Серия «крипто_ликбез: контент о блокчейне и криптовалюте»

Для тех, кому удобнее читать в Телегам

=================

Давайте, на примере Биткойна, подробнее разберем процесс создания и добавления блока в цепочку более подробно, чтобы понять механику работы этой системы.

Чтобы использовать криптовалюту, вам нужен "цифровой кошелёк". Это программное обеспечение, которое хранит ваши "ключи" – длинные последовательности символов. Есть два типа ключей:

- Публичный (открытый) ключ. Это ваш адрес, который вы можете давать другим людям, чтобы они могли отправлять вам криптовалюту.

- Приватный (секретный, закрытый) ключ. Это секретный ключ, который вы используете для подписи транзакций и доступа к вашей криптовалюте. Его нужно хранить в строжайшем секрете, так как потеря приватного ключа означает потерю доступа к вашим средствам.

1. Инициирование транзакции. Пользователь А хочет отправить определенное количество криптовалюты (например, 1 биткойн) другому пользователю – Б. «А» создает транзакцию, указывая сумму и адрес кошелька Б, сеть. Затем подписывает эту транзакцию своей уникальной цифровой подписью, используя свой закрытый ключ. Соответствующий открытый ключ используется для проверки подписи, подтверждая, что транзакция была авторизована владельцем. Эта подпись доказывает, что А является законным владельцем отправляемых средств и что именно он авторизовал эту транзакцию.

2. Распространение транзакции. Подписанная транзакция А передается в сеть блокчейна (в нашем случае – Биткойна). Она немедленно распространяется среди всех подключенных узлов (компьютеров) сети. Каждый узел получает копию этой транзакции. Такой узел называется «майнером».

3. Проверка транзакции. Получив транзакцию, майнеры начинают ее проверять. Они выполняют несколько ключевых проверок:

   - Действительность цифровой подписи. Узлы используют открытый ключ А, чтобы убедиться, что цифровая подпись подлинная и транзакция действительно была инициирована А.

   - Наличие достаточных средств. Узлы проверяют историю блокчейна, чтобы убедиться, что у А, на адресе его кошелька, достаточно средств для совершения этой транзакции и что он не пытается потратить одни и те же средства дважды (проблема "двойной траты").

   - Соответствие правилам сети. Узлы проверяют, что транзакция соответствует всем другим правилам протокола блокчейна (например, минимальная сумма транзакции, формат адресов и т.д.).
   

4. Формирование блока. Проверенные и подтвержденные транзакции собираются в "блок". Каждый блок имеет ограниченный размер, поэтому он может содержать только определенное количество транзакций. Помимо транзакций, блок также содержит:

   - Метка времени - время создания блока.

   - Номер блока - порядковый номер в цепочке.

   - Хэш предыдущего блока - это критически важный элемент, который криптографическии связывает текущий блок с предыдущим, формируя цепочку.

   - Нонс (Nonce) - случайное число, которое майнеры ищут для решения криптографической задачи.

   - Корневой хэш Меркла - хэш всех транзакций в блоке, организованных в древовидную структуру.

Важной задачей майнера является поиск такого нонса, который при добавлении к данным блока и хэшировании всего блока даст результат (хэш блока), соответствующий определенным критериям. Например, в сети Биткойн хэш блока должен начинаться с определенного количества нулей. Чем больше нулей требуется, тем сложнее задача.

Майнеры методом перебора многократно изменяют нонс и пересчитывают хэш блока, пока не найдут тот, который удовлетворяет условиям. Это требует огромных вычислительных мощностей и энергии, что делает процесс дорогостоящим и служит защитой от злоупотреблений. Этот процесс и называется майнингом.

5. Добавление Блока в Цепочку. Первый майнер, который находит правильный нонс и, следовательно, действительный хэш блока, объявляет об этом всей сети. Он транслирует найденный блок другим узлам. Другие узлы проверяют его решение - они берут данные блока, нонс и пересчитывают хэш. Если хэш совпадает с требуемым критерием, блок считается действительным.

6. Обновление Реестра. После того как большинство узлов сети подтверждают действительность нового блока, он добавляется к концу цепочки блоков. Все узлы обновляют свои копии блокчейна, включая новый блок. Таким образом, все участники сети имеют актуальную и идентичную копию распределенного реестра. Майнер, который успешно добавил блок, получает вознаграждение в виде вновь созданной криптовалюты (например, биткойнов) и комиссий за транзакции, включенные в этот блок. Именно так создаются новые единицы криптовалюты. Это стимулирует майнеров продолжать участвовать в сети и обеспечивать ее безопасность.

Этот процесс повторяется примерно каждые 10 минут в сети Биткойн, создавая непрерывную, безопасную и неизменяемую цепочку блоков.

Для тех, кому удобнее читать в Телеграм.

Уже сейчас вы можете прочитать там следующие публикации:

=====================================

Продолжаем тему, начатую выше.

Децентрализация.

Для тех, кому удобнее читать в Телеграм

Уже сейчас вы можете прочитать там следующие публикации:

1. Блокчейн – фундамент криптовалют. Структура блока.

2. Ключевые свойства блокчейна.

3. Как работают транзакции в блокчейне.

4. Важность блокчейна.

5. Что такое майнинг? Его фундаментальная роль в функционировании децентрализованных сетей?

6. Основные этапы майнинга.

7. Как майнинг обеспечивает безопасность и целостность блокчейна?

8. Криптографический хэш – невидимый страж цифрового мира.

9. Фундаментальные свойства криптографического хэша: часть 1, часть 2

10. Важность криптографического хэша для криптовалют.

11. Что такое Мемори пул и как он работает

=======================

Теперь, когда мы имеем общее представление о криптовалютах, давайте перейдем к их сердцу – блокчейну.

Блокчейн – это фундаментальная технология, лежащая в основе криптовалют.

Это огромная, постоянно растущая база данных, которая хранится на множестве компьютеров (узлов) по всему миру. Это распределенный, децентрализованный и неизменяемый реестр, который записывает все транзакции в хронологическом порядке.

Это не просто технология, это – новая парадигма для хранения и управления информацией, которая обладает уникальными свойствами.

Аналогия с «Книгой учета».

Чтобы лучше понять, представьте себе старую добрую бухгалтерскую книгу, которую ведут в небольшой деревне.

Каждый житель деревни имеет свою копию этой книги.

Когда кто-то совершает сделку (например, продает яблоки), он записывает ее на текущую страницу.

Когда страница заполняется, ее нумеруют, подписывают всеми жителями деревни и добавляют следующую чистую страницу.

Все жители должны согласиться с записями на текущей странице, прежде чем она будет "запечатана" и добавлена новая.

В блокчейне происходит нечто похожее, но в цифровом формате и в гораздо большем масштабе.

Представьте себе огромную цифровую книгу учёта, которая распределена между множеством компьютеров по всему миру.

Каждая "страница" – это "блок", который содержит информацию о нескольких транзакциях.

По мере проведения транзакций, они группируются в новый блок, блок таким образом заполняется, "запечатывается" с помощью сложных криптографических методов и добавляется в конец цепочки к предыдущему блоку, образуя непрерывное соединение – отсюда и название "блокчейн" (block – блок, chain – цепь).

Каждый новый блок содержит криптографическую ссылку на предыдущий блок, что делает цепочку очень надёжной и практически неизменяемой. Эта цепочка является публичной и доступна для просмотра всем участникам сети (рис. 1).

Структура блока.

Каждый блок обычно включает в себя:

= Заголовок блока - содержит метаданные, которые описывают блок.

К ним относятся:

- Номер версии - указывает версию правил блокчейна.

- Хэш предыдущего блока - криптографическая ссылка на предыдущий блок в цепочке, обеспечивающая целостность и порядок.

- Корень Меркла (Merkle root) - хэш всех транзакций, включенных в текущий блок. Дерево Меркла – это структура данных, которая позволяет эффективно проверять целостность большого количества транзакций.

- Временная метка (Timestamp) - время создания блока.

- Nonce - случайное число, которое майнеры изменяют для поиска решения криптографической задачи (в случае Proof-of-Work).

- Целевой хэш (Target hash) - значение, которое майнеры пытаются достичь или превзойти при поиске решения.

= Список транзакций- фактические данные о транзакциях, которые были проверены и включены в этот блок. Каждая транзакция содержит информацию об отправителе, получателе, сумме и цифровой подписи.

Для тех, кому удобнее читать в Телеграм

Уже сейчас вы можете прочитать там следующие публикации:

1. Блокчейн – фундамент криптовалют. Структура блока.

2. Ключевые свойства блокчейна.

3. Как работают транзакции в блокчейне.

4. Важность блокчейна.

5. Что такое майнинг? Его фундаментальная роль в функционировании децентрализованных сетей?

6. Основные этапы майнинга.

7. Как майнинг обеспечивает безопасность и целостность блокчейна?

8. Криптографический хэш – невидимый страж цифрового мира.

9. Фундаментальные свойства криптографического хэша: часть 1, часть 2

   10. Важность криптографического хэша для криптовалют.

=================================================

Что такое криптовалюта?

Криптовалюта представляет собой инновационную форму цифровой или виртуальной валюты, которая кардинально отличается от традиционных фиатных денег, выпускаемых и контролируемых центральными банками и правительствами.

Ее фундаментальное отличие заключается в использовании криптографии для обеспечения безопасности транзакций, контроля создания новых единиц и верификации передачи активов.

Эта технология позволяет криптовалютам функционировать в децентрализованной среде, что означает отсутствие единого центрального органа управления, эмиссии или контроля.

Децентрализация достигается за счет применения технологии распределенного реестра, наиболее известной как блокчейн, которая является основой большинства современных криптовалют.

В отличие от традиционных (фиатных) валют, таких как доллар, евро или рубль, которые выпускаются и регулируются центральными банками и правительствами, криптовалюты децентрализованы. Это означает, что нет единого органа, который бы контролировал их выпуск, обращение или проверку транзакций.

Эта децентрализация является одним из ключевых отличий и источников их привлекательности, поскольку она устраняет необходимость в посредниках и снижает риски, связанные с централизованным контролем.

Представьте, что вы хотите отправить деньги другу, который находится в другой стране. В традиционной банковской системе вы обращаетесь к банку, который выступает посредником. Банк проверяет вашу личность, наличие средств на вашем счете, осуществляет перевод через сложную сеть корреспондентских счетов и взимает комиссию за свои услуги. Весь этот процесс может занять несколько дней, особенно для международных переводов, и сопряжен с определенными издержками. Банк ведет централизованный учет всех транзакций, и вы полностью зависите от его инфраструктуры и правил.

В мире криптовалют такого посредника нет. Транзакции происходят напрямую между участниками (peer-to-peer / равный-к-равному), а их проверка и запись осуществляются с помощью сложной криптографии и распределенной сети компьютеров.

Это означает, что вы можете отправить криптовалюту кому угодно, в любую точку мира, в любое время, без необходимости получения разрешения от банка или другого финансового учреждения.

Скорость транзакций значительно выше, а комиссии, как правило, ниже, чем в традиционных банковских системах.

Откуда взялась идея?

Идея электронных денег существует давно. Ещё в 1980‑е годы криптографы пробовали разные варианты «цифровой наличности».

Но все эти ранние проекты сталкивались с одной главной проблемой: как предотвратить «двойную трату» — когда одни и те же цифровые деньги используются несколько раз?

С физическими деньгами этого не произойдёт: одну и ту же купюру нельзя отдать сразу двум людям. В цифровом же мире, где информацию легко копировать, это оказалось серьёзным препятствием.

Выход появился в 2008 году, когда некий анонимный человек или группа под именем Сатоши Накамото опубликовали работу, в которой описали новую систему электронных денег — Биткойн. В ней был предложен оригинальный способ борьбы с двойным расходованием с помощью технологии, позже названной блокчейном.

ПОСЛЕДУЕТ ПРОДОЛЖЕНИЕ