Ako blokový reťazec zabráni zdvojnásobeniu výdavkov na bitcoiny?

Jednou z primárnych obáv každého vývojára kryptomien je problém dvojité míňanie. Toto sa týka výskytu toho, ako jednotlivec utratí zostatok tejto kryptomeny viac ako raz, čím sa efektívne vytvorí a rozdiel medzi záznamom o výdavkoch a množstvom dostupnej kryptomeny a spôsobom, akým je distribuovaný.

Problém dvojitých výdavkov je problém, ktorý hotovosť nemá; ak zaplatíte za sendvič sumou 10 dolárov a odovzdaním faktúry výrobcovi sendviča, nemôžete sa obrátiť a minúť tých istých 10 dolárov inde. Transakcia využívajúca digitálnu menu, ako je bitcoin, však prebieha úplne digitálne. To znamená, že je možné skopírovať detaily transakcie a znova ich vysielať tak, aby jeden vlastník mohol viackrát minúť rovnaké BTC. Ďalej sa pozrieme na to, ako sa vývojári kryptomien poistili, že k dvojitým výdavkom nemôže dôjsť.

Pochopenie blockchainu

Blockchain, ktorý je súčasťou digitálnej meny, ako je bitcoin, nie je schopný sám zabrániť dvojitým výdavkom. Všetky rôzne transakcie zahŕňajúce príslušnú kryptomenu sú skôr zaúčtované na blockchain, kde sú oddelene overené a chránené potvrdzovacím procesom. V prípade bitcoinu a mnohých ďalších kryptomien sa transakcie, ktoré boli týmto spôsobom potvrdené, stávajú nevratnými; sú zverejňované a udržiavané trvalo.

Bitcoin bol prvou hlavnou digitálnou menou, ktorá vyriešila problém dvojitých výdavkov. Urobilo to implementáciou tohto potvrdzovacieho mechanizmu a zachovaním spoločného, ​​univerzálneho systému účtovných kníh. Bitcoinový blockchain si týmto spôsobom uchováva záznamy o transakciách s časovou pečiatkou, ktoré sa datujú od založenia kryptomeny v roku 2009.

Pokiaľ ide o bitcoíny, „blok"je súbor trvalo zaznamenaných údajov. Všetky nedávne transakcie sú zapísané do blokov, podobne ako kniha akcií na burze. Informácie z blokov sa pridávajú do knihy každých niekoľko minút; všetky uzly v sieti uchovávajú kópiu knihy blockchain. Používatelia môžu navigovať v blockchaine pre bitcoiny a kontrolovať transakcie iba z hľadiska množstva. Podrobnosti o identite kupujúceho a predávajúceho v akejkoľvek transakcii sú chránené šifrovaním na vysokej úrovni, ktoré tiež chráni účtovnú knihu pred falšovaním vonkajšími zdrojmi. Keď sa aktualizuje kniha blockchainu, aktualizujú sa aj všetky bitcoinové peňaženky.

Riešenie dvojitých výdavkov

Predstavte si, že máte 1 BTC a pokúsite sa ho minúť dvakrát v dvoch oddelených transakciách. Môžete sa o to pokúsiť odoslaním rovnakých BTC na dve samostatné adresy bitcoinovej peňaženky. Obe tieto transakcie potom prejdú do skupiny nepotvrdených transakcií. Prvá transakcia by bola schválená prostredníctvom mechanizmu potvrdenia a potom overená v nasledujúcom bloku. Druhá transakcia by však bola procesom potvrdenia uznaná za neplatnú a nebola by overená. Ak sú obe transakcie vytiahnuté zo skupiny na potvrdenie súčasne, transakcia s najvyšší počet potvrdení bude zahrnutých do blockchainu, zatiaľ čo druhé bude vyradené.

Aj keď sa to účinne zaoberá otázkou dvojitých výdavkov, nie je to bez problémov. Napríklad zamýšľaný príjemca druhej (neúspešnej) transakcie by sa nemal podieľať na samotnej transakcii, ktorá zlyhala, a napriek tomu by táto osoba nedostala bitcoin, ktorý očakávala. Mnoho obchodníkov čaká na najmenej 6 potvrdení transakcie (to znamená, že po príslušnej transakcii bolo do blockchainu pridaných šesť nasledujúcich blokov transakcií). V tomto mieste môže obchodník bezpečne predpokladať, že transakcia je platná.

V tomto systéme zostávajú ďalšie zraniteľné miesta, ktoré by mohli umožniť útoky s dvojnásobným výdavkom. Ak napríklad útočník je nejakým spôsobom schopný ovládať najmenej 51% celkovej kapacity siete, môžu spáchať dvojnásobné výdavky. Ak by bol útočník nejako schopný získať kontrolu nad touto veľkou výpočtovou silou, mohol by zvrátiť transakcie a vytvoriť samostatný súkromný blockchain. Rýchly rast bitcoinu však prakticky zaistil, že tento typ útoku je nemožný.

Vysvetlený dôkaz o práci a „ťažbe“

Teraz poďme trochu technickejšie. Spôsob, akým používatelia v praxi odhaľujú neoprávnené zásahy, ako napríklad pokus o dvojnásobné výdavky, je prostredníctvom hash, dlhé reťazce čísel, ktoré slúžia ako dôkaz práce (PoW). Dajte danú množinu údajov hašovacou funkciou (bitcoin používa SHA-256) a bude generovať iba jeden hash. V dôsledku „lavínového efektu“ však aj malá zmena akejkoľvek časti pôvodných údajov povedie k úplne nerozpoznateľnému hašovaniu. Bez ohľadu na veľkosť pôvodného súboru údajov bude hash generovaný danou funkciou rovnako dlhý. Hash je jednosmerná funkcia: nemožno ho použiť na získanie pôvodných údajov, iba na kontrolu, či sa údaje, ktoré vygenerovali hash, zhodujú s pôvodnými údajmi.

Generovanie akéhokoľvek hash pre skupinu bitcoinových transakcií by bolo pre moderný počítač triviálne, takže aby ste proces do „práce“, bitcoinová sieť stanovuje určitý stupeň „náročnosti“. Toto nastavenie je upravené tak, aby vznikol nový blok je "vyťažené" - pridané do blockchainu generovaním platného hashu - približne každých 10 minút. Nastavenie obtiažnosti sa dosiahne zavedením a „cieľ“ pre hash: čím nižší je cieľ, tým menšia je množina platných hashov a je ťažšie ho vytvoriť. V praxi to znamená hash, ktorý začína dlhým reťazcom núl: hash pre blok #429818 je napríklad 000000000000000004dd3426129639082239efd583b5273b1bd75e8d78ff2e8d. Tento blok obsahuje 2 012 transakcií zahŕňajúcich niečo viac ako 1 000 bitcoinov, ako aj hlavičku predchádzajúceho bloku. Ak by používateľ zmenil jednu čiastku transakcie o 0,0001 bitcoinu, výsledný hash by bol nerozpoznateľný a sieť by podvod odmietla.

Keďže daná skupina údajov môže generovať iba jeden hash, ako môžu baníci zabezpečiť, aby generovali hash pod cieľom? Zmenia vstup pridaním celého čísla nazývaného a nonce („číslo použité raz“). Akonáhle je nájdený platný hash, je odoslaný do siete a blok je pridaný do blockchainu.

Ťažba je súťažný proces, ale je to viac lotéria ako preteky. V priemere niekto vygeneruje prijateľný dôkaz o práci každých desať minút, ale kto to bude, to si môže každý domyslieť. Baníci sa združujú, aby zvýšili svoje šance na ťažobné bloky, ktoré generujú transakčné poplatky a na obmedzený čas odmenu za novovytvorené bitcoiny.

Dôkaz práce veľmi sťažuje zmenu akéhokoľvek aspektu blockchainu, pretože takáto zmena by vyžadovala opätovné vyťaženie všetkých nasledujúcich blokov. Užívateľovi alebo skupine užívateľov tiež sťažuje monopolizáciu výpočtového výkonu siete, pretože stroje a výkon potrebný na dokončenie hashovacích funkcií sú drahé.