных платежных систем, таких как Webmoney или Яндекс.Деньги.
Однако наиболее важная характеристика BTC, которая отличает ее от обычных денег, состоит в том, что криптовалюта децентрализована. Ни одно учреждение не контролирует ее сеть. Многие люди видят в этом ее основное преимущество, так как их средства не находятся под контролем других лиц или организаций, например, банков.
Технология блокчейн и криптовалюты. Быстрый старт
Получите книгу и узнайте все основы технологии блокчейн и криптовалюты за один вечер
Кто создал Биткоин?
Разработчиком программного обеспечения является человек, известный под ником Сатоши Накамото. Также считается, что под этим псевдонимом может скрываться целая группа специалистов. В предложенной ими концепции Биткойн описан в качестве электронной платежной системы, основанной на математическом доказательстве. Их идея заключалась в создании валюты, независимой от какого-либо центрального органа, которую можно было бы передавать электронным способом, более или менее мгновенно, с очень низкой комиссией за транзакции.
Кто печатает Биткоин?
Никто. Эта валюта не имеет физической формы и не вводится в обращение центральным банком какой-либо страны на основе собственных правил, действия которых зачастую непонятны простым людям. Как правило, национальные банки стран мира могут увеличивать денежную массу в обращении для покрытия государственного долга, тем самым девальвируя деньги.
Каким же образом создаются цифровые деньги? В отличие от обычных бумажных денежных средств Биткойн создается в цифровом виде сообществом людей, к которому может присоединиться любой желающий. Такие лица называются майнерами. Они занимаются «добычей» монет, используя вычислительную мощность специального оборудования в пиринговой платежной системе.
Эта сеть также обрабатывает транзакции, совершаемые пользователями с виртуальной валютой. Это позволяет Биткоину иметь собственную эффективную платежную систему.
Протокол сети блокчейн предусматривает создание только 21 млн BTC, майнинг которых должен завершиться примерно к 2140 году. Биткоин делится и на более мелкие составляющие, наподобие того, как обычные деньги имеют разменные монеты. Наименьшая делимая сумма составляет один стомиллионный BTC и называется сатоши (satoshi) в честь до сих пор неизвестного основателя криптовалюты.
В целях ознакомления можно попробовать заработать свои первые монеты, используя так называемые краны. Такие сервисы раздают бесплатные коины за совершение определенных действий. Как правило, это ввод каптчи.
Что лежит в основе Биткойн?
Обычная валюта обеспечена золотом или серебром. Теоретически за каждой единицей той или иной национальной валюты лежит определенное количество драгметалла, которое можно получить при возврате купюры в банк. На практике, конечно, это невозможно.
В отличие от обычных денег Биткоин основан не на золоте, а на математике. Участники сети во всем мире используют программное обеспечение и специальную аппаратуру для эмиссии монет на основе математической формулы. Она имеется в свободном доступе, поэтому ознакомиться с ней может каждый желающий.
Программное обеспечение также является открытым исходным кодом, что позволяет изучить его работу изнутри и понять весь механизм действия.
Основные характеристики Биткоина?
Биткойн имеет несколько важных особенностей, которые отличают его от обычных валют:
- децентрализация;
- легкая регистрация;
- анонимность;
- полная прозрачность;
- низкая комиссия;
- быстрые транзакции;
- невозможность отмены операции;
Более подробно об этом можно узнать, посмотрев разнообразные видео для чайников, которых на сегодняшний день в интернете предостаточно. Мы же рассмотрим каждый из этих пунктов в общих чертах.
Децентрализация
Сеть Биткойнов не контролируется ни одним центральным органом. Каждый участник сети, который занимается майнингом и обрабатывает транзакции, составляет часть общей системы, в которой все устройства работают как единое целое.
Это означает, что теоретически ни одна центральная власть не может путем реализации своей денежно-кредитной политики вызывать кризис в сфере криптовалют или оказать давление на ее курс. Даже если часть сети отключается по какой-то причине, она продолжает работать за счет других узлов в других странах и регионах мира, где пользуются криптовалютой.
Легкая регистрация
Открытие счета в обычном банке потребует предоставить определенный список документов. Настройка торговых счетов — это еще один этап бюрократической процедуры. В отличие от этого открытие Биткойн кошелька и регистрация в системе займет считанные минуты. При этом никто не будет задавать вам никаких вопросов и взымать комиссионные сборы.
Одними из наиболее популярных бумажных кошельков в России считаются биткоин коре (или биткоин кор) и электрум.
Анонимность
Пользователи могут иметь несколько адресов в системе Биткойна, которые являются полностью анонимными. Это означает, что по ним невозможно определить имена владельцев, адрес их проживания или любую другую персональную информацию, которую приходится подавать в банк при открытии счета.
Полная прозрачность
Блокчейн хранит данные о каждой транзакции, которая когда-либо осуществлялась в сети. Эти данные содержатся в так называемой главной книге — блок-цепочке. Из нее можно почерпнуть всю важную информацию о происходящем в системе.
Любой пользователь может знать, сколько монет хранится не только на его собственном кошельке, но и на любом другом. Но узнать, кому именно он принадлежит невозможно.
Можно ли предпринять дополнительные меры, чтобы еще больше повысить анонимность? Да, например, не использовать последовательно для транзакций одни и те же адреса и не хранить все Биткоины на одном адресе, равномерно распределив их сразу по нескольким.
Минимальная комиссия
Банки взымают комиссию за свои услуги при переводе денег за каждую операцию и ежемесячную плату за свои услуги по ведению ваших счетов или карт. Наиболее высокую комиссию банки берут за международные переводы. Используя Биткоин, можно существенно сократить эти расходы.
Быстрые транзакции
После отправки монет и обработки транзакции в сети потребуется всего лишь несколько минут, чтобы они достигли кошелька получателя. С банковскими переводами невозможно добиться столь быстрых и удобных платежей.
Дополнительным преимуществом является и возможность установки Биткоин кошелька на андроид устройства. Это позволяет всегда иметь доступ к своим монетам, отправлять или обменивать их на другие криптовалюты с помощью мобильных гаджетов.
Невозможность отмены операции
После отправки Биткоинов их невозможно возвратить обратно, если только сам получатель не сделает этого. Все операции не имеют обратной силы.
Исходя из выше изложенного, можно сказать, что Биткойн теоретически обладает широкими возможностями. Как это работает, на практике? Об этом мы поговорим в других статьях, в которых подробно остановимся на том, как осуществляется майнинг Биткоинов, проводятся и отслеживаются сетью транзакции.
Редакция: Команда BlockChainWiki
Технология блокчейн и криптовалюты. Быстрый старт
Получите книгу и узнайте все основы технологии блокчейн и криптовалюты за один вечер
Блокчейн для самых маленьких [part.1]
Блокчейн— как секс в старших классах. Все говорят о нем по углам, единицы понимают, а занимается им только препод. Статьи о децентрализованных пиринговых системах делятся на два типа: это либо талмуд с формулами и сложными объяснениями, которые я ни разу не смог дочитать даже до половины первой половины, либо статьи и видосы на тыртюбе, как майнить сто триллионов миллиардов BitCoin в наносекунду, скупая все видеокарты Nvidia в мире.
Это введение для тех, кто хочет наконец-то разобраться в блокчейне простым языком, без криптографии, протоколов, не сильно вникая в хэш-функции, зато с примерами из реальной жизни.
Технология, которая, по-видимому, окажет наибольшее влияние на развитие в различных областях экономики в ближайшие 10 лет, уже существует! И это не BigData, не соцсети, не робототехника и даже не Machine Learning. Это технология, лежащая в основе криптовалют, цепочка блоков транзакций- блокчейн. Сейчас именно блокчейн является инструментом для создания нового поколением интернета, и он несет огромный потенциал для любого бизнеса.
Скорее всего вы будете удивлены, узнав, что :
Можно ли применить распределенный реестр в огороде у бабушки?
Как одна технология переворачивает всю устоявшуюся индустрию бизнеса и экономики?
Так, теперь давайте определимся, что мы узнаем в part.1 :
Как работает эта технология? Проблема централизации на Олегах
Как работает магическая машина или же хэш-функция
Что такое майнинг
Алгоритм защиты от модификаций печатных номеров
Настолько ли идеален блокчейн? Уязвимости идеальной системы
Как это работает?
Блок 1: Проблема централизации на Олегах
Олег-путешественник звонит в Сызрань
Сначала определимся, какую проблему решает технология?
Давайте представим, что у вас есть лучший друг Олег, который путешествует по всему миру. Он звонит вам в Сызрань с просьбой перекинуть немного мани, т.к. кэш Олега куда-то исчез. Вы, как порядочный друг, соглашаетесь помочь Олегу и идете в банк. Там вы сообщаете, что вам надо перевести N-ую сумму на счет Олега.
Банкир проверяет ваш текущий баланс на предмет наличия этой суммы и переводит деньги на счет Олега. Вы с чувством выполненного долга звоните Олежке и сообщаете, что лавэ перечислены.
И так, что сейчас произошло? Давайте рассмотрим ситуацию более детально.
Вы и Олег доверили банку управлять вашими деньгами. Не было никакой физической пересылки. Нужно всего лишь было изменить реестр, который не контролируешь ни ты, ни Олег. И это проблема существующих систем. Для установления доверия между людьми мы зависим от третьей стороны, которой может выступать банк. Мы зависимы от посредника для установления доверия друг с другом.
Блок 2: Какую угрозу несет централизация?
Такие системы подвержены взломам, и случай такого системного сбоя может привести к потери средств и личной информации пользователей этой системы, и это уже происходило не раз. Если приводить реальный пример из истории, то на ум сразу приходит развал СССР в 1991 и потери 40-ка млн вкладов пользователей банков.
Централизованная / Децентрализованная системы
Блок 3: Какая система позволит решить эти проблемы?
Существует ли система, которая будет содержать реестр между юзерами этой системы, исключая посредников? Да, существует. И наверное, как вы уже догадались, это решение — блокчейн. Для существования P2P систем нужно достаточное количество пользователей желающих не зависить от третей стороны. И такое минимальное количество юзеров: 3 человека — для учета и содержания реестра.
Как это работает?
Блок 1: Давайте рассмотрим принцип работы на примере
Возьмем 10 людей, которые решили отказаться от банков и других систем третей стороны.
По общему согласию каждый из 10-и постоянно имеет все подробности счетов других участников, но без знаний их личности
Шаг 1: Пустая папка
Каждый из 10 участников будет иметь пустую папку, которая будет заполняться страницами. Эта коллекция страниц формирует реестр транзакций.
Шаг 2: Транзакции
Каждый сидит с пустым листом и ручкой в руке и готов записать любую транзакцию, которая произойдет внутри этой системы.
#2 send 10$ to #5 Transaction’s registration page
Для создания транзакции, номер 2 сообщает всем: « Я, номер #2 пересылаю #5 10$». Каждый из участников системы проверяет, имеет ли #2 достаточный баланс для произведения данной транзакции. В случае, если баланс номера #2 позволяет это сделать, то каждый делает запись у себя на странице. Это происходит до того момента, пока на странице не закончится место для записи новых транзакций
Предположим, что страница имеет вместимость 10 транзакций. Т.к. все заполняют одну и ту же информацию, место на страницах у всех кончится одновременно.
И вот настало время, всем отправить заполненную страницу в папку и создать новую страницу для ведения учета транзакций. И так повторять начиная с шага №2.
Шаг 4: Хранение страниц
Перед тем, как отправить страницу в папку на хранение, мы должны ее согласовать со всеми, идентифицируя ее уникальной печатью. Ставя такую печать на страницу, мы можем быть уверенны, что эту страницу никто не сможет изменить, отправляя ее в папку. Если все доверяют печати, значит и все доверяют содержимому страницы. И этот процесс самый затруднительный.
В терминологии блокчейна этот процесс называется «майнинг», но для простоты понимания на примере, обозначим его как процесс запечатывания.
Ранее посредник давал нам обещание, что написанное в реестре никогда не будет изменено. В распределенной и децентрализованной системе печать предоставляет доверие. Перед тем как понять, как мы будем продолжать это процесс дальше, нам надо ознакомиться с тем, как работает одна магическая машина.
Магия Хэш-фунцкий
Давайте представим, что у нас есть машина, которая защищена от внешнего воздействия. Если мы отправим коробку с неким содержимым на вход, то на выходе получим коробку с другим содержимым на выходе. Эта магическая машина называется хэш-функция.
Предположим, мы отправили на вход цифру 4, на выходе мы получим «cbaja». Как эта функция конвертировала цифру 4 в «cbaja»? Никто не знает. Более того, этот процесс необратимый. По конечному результату нельзя сказать, что было подано на вход. Но каждый раз, когда вы будете загружать цифру 4, на выходе вы будете всегда получать один и тот же результат.
Давайте рассмотрим другой случай. Что надо будет подать на вход это машине, что бы получить результат «c56c0ah»? Есть только один способ это узнать — перебрать все возможные значения, пока не получим данный результат.
Будем оптимистичны, и допустим через несколько тысяч попыток мы нашли это значение. В реальных условиях найти его экстремально сложно.
Основываясь на полученной информации, давайте сформулируем главные свойства этой машины.
Невероятная сложность нахождения input по output (входящего значения по полученному результату)
И простота проверки правильности входящего значения
Давайте запомним свойства этой машины или хэш-функции
Как использовать хэш-функцию для создания печатей?
Представим, что на вход мы подаем два значения. Первое значение «KEK», второе —рандомное значение, которое мы добавим к значению из первой коробки и направим на вход хэш-функции, а на выходе получим «Validol». Сможете ли вы угадать, какое значение содержится в второй коробке? Ситуация напоминает ранее рассматриваемый случай. Единственный способ вычислить это число — подбор всех чисел подряд.
Опять будем оптимистичны, и через сколько то тысяч попыток мы нашли значение второй коробки. Это значение было «LOL». Когда бы добавим «LOL» к значению «KEK» на выходе машины мы получим требуемое значение «Validol».
Т.е. значение «LOL» будет являться печатью к значению «KEK».
Мы создали страницу с значением «KEK». Что бы пропечатать эту страницу, т.е. защитить эту страницу от правок, мы ставим на ней печать с значением «LOL»
В терминологии блокчейна печатный номер это POW(Proof-of-Work). Он означает, что это значение есть доказательство проделанной работы для вычисления этого значения.
Если кто то из нашей группы захочет проверить было ли изменено содержимое страницы с транзакциями, все что ему требуется, это загрузить эту страницу и печатный номер этой страницы в магическую машину. Если на выходе будет требуемое значение, то содержимое страницы с транзакциями не изменено, но если output не соответствует требуемому результату, то эту страницу можно выкидывать, т.к. ее содержимое было изменено и ее больше нельзя использовать.
После определения печатного числа, на страницу ставится печать. Если кто нибудь когда нибудь попробует изменить страницы с транзакциями, то печатный номер позволит каждому проверить целостность информации на странице.
Теперь, когда мы знаем, как ставится печать на страницы, мы можем вернутся к тому моменту, когда у нас закончилось место на странице.
Майнинг
После того, как у всех закончилось место на странице, участники системы соревнуются между собой в вычислении печатного номера к странице, для того что бы ее вложить в папку. Как только первый участник вычислил этот номер, он уведомляет всех оставшихся. Все остальные в свою очередь проверяют правильность обнаруженного числа. Печатный номер, с которым соглашается большинство и будет являться подлинной печатью.
Тут перед нами встает логичный вопрос: почему же тогда каждый тратит ресурсы на вычисление, когда не знает, что кто то другой объявит его. Почему бы просто ждать объявления номера? Тут как раз таки в ход вступает стимулирование. Каждый, кто является частью системы блокчейна имеет возможность получать награду за проделанную работу. Первый, кто вычислит печатный номер будет награжден за потраченные ресурсы в виде вычислительной мощности и электроэнергии.
Допустим, один из участников сети, первым вычислил номер, за что будет награжден виртуальной валютой, за которую соревнуется каждый из участников сети, которая по большому счету берется из не откуда. То есть его счет увеличился на n-сумму виртуальной валюты без уменьшения баланса других участников. Награды способствуют продолжения работы сети.
А теперь давайте переведем нашу аналогию в реальные примеры. Страницы это блоки, а папка это цепочка страниц. Следовательно все это превращается в цепочку блоков — блокчейн.
Еще одно «НО»
Представим, что у нас уже есть 5 страниц с печатями в папке. Что если я вернусь назад к второй странице и изменю ее содержимое в свою пользу? Печатный номер позволит каждому определить несогласованность транзакций. Опять же, что если я подготовлюсь и заранее вычислю новый печатный номер для измененных транзакций и поставлю печать со своим выселенным номером на нем. Для предотвращения этой проблемы есть особенность в алгоритме вычисления печатного номера. Это есть защита от модификаций печатных номеров.
Вспомним пример с коробками. На деле мы подаем не две, а три коробки на вход магической машине. Одна содержит страницу с транзакциями, вторая печатный номер, который следует вычислить, а третья будет содержать печатный номер от предыдущей страницы.
С этим алгоритмом, мы будем уверены в том, что каждая страница зависит от предыдущей. Если кто то захочет изменить содержимое старой страницы, то ему необходимо будет изменить содержимое и печатный номер всех последующих страниц, что бы сохранить цепь согласованной.
Что произойдет, если из одной честной страницы, обманщик создаст новую нечестную цепь. На деле, он не сможет бороться в вычислительной мощи с другими 9ю честными участниками сети, и его цепочка никогда не сможет обогнать честную цепь, а истинной является та цепь, которая имеет наибольшую длину.
Атака 51%
Все системы имеют бэкдоры, и блокчейн не исключение. Самая известная уязвимость блокчейна это атака именуемая «Атака 51%».
Если пытаться объяснить ее простым языком, то рассматривая защиту от модификаций печатных номеров, которая приводилась выше, можно задать вопрос: А если у одного нечестного юзера вычислительная мощь будет больше, чем у остальных 9ых, то он сможет через n-ое время создать цепочку блоков начиная с 1-ого листа, которая сможет обогнать главную истинную цепь блоков.
Да, такая уязвимость есть. Сама идеология блокчейна подразумевает, что большинство участников сети не намерены «играть» не честно.
Для упрощения абстракции проблемы приведенной выше, скажем, что у каждого участника цепи вычислительные мощи одинаковые. Соответственно, когда 6/10 участников блокчейн системы сговорятся и захотят обмануть оставшихся 4ех юзеров, то через n-ое время они установят новую истинную цепочку блоков. Отсюда и идет название этой уязвимости. Как только количество нечестных юзеров станет 50%+, то блокчейн системе грозит опасность быть «обманутой».
Надо понимать, что в реальности сделать это практически нереально. Как говорится, время лучший показатель, и за все 11 лет существования BitCoin он ни разу не был «обманут» и не выводился из строя, при том, что на эту систему проводились атаки.
Так же, существует ещё пара теоретических уязвимостей блокчейна, с которыми вы сможете ознакомиться самостоятельно. Ссылка для ознакомления: Что угрожает блокчейн-сетям
Материала и мыслей, которые хочется донести очень много, и если все изложить в одну статью, будет скучно читать и может смешаться в кашу.
Источник https://www.kaspersky.ru/blog/bitcoin-easy-explanation/12668/
Источник https://blockchainwiki.ru/kak-polzovatsya-bitkoinami/
Источник https://habr.com/ru/post/569514/