Das Thema der verschiedenen Kryptowährungen und Blockchains ist mittlerweile sehr beliebt und hat aufgehört, viele Geeks zu sein, die über die Revolution im Finanzbereich murmeln. Sobald Sie jedoch versuchen, sich mit diesem Thema zu befassen, werden Sie sofort auf ein Informationsdefizit stoßen: Es gibt nur sehr wenig Material, das eine zugängliche, mäßig technische Sprache über das Konzept und die Mechanismen dieser Technologien beschreibt. Herkömmlicherweise können alle Materialien in zwei Kategorien unterteilt werden: entweder Hardcore-Technik, bei der Kryptografie, P2P, „digitales Gold“ usw. mit dem ersten Satz beginnen, oder Marketing-Unsinn über das neue Internet, die Kapitalisierung von Bitcoin oder als ein bestimmtes Unternehmen / Land Blockchain implementiert und alle seine Probleme gelöst. Wenn Sie verstehen möchten, wie alles funktioniert und was mit diesen Technologien getan werden kann, sind diese Artikel genau das Richtige für Sie.
Ich werde versuchen, die Grundidee einer dezentralen Kryptowährung, die Mechanismen ihrer Arbeit zu vermitteln und die verschiedenen Gabeln von Bitcoin zu zerlegen. Ich verzichte ausdrücklich auf viele technische Details, um den Text nicht zu belasten. Die Hauptsache ist, die Essenz zu verstehen, und dann können Sie die Wildnis leicht selbst herausfinden.
Teil 1. Bitcoin
Teil 2. Andere (nicht) beliebte Arten von Bitcoin, Blockchain
Teil 3. Ethereum
Idee
Sobald wir versuchen, den Mechanismus der Arbeit von Bitcoin zu verstehen, geraten wir sofort in Konflikt mit unserer üblichen Denkweise, die sich rundweg weigert, das Konzept eines dezentralen Kontrollsystems zu akzeptieren, ohne Einfluss auf die Verstöße auszuüben. Aber es stellt sich sofort die Frage, ob niemand Bitcoin kontrolliert, wie es funktioniert. Im Jahr 2008 entwickelte ein bestimmter Satoshi Nakamoto eine elegante Lösung, bei der jedes Netzwerkmitglied nur seiner Basis vertraut, die er unabhängig unterhält, und der Mehrheitsbasis, wenn er keine Aufzeichnungen hat.
Lassen Sie uns am Beispiel eines kleinen Dorfes erklären, das beschlossen hat, den Papiergeldumlauf aufzugeben und eine dezentrale Währung einzuführen. Es sei ein besonderes Dorf, in dem sich alle Einwohner beim Namen kennen, an der Stimme erkennen können, sehr gut in Blumentönen sind und die königliche lila Farbe verehren. Die Bewohner sind sich also einig, dass die neue Währung wie folgt funktionieren wird:
- Alle Zahlungsströme sind öffentlich, d.h. Jeder weiß, wer, auf wen, wie viel übertragen wurde.
Wenn jemand Geld an jemanden überweisen möchte, erklärt er dies öffentlich: Ich, John, überweise 100 Münzen an James;
Jeder Einwohner hat ein Buchhaltungsjournal, in das alle Geldtransfers, die er gehört hat, passen. Alle Übersetzungen für diesen Tag werden auf einer Seite aufgezeichnet und beginnen am nächsten Tag bei Null.
- Am Ende des Tages machen die Bewohner ein seltsames Ritual, das alle Transaktionen für diesen Tag festlegt, da die Transaktion erst dann als gültig angesehen wird, wenn sie feststeht. Das Ritual ist mühsam, aber Sie können eine Belohnung dafür erhalten, und deshalb möchte jeder an diesem Prozess teilnehmen. Das Verfahren ist wie folgt:
4.1. Für jede Transaktion ab diesem Tag wird nach einer speziellen Formel, abhängig von der Anzahl der Überweisungen und Adressaten, Farbe einer bestimmten Farbe und Menge ausgewählt. Dann werden alle diese Farbgläser in eine Schüssel gegossen und gut gemischt.
4.2. Das Ritual erfordert, dass die resultierende Mischung eine königliche lila Farbe annimmt. Um dies zu tun, werden dieser Mischung in kleinen Dosen durch eine lange und anstrengende Suche verschiedene Farben hinzugefügt;
4.3. Sobald jemand die notwendigen Farben und deren Dosierungen findet, schreibt er diese Daten sofort am Ende der heutigen Seite auf, schreibt seinem Konto 50 Münzen als Belohnung gut und kündigt dies allen Bewohnern an.
4.4. Die Bewohner prüfen schnell, ob er wirklich die richtigen Proportionen gefunden hat. Wenn alles korrekt ist, genehmigen sie die Belohnungsübertragung, schließen die heutige Seite und schlafen ein.
Nun mehr zu den Punkten:
Wie wir uns erinnern, können sich die Bewohner leicht anhand der Stimme erkennen. Wenn jemand versucht, Geld nicht in seinem eigenen Namen zu überweisen, ignorieren die Bewohner diese Aussage einfach, und niemand wird diese Überweisung zu ihren Notizen hinzufügen.
Da alle Überweisungen öffentlich sind, weiß jeder, wie viel Geld jeder Bürger auf seinem Konto hat. Wenn John nicht über genügend Geld verfügt, wird seine Überweisung ignoriert (niemand macht seine Notizen). Idealerweise sollte eine einzelne Datensatzkette für alle gleich sein.
Wenn jemand sein Tagebuch verloren hat oder einige Übersetzungen verpasst hat, interviewt er die Bewohner und synchronisiert seine Notizen. In diesem Fall müssen nur die Aufzeichnungen verwendet werden, die mit der Mehrheit übereinstimmen.
- Die Auswahl der erforderlichen Dosis und Farbe der Farben ist sehr zeitaufwändig und es ist sehr einfach, das Ergebnis der Arbeit zu überprüfen. Transaktionen für diesen Tag werden einfach durchgeführt, die Mischung wird gemäß der Formel hergestellt und Farben werden in der angegebenen Dosis in die Wanne gegeben. Wenn Sie eine königliche lila Farbe erhalten, dann ist alles wahr und die Einwohner erklären sich damit einverstanden, diejenigen zu belohnen, die diese Proportionen gefunden haben. Sobald die Seite versiegelt ist, gelten alle Transaktionen als gültig und bleiben für immer im Verlauf. Auf diese Weise bleibt die Integrität der Basis erhalten und es fließt auch neues Geld in das System. Die Höhe der Vergütung wird alle 4 Jahre halbiert, wodurch der Gesamtbetrag des Systems begrenzt wird. Wenn Sie die gefundenen Farbanteile von der vorherigen Seite zur nächsten Seite hinzufügen, werden die Seiten verlinkt und niemand kann Transaktionen rückwirkend ändern. Bei der geringsten Änderung der Aufzeichnungen muss die Farbdosis für diese und alle nachfolgenden Seiten neu berechnet werden. Außerdem müssen die meisten Bewohner davon überzeugt werden, ihre eigenen Aufzeichnungen durch neue zu ersetzen.
Jedes Mitglied des Netzwerks entscheidet für sich, ob es betrügerische Transaktionen akzeptiert oder nicht, und während die Mehrheit der gutgläubigen Teilnehmer das System so funktioniert, wie es sollte. Aber was bedeutet es, wie, welche Ziele haben sich die Entwickler einer solchen dezentralen Währung gesetzt?
Der Geldbetrag im System sollte begrenzt sein, in diesem Sinne ist die Währung wie Gold. Niemand sollte in der Lage sein, eine Tonne Geld zu drucken, was wiederum zur Inflation und zur Abwertung von Ersparnissen führen kann.
Entfernen Sie die Beschränkungen, die mit den Mindesteinheiten des aktuellen Währungssystems verbunden sind. Zum Beispiel möchten Sie Ihre Dienste für 1 Kopeken oder vielleicht für einen Hundertstel Cent verkaufen.
- Eine Garantie dafür, dass eine korrekt geformte Geldüberweisung aufgrund des Fehlens einer einzelnen Fehlerstelle durchgeführt wird, sofern nicht das gesamte Internet getrennt wird. Keine Organisation, nicht einmal ein Staat, sollte die Möglichkeit haben, eine Transaktion zurückzusetzen / zu blockieren.
- Um das System zu täuschen oder die Regeln zu ändern, müssen die meisten Teilnehmer (> 50%) des Netzwerks usw. überzeugt werden.
Implementierung
Wenn mit der Grundidee alles klar ist, können wir zu einer vereinfachten technischen Implementierung übergehen. Als Nächstes müssen Sie Konzepte wie Hash, Verschlüsselung mit öffentlichem Schlüssel und digitale Signatur kennen.
Jedes Netzwerkmitglied generiert ein Konto / Konten, wobei ein Konto nur ein Schlüsselpaar ist, das vom ECDSA-Algorithmus (öffentlicher Schlüsselalgorithmus zum Erstellen einer digitalen Signatur) generiert wird. Als Adresse des Kontos wird der öffentliche Schlüssel aus dem Paar verwendet, und für die Überweisung von Geld vom Konto muss diese Überweisung (Transaktion) mit dem privaten Schlüssel signiert werden. Die Transaktion wird an alle Netzwerkteilnehmer gesendet, bei denen es spezielle Teilnehmer gibt, Bergleute, die an der Bildung einer einzigen koordinierten Kette der Historie aller Transaktionen beteiligt sind (Blockchain). Bergleute packen aktuelle Transaktionen in einen Block, während sie ihre Richtigkeit überprüfen. Zusätzlich zur Liste der Transaktionen enthält ein Block einen Hash aus dem vorherigen Block und einen bestimmten NONCE-Wert. Damit der Block als korrekt angesehen werden kann, muss eine NONCE so ausgewählt werden, dass der Hash des gesamten Blocks schön ist (mit einer großen Anzahl von Nullen am Anfang).
Da Daten-Hashing völlig unvorhersehbare Werte liefert, ist es sehr schwierig, diese NONCE zu erfassen. In der Liste der Transaktionen ist die erste eine spezielle Transaktion (Blockbelohnung), die den Bergmann mit einem bestimmten Betrag belohnt. Sobald der Bergmann die notwendige NONCE abholt, benachrichtigt er alle und andere Bergleute, um das Ergebnis seiner Arbeit zu überprüfen. Dieser Prozess wird als Bergbau bezeichnet, da eine einzelne Blockkette erstellt wird und Bergleute eine Belohnung für diese Arbeit erhalten. Das Überprüfungsverfahren ist sehr schnell, alle Transaktionen und der Hash des gesamten Blocks werden überprüft. Wenn es keine Fehler und Betrug gibt, nimmt jeder Bergmann diesen Block in seine Blockchain auf und baut ihn weiter ab. Wenn ein Block in der Blockchain enthalten ist, werden alle Transaktionen als abgeschlossen betrachtet, einschließlich der ganz besonderen Transaktion, die eine Belohnung auf das Konto des Bergmanns überträgt.
Zusammenfassend
- Alle Transaktionen sind öffentlich zugänglich.
- Es gibt ein allgemein anerkanntes Regelwerk, und ob es eingehalten wird oder nicht, muss jeder selbst entscheiden. Es gibt keine zentrale Behörde für Methoden zur Beeinflussung von Verstößen.
- Eine Transaktion gilt als erfolgreich (genehmigt), wenn sie in einen Block gepackt ist.
- In einem Block gepackte Transaktionen gelten als gültig, da sie wiederholt überprüft werden.
- Der Prozess der Validierung von Übersetzungen sollte gefördert und stärker in diese Angelegenheit einbezogen werden.
- Es ist jedoch notwendig, den Verpackungsprozess zu verkomplizieren. Hierfür wird das Proof-of-Work-Prinzip verwendet. Es ist erforderlich, eine ressourcenintensive Aufgabe zu lösen, deren Ergebnis leicht zu überprüfen ist.
- Ein Block gilt als gepackt, wenn er einen schönen Hash hat. Dazu müssen Sie die Variable NONCE im Block lange Zeit sortieren. Das richtige NONCE zu finden ist schwierig und das Überprüfen des Hash ist einfach. Das Finden des richtigen Wertes erhält eine Belohnung.
- Jeder Block enthält einen Hash aus dem vorherigen. Wir erhalten eine Kette von Blöcken, die in eine Richtung wächst.
- Manchmal kann eine Kette verzweigen, aber die längste Verzweigung ist gültig. Um einen Block mit fiktiven Transaktionen zu erstellen und diesen Zweig zu vergrößern, müssen Angreifer mehr Rechenressourcen aufwenden.
Im nächsten Teil werden die aktuellen Einschränkungen und Probleme von Bitcoin sowie eine Übersicht über Gabeln beschrieben, mit denen verschiedene Probleme gelöst werden können.
Literatur: Über Bitcoin und den Github .