В этой статье я начну понемногу раскрывать все секреты и нюансы криптовалют. Понемногу потому, что информации много и многие ее части изобилуют терминами и другими непонятными для многих словами. Я же постараюсь уделить внимание каждому моменту. Вообщем я постараюсь сделать так чтобы вы все поняли.
Я сам когда влился в эту тему много источников перелапатил прежде чем смог найти достойный материал объясняющий сложные моменты работы криптовалют.
Итак, что же такое криптовалюта и зачем она была создана ?
Как следует из названия, криптовалюта – это платежные средства в цифровом формате и созданные на основе методов криптографии. Если совсем по простому – шифрование данных.
Основные особенности криптовалют:
1. Полная децентрализованность валютной системы. Все транзакции, включая выпуск новой денежной единицы, фиксируются в общей истории, доступной каждому пользователю. При желании можно проследить путь каждой единицы до момента её появления. Именно поэтому криптовалюту невозможно подделать, как нельзя полностью удалить историю транзакций, поскольку она одновременно сохраняется на компьютерах и серверах миллионов пользователей по всему миру;
2. Полная анонимность операций. Всё, что знают о вас другие пользователи, – это набор символов, номер кошелька, зарегистрированного неким анонимом;
3. Ограниченность в объёмах. Криптовалюты конечны. К примеру, биткоинам отмеряют срок жизни до 2131 года. Это определяет ограничения на скорость их выпуска и значительная ресурсозатратность создания новых валютных единиц;
4. Минимальная комиссия за проведение операций за счёт отсутствия механизма посредничества в рамках оборота криптовалюты.
С чего все началось ?
Основу криптовалют заложил Сатоси Накамото в 2009 году. Аноним, за которым, предположительно, скрывается целая команда разработчиков. Хотя идею криптовалюты «b-money» описал еще Вэй Дай в 1998 году. Но создал первую криптовалюту Биткоин и менно Сатоси Накамото. В след за этим появились и новые термины такие как манинг (добыча валюты), майнер (непосредственно добытчик).
Вслед за за этим стали появляться и другие криптовалюты и сейчас их уже больше десятка. О них мы тоже поговорим, но я рассмотрю их отдельной темой. Так каждое ответвление очень обширное и чтобы его подробно рассмотреть и понять нужно иметь уже базовые знания.
Как это работает ?
Криптовалютная сеть состоит из компьютеров добровольцев, которые могут (но не обязаны) предоставлять для нужд сети вычислительную мощность своего оборудования. Человек, загрузивший свой компьютер работой на благо сети, носит гордое имя «майнер».
В двух словах: майнеры проверяют правомерность транзакций и подтверждают их, заключая соответствующую информацию в блоки.
Теперь рассмотрим все это на пальцах:
В начале будет сложно, но постарайтесь вчитываться и запомнить термины которые будут встречаться. Чем мы будем продвигаться тем понятнее будет становиться.
«Пусть Алиса посылает Бобу одну монету. Клиент (программа, позволяющая посылать монеты) Алисы передаёт в сеть информацию: адрес N хочет передать на адрес M сумму X. Информация эта не направлена кому-то в отдельности, её может получить каждый майнер. Далее, майнер собирает информацию о свежих транзакциях и пытается найти блок. Что скрывается за этими словами?
У каждой транзакции есть идентификатор — в первом приближении, хэш от полей «откуда», «куда», «сколько». В каждый момент времени каждому участнику сети известен последний на данный момент блок и его хэш-идентификатор. Майнер соединяет хэши всех известных ему свежих транзакций, хэш предыдущего блока и ещё кое-что в «заготовку» для блока и вычисляет от всего этого хэш.
Блок считается найденным, если его хэш меньше заданного числа. (Это самая важная строчка, её рекомендуется перечитать несколько раз.)»
И вот чтобы этого добиться есть лишь один способ: подставлять все подряд числа в качестве «ещё кое-чего» (по-умному — в поле «nonce») и проверять. Не подошло? Попробовать другой nonce. Как, снова не вышло? Ничего не поделаешь, придётся перебрать ещё несколько вариантов…
Например сейчас для Bitcoin это «несколько» составляет десятки миллиардов миллиардов.
И вот — эврика! — нашлось магическое число, которое при подстановке в поле «nonce» даёт нужный хэш. Информация новом блоке отправляется в сеть. Другие майнеры проверяют, действительно ли блок найден (что в сравнении с нахождением блока практически не требует затрат) и рассматривают уже его в качестве последнего. Так выстраивается цепочка блоков (blockchain), хранящая информацию о транзакциях. Обратите внимание, эта последовательность хронологическая по определению! Ведь каждый блок включает в себя хэш предыдущего блока, что доказывает, что предыдущий блок был найден раньше. Соответственно, все транзакции в блоке N гарантировано произошли раньше, чем все транзакции в блоке N+1.
Казалось бы, а какой резон майнерам грузить свои компьютерные мощности перебирать никому ненужный код ? А дело в том, что при создании блока автоматически создаётся транзакция «ниоткуда», награждающая отличившегося майнера. Размер вознаграждения уменьшается вдвое каждые примерно четыре года, а значит, объём монет в обращении не может превысить заранее известный. Таким (гениальным!) образом решены сразу две проблемы:
1. участники получают мотивацию поддерживать сеть, причём награда прямо пропорциональна вложениям в оборудование (чем мощнее компьютер, тем больше хэшей в секунду он вычисляет, тем больше вероятность, что он опередит всех в погоне за очередным блоком);
2. элегантно и абсолютно честно решается проблема эмиссии (Кому должны доставаться свеженапечатаные деньги? Правильно: тем, кто сделал больше всех для поддержания всей системы!).
Отметим ещё один важный аспект: майнер включает в блок не всё подряд. Свежие транзакции проверяются, и если в кошельке отправителя недостаточно средств, в блок транзакция не попадёт. Путь каждой монеты можно проследить вплоть до момента её создания. Если монета не является вознаграждением майнеру за один из предыдущих блоков (другого способа эмиссии не существует!), транзакции с её участием никогда не будут подтверждены. Именно поэтому принципиально невозможно напечатать себе сколько угодно биткоинов, несмотря на то, что, действительно, это всего лишь последовательность бит. Последовательность можно скопировать, да вот только потратить фальшивку сеть не позволит.
Теперь переходим к вопросу о том почему правильным считается не любой хэш, а лишь хэш определённого вида?
Причина в том, что без ограничения скорости нахождения блоков криптовалюта существовать не может. Сеть глобального масштаба, рассчитанная на тысячи транзакций в секунду (уровень Visa), не может строиться на предположении, что все участники сети мгновенно и одновременно будут получать информацию о транзакциях со всего мира. На это нужны секунды, а то и минуты. Требуется время и на то, чтобы майнеры пришли к консенсусу о том, какой блок считать последним. Если блоки будут появляться каждую секунду, транзакции просто не будут успевать в них попадать. Более того, одним из ключевых свойств — принципиальной ограниченностью эмиссии — криптовалюты обязаны именно механизму изменяющейся сложности нахождения блоков.
Действительно, а что будет, если кто-то купит очень мощный компьютер и будет щёлкать блоки, как орешки, хоть каждую секунду? Мало ли сколько хэшей можно за секунду перебрать при достаточном количестве компьютеров и электроэнергии. Ан нет, номер не пройдёт. Каждые 2016 блоков сеть автоматически меняет цель (target) — число, с которым сравнивается хэш-кандидат. Если майнеры массово закупились дорогим оборудованием и стали находить блоки в среднем чаще, чем раз в 10 минут, находить их становится сложнее. Если, наоборот, многие разочаровались в криптовалюте и перестали майнить, находить блоки становится легче. Система саморегулируется.
(график изменения сложности криптовалюты номер два — Litecoin)
Но что же будет, если два майнера одновременно найдут два разных блока? Ведь информация, из которой собирается блок, у разных майнеров разная (кому-то успели дойти одни транзакции, кому-то другие), а мы знаем, что поменяй хоть один бит — хэш изменится до неузнаваемости. В конце концов, даже для идентичных входных данных могут существовать два разных nonce, дающих подходящий результат. Какой из блоков в такой ситуации считать правильным?
Этот и другие вопросы мы рассмотрим в следующих статьях. Где я буду стараться все глубже и глубже раскрывать тему криптовалют, пока последний элемент мозаики не встанет на свое место и не придет полное понимание и осмысление принципа работы.
В написании этой статьи использовались следующие источники:
1. http://serj-nickel.livejournal.com/331126.html
2. http://brokers.ru/articles/article/interesno-o-kriptovalyute#.VJLP3R8r-jQ
3. немного википедии.
Я перечитал множество форумов и других сайтов прежде чем смог более менее адекватно воспринять то что мне пытались объяснить техническим языком.
Всем удачи и до встречи в следующем выпуске.
