Что такое блокчейн биткойна?

Блокчейн биткойна представляет собой объединениебиткойна и блокчейна. Человек или группа людей, известных как Сатоши Накамото, создали протокол Биткойн в 2008 году для децентрализации контроля над деньгами после всемирного краха централизованные организаций. В ПубликациИ под названием «Вайтпейпер Биткойна» изложила набор вычислительных правил, которые определили новый тип распределенной базы данных: блокчейн. Сеть была запущена в январе 2009 года.

Технология блокчейна создавалась именно для биткойна- самой известной криптовалюты. Как и доллар США, криптовалюта — это цифровое средство обмена, в котором используются методы шифрования для контроля создания денежных единиц и проверки финансовых переводов.

Блокчейн биткойна относится к данным, хранящимся в «блоках» информации, которые затем связываются вместе в постоянную «цепочку». Блок — это совокупность биткойн-транзакций за определенный период. Стопки блоков складываются друг на друга, причем каждый новый блок опирается на предыдущие. В результате образуется цепочка блоков, дающая начало слову «блокчейн».

Каждый раз, когда добавляется новый блок, предыдущие блоки становятся неизменяемыми. Это гарантирует, что каждый блок станет более безопасным с течением времени, и это пример того, как технология Биткойн меняет способы осуществления банковских и финансовых транзакций.

Однако блокчейн биткойна — это гораздо больше, чем просто криптовалюта: это технология, на которой построено большинство криптовалют, включая Биткойн. Блокчейн Биткойна уникален, поскольку он гарантирует точность всех транзакций. Каждое действие в блокчейне записывается, и записанная информация за пределами сети. Как только действие записывается и сохраняется в одном из информационных блоков, оно получает отметку времени и защищается, а вся запись доступна любому пользователю в системе.

Блокчейн Биткойна также децентрализован, то есть он не хранится на одном главном компьютере и не контролируется одной компанией. Он распространяется на множество компьютеров, находящихся в сети.

В блокчейне биткойна есть коды, называемые хешем. Хэш уникален для каждого блока в блокчейне. Хеширование позволяет каждому пользователю сети идентифицировать каждый блок и направляет его двигаться по цепочке, поскольку каждый блок имеет свой собственный хэш и хэш предыдущего блока.

Учитывая последнее, критические части блокчейна включают записи, блок, хэш и цепочку. Блочные записи и записи транзакций — это два типа записей в блокчейне. Блок содержит самые последние транзакции Биткойн, которые еще не были записаны ни в одном предыдущем блоке. Записи транзакций включают данные об активах, ценах и правах собственности, которые записываются, утверждаются и распределяются по всем узлам за считанные секунды.

По сути, хэш — это строка фиксированной длины, сгенерированная после преобразования любой длины входных данных в сети блокчейна, блок аналогичен странице в бухгалтерской книге или книге записей, а цепочка относится к блокам, связанным между собой в сети.

Идея технологии блокчейна была представлена в 1991 году Стюартом Хабером и В. Скоттом Сторнеттой в их статье «Как поставить временную метку цифровому документу». В этой статье они объяснили использование непрерывной цепочки временных меток для безопасной записи информации.

Блокчейн биткойна был создан в основном для облегчения обмена криптовалюты Биткойн. Однако первые последователи и изобретатели быстро обнаружили, что у него гораздо больший потенциал. Имея это в виду, они разработали блокчейн биткойна для хранения не только данных о движении токена.

Технология Биткойн использует одноранговые (P2P) транзакции, что позволяет функционировать без участия какого-либо банка или третьей стороны для управления каждым финансовым движением. Это позволяет отправлять онлайн-платежи напрямую от одной стороны к другой, минуя какое-либо финансовое учреждение.

Термин «одноранговая сеть» означает, что компьютеры, являющиеся частью сети, равны друг другу, что нет «специальных» узлов и что все узлы разделяют задачу предоставления сетевых услуг. Он состоит из тысяч биткойн-нод, которые используют этот протокол. Протокол отвечает за создание и защиту блокчейна.

Формирование одноранговой сети возможно, поскольку данные пользователей связаны с физическим или юридическим лицом, с которым они взаимодействуют, и они отвечают за поддержание работоспособности распределенной сети. Информация о физическом или юридическом лице затем передается из его биткойн-кошелька в их местоположение и IP-адрес, что представляет собой одноранговое взаимодействие биткойнов.

Биткойн представляет собой цифровую, не требующую доверия форму денег, наряду с движением за децентрализацию финансовых услуг. До Биткойна существовала необходимость в том, чтобы доверенная третья сторона вела учет — систему учета финансовых данных компании или человека — чтобы записывать, кому и сколько принадлежит. У каждого есть копия этого реестра в сети Биткойн, поэтому нет необходимости в третьих лицах.

Каждая биткойн-транзакция происходит в сети биткойн-блокчейн, которая представляет собой цифровое пространство, где происходит майнинг биткойнов и выработка хэш-энергии. Хеширующая мощность — это вычислительная мощность, используемая компьютером или оборудованием для выполнения и решения различных алгоритмов хеширования. Эти алгоритмы используются для создания новых криптовалют и позволяют им торговать друг с другом. Этот процесс называется майнингом.

Обычно владельцы биткойнов покупают свои запасы криптовалюты через биржу криптовалют — платформу, которая облегчает транзакции с биткойнами и другими криптовалютами. Децентрализованный реестр составляет сеть блокчейнов. Последнее показывает, что Биткойн — это часть программного обеспечения, набор процессов, участники которых выполняют различные задачи.

Блокчейн — это цифровой реестр дублированных транзакций, распределенных по сети компьютерных систем блокчейна. Каждый блок в цепочке содержит несколько транзакций, и всякий раз, когда в цепочке блоков происходит новая транзакция, запись об этой транзакции добавляется в реестр каждого участника.

Эта распределенная база данных управляется несколькими участниками с использованием технологии, называемой технологией распределенного реестра (DLT). Блокчейн — это тип распределенного реестра, в котором транзакции записываются с использованием неизменяемой криптографической подписи, известной как хэш. Затем транзакции организуются в блоки. Каждый новый блок включает в себя хеш предыдущего, эффективно связывая их вместе, поэтому распределенные реестры обычно называют блокчейнами.

Блокчейн работает как реестр, отслеживая каждую транзакцию биткойнов, и является самопроверяемым. Это означает, что вся сеть узлов — разные компьютеры, участвующие в сети — будет постоянно проверять и защищать каждое движение. Здесь в игру вступают «майнеры»: их компьютеры выполняют тяжелую работу по поддержанию цепочки и, таким образом, получают биткойны в качестве вознаграждения. Эти правила в совокупности составляют протокол Биткойн.

Биткойн-майнеры — это мощные компьютеры, решающие сложные математические задачи для чеканки монеты. Майнеры — это выделенные для сети машины, которые проверяют все транзакции и блокируют любых злоумышленников. Биткойн-майнеры компилируют как можно больше транзакций в блок, затем проверяют блок и добавляют его в цепочку предыдущих блоков, используя математический метод. За предоставление своей вычислительной мощности в сеть майнерам платят в недавно минченых биткойнах.

Блокчейн — это тип базы данных, которая представляет собой набор информации, хранящейся в компьютерной системе в электронном виде. То, что хранится в базах данных, информация или данные обычно структурированы в табличном формате, что упрощает поиск и фильтрацию информации. Базы данных предназначены для хранения больших объемов информации, к которой многие пользователи могут легко и быстро получить доступ, фильтровать и редактировать их в любое время.

Для этого в обширных базах данных хранятся данные на серверах, состоящих из мощных компьютеров. Эти серверы могут быть построены с использованием сотен и сотен компьютеров. Почему? Чтобы иметь вычислительную память и мощность, необходимую для одновременного доступа к базе данных многим пользователям. В этом отличие базы данных от облачного хранилища.

Вот чем блокчейн отличается от базы данных. Первое отличие заключается в том, как структурированы данные. База данных структурирует данные в таблицы, а блокчейн собирает информацию в группы, известные как блоки, которые содержат наборы данных. Каждый блок имеет определенную емкость памяти, которая привязывается к предыдущему заполненному блоку при его заполнении, образуя цепочку данных. Вот почему он называется блокчейном: миллионы блоков, заполненных данными, связаны друг с другом.

Эта система означает, что каждый блокчейн представляет собой более сложную базу данных, поскольку при реализации в децентрализованной системе она создает необратимую цепочку данных. Когда один блок заполнен, он становится неизменяемым и становится частью временной шкалы, поэтому каждый блок в цепочке имеет точную временную метку при добавлении в цепочку.

Таким образом, цель блокчейна — позволить записывать и распространять цифровую информацию, но не редактировать ее. Вот почему это не база данных как таковая; никто не сможет изменить его, когда он заполнен и зашифрован. С появлением технологии Биткойн блокчейн получил свое первое реальное применение.

Использование сети блокчейн имеет множество преимуществ. Во-первых, точность цепи. Транзакции, являющиеся частью блокчейна, должны быть одобрены тысячами тысяч компьютеров. Это исключает любое участие человека в проверке, а значит, меньше человеческих ошибок, а также более точная запись информации.

Но что, если один из компьютеров сети допустит вычислительную ошибку? Ошибка будет только в одной копии блокчейна. Чтобы оно распространилось, по крайней мере 51% сети должен иметь одну и ту же ошибку, что очень маловероятно.

Еще одним преимуществом является то, что блокчейн устраняет необходимость в сторонних верификаторах. Любой участник сети Биткойн может проверить и подтвердить блокчейн в любое время.

Данные блокчейна децентрализованы, что означает, что они не хранятся в центральном месте, а копируются и распространяются по обширной сети компьютеров. Из-за этого кому-либо очень сложно подделать данные, поскольку, например, взломщику потребуется доступ ко всем сетям, чтобы полностью скомпрометировать их.

Наконец, важной частью блокчейна является то, что, хотя любой, у кого есть подключение к Интернету, может видеть список истории транзакций сети и получать доступ к подробностям о транзакциях, никто не может получить доступ к идентифицирующей информации о пользователях, которые совершают эти транзакции. Кроме того, каждый раз, когда транзакция регистрируется, она проверяется сетью, а это означает, что тысячи компьютеров, составляющих ее, подтверждают правильность деталей покупки.

Блокчейн работает совсем не так, как традиционный банк, поскольку он на 100% децентрализован и полагается на тысячи компьютеров для проверки своих транзакций. Это означает, что он работает круглосуточно, каждый день в году. Самым значительным преимуществом всего блокчейна биткойн является его прозрачность, поскольку блокчейн действует как публичный реестр для каждой транзакции, совершаемой в сети Биткойн.

Другие различия заключаются в том, что скорость транзакций составляет от 15 минут до часа, в зависимости от загруженности сети. Платежи по картам и депозиты чеками могут занять от 24 до 72 часов.

Блокчейн Биткойна имеет переменные комиссии, обычно варьирующиеся от 0 до 50 долларов США. Хотя комиссия не связана с суммой перевода, она определяется текущими сетевыми условиями и размером данных транзакции. Поскольку блок в блокчейне Биткойна может содержать только один мегабайт (МБ) данных, количество транзакций, включенных в один блок, ограничено.

Еще одно отличие заключается в способе совершения транзакций. Хотя блокчейн позволяет любому, у кого есть подключение к Интернету, осуществлять переводы, банкам необходимо, чтобы у вас была учетная запись, мобильный телефон или компьютер.

Все эти различия делают технологию блокчейна значительным разрушителем традиционных финансов и банковской отрасли. Это защищенные от несанкционированного доступа и децентрализованные, встроенные цепочки, которые не только снижают затраты, но и создают прозрачную сеть, где пользователи могут чувствовать себя уполномоченными и в безопасности.

Хотя блокчейн имеет множество преимуществ, как и все остальное, у него есть свои недостатки. Во-первых, блокчейн может замедляться, когда в сети слишком много пользователей. Его также сложнее масштабировать из-за консенсусного метода работы.

Еще одним ограничением является то, что данные в блокчейне неизменяемы: нельзя вернуться и изменить предыдущий блок после его записи. Некоторые могут рассматривать это как имитацию, требующую самостоятельного обслуживания, а это означает, что пользователи должны поддерживать свои собственные кошельки, иначе они могут потерять доступ.

Большим ограничением является то, что технология блокчейна еще не развита. Кроме того, он не обеспечивает взаимодействия с другими блокчейнами и другими финансовыми системами, и его трудно интегрировать в устаревшие системы.

Lightning Network

Lightning Network (LN) позволяет участникам передавать BTC друг другу без каких-либо комиссий, используя свои цифровые кошельки. В сеть Биткойн добавляется второй уровень, позволяющий осуществлять транзакции между сторонами за пределами блокчейна, что называется оффчейн транзакциями. Второй уровень повышает пропускную способность без ущерба для каких-либо функций децентрализации или безопасности исходного блокчейна.

Lightning Network создает каналы оплаты между двумя пользователями в распределенной базе данных, чтобы они могли совершать транзакции друг с другом, при этом все остальные пользователи не получали их информацию, определяя транзакции вне цепочки.

Протокол считается переломным моментом в мире криптовалют, поскольку был разработан для ускорения обработки транзакций и снижения связанных с этим затрат на блокчейн Биткойн. Он был задуман в 2015 году и находится в стадии дальнейшего развития и активации.

Однако исследователи предупреждают, что по мере роста сети Lightning Network она станет более привлекательной целью для злоумышленников. Биткойн в развивающейся платежной сети может быть украден, если пользователи не будут осторожны, и в будущем может быть сложно обеспечить безопасность активов.

По мнению экспертов из Еврейского университета в Иерусалиме, биткойн, который в настоящее время заблокирован в платежном канале Lightning Network, где активов на около 9 миллионов долларов в биткойнах, может быть украден злоумышленниками. Хотя уязвимость потенциально может оказаться серьезной, исследователи оптимистичны в отношении того, что в долгосрочной перспективе ее можно исправить.

SegWit

Segregated Witness, или SegWit, относится к изменению процесса хранения данных транзакций Биткойном в блокчейне. Сегрегация означает разделение, а свидетелями являются подписи транзакций. Он был создан, чтобы обновить способ хранения данных в блокчейне биткойна. Это позволяет сети удерживать больше транзакций в одном блоке, повышая пропускную способность транзакций. SegWit стал активным в Биткойне в августе 2017 года после того, как в 2015 году был выпущен код обновления.

SegWit увеличивает предел размера блока блокчейна, удаляя данные подписи из транзакций Биткойн. Когда части транзакции удаляются, освобождается пространство, а также возможность добавления новых транзакций в цепочку.

SegWit не только улучшил скорость обработки транзакций Биткойн, но также устранил уязвимость протокола, которая позволяла узлам вмешиваться в проблемы гибкости транзакций (TXID) в сети. Удалив так называемые «данные подписи» или «данные-свидетели» из поля ввода блока, Segwit увеличил количество транзакций, которые могли поместиться в блок, и устранил недостаток гибкости транзакций.

В сети Биткойн обновление SegWit было представлено в виде софт-форка в августе 2017 года. Софт-форк — это обратно совместимое обновление, которое позволяет обновленным узлам взаимодействовать с необновленными узлами. Софт-форк обычно включает в себя новое правило, которое не противоречит существующим. Однако из-за высокой стоимости эксплуатации узла (особенно в развивающихся странах) обновление было приостановлено 8 ноября 2017 года.

Taproot

Разработчик Bitcoin Core Грег Максвелл предложил улучшение Taproot в январе 2018 года. Критерий 90% блоков, добытых с помощью сигнала поддержки от майнеров, был выполнен три года спустя, 12 июня 2021 года. Это означает, что за два года было добыто 1815 из 2016 блоков. В течение недели майнеры оставили некоторые закодированные данные, чтобы продемонстрировать свою поддержку обновления.

Taproot — это софт-форк, который улучшает сценарии Биткойна для повышения конфиденциальности и анонимности в сети. Когда пользователь не использует Taproot, любой может обнаружить транзакции. Taproot помогает «маскировать» транзакции и позволяет скрыть факт запуска биткойн-скрипта. По состоянию на октябрь 2020 года Taproot объединен с библиотекой Bitcoin Core.

Одним из наиболее значительных изменений в сети является замена подписей Шнорра на текущую технологию цифровых подписей Биткойна с эллиптической кривой (ECDSA). Метод ECDSA генерирует открытые ключи из случайно сгенерированных закрытых ключей, что делает невозможным определение закрытого ключа по адресу Биткойн или открытому ключу. Более того, подпись Шнорра освободит пространство и пропускную способность в сети Биткойн, сделав транзакции быстрее и меньше по стоимости.

Разрешая контракты дискретного журнала (DLC), подпись Шнорра может помочь упростить сложные смарт-контракты в блокчейне Биткойна. DLC представляют собой предложение добавить в Биткойн реализацию смарт-контракта, которая позволяет создавать простые, безопасные и удобные в использовании блокчейн-оракулы.

Это также может помочь в масштабировании платежных каналов второго уровня, таких как Lightning Network, которая позволяет осуществлять немедленные транзакции в сети Биткойн.