Miten lohkoketju estää bitcoinien kaksinkertaisen kulutuksen?

Yksi kaikkien kryptovaluuttakehittäjien ensisijaisista huolenaiheista on kysymys kaksinkertainen kulutus. Tämä viittaa siihen, että yksittäinen henkilö kuluttaa kyseisen kryptovaluutan saldon useammin kuin kerran, luoden tehokkaasti a ero menotietueen ja kyseisen kryptovaluutan määrän välillä sekä tapa, jolla se on hajautettu.

Kaksinkertainen kulutus on ongelma, jota käteisellä ei ole; jos maksat voileivistä 10 dollarin setelillä ja luovutat laskun voileivän valmistajalle, et voi kääntyä ympäri ja käyttää samaa 10 dollaria muualle. Tapahtuma, jossa käytetään digitaalista valuuttaa, kuten bitcoinia, tapahtuu kuitenkin kokonaan digitaalisesti. Tämä tarkoittaa, että on mahdollista kopioida tapahtuman tiedot ja lähettää ne uudelleen siten, että sama omistaja voi käyttää saman BTC: n useita kertoja. Alla tutkimme, miten kryptovaluuttakehittäjät ovat vakuuttaneet, että kaksinkertaisia ​​menoja ei voi tapahtua.

Blockchainin ymmärtäminen

Lohkoketju, joka on digitaalisen valuutan kaltainen, kuten bitcoin, ei pysty estämään kaksinkertaista kulutusta yksin. Pikemminkin kaikki eri tapahtumat, jotka liittyvät asiaankuuluvaan kryptovaluuttaan, lähetetään lohkoketjuun, jossa ne vahvistetaan erikseen ja suojataan vahvistusprosessilla. Bitcoinin ja monien muiden kryptovaluuttojen tapauksessa tällä tavalla vahvistetuista tapahtumista tulee peruuttamattomia; ne julkaistaan ​​julkisesti ja niitä säilytetään jatkuvasti.

Bitcoin oli ensimmäinen merkittävä digitaalinen valuutta, joka ratkaisi kaksinkertaisen kulutuksen. Se teki niin toteuttamalla tämän vahvistusmekanismin ja ylläpitämällä yhteistä, yleistä pääkirjajärjestelmää. Tällä tavalla bitcoin-lohkoketju säilyttää aikamerkittyjen tapahtumien tiedot, jotka ulottuvat kryptovaluutan perustamiseen vuonna 2009.

Bitcoinin kannalta "lohko"on tiedosto, joka sisältää pysyvästi tallennettuja tietoja. Kaikki viimeaikaiset tapahtumat on kirjoitettu lohkoihin, aivan kuten pörssin osakekaupan pääkirja. Lohkotiedot lisätään pääkirjaan muutaman minuutin välein; kaikki verkon solmut säilyttävät kopion lohkoketjun kirjanpidosta. Käyttäjät voivat navigoida bitcoinien lohkoketjussa ja tarkastella tapahtumia vain määrän perusteella. Tiedot ostajan ja myyjän henkilöllisyydestä missä tahansa tapahtumassa on suojattu korkean tason salauksella, joka myös suojaa pääkirjaa ulkopuolisten lähteiden muokkaamiselta. Kun estoketjun pääkirja päivitetään, niin myös kaikki bitcoin -lompakot.

Kaksinkertaisen kulutuksen käsittely

Kuvittele, että sinulla on 1 BTC ja yrität käyttää sen kahdesti kahdessa erillisessä tapahtumassa. Voit yrittää tehdä tämän lähettämällä saman BTC: n kahteen erilliseen bitcoin -lompakon osoitteeseen. Molemmat tapahtumat menevät sitten vahvistamattomien tapahtumien joukkoon. Ensimmäinen tapahtuma hyväksytään vahvistusmekanismin kautta ja tarkistetaan sitten seuraavaan lohkoon. Vahvistusprosessi kuitenkin tunnistaa toisen tapahtuman mitättömäksi eikä sitä tarkisteta. Jos molemmat tapahtumat vedetään poolista vahvistettavaksi samanaikaisesti, tapahtuma eniten vahvistuksia sisällytetään estoketjuun, kun taas toinen tulee heitetään pois.

Vaikka tämä käsittelee tehokkaasti kaksinkertaisen kulutuksen kysymystä, se ei ole ilman ongelmia. Esimerkiksi toisen (epäonnistuneen) tapahtuman aiottu vastaanottaja ei osallistuisi itse tapahtumaan epäonnistumiseen, mutta kyseinen henkilö ei kuitenkaan saisi odotettua bitcoinia. Monet kauppiaat odottavat vähintään 6 vahvistusta tapahtumasta (eli kuusi myöhempää tapahtumalohkoa lisättiin lohkoketjuun kyseisen tapahtuman jälkeen). Tässä vaiheessa kauppias voi turvallisesti olettaa, että tapahtuma on pätevä.

Tässä järjestelmässä on edelleen muita haavoittuvuuksia, jotka voivat sallia kaksinkertaisen kulutuksen hyökkäykset. Esimerkiksi jos hyökkääjä pystyy jotenkin hallitsemaan vähintään 51% verkon vallasta, he voivat tehdä kaksinkertaisia ​​menoja. Jos hyökkääjä pystyisi jotenkin hallitsemaan tätä suurta laskentatehoa, he voisivat peruuttaa tapahtumat ja luoda erillisen yksityisen lohkoketjun. Bitcoinin nopea kasvu on kuitenkin käytännössä vakuuttanut, että tällainen hyökkäys on mahdotonta.

Todiste työstä ja "kaivostoiminta" selitetty

Mennään nyt vähän teknisempään. Käyttäjät havaitsevat väärinkäytön, kuten kaksinkertaisen kulutuksen, käytännössä hajautukset, pitkät numerojonot, jotka toimivat todisteena työstä (PoW). Laita tietty datajoukko hajautusfunktion kautta (bitcoin käyttää SHA-256), ja se luo vain yhden tiivisteen. "Lumivyöryvaikutuksen" vuoksi pienikin muutos mihin tahansa alkuperäisen datan osaan johtaa kuitenkin täysin tunnistamattomaan hajautukseen. Riippumatta alkuperäisen tietojoukon koosta, tietyn funktion tuottama tiiviste on yhtä pitkä. Hajautus on yksisuuntainen funktio: sitä ei voi käyttää alkuperäisten tietojen hankkimiseen, vain sen tarkistamiseen, että tiivisteen tuottaneet tiedot vastaavat alkuperäisiä tietoja.

Kaikkien Bitcoin -tapahtumien hajauttamisen luominen olisi triviaalia nykyaikaiselle tietokoneelle, joten prosessi "työksi", bitcoin -verkko asettaa tietyn "vaikeusasteen". Tämä asetus on säädetty niin, että uusi lohko On "louhittu" - lisätään lohkoketjuun luomalla kelvollinen tiiviste - noin 10 minuutin välein. Vaikeusasetus suoritetaan luomalla a "kohde" hajautukselle: Mitä pienempi tavoite, sitä pienempi on kelvollisten tiivisteiden joukko ja sitä vaikeampi on luoda se. Käytännössä tämä tarkoittaa tiivistelmää, joka alkaa pitkällä nollajonolla: esimerkiksi lohkon #429818 tiiviste on 000000000000000004dd3426129639082239efd583b5273b1bd75e8d78ff2e8d. Tämä lohko sisältää 2012 tapahtumaa, joihin liittyy hieman yli 1000 bitcoinia, sekä edellisen lohkon otsikko. Jos käyttäjä muutti yhtä tapahtumasummaa 0,0001 bitcoinilla, tuloksena oleva hajautus ei olisi tunnistettavissa ja verkko hylkäisi petoksen.

Koska tietyt tietojoukot voivat tuottaa vain yhden tiivisteen, miten kaivostyöläiset varmistavat, että he tuottavat tiivisteen alle tavoitteen? Ne muuttavat syötettä lisäämällä kokonaisluvun, nimeltään a seksuaalirikollinen ("kerran käytetty numero"). Kun kelvollinen tiiviste on löydetty, se lähetetään verkkoon ja lohko lisätään lohkoketjuun.

Kaivostoiminta on kilpailukykyinen prosessi, mutta se on enemmän arpajaisia ​​kuin kilpailu. Keskimäärin joku tuottaa hyväksyttävän todistuksen työstään kymmenen minuutin välein, mutta kuka se on, on jokaisen arvailla. Kaivostyöläiset yhdistävät toisiaan lisätäkseen mahdollisuuksiaan louhia lohkoja, mikä tuottaa transaktiomaksuja ja rajoitetun ajan palkinnon äskettäin luotuista bitcoineista.

Työn todistaminen tekee lohkoketjun minkä tahansa osan muuttamisen erittäin vaikeaksi, koska tällainen muutos edellyttäisi kaikkien myöhempien lohkojen uudelleen louhimista. Se myös vaikeuttaa käyttäjän tai käyttäjäjoukon monopolisointia verkon laskentatehoa varten, koska tiivistystoimintojen suorittamiseen tarvittavat koneet ja teho ovat kalliita.