Slik fungerer Bitcoin

Hvordan man skal kategorisere bitcoin nøyaktig, er et spørsmål om kontrovers. Er det en type valuta, en butikk med verdi, et betalingsnettverk eller en aktivaklasse?

Heldigvis er det lettere å definere hva bitcoin faktisk er. Det er programvare. Ikke la deg lure av arkivbilder av blanke mynter emblazonert med modifiserte Thai baht-symboler. Bitcoin er et rent digitalt fenomen, et sett med protokoller og prosesser.

Det er også den mest vellykkede av hundrevis av forsøk på å skape virtuelle penger gjennom bruk av kryptografi, vitenskapen om å lage og bryte koder. Men konkurransen varmer opp.

The Blockchain

Bitcoin er et nettverk som kjører på en protokoll kjent som blockchain. Et papir fra 2008 av en person eller personer som kalte seg Satoshi Nakamoto, beskrev først både blockchain og bitcoin, og for en stund var de to begrepene alt annet enn synonyme.

Blockchain har siden utviklet seg til et eget konsept, og tusenvis av blockchains er blitt laget ved hjelp av lignende kryptografiske teknikker. Denne historien kan gjøre nomenklaturen forvirrende. Blockchain refererer noen ganger til den opprinnelige bitcoin blockchain. Andre ganger refererer det til blockchain-teknologi generelt, eller til noen annen spesifikk blockchain, for eksempel den som driver Ethereum.

Grunnleggende om blockchain-teknologi er barmhjertig grei. Enhver gitt blockchain består av en enkelt kjede av diskrete informasjonblokker, ordnet kronologisk. I prinsippet kan denne informasjonen være en hvilken som helst streng på 1s og 0s, noe som betyr at den kan omfatte e-post, kontrakter, landtitler, vigselsattester eller obligasjonsfag. Denne allsidigheten har fått øye på regjeringer og private selskaper.

Imidlertid er informasjonen i bitcoin hovedsakelig transaksjoner.

Bitcoin er egentlig bare en liste. Person A sendte X bitcoin til person B, som sendte Y bitcoin til person C osv. Ved å samle disse transaksjonene, vet alle hvor de enkelte brukerne står.

Et annet navn på en blockchain er en "distribuert hovedbok", som understreker den viktigste forskjellen mellom denne teknologien og et velholdt Word-dokument. Bitcoin's blockchain er offentlig. Hvem som helst kan laste den ned i sin helhet eller gå til et hvilket som helst antall nettsteder som analyserer det.

Du kan for eksempel se at 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ sendte 0.01718427 bitcoin til 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t den 14. august 2017, mellom 11:10 og 11:20 am. De lange adressene og tallene er vel -informert, kan du sannsynligvis finne ut hvem som kontrollerte dem. Bitcoin sitt nettverk er ikke helt anonymt, med andre ord, selv om det å gjøre visse forholdsregler kan gjøre det veldig vanskelig å knytte enkeltpersoner til transaksjoner.

Hvordan kjøpe Bitcoin

Post-Trust

Til tross for at han er helt offentlig, eller rettere sagt på grunn av det faktum, er bitcoin ekstremt vanskelig å tukle med. En bitcoin har ingen fysisk tilstedeværelse, så du kan ikke beskytte den ved å låse den i et safe eller begrave den i den kanadiske villmarken.

I teorien ville alt en tyv å gjøre for å ta det fra deg være å legge en linje til hovedboken som betyr "du har betalt meg alt du har."

En relatert bekymring er dobbeltutgifter. Hvis en dårlig skuespiller kunne bruke litt bitcoin, så bruke den igjen, ville tilliten til valutaens verdi fort fordampe.

For å forhindre at noen skjer, trenger du tillit. I dette tilfellet vil den vante løsningen være å handle gjennom en sentral, nøytral dommer. En bank. Bitcoin har imidlertid gjort det unødvendig. (Det er sannsynligvis ikke tilfeldig at Satoshis opprinnelige beskrivelse ble publisert i oktober 2008, da tilliten til bankene var på et multigenerasjonalt lavt.) I stedet for å ha en pålitelig autoritet til å holde hovedbok og styre i nettverket, er bitcoin-nettverket desentralisert. Alle holder øye med alle andre.

Ingen trenger å kjenne eller stole på noen. Forutsatt at alt fungerer som tiltenkt, sikrer kryptografiske protokoller at hver blokk med transaksjoner blir boltet fast på den siste i en lang, uforanderlig kjede.

Gruvedrift

Prosessen som opprettholder denne tillitsfulle offentlige hovedboken er kjent som gruvedrift. Undergiring nettverket av bitcoin-brukere som handler cryptocurrency seg imellom er et nettverk av gruvearbeidere, som registrerer disse transaksjonene på blockchain.

Innspilling av en rekke transaksjoner er trivielt for en moderne datamaskin, men gruvedrift er vanskelig fordi programvaren til bitcoin gjør prosessen kunstig tidkrevende. Uten den ekstra vanskeligheten, kunne folk forfalsket transaksjoner for å berike seg selv eller slå andre mennesker konkurs. De kunne logge den i blockchain og haug så ubetydelige transaksjoner på toppen av at det å umuliggjøre svindelen ville bli umulig.

På samme måte ville det være enkelt å sette inn uredelige transaksjoner i blokker fra fortiden. Nettverket ville bli et vilt, spammy rot av konkurrerende storbøker, og bitcoin ville være verdiløs.

Å kombinere "proof of work" med andre kryptografiske teknikker var Satoshis gjennombrudd. Bitcoin-programvaren justerer vanskelighetsgraden gruvearbeidere møter for å begrense nettverket til en ny 1-megabyte blokk med transaksjoner hvert 10. minutt. På den måten er volumet av transaksjoner fordøyelig. Nettverket har tid til å veterinere den nye blokken og hovedboken som går foran den, og alle kan nå en enighet om status quo. I det er en "gaffel" - det vil si at kjeden deler seg i divergerende versjoner - den lengste kjeden anses som den mest gyldige siden mest arbeid har gått i den. (For relatert lesing, se "Hvordan kjøpe Bitcoin")

hashes

Her er en litt mer teknisk beskrivelse av hvordan gruvedrift fungerer. Nettverket av gruvearbeidere, som er spredt over hele kloden og ikke er bundet til hverandre av personlige eller profesjonelle bånd, mottar den siste delen av transaksjonsdata. De kjører dataene gjennom en kryptografisk algoritme som genererer en "hasj", en streng med tall og bokstaver som verifiserer informasjonens gyldighet, men som ikke avslører informasjonen i seg selv. (I virkeligheten er denne ideelle visjonen om desentralisert gruvedrift ikke lenger nøyaktig, med industrielle skalfarmer og kraftige gruvebassenger som danner et oligopol. Mer om det nedenfor.)

Gitt hash 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, kan du ikke vite hvilke transaksjoner den aktuelle blokken (# 480504) inneholder. Du kan imidlertid ta en haug med data som påstås å være blokk nr. 480504 og sørge for at den ikke har blitt tuklet med. Hvis ett nummer var malplassert, uansett hvor ubetydelig, ville dataene generert en helt annen hasj. Hvis du kjører uavhengighetserklæringen gjennom en hasjkalkulator, får du 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Slett perioden etter "sendt til en ærlig verden", så får du 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Noe som er mer enn litt annerledes.

Denne teknologien gjør at bitcoin-nettverket umiddelbart kan sjekke gyldigheten av en blokk. Det vil være utrolig tidkrevende å kamre gjennom hele hovedboken for å være sikker på at personen som gruver det siste partiet av transaksjoner ikke har prøvd noe morsomt. I stedet vises hasj fra forrige blokk innenfor den nye blokken. Hvis det minste minuttet ble endret i den forrige blokken, ville hasjen endret seg. Selv om endringen var 20 000 blokker tilbake i kjeden, ville den blokkens hasj satt av en kaskade av nye hasj og tippet nettverket.

Å generere en hasj er egentlig ikke fungerer. Prosessen er så rask og enkel at dårlige skuespillere fremdeles kan spam nettverket og kanskje, gitt nok datakraft, gi fra seg falske transaksjoner noen kvartaler tilbake i kjeden. Så bitcoin-protokollen krever bevis på arbeid.

Det gjør det ved å kaste gruvearbeidere en kurveball: Deres hasj må være under et visst mål. Det er grunnen til at hasj nr. 480504 starter med en lang rekke nuller. Det er bittelitt. Siden hver datastreng vil generere ett og bare ett hasj, innebærer søken etter en tilstrekkelig liten en å legge til mangler ("tall brukt en gang") til slutten av dataene. Så en gruvearbeider vil kjøre [thedata]. Hashen er for stor, prøv igjen. [Thedata] 1. For stor. [Thedata] 2. Til slutt gir [thedata] 93452 en hasj som begynner med det nødvendige antall nuller.

Den utvinnede blokken vil bli sendt til nettverket for å motta bekreftelser, som tar ytterligere en times tid, men noen ganger mye lenger tid å behandle. (Igjen er denne beskrivelsen forenklet. Blokkene er ikke hashed i sin helhet, men brutt opp til mer effektive strukturer kalt Merkle-trær.)

Avhengig av hvilken type trafikk nettverket mottar, vil bitcoin-protokollen kreve en lengre eller kortere streng med nuller, og justere vanskeligheten for å treffe en rate på en ny blokk hvert 10. minutt. Den nåværende vanskelighetsgraden er rundt 2.603 billioner, opp fra 1 i 2009.

Gruvedrift er intensivt, og krever store, dyre rigger og mye strøm for å drive dem. Og det er konkurransedyktig. Det er ikke noe å fortelle om hva som vil fungere, så målet er å pløye gjennom dem så raskt som mulig.

Gruvearbeidere har begynt å danne bassenger, og fordeler belønningen seg imellom. Og belønningen er saftig. Hver gang en ny blokk utvinnes, mottar den vellykkede gruvearbeideren en haug med nyopprettede bitcoin. Først var den 50, men så halverte den til 25, og nå er den 12, 5 (cirka 64 000 dollar i april 2019).

Belønningen vil fortsette å halveres hver 210.000 blokkering, omtrent hvert fjerde år til den treffer null. På det tidspunktet vil alle 21 millioner bitcoins ha blitt utvunnet, og gruvearbeidere vil utelukkende være avhengig av gebyrer for å opprettholde nettverket.

Det at gruvearbeidere har begynt å organisere seg i bassenger, bekymrer noen. Hvis et basseng overstiger 50% av nettverkets gruvekraft, kan medlemmene potensielt bruke mynter, snu transaksjonene og bruke dem igjen. De kan også blokkere andres transaksjoner.

Det kan stave slutten på bitcoin, men selv et såkalt angrep på 51% vil sannsynligvis ikke gjøre det mulig for de dårlige aktørene å reversere gamle transaksjoner, fordi kravet til bevis for arbeid gjør den prosessen så arbeidsintensiv. For å gå tilbake og endre blockchain, må et basseng kontrollere et så stort flertall av nettverket at det sannsynligvis vil være meningsløst. Hvem er det å handle med når du kontrollerer hele valutaen?

Et angrep på 51% er et økonomisk suicidalt forslag, fra gruvearbeidere. Da Ghash.io, en gruvebasseng, nådde halvparten av nettverkets datakraft i 2014, brøt den seg frivillig opp for å opprettholde tilliten til bitcoin's verdi. Andre aktører, for eksempel regjeringer, kan synes ideen om et slikt angrep interessant.

En annen kilde til bekymring relatert til gruvearbeidere er den praktiske tendensen til å konsentrere seg i deler av verden hvor elektrisitet er billig, for eksempel Kina eller, etter en kinesisk nedbrudd tidlig i 2018, Quebec.

Nøkler og lommebøker

Bitcoin-eierskap koker ned til to tall, en offentlig nøkkel og en privat nøkkel. En grov analogi er et brukernavn (offentlig nøkkel) og et passord (privat nøkkel). En hash av den offentlige nøkkelen som heter en adresse, er den som vises på blockchain. Å bruke hasj gir et ekstra lag med sikkerhet.

For å motta bitcoin er det nok for avsenderen å vite adressen din. Den offentlige nøkkelen er avledet fra den private nøkkelen, som du trenger for å sende bitcoin til en annen adresse. Systemet gjør det enkelt å motta penger, men krever bekreftelse av identitet for å sende dem.

For å få tilgang til bitcoin bruker du en lommebok, som er et sett med nøkler. Disse kan ta forskjellige former, fra tredjeparts nettapplikasjoner som tilbyr forsikring og debetkort, til QR-koder trykt på papirbiter. Det viktigste skillet er mellom "varme" lommebøker, som er koblet til internett og derfor sårbare for hacking, og "kalde" lommebøker, som ikke er koblet til internett.

Mange brukere velger å bruke utvekslinger som Coinbase, og setter sentralen i kontroll over de private nøklene.