Биткоины и все о них. Преимущества и недостатки криптовалюты

В этой публикации я расскажу вам о том, что такое биткоин , как он появился, что такое майнинг биткоинов, как получить биткоины, от чего зависит курс биткоина, а также много других интересных фактов об этой криптовалюте.

Еще 8 лет назад биткоина не существовало. Когда он только появился, о нем никто ничего не знал, кроме небольшой группы разработчиков. За несколько лет биткоин набрал сумасшедшую популярность, и позволил многим людям заработать реально огромные деньги. Но затем курс биткоина достаточно сильно упал.

На сегодняшний день существует уже огромное количество интернет-сайтов, посвященных биткоину, функционируют биржи криптовалют, на которых можно купить и продать биткоины так же, как и любой другой биржевой актив, обменные сервисы, позволяющие обменять биткоин на любую валюту или . Что такое биткоин, и с чем связана такая его популярность – об этом далее.

Что такое биткоин?

Биткоин – это первая и самая популярная криптовалюта, не имеющая единого центра эмиссии и позволяющая совершать любые операции анонимно, без идентификации пользователя.

Термин “биткоин” заимствован из английского языка (bitcoin) и образовался путем слияния двух слов: bit (минимальная единица компьютерной памяти) и coin (монета).

Как и другие , биткоины “добываются” путем майнинга – использования компьютерных мощностей, производящих сложные вычислительные операции. Единственная ценность, которой подкреплены биткоины – это и есть производительность вычислительных систем. У этой криптовалюты нет никаких центральных органов управления, их заменяет криптография: биткоины добываются всеми желающими по всему миру, и ровно столько, сколько позволяют мощности их компьютеров.

Биткоин имеет некие сходства с электронными деньгами, но принципы полной анонимности, отсутствия контроля и ограниченного выпуска отличают его от работы электронных платежных систем.

Количество выпущенных в обращение биткоинов может быть ограничено. Сейчас планируется “добыть” всего 21 млн. единиц этой криптовалюты, однако, этот показательмогут пересмотреть. Рассчитано, что такое количество биткоинов планируется добыть до 2033 года.

1 биткоин делится на дробные части, минимальная из которых составляет 0,00000001 биткоина (одна стомиллионная часть, число с 8 знаками после запятой). Минимальную единицу биткоина часто называют Сатоши – в честь основателя этой криптовалюты. Таким образом, 1 биткоин = 100 млн сатоши.

В 2011 году американская компания выпустила наличные биткоины в виде монет нескольких номиналов и позолоченных слитков, которые стали предметом коллекционирования и по сей день представляют большую инвестиционную ценность.

Создатель биткоина.

Создателем биткоина считается японский программист Сатоши Накамото, который в 2009 году впервые опубликовал принцип и доказательство работы этой криптовалюты в своей почтовой рассылке. А первые упоминания о криптовалютах как новой альтернативной системе расчетов принадлежат японцу по имени Вей Дай и датируются 1998 годом.

Сатоши Накамото – достаточно завуалированная личность, вполне вероятно, что это даже псевдоним, под которым скрывается целая команда разработчиков. Никто точно не знает, действительно ли создателя биткоина звали Сатоши Накамото, действительно ли есть такой человек, действительно ли он жил в Японии и т.д. К примеру, вызывает сомнения тот факт, что все описание биткоина было выложено на чистом английском языке, а на японском не было ни слова.

Впрочем, в конце 2010 года тот, кто называл себя Сатоши Накамото, заявил о полном уходе от работы над концепцией биткоина, и далее система продолжила развиваться без его участия.

На самом деле, не так важно, кто является создателем биткоина, поскольку никаких управленческих функций по организации работы этой системы он на себя не брал. Код биткоина и его программное обеспечение находятся в открытом доступе, любой желающий может ими пользоваться и даже вносить свои изменения.

На сегодняшний день контроль над биткоином не осуществляет никто.

Хотя теоретически многие государства и частные компании могли бы взять под контроль если не майнинг, то все биткоины, находящиеся в обращении, скупив выпущенные на текущий момент монеты (их стоимость составляет пока всего несколько миллиардов долларов). Но фактически вряд ли кто-то прибегнет к этому, поскольку в этом случае стоимость биткоина сильно упадет, и покупатель окажется в огромных убытках.

Как работает биткоин?

Сеть биткоин основана на так называемом “блокчейне” (цепочке блоков) и представляет собой публичный регистр, хранящий данные обо всех транзакциях системы. Все транзакции защищены электронными подписями пользователей – участников сети, добывающих биткоины и/или производящих с ними любые операции.

Для простого пользователя, не желающего вникать в технологические процессы, происходящие внутри сети биткоин, эта система работает аналогично любой электронной платежной системе, например, . То есть, такой же электронный кошелек, по которому можно осуществлять определенные операции, ввод-вывод, с той лишь разницей, что биткоины можно получить не только в качестве оплаты или путем обмена какой-то валюты, но и путем майнинга – самостоятельной добычи.

Возможности биткоина.

Первоначально биткоин был очень локальной криптовалютой, используемой только ограниченным кругом людей, которые стояли у истоков его основания. Но затем за несколько лет превратился в гигантскую масштабную систему, охватывающую весь мир.

На сегодняшний день операции с биткоином проводят не только на множестве бирж, обменников и других ресурсов в интернете, но и во многих оффлайн-компаниях: магазинах, сервисных центрах и даже госучреждениях. Так, например, в США известны случаи выдачи зарплаты госслужащим в биткоинах, биткоин принимают к оплате во многих ресторанах, отелях, магазинах в ряде стран мира.

В некоторых азиатских странах биткоины достаточно активно используются как альтернатива банковским счетам и пластиковым картам, поскольку банковское обслуживание в этих странах очень дорогое.

В России, Украине и других постсоветских странах биткоин еще не получил широкого оффлайн-распространения, хотя в интернет-сфере используется достаточно активно. Мало того, в России, например, планируют вообще запретить операции с биткоином, называя его “денежным суррогатом” – об этом есть соответствующий законопроект, который пока не принят. Тем не менее, сейчас в Москве и Санкт-Петербурге есть несколько известных заведений (рестораны, гостиницы), которые пока продолжают принимать к оплате биткоин.

В целом, возможности биткоина на текущий момент постоянно расширяются и растут.

Где взять биткоины?

Получить биткоины можно четырьмя способами:

1. В качестве оплаты за какие-либо товары или услуги (например, расплатиться биткоинами с вами могут на некоторых , на сайтах, называемых “краны биткоина”, где можно выполнять определенные работы за биткоины).

2. Купить биткоины в обменниках криптовалют за наличные или безналичные деньги, средства электронных платежных систем (т.н. ввод биткоинов).

3. Купить биткоины напрямую у другого владельца (это выгоднее, поскольку не придется платить комиссию обменного пункта, которая может оказаться немалой – до 5% и более). Таких владельцев можно найти на форумах и сайтах, посвященных биткоину.

4. Самостоятельная добыча (майнинг) биткоинов. На компьютер пользователя устанавливается специальное программное обеспечение, которое вносит свой вклад в вычислительные процессы общей сети биткоина и генерирует криптовалюту для своего хозяина.

Популярность биткоина.

Популярность биткоина обусловлена, прежде всего, большими возможностями для спекулятивных заработков. Однако, именно этот фактор, одновременно, может стать губительным для всей системы.

Рассмотрим 2 очень показательных примера.

Пример 1 . Студент из Норвегии в 2009 году купил 5000 биткоинов, потратив на операцию около 27 долларов. В 2013 году он продал эту сумму, выручив 885 тысяч долларов, то есть, увеличив свой капитал за 4 года почти в 33000 раз (!!!).

Пример 2 . В 2010 году впервые была произведена покупка реального товара за биткоины. Житель США купил 2 пиццы стоимостью 50 долларов за 10000 биткоинов. Когда в ноябре 2013 года курс биткоина достиг своего пика, этот человек написал в своем блоге душераздирающий пост о том, что если бы не “проел” свою криптовалюту, мог бы сейчас стать владельцем состояния в 9 млн. долларов.

Сумасшедший рост курса биткоина продолжался совсем недолго – всего пару месяцев – в октябре-ноябре 2013 года. За предыдущие 4 года курс биткоина поднялся до отметки около 100 долларов (причем, этот рост преимущественно пришелся на 2013 год), а за эти 2 месяца – он взлетел более чем до 1100 долларов за биткоин (в 11 раз).

Причиной этому послужил рост спекулятивного интереса к этой криптовалюте: действительно те, кто смог вовремя купить и вовремя продать биткоин, смогли заработать реально огромные деньги с небольших сумм.

Однако потом курс биткоина начал плавно падать, и на сегодняшний день опустился к отметкам около 250 долларов за биткоин. Но с учетом того, что первоначальная стоимость биткоина определялась затратами электроэнергии на его майнинг, можно делать вывод, что курс биткоина все равно чрезмерно высокий.

Другой важный момент, обеспечивающий популярность биткоина – это то, что биткоин, по сути, является выгодной и честной альтернативой , которую многие считают несправедливой и неэффективной.

Фактически, биткоин дает возможность каждому желающему производить деньги в равных условиях с другими, не зависеть от государства и его законов. Конечно же, такая идея находит поддержку у многих, что также обеспечивает популярность биткоина.

Может ли биткоин обесцениться?

Да, может, как и любой актив, любая валюта, находящаяся в свободном обращении. Если спрос на биткоин начнет падать, а предложение – увеличиваться, по рыночным законам курс биткоина начнет снижаться. И может упасть даже до нуля. Конечно же, для этого необходимы какие-то серьезные фундаментальные причины.

Важно также, что биткоин не подкреплен какими-то реальными деньгами и активами, кроме вычислительных мощностей, потраченных на его добычу (потрачены они уже в прошлом, и больше их нет). Впрочем, то же самое в большой степени сегодня можно сказать и о любой реальной валюте, поскольку привязка эмиссии денег к золотому запасу, курсу доллара или чему-то еще отменена уже около 40 лет назад.

Наиболее важными причинами возможного обесценивания биткоина аналитики называют полное отсутствие его инфляции, и желание взять оборот криптовалют под государственный контроль.

Биткоин сегодня.

Сегодня биткоин продолжает свое развитие, число пользователей этой системы неуклонно растет. Популярность биткоина также породила создание других криптовалют, которые развиваются наряду с биткоином, но их популярность и возможности пока намного меньше.

В некоторых странах, в том числе в России, с биткоином начали бороться, объясняя это заботой о людях, предостережением их от вложения денег в “денежные суррогаты” и возможной их потери, в случае если наступит крах биткоина. Однако, на самом деле, такая борьба, вероятнее всего, вызвана желанием сконцентрировать функции денежной эмиссии, а значит – и власть, в руках государства и не допустить образования альтернативных источников эмиссии платежных средств, тем более, не подвергающихся никакому государственному регулированию.

Тем не менее, физически запретить операции с биткоинами в интернете практически невозможно. Можно ограничить их обмен на реальные деньги, запретив деятельность таких обменников, но чтобы запретить добычу биткоинов, потребуется возможность доступа к каждому компьютерному устройству, что пока запрещено законодательством большинства стран, как вмешательство в личную жизнь.

Вы получили некоторое представление о том, что такое биткоин, откуда он берется, как используется, чем обусловлена его популярность и рост курса. В дальнейших публикациях на я еще буду возвращаться к этой достаточно интересной и заслуживающей внимание теме. Оставайтесь с нами и до новых встреч!

Если вы читаете эту статью – несложно догадаться, что вас привел сюда интерес к самой громкой инновации финансового мира за последние годы – криптовалютам, и в первую очередь биткоину. Давайте разберемся, что такое биткоин и почему о нем столько разговоров. Причем не только в соцсетях и на форумах, но и в центробанках, специальных комитетах и правительствах многих стран мира. Присоединиться к сообществу и начать пользоваться новыми цифровыми деньгами .

Термин "криптовалюта" - прямой перевод английского "cryptocurrency", то есть виртуальная валюта, защищенная криптографией. В первую очередь, криптовалюта – это быстрая и надежная система платежей и денежных переводов, основанная на новейших технологиях и неподконтрольная ни одному правительству.

Bitcoin, Биткойн, Биткоин, BTC

Слово "Bitcoin" образовано в английском языке от "bit" – минимальная единица информации и "coin" – монета. Следуя правилам англо-русской транскрипции , этот термин нужно переводить на русский язык как "Биткойн" . Такое написание используют официальный сайт bitcoin.org , Bitcoin Wiki , Википедия , ЦБ РФ и другие ресурсы. До сих пор широко распространенный вариант "Биткоин " произошел от первого перевода интерфейса кошелька на основе прямой транслитерации.

Самое распространенное сокращение от Bitcoin – BTC – обычно применяется в биржевой торговле и статьях финансовой направленности. Кириллическое сокращение, БТК , в сообществе не прижилось.

Что такое Bitcoin? Это первая и самая известная из , символ и флагман криптовалютного мира, а также одноименная денежная единица, которая обращается внутри системы. Далее в этой статье мы расскажем, как работает криптовалюта, на примере Bitcoin.

В чем самая значимая особенность Биткойна с точки зрения экономики? Это цифровой товар с ограниченным предложением, его алгоритм устроен таким образом, что в системе может существовать максимум 21 миллион единиц, каждая из которых также называется "биткойн". График эмиссии определен программно и заранее известен. После того, как будут сгенерированы последние монеты, их количество не будет изменяться. Экономика Биткойна построена на дефляционной модели, которая вызывает опасения у многих экономистов. Но они не находят практического обоснования.

На самом деле, такого относительно небольшого количества монет вполне достаточно для повседневных расчётов, так как 1 биткойн делится на 100 000 000 частей, которые называются "сатоши", в честь создателя системы. Иногда используются понятия "миллибиткойн" (mBTC, одна тысячная) и "микробиткойн" (uBTC, одна миллионная).

График эмиссии биткоина

Биткойн начинался с концепции - документа , опубликованного 31 октября 2008 года таинственной личностью, работавшей под псевдонимом Сатоси Накамото (Satoshi Nakamoto). Кто является настоящим разработчиком, один это человек или группа – до сих пор неизвестно, несмотря на многочисленные журналистские расследования. С 3 января 2009 года берёт своё начало практическая реализация этой концепции в программном коде. В 18:45 по Гринвичу (22:45 МСК) 03.01.2009 был сгенерирован первый блок в сети, так называемый генезис-блок. Этот день считается днем рождения Биткойна и отмечается сообществом по всему миру.

В чем разница?

Особенности биткоина, отличающие его от других видов электронных и бумажных денег:

График сложности добычи Биткоина

Криптовалюты в жизни

Первоначально биткойны были востребованы только в среде математиков, криптографов, а также людей, очень сильно увлечённых компьютерными и сетевыми технологиями. Тогда биткойны служили просто доказательством того, что возможны электронные деньги, не имеющие гарантированного обеспечения. Скорее, их можно назвать электронным аналогом золота - как и золото, биткойн сложно добывать, его количество ограничено, а трудоёмкость добычи со временем только возрастает. Осенью 2009 года 1 BTC уже можно было купить за 0.8 цента. С этих пор началась история биржевой торговли, в которой было немало взлётов и падений, громких банкротств и успешных проектов. Сделки за биткойны сначала были редкими и эпизодическими. Первой и самой известной была покупка , которая состоялась в мае 2010 года (на тот момент эквивалент 25 $). С тех пор биржевой курс поднимался выше 1000 $ и падал обратно до 150 $, но это уже другая история...

На раннем этапе развития Биткойна его популярность создали и нелегальный онлайн-рынок Silk Road. Сейчас Bitcoin не зависит от одной биржи или пула, а с незаконной деятельностью в криптовалютах правоохранители научились бороться так же, как и с другими экономическими преступлениями.

Сегодня Bitcoin - современная цифровая валюта, которая прекрасно подходит для расчётов в сети Интернет. Всё больше магазинов в качестве одной из опций оплаты. Простота и удобство открытия счета в биткойнах привлекают к этой цифровой валюте всё больше людей из развивающихся стран. Во многих государствах Азии и Африки сеть Биткойн заменяет людям труднодоступное и дорогое банковское обслуживание. В развитых странах получили распространение POS-терминалы для расчётов биткойнами в магазинах, банкоматы для криптовалют, аппаратные кошельки для Биткойна. Возник настоящий бум стартапов, которые используют Bitcoin. Оказалось, что технология блокчейна подходит не только для финансовых расчётов, но и для распределённого хранения данных о различных активах. Уже существует несколько тысяч , созданных на основе Биткойна или с нуля.

Немного о политике

Отношение государств к криптовалютам очень разное. Есть как явное поощрение - в Японии, Австралии, Германии, Нидерландах, Новой Зеландии, Сингапуре, различных оффшорах, так и серьезные ограничения, способные перерасти и запретительные меры – это Индонезия, Китай, Украина. На прямые запреты решились только горячие латиноамериканцы в Боливии и Эквадоре.

Многие правительства выбрали линию наблюдения с осторожным оптимизмом – это большинство стран Евросоюза, Великобритания и Швейцария, федеральное правительство США, Канада и страны Юго-Восточной Азии. В большинстве развитых стран финансовое законодательство адаптируется для регулирования криптовалют, и вскоре этот вопрос будет решен.

Все большее количество сделок и денежных переводов во всем мире совершается с использованием сети интернет. Оплата коммунальных услуг, заказов в интернет-магазинах, пополнение счета мобильного телефона и даже перечисление заработной платы – это далеко не полный перечень финансовых операций, осуществляемых с использованием электронных денег.

Наиболее популярными платежными системами среди российских пользователей являются ЯндексДеньги и , успешно функционирующие на протяжении достаточно длительного периода времени. При этом не все знают, что в виртуальном мире существует собственная валюта под названием «Bitcoin». Биткоин – что это такое простыми словами, и как стать ее обладателем обычному пользователю интернета?

Bitcoin – как это работает?

Биткоин – это цифровая валюта, которая позволяет осуществлять любые финансовые операции без ограничений по территориальному, финансовому и другим признакам. Эта валюта не имеет привязки к определенной стране, а, следовательно, не подчиняется правилам, установленным законодательством конкретного государства, но при этом позволяет использовать ее в любой точке мира.

Курс биткоина не зависит от колебаний нефтяных котировок или цен на драгоценные металлы, решений, принятых руководством какой-либо страны и других факторов, которые играют весьма существенную роль при формировании курсов национальных валют.

Инновационная система взаиморасчетов между участниками товарооборота была создана в 2009 году неизвестным лицом (или группой лиц), работающим под псевдонимом Сатоси Накамото. Помимо самой валюты и алгоритма работы по осуществлению финансовых операций, разработчики создали специальное приложение, позволяющее максимально упростить процедуру перевода денежных средств.

Биткоин – это первая в мире платежная система, не зависящая от воздействия извне, т.е. не подчиняющаяся правилам и инструкциям, устанавливаемым различными банковскими и прочими посредническими организациями. Все операции производятся при участии двух сторон – продавца и покупателя, т.е. деньги поступают со счета одного на счет другого, минуя сторонние организации, взимающие за свое участие в переводах определенную комиссию. По сути, биткоин – это уникальный математический код, который постоянно меняется и не может быть использован дважды при осуществлении взаиморасчетов.

Курс биткоина обеспечивается спросом пользователей, имеющих кошелек в этой платежной системе. Теоретически валюта может обесцениться в том случае, если ее держатели начнут выводить хранящиеся деньги на кошельки других систем, однако в настоящее время такой исход маловероятен. Сейчас курс биткоина составляет 430 долларов за единицу криптовалюты, что свидетельствует о весьма высокой степени ее надежности.

Преимущества Bitcoin

Основными преимуществами платежной системы являются:

• ее независимость от влияния, оказываемого сторонними финансовыми организациями и государственными властями;
• возможность использования внутренней валюты системы в любой стране мира;
• абсолютная независимость от ;
• высокая степень защиты кошелька, на котором хранятся электронные средства;
• невозможность заморозки счета в системе по решению властей;
• отсутствие пошлин и комиссий при осуществлении переводов внутри системы.

Как получить биткоины?

Биткоин работает по следующему принципу: множество компьютеров, подключенных к системе по всему миру, обрабатывают транзакции в режиме реального времени. С интервалом в 10 минут некоторые машины, участвующие в гонке вычислений, становятся победителями, принося своему владельцу прибыль в виде виртуальных денег. Этот процесс называется майнингом, а используемые компьютеры – майнерами. Для того чтобы принять участие в процессе добычи денег таким способом, необходимо иметь сверхмощный сервер, обладающий серьезными техническими характеристиками. Кроме того, конкуренция между добытчиками криптовалюты постоянно усиливается, что приводит к снижению вероятности получения денег с помощью майнинга.

Существуют другие способы пополнения кошелька в системе Биткоин:

• покупка внутренней валюты за реальные или виртуальные деньги, используемые в других платежных системах;
• продажа потребителю товара или услуги за биткоины.

Итак, биткоин – это принципиально новая криптовалюта, используемая исключительно для расчетов в интернете, и не имеющая никакого обеспечения кроме пользовательского спроса. Создатель платежной системы, для расчетов в которой используются биткоины, до сих пор неизвестен.

Но это скорее новости. По комментариям заметно, что у многих людей, особенно не знакомых с Bitcoin напрямую, возникает много вопросов насчет принципов его работы. Также много догадок, зачастую неверных. Чтобы как-то прояснить ситуацию, было решено написать эту статью.

Настоящие деньги?

Первое место в списке главных заблуждений насчет Bitcoin занимает идея о том, что Bitcoin это очередные «бумажки», пускай и электронные, которые лишь представляют «настоящие» деньги, являются эдакими долговыми расписками. Отсюда берет начало большинство остальных заблуждений: раз это бумажки, то они ничего не стоят; их можно напечатать или уничтожить сколько угодно; их можно подделать; их можно скопировать.

Повторюсь - все это не более, чем заблуждения. В основе идеи Bitcoin лежало желание создать не очередные «бумажки», которые представляют реальные деньги, такие как золото, а аналог самого золота. Взять те свойства золота, благодаря которым оно является идеальными деньгами, и сделать электронную валюту на их основе.

Сложность добычи

Золото нельзя скопировать - его можно только добыть. Но это очень затратный процесс как по времени, так и по ресурсам. Частично из-за этого золото ценится так высоко. Чтобы было понятнее, рассмотрим на примере.

Допустим человек весь день усердно добывал золото и добыл в итоге 1 кг. Для него стоимость добытого золота равна одному дню усердной работы. После тяжелого рабочего дня он решил отдохнуть и сходить в кинотеатр. По счастливому совпаденью кассир отдавал билеты в обмен на золото. Почему? Потому что кассиру нравится золото, но не нравится весь день работать с киркой. Поэтому он готов оказать услугу - отдать билет - в обмен на 1 кг золота. Фактически же он обменивает свою услугу на один день тяжелой работы.

Теперь представим другую ситуацию. Изобрели копир, который работает с золотом. И любой человек может за минуту из одного 1 кг золота сделать 10 кг. В данной ситуации кассир уже не будет обменивать билеты на золото, так как теперь он сам легко сможет его напечатать столько, сколько захочется. Золото перестанет иметь какую-либо ценность и его уже нельзя будет использовать в качестве денег.

В Bitcoin процесс добычи монеток тоже требует ресурсов и времени. Но в данном случае это не человеческие ресурсы, а компьютерные.

Условно ограниченный ресурс

Чем дольше добывается золото, тем труднее (затратнее по ресурсам) становится его добывать. Это гарантирует, что инфляция будет под контролем.

В Bitcoin похожее поведение достигается путем введения функции скорости суммарно добываемых монеток от времени. Эта функция обратно пропорциональная, т. е. скорость со временем падает и стремится к нулю. Если взять интеграл этой функции по времени, то получится экспонента. Приблизительно такая:

Здесь видно, что общее число монеток стремится к 21 000 000. Подробности работы Bitcoin будут рассмотрены далее. А пока нужно знать две вещи: монетки появляются в системе пачками приблизительно каждые 10 минут, количество монеток в одной пачке - 50, и оно уменьшается вдвое каждые 4 года.

Материальность

Это уже свойство не столько золота, сколько любой не электронной валюты. Один слиток золота нельзя дважды обменять на услугу или товар. Т. е. в один момент времени он может быть либо у продавца, либо у покупателя.

Такое поведение естесственно для материальной валюты, но не для электронной. Чтобы добиться такого поведения виртуальных денег, нужно приложить немало смекалки. В Bitcoin это поведение обеспечено механизмом транзакций. Все транзакции объеденяются в цепочки. Каждая транзакция берет монетки из одной или нескольких существующих транзакций и указывает, кому они предназначаются. Поэтому всегда можно проверить всю цепочку на валидность.

Сложность добычи, ограниченный ресурс, материальность - эти свойства, плюс использование криптографии для обеспечения безопасности, позволяют использовать Bitcoin в качестве денег. На них основано ядро Bitcoin. Это не просто договоренности. Все они заложены в системе by design, и по-другому она работать не будет. Настало время рассмотреть этот самый дизайн.

Цепочка блоков

Любая электронная платежная система должна где-то и как-то хранить транзакции. В Bitcoin вся информация хранится в цепочке блоков. Блоки передаются в формате JSON. Каждый блок содержит заголовок и список транзакций. Заголовок состоит из нескольких свойств, среди которых есть хэш предыдущего блока. Таким образом вся цепочка блоков хранит все транзакции за все время работы Bitcoin.

В текущих версиях программы Bitcoin цепочка блоков скачивается целиком каждым клиентом, что делает систему полностью децентрализованной. Данные никак не шифруются и любой может вручную проследить все транзакции. Существует даже специальный сайт - Bitcoin Block Explorer , на котором можно легко посмотреть всю информацию о блоках и транзакциях.

На момент написания статьи количество блоков в цепочке было равно 110 968, и, как я уже говорил ранее, это количество приблизительно через каждые 10 минут увеличивается на 1. Это значит, что кто-то из участников смог создать новый блок.

Кстати говоря, все участники делятся на две группы: на тех, кто работает над новым блоком и кто не работает. По статистике эти группы соотносятся как 1 к 3. Зачем вообще создавать блоки, да еще каждые 10 минут? В блоках записываются транзакции. Каждый блок содержит все транзакции, которые проходили во время его создания, т. е. за 10 минут.

Работает это следующим образом. Один из клиентов создает новую транзакцию и рассылает ее другим клиентам, которые заняты генерацией блока. Они добавляют эту транзакцию к своему блоку и продолжают генерацию. Рано или поздно у кого-то получится сгенерировать блок. Такой блок запечатывается (к нему больше не добавляются транзакции) и рассылается по сети. Далее клиенты проверяют блок и транзакции внутри него на валидность. Если никаких проблем нет, то транзакции считаются одобренными. К этому моменту свежий блок уже доехал до каждого клиента и добавлен в цепочку. После этого процесс повторяется - клиенты начинают генерировать очередной блок и собирать в него новые транзакции.

Блок

Рассмотрим содержимое блока и процесс его генерации более подробно. Пример блока можно найти на все том же Bitcoin Block Explorer . Блок состоит из заголовка и списка транцакций. Заголовок состоит из следующих свойств:

hash - SHA-256 хэш заголовка блока. Такой хэш является достаточно случайным, а время его вычисления предсказуемо. Хочу заметить, что хэшируется только заголовок, без транзакций. Так что число транзакций не будет сильно влиять на время вычисления хэша.

ver - Версия схемы блока. На данный момент у всех блоков одна версия - 1.

prev_block - Хэш предыдущего блока в цепочке. Благодаря этому свойству цепочку нельзя подделать, заменив в ней один из блоков, так как хэш блока всегда зависит от хэша предыдущего блока в цепочке. Изменив один из блоков, придется пересоздавать все последующие.

mrkl_root - Merkle root - список хэшей транзакций. Хэш блока должен обязательно зависеть от транзакций, чтобы их нельзя было подделать. Но вычислять его напрямую будет долго, если количество транзакций велико. Поэтому сначала хэшируются сами транзакции, а затем их хэши используются для вычисления хэша всего блока.

Может показаться абсурдным - зачем дважды вычислять хэш одного и того же. Но дело в том, что хэш транзакций обновляется только при добавлении к блоку новой транзакции, а хэш заголовка блока пересчитывается несколько тысяч раз в секунду. К тому же, чем ближе размер заголовка в константе, тем точнее можно предсказать время вычисления его хэша.

time - uint32_t представляющее время создания блока. Максимально допустимый год - 2106.

bits - Одно из самых важных свойств. Является сокращенной формой целевого значения хэша. Блок считается сгенерированным (валидным), когда его хэш меньше этого целевого значения. Целевое значение определяет сложность создания блока. Чем оно меньше, тем меньше вероятность подобрать подходящий хэш за одну итерацию. Это свойство обновляется каждые две недели.

Происходит это следующим образом. Подсчитывается число сгенерированных блоков за последние две недели и сравнивается с эталоном (1 блок каждые 10 минут). Если блоков слишком много, то сложность увеличивается. Если блоков слишком мало - уменьшается. Таким образом система адаптируется к увеличению числа пользователей и, как следствие, суммарной мощности их компьютеров.

nonce - Число, которое, начиная с нуля, инкрементируется после каждой итерации вычисления хэша. Собственно, так и происходит перебор, пока хэш не будет меньше целевого значения. Чтобы каждый новый хэш отличался от предыдущего, должно отличаться хотя бы одно из свойств заголовка блока.

Например, версия никогда не меняется. Хэш предыдущего блока обновляется тогда, когда кто-нибудь нас опередит и сгенерирует новый блок. Merkle root обновляется при добавлении транзакции. Время - каждые несколько секунд. Bits (целевое значение, сложность) - каждые две недели. Все это слишком долго. Чтобы не ждать, пока обновится одно из свойств и существует nonce.

Рассмотрим гипотетическую ситуацию. Все значения nonce были проверены и ни одно из них не подходит. За это время ни одно другое свойство не изменилось. Происходит переполнение nonce и оно снова начинается с нуля. Получается, что далее хэши будут повторяться. Чтобы избежать подобных ситуаций, после переполнения nonce, меняется специальное свойство одной из транзакций. После этого обновляется Merkle root и хэши заголовка блока уже не будут повторяться.

n_tx - Количество транзакций в списке.

size - Размер блока в байтах.

Транзакции

Транзакции содержатся в блоках в виде списка. Они, также как и блоки, выстраиваются в цепочки. Каждая транзакция должна указать, откуда она берет деньги (из какой существующей транзакции), и куда направляет.

Для указания адресата используется его публичный ключ. Чтобы адресат мог использовать полученные деньги, он должен создать новую транзакцию, которая будет брать деньги с предыдущей и перенаправлять их по другому адресу. Чтобы доказать, что человек использует для перевода именно свои деньги, а не чужие, он должен оставить в своей транзакции свою цифровую подпись. Тогда в любой момент времени можно удостоверится, что все транзакции в системе являются валидными.

На практике все это реализовано с помощью следующих свойств:

hash - Хэш всей транзакции. Получается, что транзакции хешируются дважды. Первый раз во время вычисления хэша транзакции. Второй раз во время вычисления хэша блока. Кроме того каждый блок ссылается на хэш предыдущего блока, а каждая транзакция - на хэш предыдущей транзакции (или транзакций). Если изменить транзакцию и каким-то чудом ее хэш не поломается, то поломаются все остальные хэши и измененная цепочка блоков будет отвергнута всеми клиентами.

ver - Версия схемы транзакции. Пока она ни разу не менялась, так что везде равна 1.

vin_sz - Количество предыдущих транзакций, из которых деньги переводятся на новые адреса. Одна или более.

vout_sz - Количество адресов, на которые переводятся деньги. Один или более.

lock_time - Пока не используется и везде равно 0. Идея в том, чтобы создавать отложенные транзакции, чтобы они добавлялись не в текущий генерируемый блок, а, например, в слещующий. Подразумевается, что в этом свойстве указано количество блоков, которые должна пропустить транзакция перед добавлением. Это дает возможность в течении некоторого времени изменить транзакцию и переподписать ее.

size - Размер транзакции в байтах. Подразумевается размер транзакции в формате JSON.

in - Содержит список входов (источников) транзакции. В качестве входов используются выходы предыдущих транзакций (prev_out ). У каждого выхода есть следующие свойства:

hash - Хэш предыдущей транзакции.

n - Так как у транзакции может быть несколько выходов, то нужно указывать, из какого из них берутся деньги. Для этого и существует данное свойство. В нем содержится порядковый номер выхода предыдущей транзакции, начиная с 0.

scriptSig - В этом свойстве отправитель должен доказать, что он переводит именно свои деньги, а не чужие. Для этого он указавает публичный ключ получателя предыдущей транзакции, т. е. свой ключ, так как он должен быть получателем. Кроме того он добавляет ECDSA подпись этой же транзакции, которая сделана его приватным ключем. Это доказывает, что он распоряжается своими деньгами, а не чужими.

После списка входов транзакции (in ) указывается список выходов (out ), т. е. адресатов. Каждый выход имеет следующие свойства:

value - Содержит количество денег, которые будут переведены по новому адресу. Они берутся из предыдущих транзакций. Поэтому данное число не должно превышать их сумму. Например, мы хотим взять 10 монеток из одной транзакции и 20 из другой и направить 25 по новому адресу. Чтобы оставшися 5 монеток не пропали, мы посылаем их самим себе, как сдачу. Таким образом в нашей транзакции будет два адресата, одним из которых являемся мы сами. Value всегда указывается в наномонетах, чтобы избежать дробных чисел.

scriptPubKey - Это свойство, вместе с scriptSig составляют сценарий на модифицированном Forth-like языке . ScriptPubKey содержит операторы языка и хэш публичного ключа получателя транзакции. Сценарий проверяет транзакцию на валидность. Использование подобного сценария дает богатые возможности для описания условий получения денег адресатом. Например, можно заставить получателя указывать пароль вместо ECDSA.

Суммарное количество денег на входе транзакции всегда равно суммарному количеству на выходе. В противном случае деньги либо возникали из воздуха, либо исчезали из оборота. Но в самом начале был график, по которому видно, что число денег экспоненциально растет. Так откуда берутся новые деньги в системе?

На мой вкус, эмиссия денег реализовано просто и элегантно. В каждом блоке первая транзакция в списке является особой транзакцией. У нее всегда один вход, у которого вместо свойства scriptSig есть свойство coinbase . Это свойство может содержать что угодно.

Выход у транзакции также всегда один. Он перенаправляет 50 монеток тому, кто сгенерировал блок, в котором расположена эта транзакция. Это своего рода награда за потраченное время и ресурсы на генерацию блока. Создавая новый блок в цепочке, клиент вносит вклад в работу Bitcoin.

Каждые четыре года эта награда уменьшается вдвое, таким образом суммарное количество монеток в обороте стабилизируется. После этого даже если злоумышленник создаст блок с помощью модифицированной версии программы и припишет себе 50 монеток, этот блок не будет добавлен в цепочку, так как его отвергнут другие честные клиенты, которых должно быть большинство.

Стабильность работы системы основана на количестве пользователей, у которых запущен официальный клиент. Пока их большинство, Bitcoin ничего не угрожает.

Заключение

Proof of work (доказательство работы) - результат работы, которого трудно добиться, но легко проверить. Работа сети Bitcoin основана на этом принципе. Проверить хэш (результат работы) можно за доли секунды. А для того, чтобы его подобрать, требуется много работы.

Здесь можно вспомнить аналогию с золотом, на добычу которого уходит много времени и ресурсов. Но понять, что перед тобой золото, можно практически сразу. В этом смысле Bitcoin также имеет свою ценность. Но не надо понимать это как цену в долларах или в счетах за электричество, которое использовал компьютер во время подбора хэша.

Цена в долларах - это немного другое. Она никак не заложена в Bitcoin и определяется исключительно рынком. Ведь золото само по себе тоже не гарантирует вам определенную цену в долларах. Ее гарантирует лишь человек, который хочет обменять золото на доллары.

Изначальная стоимость золота определялась исключительно тем, кто его добывал. За добытое золото он просил столько, чтобы можно было компенсировать усилия на его добычу. А уже после этого на цену золота начинает влиять рынок.

Как только Bitcoin попал на рынок, его ценность определяется исключительно уровнем доверия к системе. Чем больше человек будут доверять, тем больше купят Bitcoin, тем больше долларов в него вложат и, как следствие, тем дороже будет Bitcoin.

Прежде чем люди смогут доверять Bitcoin, они должны узнать, обладает ли эта система достаточной степенью безопасности, а также можно ли ее использовать в качестве денег, т. е. обладает ли она свойствами денег, которые я перечислил в начале. Узнать это наверняка можно только разобравшить в принципах работы Bitcoin.

Надеюсь, что после этой статьи уровень доверия к Bitcoin хотя бы немного вырастет.

Теги:

• bitcoin
• платёжные системы
• электронные деньги
• p2p
• протокол
• структуры данных

Добавить метки