Rosnąca cena bitcoina - ta wirtualna waluta jest obecnie warta ponad 250 miliardów dolarów - wzbudziła w ostatnich tygodniach wiele uwagi. Jednak prawdziwą wartością bitcoina nie jest bynajmniej jego rosnąca wartość. I w przełomie technologicznym, który generalnie pozwolił na powstanie tej sieci. Nieznany dotąd wynalazca Bitcoina, zwany Satoshi Nakamoto, opracował całkowicie nowy sposób tworzenia zdecentralizowanej sieci z konsensusem w sprawie wspólnej księgi. Ta innowacja jest możliwa dzięki w pełni zdecentralizowanemu systemowi płatności elektronicznych, o którym cypherpunks marzyli od dziesięcioleci.
Jak działa Bitcoin? W jaki sposób podpisy cyfrowe umożliwiają płatności wirtualne? W jaki sposób wynalazek Nakamoto rozwiązuje problem podwójnych wydatków, który ograniczył poprzednie próby stworzenia cyfrowej waluty? Jaka jest przyszłość Bitcoina? Wszystko w porządku.
Kryptowaluty możliwe dzięki asymetrycznemu szyfrowaniu
Do lat siedemdziesiątych wszystkie dobrze znane schematy szyfrowania były symetryczne: odbiorca zaszyfrowanej wiadomości musiał użyć tego samego tajnego klucza do odszyfrowania wiadomości, którego użył nadawca do jej zaszyfrowania. Ale to wszystko zmieniło się wraz z pojawieniem się asymetrycznych schematów szyfrowania. Były to schematy, w których klucz do odszyfrowania wiadomości (znany jako klucz prywatny / prywatny / prywatny) był inny niż klucz potrzebny do szyfrowania (klucz publiczny / publiczny / publiczny) - i nie było praktycznej sposoby na znalezienie klucza prywatnego, mając do dyspozycji klucz publiczny.
Whitfield Diffie, ważna osoba w rozwoju kryptografii w latach 70.
Oznacza to, że możesz bezpiecznie ujawnić swój klucz publiczny, dzięki czemu możesz go użyć do zaszyfrowania wiadomości, którą tylko Ty, jako właściciel klucza prywatnego, możesz odszyfrować. Ten przełom zmienił dziedzinę kryptografii, ponieważ stało się oczywiste, że dowolne dwie osoby mogą bezpiecznie komunikować się przez niezabezpieczony kanał bez obawy, że ktoś je przeczyta.
Szyfrowanie asymetryczne miało inne innowacyjne zastosowanie: podpisy cyfrowe. W konwencjonalnej kryptografii klucza publicznego nadawca szyfruje wiadomość za pomocą klucza publicznego odbiorcy, a odbiorca odszyfrowuje ją swoim kluczem prywatnym. Ale można to również odwrócić: gdy nadawca szyfruje wiadomość własnym kluczem, a odbiorca odszyfrowuje ją za pomocą klucza publicznego nadawcy.
Film promocyjny:
Nie chroni to prywatności wiadomości, ponieważ każdy może uzyskać klucz publiczny. Ale zapewnia kryptograficzny dowód, że wiadomość została utworzona przez właściciela klucza prywatnego. Każdy, kto ma klucz publiczny, może zweryfikować dowód bez znajomości klucza prywatnego.
Ludzie szybko zdali sobie sprawę, że te cyfrowe podpisy mogą umożliwić kryptograficznie bezpieczne cyfrowe pieniądze. Posługując się klasycznym przykładem, załóżmy, że Alicja ma monetę i chce ją dać Bobowi.
Pisze wiadomość: „Ja, Alicja, daję moją monetę Bobowi”, a następnie podpisuje ją własnym kluczem prywatnym. Teraz Bob - lub ktokolwiek inny - może odszyfrować podpis za pomocą klucza publicznego Alicji. Ponieważ tylko Alicja mogła stworzyć bezpieczną wiadomość, Bob może to wykorzystać, aby zademonstrować, że moneta należy teraz do niego.
Jeśli Bob chce przekazać monetę Carol, postąpi zgodnie z tą samą procedurą i zadeklaruje, że przekazuje monetę Carol, szyfrując wiadomość swoim kluczem prywatnym. Carol może użyć tego łańcucha podpisu - podpis Alice, który przekazuje monetę Bobowi, a podpis Boba, który przekazuje monetę Carol - jako dowód, że jest właścicielem monety.
Należy pamiętać, że żadna z tych czynności nie wymaga autoryzacji lub uwierzytelnienia transakcji przez oficjalną stronę trzecią. Alice, Bob i Carol mogą generować swoje pary kluczy publiczny-prywatny bez pomocy osób trzecich. Każdy, kto zna klucze publiczne Alicji i Boba, może niezależnie sprawdzić, czy łańcuch podpisów jest poprawny kryptograficznie. Podpisy cyfrowe - w połączeniu z kilkoma innowacjami, które omówimy później - pozwalają ludziom robić bankowość bez konieczności posiadania banku.
Jak działają transakcje Bitcoin
Ogólny schemat cyfrowych pieniędzy opisany w poprzedniej sekcji jest bardzo zbliżony do tego, jak działają prawdziwe płatności Bitcoin. Oto uproszczony diagram przedstawiający, jak wyglądają prawdziwe transakcje bitcoin:
Transakcja Bitcoin zawiera listę wejść i wyjść. Każdy pin jest powiązany z określonym kluczem publicznym. Aby ostatnia transakcja wydała te monety, potrzebuje wejścia z odpowiednim podpisem cyfrowym. Bitcoin wykorzystuje kryptografię krzywych eliptycznych do podpisów cyfrowych.
Na przykład załóżmy, że masz klucz prywatny, który pasuje do klucza publicznego D na powyższym diagramie. Ktoś chce wysłać Ci 2,5 bitcoina. Ten ktoś tworzy transakcję taką jak Transakcja 3 z 2.5 bitcoinami do Ciebie, właściciela klucza publicznego D.
Kiedy będziesz gotowy do wydania tych bitcoinów, utworzysz nową transakcję, taką jak Transakcja 4. Podasz Transakcję 3, pin 1 jako źródło środków (szpilki są indeksowane przez zero, więc pin 1 będzie drugim wyjściem). Używasz swojego klucza prywatnego do generowania Signature D, podpisu, który można zweryfikować za pomocą klucza publicznego D. Te 2,5 bitcoiny są teraz podzielone między dwa nowe piny: 2 bitcoiny na klucz publiczny E i 0,5 bitcoiny na klucz publiczny F. Teraz mogą być wydawane tylko przez właścicieli odpowiednich kluczy prywatnych.
Transakcja może mieć wiele danych wejściowych i musi wydać wszystkie bitcoiny z odpowiednich wyników poprzednich transakcji. Jeśli transakcja generuje mniej bitcoinów niż akceptuje, różnica jest traktowana jako opłata transakcyjna (prowizja) otrzymana przez górnika bitcoinów, który przetworzył transakcję. Więcej o tym później.
W sieci bitcoin adresy, których ludzie używają do wysyłania bitcoinów do siebie nawzajem, są wyodrębniane z kluczy publicznych, takich jak klucz publiczny D. Dokładny format adresu bitcoin jest złożony i zmienia się w czasie, ale adres bitcoin może być traktowany jako skrót (krótki i losowy ciąg bitów, który służy jako kryptograficzny odcisk palca) klucza publicznego. Adresy Bitcoin są kodowane w niestandardowym formacie Base58Check, co minimalizuje ryzyko literówek. Typowy adres bitcoin wygląda następująco: 18ZqxfuymzK98G7nj6C6YSx3NJ1MaWj6oN.
Ta transakcja pobiera 6,07 bitcoinów z jednego adresu wejściowego i dzieli go między dwa adresy wyjściowe. Jeden adres wypłaty otrzymuje nieco więcej niż 5 bitcoinów, a drugi nieco mniej niż 1 bitcoin. Bardziej prawdopodobne jest, że jeden z tych adresów wyjściowych należy do nadawcy - wysyła „zmianę” do siebie samego - a drugi należy do osoby trzeciej.
Oczywiście rzeczywiste transakcje bitcoinowe mogą być znacznie bardziej złożone niż proste przykłady pokazane powyżej. Być może najważniejszą cechą, nie zilustrowaną powyżej, byłoby to, że zamiast klucza publicznego, dane wyjściowe mogłyby mieć skrypt potwierdzający napisany w prostym języku skryptowym specyficznym dla Bitcoin. Aby wykorzystać te dane wyjściowe, kolejna transakcja musi mieć parametry, które umożliwią temu skryptowi obliczenie wartości true.
Pozwala to sieci bitcoin na wdrożenie dowolnie złożonych warunków, które określają, w jaki sposób można wydawać pieniądze. Na przykład skrypt może wymagać posiadania trzech różnych podpisów przez różne osoby, a także wymagać, aby pieniądze nie były wydawane do określonego czasu w przyszłości. W przeciwieństwie do Ethereum, język Bitcoin nie obsługuje pętli, więc skrypty są gotowe do wykonania w krótkim czasie.
Jak Bitcoin zabrania podwójnych wydatków
Wiele osób w latach 80. i 90. marzyło o użyciu podpisów cyfrowych do stworzenia całkowicie zdecentralizowanego systemu pieniądza elektronicznego. Jednak w pełni zdecentralizowany system waluty cyfrowej miał dwa duże problemy, które należało rozwiązać.
Problemem jest to, jak wprowadzić nowe monety do systemu. Oczywiście opłacalna sieć płatnicza musi tworzyć nowe monety, ale jeśli pozwolisz komukolwiek na tworzenie nowych monet, w dowolnym momencie waluta szybko stanie się bezużyteczna.
Drugi problem to podwójne wydatki. Zasady Bitcoin stanowią, że każda transakcja wypłaty może zostać wydana tylko raz. Jeśli ktoś spróbuje dwukrotnie wydać wypłacone pieniądze, społeczność bitcoin będzie w jakiś sposób w stanie śledzić tę próbę i cofnąć ostatnią transakcję.
Oczywistym rozwiązaniem byłoby stworzenie firmy, która będzie zarządzać ogólnym zapisem wszystkich transakcji. Tak działają tradycyjne sieci płatnicze, takie jak MasterCard i PayPal. Jednak wynalazca Bitcoina, Satoshi Nakamoto, chciał zbudować sieć, którą nie zarządzałaby żadna pojedyncza organizacja.
Dlatego Nakamoto wymyślił ogólną książkę - blockchain - która jest obsługiwana przez komputery zwane węzłami działające w sieci peer-to-peer. Tysiące komputerów na całym świecie przechowuje oddzielne kopie całego bloku przechowującego wszystkie transakcje, które miały miejsce od czasu uruchomienia sieci w 2009 roku. Sieć nagradza węzły, które pomagają tworzyć łańcuch bloków, umożliwiając im również tworzenie nowych bitcoinów - rozwiązuje to problem dystrybucji monet i jednocześnie stwarza zachętę do rozwiązania problemu aktualizacji księgi.
Wszystko wygląda tak: kiedy użytkownik chce dokonać płatności Bitcoin, używa oprogramowania do utworzenia nowej transakcji. Z punktu widzenia użytkownika oznacza to po prostu wpisanie kwoty transakcji i adresu bitcoin odbiorcy w sieci, a następnie kliknięcie przycisku Wyślij.
Oprogramowanie klienta sformułuje transakcję i wyśle ją do najbliższego węzła w sieci bitcoin. Pierwszy węzeł, który usłyszy o transakcji, udostępnia ją innym, dopóki nie zostanie szeroko rozpowszechniona w całej sieci.
Niektóre z węzłów to górnicy („górnicy”), którzy uczestniczą w faktycznej aktualizacji łańcucha bloków. Górnik tworzy listę wszystkich transakcji, o których słyszał, ale których jeszcze nie ma na blockchainie. Następnie sprawdza, czy wszystkie reguły Bitcoin są przestrzegane przez transakcję - podpisy są ważne, aby kwota wypłat nie przekraczała ilości wejść i tak dalej - odrzucając te, które nie spełniają zasad. W efekcie powstaje nowa lista zweryfikowanych transakcji, jest też blokiem. Górnik dodaje również do siebie specjalną transakcję ze stałą nagrodą - teraz 12,5 bitcoinów - za stworzenie bloku.
Obecnie 12,5 bitcoinów to ponad 200 000 USD, więc wielu chciałoby dodać kolejny blok do łańcucha bloków. Aby wygrać prawo do dodania kolejnego bloku, górnicy bitcoin konkurują ze sobą, wykonując powtarzalne obliczenia. Dodają losową wartość (nonce) do utworzonego przez siebie bloku kandydata. Następnie stosowana jest funkcja skrótu SHA-256, która tworzy krótką i pozornie losową sekwencję jedynek i zer, która służy jako kryptograficzny odcisk palca dla bloku.
Zadanie polega na znalezieniu bloku, którego hash będzie bardzo mały - to znaczy tak, aby jego wartość binarna zaczynała się od dużej liczby zer. Na przykład wygrywający blok wymaga skrótu SHA-256 zaczynającego się od co najmniej 72 zer.
Ponieważ wartości skrótu SHA-256 są z natury losowe, jedynym sposobem na znalezienie odpowiedniego jest ponowne zgadywanie. W większości przypadków wartość skrótu będzie zbyt wysoka, a górnik powtórzy proces, zmieniając wartość jednorazową i obliczając inną wartość skrótu. Sieć oblicza teraz średnio około 7 x 1021 skrótów SHA-256 dla każdego utworzonego bloku.
Kto pierwszy znajdzie blok, informuje o tym resztę sieci. Wszyscy inni potwierdzają, że hash jest wystarczająco niski, a jego transakcje są prawidłowe. Jeśli tak, dodają ten blok do swojej kopii łańcucha bloków. A wyścig zaczyna się od nowa.
W jaki sposób sieć bitcoin osiąga konsensus?
Najważniejszą innowacją w Bitcoin jest rozwój w pełni zdecentralizowanego procesu konsensusu w celu rozwiązywania sporów dotyczących tego, który blok należy dodać do łańcucha bloków, czyli do łańcucha bloków. Powyższy diagram ilustruje, jak to działa.
Załóżmy, że dwa węzły w sieci odkrywają nowy blok mniej więcej w tym samym czasie (to znaczy oba znajdują bloki, których wartości skrótu są niższe niż wartość docelowa). To są czerwone i zielone bloki w drugim kroku powyżej. Tylko jeden z tych dwóch bloków może stać się częścią łańcucha bloków, ponieważ obejmuje wiele powtarzających się transakcji.
Aby zdecydować, który blok zaakceptować, sieć przechodzi do następnej rundy wyścigu. Górnicy zaczynają szukać drugiego nowego bloku. Jeśli ktoś znajdzie drugi nowy blok, będzie on zawierał wskaźnik do jednego z dwóch konkurujących bloków utworzonych w poprzedniej rundzie. Kiedy to się stanie, nowy blok (fioletowy) i jego poprzednik (zielony) staną się częścią oficjalnego łańcucha bloków. Drugi blok rywala (czerwony) jest odrzucany.
W zasadzie tego rodzaju losowanie może się zdarzyć więcej niż raz. Ktoś inny mógł zauważyć inny blok w tym samym czasie co fioletowy, a ten z kolei wskazywałby na czerwony blok. W takim przypadku wyścig będzie kontynuowany do trzeciej rundy, a wygrywający blok w tej rundzie już wybierze, który z dwóch rywalizujących łańcuchów stanie się oficjalną częścią łańcucha blokowego.
Ale takie zamieszanie nie może trwać bardzo długo, ponieważ węzły są montowane na bloku z dużą liczbą poprzedników - aw przypadku remisu wybierany jest blok, o którym słyszą jako pierwszy. Dlatego, gdy tylko ktoś odkryje blok taki jak fioletowy blok w kroku 3 - co sprawia, że jego łańcuch jest dłuższy niż pozostałe równoległe łańcuchy - wszyscy inni muszą zaakceptować nowy blok wraz z wybranymi poprzednikami. Wszyscy rozpoczynają pracę nad blokiem, który następuje po fioletowym.
Jest powód, dla którego górnicy powinni przestrzegać tej zasady długiego łańcucha, ponieważ otrzymają nagrodę w wysokości 12,5 bitcoina tylko wtedy, gdy ich blok stanie się częścią łańcucha bloków konsensusu. A ponieważ większość innych węzłów w sieci stosuje się do tej reguły, istnieje duże prawdopodobieństwo, że blok zostanie zaakceptowany, jeśli zostanie zbudowany na końcu bloku, który już należy do dłuższego łańcucha - jak czerwony blok na powyższym schemacie.
Jeśli górnik będzie nalegał na zbudowanie innego bloku (powiedzmy, czerwonego), każdy blok, który znajdzie, po prostu przyciągnie do fioletowego bloku. Ale górnicy budują na bloku, który usłyszą jako pierwsi, więc nowy blok zostanie zignorowany.
Teraz przypuśćmy, że ktoś chce naruszyć integralność sieci, wysyłając dwukrotnie jedną monetę. Atakujący dokonuje płatności, informuje odbiorcę o jej przyjęciu (i przekazuje w zamian produkt lub usługę), a następnie chce usunąć płatność z łańcucha bloków, aby wysłać te same monety do kogoś innego. Tak to będzie wyglądać:
Na tym diagramie legalna transakcja, którą atakujący chce zastąpić, znajduje się w żółtym polu. W kroku 2 atakujący generuje nowy blok - szary z rogami - reprezentujący podwójną transakcję. Atak zakończy się sukcesem, jeśli atakujący może zmusić sieć do odrzucenia żółtego bloku na rzecz szarego.
Aby to zrobić, atakujący musi rozwinąć swoją gałąź łańcucha bloków szybciej niż reszta sieci rozszerzy legalną gałąź. Atakujący na początku ma szczęście i dodaje pomarańczowy blok w kroku 3. To sprawia, że złośliwy łańcuch jest tak długi, jak legalny, ale pamiętaj, że uczciwe węzły zostaną zbudowane na zielonym bloku, ponieważ najpierw o tym usłyszeli.
Pytanie, kto zbuduje następny blok. W scenariuszu 4a atakujący odkrywa kolejny blok i atak się udaje. Uczciwe węzły działające zgodnie z regułą długiego łańcucha rozpoznają szare i pomarańczowe bloki jako prawidłowe, odrzucając wcześniej ustawione żółte i zielone bloki.
W scenariuszu 4b uczciwe węzły wzmacniają swoje przywództwo. Tutaj łańcuch atakującego jest podświetlony na szaro, ale jeszcze nie przegrał. Może dodawać bloki tyle, ile chce - zostanie pokonany tylko wtedy, gdy uczciwe węzły mają taką przewagę, że atakujący nie ma szans na jej pokonanie.
Obliczenia chronią blockchain
Wydobywanie lub wydobywanie bitcoinów jest procesem probabilistycznym, więc prawdopodobieństwo sukcesu ataku zależy częściowo od szczęścia. Zależy to również od tego, czy atakujący ma większą moc obliczeniową niż reszta sieci. Jeśli tak - a ten scenariusz jest znany jako „atak 51%” - atak zakończy się sukcesem. Z drugiej strony, jeśli atakujący kontroluje mniej niż 50% całkowitej mocy obliczeniowej sieci, atak jest mało prawdopodobny, zwłaszcza jeśli uczciwe węzły mają przyzwoity start.
I tutaj powoli zbliżamy się do kolosalnych poziomów zużycia energii przez bitcoiny. Obecnie górnicy bitcoinów zgromadzili wystarczającą zbiorczą moc, aby obliczyć ponad 12 haszów 1018SHA-256 na sekundę. Atakujący musiałby zdobyć porównywalną moc obliczeniową, która byłaby warta setki milionów, jeśli nie miliardy dolarów.
Górnicy zgromadzili tak dużą moc obliczeniową, ponieważ wydobywanie bitcoinów jest dochodowym biznesem. Ponownie górnicy otrzymują 12,5 bitcoinów - ponad 200 000 USD - za blok.
Wraz ze wzrostem ceny bitcoinów rosną zyski branży, a firmy wydobywcze wydają więcej na sprzęt i energię elektryczną. W krótkim okresie doprowadzi to do szybkiego budowania bloków.
Ale sieć bitcoin jest zaprogramowana tak, aby automatycznie dostosowywać trudność wydobycia, aby utrzymać stałą szybkość wydobycia wynoszącą sześć bloków na godzinę. Jeśli sieć tworzy bloki zbyt szybko, maksymalna wartość skrótu bloku jest zmniejszana, aby trudniej było znaleźć bloki. Jeśli tworzenie bloków zwalnia, dzieje się odwrotnie. W rezultacie sieć wytwarza średnio jeden blok co 10 minut, niezależnie od mocy obliczeniowej sieci.
Nagroda w wysokości 12,5 bitcoina jest zaprogramowana na zmniejszanie się w czasie. Kiedy Bitcoin został uruchomiony w 2009 roku, każdy blok tworzył 50 bitcoinów. W 2012 roku nagroda spadła do 25 bitcoinów, aw 2016 roku do 12,5. Będzie się również zmniejszać co cztery lata - 6,25 w 2020 r., 3,125 w 2024 r. Itd.
Za kilka dekad nagroda spadnie do znikomych poziomów. W tym momencie wydobywanie bitcoinów będzie obsługiwane wyłącznie przez opłaty transakcyjne. Każda transakcja może zawierać prowizję - nagrodę, która trafia do górnika, który zawiera transakcję w bloku. Jeśli jest zbyt wiele transakcji oczekujących na włączenie do bloku, górnicy zazwyczaj najpierw uwzględniają transakcje z najwyższymi opłatami, dzięki czemu opłaty są wysokie.
Pierwsi zwolennicy bitcoinów uwielbiali zachwalać fakt, że transakcje bitcoin były bezpłatne lub prawie bezpłatne. Jednak gdy sieć bitcoin stała się bardziej zatłoczona, koszty transakcji wzrosły. Na początku grudnia średni koszt opłat za transfer bitcoinów gwałtownie wzrósł do 20 USD, ponieważ zbyt wiele transakcji zgromadziło się w zbyt małych blokach.
Narastanie kontrowersji rozdziera społeczeństwo
Sieć jest przeciążona, ponieważ zakodowana wartość w kodzie bitcoin ogranicza rozmiar bloku do 1 megabajta. Ten limit, wprowadzony w 2010 r., Był środkiem zapobiegającym nadużyciom rozwijającej się wówczas sieci, ale stał się jednym z najbardziej kontrowersyjnych rozwiązań w świecie bitcoinów.
Zwykłe transakcje bitcoinowe mają średnio około 500 bajtów, więc bloki zaczynają się zapełniać, gdy zgromadzi się około 2000 transakcji. Jeśli sieć tworzy nowy blok co 10 minut, wykonywanych jest około 3,33 transakcji na sekundę. Oczywiście globalna sieć płatności musi przetwarzać płatności znacznie szybciej.
Świat bitcoinów podzielił się na dwa walczące ze sobą obozy z różnymi rozwiązaniami tego problemu. Jedna strona twierdzi, że rozwiązanie jest proste: zwiększ rozmiar bloku. Zaproponowali natychmiastowe zwiększenie rozmiaru bloku do 2, 4 lub 8 megabajtów, z dalszym zwiększaniem w razie potrzeby w przyszłości.
Inny obóz obawia się, że wysoki limit bloków sprawi, że Bitcoin będzie zbyt drogi dla zwykłych użytkowników korzystających z pełnego węzła w sieci p2p. Pełne węzły Bitcoin muszą pobierać każdą transakcję Bitcoin, jaka kiedykolwiek została dokonana, i przechowywać ją przez czas nieokreślony. Zwiększenie limitu rozmiaru bloku zwiększy wymagania dotyczące magazynowania węzłów. Jeśli uruchomienie pełnego węzła Bitcoin stanie się zbyt kosztowne, małe węzły zostaną zamknięte, a sieć Bitcoin trafi w ręce niewielkiej liczby firm i innych dużych organizacji.
Zwolennicy wielkiego bloku twierdzą, że to nonsens. W tej chwili blockchain waży 145 gigabajtów i rośnie o około 4 gigabajty miesięcznie. Podwojenie rozmiaru bloku oznaczałoby, że sieć zaczęłaby produkować 8 gigabajtów danych miesięcznie. Biorąc pod uwagę, że usługi internetowe Amazon płacą obecnie około 2 centów za gigabajt miesięcznie za przechowywanie, mówią, że rozsądny wzrost rozmiaru bloku nie przyniesie nikomu nic dobrego.
Ale zwolennicy małego bloku twierdzą, że takie rozumowanie jest krótkowzroczne. Zwracają uwagę, że samo podwojenie rozmiaru bloku nie wystarczy, aby zaspokoić długoterminowy popyt. Jeśli bitcoin opiera się na dużych blokach do skalowania sieci, szybko przejdzie do bloków 10 MB, następnie bloków 100 MB i prawdopodobnie 1 GB. W pewnym momencie zwykli ludzie nie będą już mogli uruchamiać pełnych węzłów. Dlatego należy szukać sposobu na skalowanie sieci przy zachowaniu niewielkich bloków.
Pierwszym krokiem, o który domagają się, jest funkcja oddzielnego świadka (SegWit), która została przyjęta przez sieć we wrześniu. Ta aktualizacja przeniosła podpisy kryptograficzne („dane świadków”) z transakcji do części łańcucha bloków, która nie wlicza się do limitu 1 megabajta. Gdy węzeł potwierdzi, że te podpisy są wiarygodne, może je odrzucić, zmniejszając ilość danych, które muszą być przechowywane na stałe. Gdy implementacja jest w pełni operacyjna, powinna mniej więcej podwoić przepustowość sieci, bez zwiększania obciążenia węzłów Bitcoin.
Z biegiem czasu zwolennicy małych bloków mają nadzieję, że Lightning, sieć płatności, która powinna działać na Bitcoin, będzie działać. Surowe specyfikacje Lightninga zostały wydane na początku grudnia, a teraz trzy firmy tworzą niezależne implementacje tej specyfikacji.
Pełne wyjaśnienie Lightning Network (LN) po prostu nie będzie pasować do tego artykułu (i lepiej będzie o tym porozmawiać w przyszłości). Krótko mówiąc: wykorzystuje metodę kanału płatności, która umożliwia wiele małych transakcji między dwiema stronami bez wysyłania oddzielnych transakcji do łańcucha blokowego. Celem sieci Ligntning jest zszycie patchworkowego połączenia kanałów płatności w globalną sieć, która umożliwia wymianę płatności.
Jeśli sieć będzie działać tak, jak twierdzą jej zwolennicy, rozwiąże to długoterminowy problem skalowania Bitcoina. Ale zwolennicy wielkich bloków wątpią, że cokolwiek zmieni. Nadal musisz zwiększyć rozmiar bloku bitcoin, aby sprostać rosnącemu popytowi.
Dwa przyszłe bitcoiny
Debata na temat rozmiaru bloku stała się tak zaciekła, że łatwo jest stracić z oczu szerszy obraz. Ale ostatecznie stawką są dwie bardzo różne wizje przyszłości bitcoina.
Wizja z dużymi blokami powoduje, że bloki ostatecznie rosną do gigabajtów, a mniejsi gracze opuszczają grę z powodu niemożności utrzymania pełnych węzłów. Sieć będzie obsługiwana przez kilkadziesiąt firm wydobywczych, giełd i innych dużych przedsiębiorstw bitcoinowych (nie więcej niż 10 000 pełnych węzłów w obecnym stanie). Z punktu widzenia zwykłego użytkownika taka przyszła sieć bitcoin będzie bardziej przypominać sieć, a ludzie będą mogli dokonywać nieograniczonej liczby transakcji przy niskim koszcie tych transakcji. Jednak większa koncentracja sieci może prowadzić do nieproporcjonalnego podziału władzy między firmami z pełnym węzłem - i ostatecznie uczynić sieć bardziej podatną na regulacje rządowe.
Z kolei zwolennicy małych bloków widzą w przyszłości nową architekturę warstwową, w której transakcje na łańcuchu bloków będą drogie i nieliczne. Blockchain stanie się „warstwą osadową” dla sieci Lightning, a kanały płatności, które przetwarzają wiele płatności Lightning, będą jedną transakcją w łańcuchu bloków. Przy niewielkim rozmiarze bloku - nawet jeśli nawet zwolennicy małych bloków przyznają, że rozmiar będzie musiał zostać zwiększony - główna sieć Bitcoin pozostanie zdecentralizowana, z tysiącami węzłów obsługiwanych przez osoby fizyczne.
Powodem, dla którego kontrowersje dotyczące rozmiaru bloku stały się tak gwałtowne, jest to, że każdy obóz inaczej postrzega rozwój Bitcoina. Zwolennicy wielkich bloków uważają, że małe bloki bezużytecznie sabotują rozwój sieci w poszukiwaniu ideologicznego programu. Mali blokatorzy argumentują, że duże bloki podważają decentralizację, która przede wszystkim przyciągnęła wiele osób do kryptowalut.
Powstanie widełek bitcoinowych
Istnieją również kontrowersje, ponieważ Bitcoin jest siecią opartą na konsensusie. System działa, ponieważ każdy węzeł w sieci przestrzega ogólnych zasad określania legalności i nielegalności bloków.
Jeśli różne węzły nie zgadzają się z zasadami, którymi się kierują, powstają tzw. Forki (forki) - podziały lub nawet forki łańcucha blokowego. Węzeł tworzy blok - na przykład większy niż 1 megabajt - który inne węzły uważają za nieprawidłowy. Sieć podzielona jest na dwie części. Węzły, które uważają nowy blok za legalny, uważają go za nowy długi łańcuch i budują na nim węzły. Węzły, które uznają to za nielegalne, zignorują go i ustawią w jednej linii z jego poprzednikiem. Tak więc na pierwszy rzut oka dwa zupełnie nieporównywalne łańcuchy reakcji w łańcuchu bloków przebiegają równolegle.
Aby tego uniknąć, wszyscy w sieci - lub prawie wszyscy - muszą uzgodnić nowe zasady na długo przed ich wejściem w życie. Ta potrzeba szerokiego konsensusu była jednym z powodów, dla których społeczność bitcoinów długo debatowała nad zmianami rozmiaru bloków. Od 2015 roku większość ludzi uważała, że te zmiany są konieczne, ale nikt nie rozumiał, jaki powinien być zestaw zmian, z którym wszyscy się zgodzą.
W sierpniu 2017 r. Dysydencka frakcja wielkich bloków postanowiła wziąć sprawy w swoje ręce. Celowo podzielili łańcuch bloków, nie czekając na konsensus. Rezultatem jest nowa kryptowaluta - Bitcoin Cash.
Oczywiście istnieje wiele kryptowalut podobnych do bitcoinów, ale ta jest wyjątkowa: ponieważ była to rozwidlenie istniejącego łańcucha blokowego, każdy, kto miał zwykłe bitcoiny przed widelcem, również otrzymał Bcash po forku. Łączna wartość dwóch kryptowalut zasadniczo przekroczyła wartość bitcoina sprzed forka, generując w zasadzie miliardy dolarów nowego bogactwa.
W listopadzie pojawiła się propozycja podwojenia rozmiaru bloku w głównej sieci Bitcoin do 2 megabajtów, ale została odrzucona. W odpowiedzi niektóre duże programy blokujące przeniosły swoją wartość kryptograficzną do Bitcoin Cash.
Dlaczego Bitcoin może zmienić świat?
Podstawową innowacją w Bitcoin jest to, że był to pierwszy elektroniczny system płatności, który został całkowicie zdecentralizowany. Często jest to umieszczane na tle politycznym, pozycjonując sieć bitcoin jako rywala dla Rezerwy Federalnej i dużych banków.
Ale decentralizacja bitcoinów miała jeszcze jedną konsekwencję, która może być bardziej subtelna, ale nie mniej ważna: transfery bitcoinów są nieodwracalne. Jeśli kupujesz coś za pomocą zwykłej karty kredytowej, a sprzedawca nie dostarczy produktu, możesz poprosić sieć kart kredytowych o anulowanie transakcji. Ale to nie zadziała z bitcoinami. Po prostu nie ma do kogo zadzwonić.
Ludzie porównują Bitcoin do Internetu. Internet zrezygnował z gwarancji niezawodności tradycyjnych sieci; jeśli trasa internetowa jest przeciążona, routery po prostu odrzucają pakiety, których nie mogą dostarczyć. Nadawca powinien zauważyć, że paczka nie została dostarczona i wysłać kolejną kopię.
Takie podejście doprowadzało stare telekomunikacje do szaleństwa, ale okazało się ważną innowacją. Pozwoliło routerom internetowym na prostsze i łatwiejsze komunikowanie się między różnymi typami sieci. Ostatecznie zadziałało, ponieważ komputery świetnie radzą sobie z pomyślnym dostarczaniem wiadomości.
Bitcoin dokonuje podobnej zmiany: sama sieć nie zapewnia użytkownikom końcowym solidnej ochrony przed oszustwami. Zamiast tego odpowiedzialność przenosi się na twórców aplikacji bitcoin, którzy muszą dowiedzieć się, jak chronić swoich użytkowników przed oszustwami.
To po części sprawia, że Bitcoin jest ryzykownym aktywem. W 2011 roku ktoś twierdził, że ma 25 000 bitcoinów - wtedy były one warte około 500 000 dolarów, ale dziś byłyby warte ponad 400 milionów dolarów - i zostały skradzione przez hakera. Ta historia się powtarza.
Jednak pomimo wszystkich swoich wad nieodwracalność bitcoina ma duży potencjał: sprawia, że bitcoin (podobnie jak Internet) jest unikalną otwartą i programowalną platformą finansową. Oprogramowanie współpracujące z konwencjonalną siecią płatniczą, taką jak Visa lub MasterCard, musi uwzględniać ich złożone modele bezpieczeństwa oraz ryzyko, że płatność może zostać później anulowana przez sieć.
Stworzenie nowego rodzaju usług finansowych na tradycyjnej platformie wymaga zgody właściciela tradycyjnej sieci, a takie firmy nie są skłonne do podejmowania ryzyka - bo źle zaprojektowana aplikacja może stać się narzędziem oszustwa. Startupom trudno jest tworzyć nowe usługi finansowe z wykorzystaniem konwencjonalnych sieci płatności.
Z kolei ważność transakcji bitcoin można w pełni zweryfikować w oprogramowaniu. Nie musisz się martwić, że zostaną później anulowane, nie są też wymagane żadne potwierdzenia i zgody z góry.
Kilka lat temu spodziewano się niestandardowych aplikacji finansowych opartych na Bitcoinie, podobnie jak Google i Facebook są oparte na protokole TCP / IP. Takie aplikacje mogą oferować usługi wysokiego poziomu - uwierzytelnianie biometryczne, usługi depozytowe dla oczekujących zamówień, gwarancje odpowiedzialności klienta, które chronią ich przed oszustwami, oraz środki zapobiegające oszustwom z konwencjonalnych sieci finansowych.
Dopóki to się nie stało. Dziewięć lat po jego powstaniu korzystanie z bitcoinów jest nadal ograniczone do niewielkiej społeczności entuzjastów bitcoinów i kryptowalut.
Może po prostu musisz uzbroić się w cierpliwość. Internet potrzebował około 25 lat, zanim stał się siecią eksperymentalną, w technologię przydatną dla zwykłych ludzi. W ekosystemie bitcoin dzieje się teraz wiele nowych rzeczy, a niektóre z innowacji mogą mieć nieoczekiwane konsekwencje w nadchodzących latach.
Bitcoin stał się walutą rezerwową świata kryptowalut
Jedną z konsekwencji pozostawionych przez bitcoin jest inspirowanie i wspieranie kambryjskiej eksplozji nowych technologii opartych na blockchain. Obecnie istnieją setki kryptowalut inspirowanych bitcoinami. Ludzie chcą używać egzotycznych kryptowalut ze względu na obiecane korzyści. Bitcoin odgrywa taką samą rolę w gospodarce blockchain, jak dolar w handlu międzynarodowym. Kiedy dwa małe kraje chcą ze sobą handlować, czasami używają dolarów jako swojego systemu rozliczeniowego, ponieważ globalny system finansowy na to pozwala. To z kolei podnosi wartość dolara i ułatwia Amerykanom handel z resztą świata. Tak więc Bitcoin stał się wygodnym środkiem wymiany dla transakcji między kryptowalutami a konwencjonalnymi walutami. Ale to nie jest nawet początek.
Ilya Khel