Sådan fungerer Bitcoin

Hvordan man præcist skal kategorisere en bitcoin er et spørgsmål om kontrovers. Er det en type valuta, en værdibutik, et betalingsnetværk eller en aktivklasse?

Heldigvis er det lettere at definere, hvad bitcoin faktisk er. Det er software. Lad dig ikke narre af stockbilleder af skinnende mønter emblazoneret med modificerede thailandske baht-symboler. Bitcoin er et rent digitalt fænomen, et sæt protokoller og processer.

Det er også den mest succesrige af hundreder af forsøg på at skabe virtuelle penge ved hjælp af kryptografi, videnskaben om at fremstille og bryde koder. Men konkurrencen varmer op.

Blockchain

Bitcoin er et netværk, der kører på en protokol, der kaldes blockchain. Et papir fra 2008 af en person eller personer, der kalder sig Satoshi Nakamoto, beskrev først både blockchain og bitcoin, og i et stykke tid var de to udtryk alt sammen synonyme.

Blockchain har siden udviklet sig til et separat koncept, og tusinder af blockchains er blevet oprettet ved hjælp af lignende kryptografiske teknikker. Denne historie kan gøre nomenklaturen forvirrende. Blockchain henviser undertiden til den originale bitcoin blockchain. På andre tidspunkter henviser det til blockchain-teknologi generelt eller til enhver anden specifik blockchain, såsom den, der driver Ethereum.

Grundlæggende om blockchain-teknologi er barmhjertigt ligetil. Enhver given blockchain består af en enkelt kæde af diskrete informationsblokke, arrangeret kronologisk. I princippet kan denne information være en hvilken som helst streng på 1s og 0s, hvilket betyder, at den kan omfatte e-mails, kontrakter, jordtitler, ægteskabsbeviser eller obligationer. Denne alsidighed har fået øje på regeringer og private virksomheder.

I bitcoin's tilfælde er informationerne dog mest transaktioner.

Bitcoin er virkelig bare en liste. Person A sendte X bitcoin til person B, der sendte Y bitcoin til person C osv. Ved at samle disse transaktioner ved alle, hvor de enkelte brugere står.

Et andet navn på en blockchain er en "distribueret hovedbog", som understreger nøgleforskellen mellem denne teknologi og et velholdt Word-dokument. Bitcoin's blockchain er offentlig. Alle kan downloade det i sin helhed eller gå til et hvilket som helst antal sider, der analyserer det.

Du kan f.eks. Se, at 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ sendte 0.01718427 bitcoin til 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t den 14. august 2017, mellem 11:10 og 11:20 am. De lange strenge for håndhævelse af tal og bogstaver -informeret, du kunne sandsynligvis finde ud af, hvem der kontrollerede dem. Bitcoin's netværk er med andre ord ikke helt anonymt, selvom det at gøre visse forholdsregler kan gøre det meget svært at knytte enkeltpersoner til transaktioner.

Sådan køber du Bitcoin

Post-Trust

På trods af at han er helt offentlig, eller rettere på grund af denne kendsgerning, er bitcoin ekstremt svært at manipulere med. En bitcoin har ingen fysisk tilstedeværelse, så du kan ikke beskytte den ved at låse den i et pengeskab eller begrave den i den canadiske vildmark.

I teorien ville alt en tyv skulle gøre for at tage det fra dig være at tilføje en linje til hovedbogen, der betyder "du har betalt mig alt hvad du har."

En relateret bekymring er dobbeltudgifter. Hvis en dårlig skuespiller kunne bruge lidt bitcoin, så bruge den igen, ville tilliden til valutaens værdi hurtigt fordampe.

For at forhindre, at begge sker, skal du have tillid. I dette tilfælde ville den vante løsning være at handle gennem en central, neutral dommer. En bank. Bitcoin har dog gjort det unødvendigt. (Det er sandsynligvis ikke tilfældigt, at Satoshis oprindelige beskrivelse blev offentliggjort i oktober 2008, da tilliden til banker var på et multigenerational lav.) I stedet for at have en pålidelig myndighed med at holde hovedbok og præsidere over netværket, er bitcoin-netværket decentraliseret. Alle holder øje med alle andre.

Ingen behøver at kende eller stole på nogen. Forudsat at alt fungerer som tilsigtet, sikrer de kryptografiske protokoller, at hver blok af transaktioner er boltet fast på den sidste i en lang, uforanderlig kæde.

Minedrift

Den proces, der opretholder denne tillidsløse offentlige hovedbog kaldes minedrift. Undergiring af netværket af bitcoin-brugere, der handler cryptocurrency indbyrdes, er et netværk af minearbejdere, der registrerer disse transaktioner på blockchain.

Optagelse af en række transaktioner er trivielt for en moderne computer, men minedrift er vanskeligt, fordi bitcoin's software gør processen kunstigt tidskrævende. Uden den ekstra vanskelighed kunne folk forvirre transaktioner for at berige sig selv eller konkursere andre mennesker. De kunne logge det i blockchain og bunke så ubetydelige transaktioner ovenpå, at det ville blive umuligt at løsne svindlen.

På samme måde ville det være let at indsætte falske transaktioner i tidligere blokke. Netværket ville blive et spredt, spammy rod af konkurrerende hovedbøger, og bitcoin ville være værdiløs.

At kombinere "bevis på arbejde" med andre kryptografiske teknikker var Satoshis gennembrud. Bitcoin's software justerer vanskelighederne for minearbejdere for at begrænse netværket til en ny 1-megabyte blok af transaktioner hvert 10. minut. På den måde er transaktionsmængden fordøjelig. Netværket har tid til at dyrke den nye blok og hovedbogen, der går forud for den, og alle kan nå en enighed om status quo. Der er en "gaffel" - det vil sige, at kæden opdeles i forskellige versioner - den længste kæde betragtes som den mest gyldige, da det mest arbejde er gået ind i det. (For relateret læsning, se "Sådan køber du Bitcoin")

hashes

Her er en lidt mere teknisk beskrivelse af, hvordan minedrift fungerer. Netværket af minearbejdere, der er spredt over hele kloden og ikke er bundet til hinanden af ​​personlige eller professionelle bånd, modtager den seneste batch af transaktionsdata. De kører dataene gennem en kryptografisk algoritme, der genererer en "hash", en streng med tal og bogstaver, der verificerer informationens gyldighed, men ikke afslører selve informationen. (I virkeligheden er denne ideelle vision om decentral minedrift ikke længere nøjagtig, idet minedriftsbedrifter i industriel skala og stærke minepooler danner et oligopol. Mere om det nedenfor.)

I betragtning af hash 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, kan du ikke vide, hvilke transaktioner den relevante blok (# 480504) indeholder. Du kan dog tage en masse data, der hævdes at være blok # 480504, og sørge for, at de ikke er blevet manipuleret. Hvis et nummer var ude af sin plads, uanset hvor ubetydelig, ville dataene generere en helt anden hash. Hvis du kører uafhængighedserklæringen gennem en hash-regnemaskine, får du 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Slet perioden efter "sendt til en ærlig verden", og du får 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Hvilket er mere end lidt anderledes.

Denne teknologi gør det muligt for bitcoin-netværket med det samme at kontrollere gyldigheden af ​​en blok. Det ville være utroligt tidskrævende at kæmpe igennem hele hovedbogen for at sikre sig, at den person, der udvider den seneste batch af transaktioner, ikke har prøvet noget morsomt. I stedet vises den forrige blocks hash inden for den nye blok. Hvis den mest minut detaljer var blevet ændret i den forrige blok, ville denne hash ændres. Selv hvis ændringen var 20.000 blokke tilbage i kæden, ville den blokke hash udskyde en kaskade af nye hasjer og vippe netværket.

At generere en hash fungerer dog ikke rigtig. Processen er så hurtig og nem, at dårlige aktører stadig kunne spam på netværket og måske, givet nok computerkraft, afvise svigagtige transaktioner et par blokke tilbage i kæden. Så bitcoin-protokollen kræver et bevis på arbejde.

Det gør det ved at kaste minearbejdere en kurvebold: Deres hash skal være under et bestemt mål. Derfor starter blok # 480504's hash med en lang række nuller. Det er lille. Da hver streng med data vil generere en og kun en hash, er søgen efter en tilstrækkelig lille en involvering af tilføjelse af nonces ("tal, der bruges én gang") til slutningen af ​​dataene. Så en minearbejder vil køre [thedata]. Hashet er for stort, prøv igen. [Thedata] 1. For stor. [Thedata] 2. Endelig giver [thedata] 93452 en hash, der begynder med det krævede antal nuller.

Den udvindede blok udsendes til netværket for at modtage bekræftelser, der tager en times tid eller deromkring, selvom nogle gange meget længere, at behandle. (Igen er denne beskrivelse forenklet. Blokke hashes ikke i deres helhed, men opdeles i mere effektive strukturer kaldet Merkle-træer.)

Afhængigt af den type trafik, som netværket modtager, kræver bitcoin-protokollen en længere eller kortere streng nuller, og justerer vanskeligheden for at ramme en sats på en ny blok hvert 10. minut. Den aktuelle vanskelighed er omkring 2.603 billioner, op fra 1 i 2009.

Minedrift er intensiv og kræver store, dyre rigge og meget strøm til at drive dem. Og det er konkurrencedygtigt. Der er intet at fortælle, hvad nonce vil arbejde, så målet er at pløje gennem dem så hurtigt som muligt.

Gruvearbejdere er begyndt at danne puljer og divvying belønningerne sig imellem. Og belønningen er saftig. Hver gang en ny blok udvindes, modtager den succesrige miner en masse nyoprettede bitcoin. Først var den 50, men derefter halverede den til 25, og nu er den 12, 5 (ca. $ 64.000 i april 2019).

Belønningen fortsætter med at halvere hver 210.000 blokke, cirka hvert fjerde år, indtil den rammer nul. På det tidspunkt vil alle 21 millioner bitcoins være udvindt, og minearbejdere afhænger udelukkende af gebyrer for at opretholde netværket.

Det faktum, at minearbejdere er begyndt at organisere sig i puljer, bekymrer nogle. Hvis en pulje overstiger 50% af netværkets minekraft, kan dens medlemmer potentielt bruge mønter, vende transaktionerne og bruge dem igen. De kunne også blokere andres transaktioner.

Det kunne stave afslutningen på bitcoin, men selv et såkaldt 51% -angreb ville sandsynligvis ikke gøre det muligt for de dårlige aktører at vende gamle transaktioner, fordi kravet til bevis for arbejde gør denne proces så arbejdskrævende. For at gå tilbage og ændre blockchain, er en pulje nødt til at kontrollere et så stort flertal af netværket, at det sandsynligvis ville være meningsløst. Hvem er der for at handle med, når du kontrollerer hele valutaen?

Et angreb på 51% er et økonomisk suicidalt forslag fra minearbejdernes perspektiv. Da Ghash.io, en minedrift, nåede halvdelen af ​​netværkets computerkraft i 2014, brød den sig frivilligt op for at opretholde tilliden til bitcoin's værdi. Andre aktører, såsom regeringer, kan dog synes ideen om et sådant angreb interessant.

En anden kilde til bekymring relateret til minearbejdere er den praktiske tendens til at koncentrere sig i dele af verden, hvor elektricitet er billigt, såsom Kina eller, efter en kinesisk nedbrud i begyndelsen af ​​2018, Quebec.

Taster og tegnebøger

Bitcoin-ejerskab er ned til to numre, en offentlig nøgle og en privat nøgle. En grov analogi er et brugernavn (offentlig nøgle) og en adgangskode (privat nøgle). En hash af den offentlige nøgle, der kaldes en adresse, er den, der vises på blockchain. Brug af hash giver et ekstra lag af sikkerhed.

For at modtage bitcoin er det nok for afsenderen at kende din adresse. Den offentlige nøgle er afledt af den private nøgle, som du skal sende bitcoin til en anden adresse. Systemet gør det let at modtage penge, men kræver verifikation af identitet for at sende dem.

For at få adgang til bitcoin bruger du en tegnebog, som er et sæt nøgler. Disse kan antage forskellige former, fra tredjeparts webapplikationer, der tilbyder forsikrings- og betalingskort, til QR-koder, der er trykt på papirstykker. Den vigtigste sondring er mellem "varme" tegnebøger, der er forbundet til internettet og derfor sårbare over for hacking, og "kolde" tegnebøger, som ikke er forbundet til internettet.

Mange brugere vælger at bruge udvekslinger som Coinbase og sætter udvekslingen i kontrol over de private nøgler.