Jak działa protokół Bitcoina

05.12.2018

uploads/8q9MYHnFCvXsPsON3Tc9.png

Technologie sieciowe oraz komputery rozwinęły się i osiągnęły swój obecny kształt dzięki uniwersalnej własności informacji cyfrowej: może być ona w łatwy sposób kopiowana i powielana. Wszystko, począwszy od Internetu, idąc przez procesory tekstu, aż po programy sieciowe, polega niemal całkowicie na tym, że serię bitów z których są stworzone można szybko i łatwo skopiować przy niemal zerowym koszcie takiej operacji.

Kwestią czasu było jedynie to, kiedy informatycy i programiści zaczną zastanawiać się nad drugą połową gospodarki danych (ang. data economy). Co by się stało, jeśli danych nie dałoby się skopiować? Co by się stało, gdyby istniało coś takiego, jak unikatowe dane, oraz co by ostatecznie było, gdyby te dane mogły być przekazywane od użytkownika do użytkownika? Praktyczne konsekwencje takiej sytuacji od dawna były wszystkim znane. Unikalne dane, których nie można sklonować (czyt. skopiować), mogą zacząć być wykorzystywane jako cyfrowe pieniądze.

W ten właśnie sposób wynaleziona została pierwsza kryptowaluta. Większość ludzi nie posiada żadnego doświadczenia lub raczej mało wie na temat tego rodzaju walut cyfrowych. Każda z nich może w końcu zadać pytanie "czym właściwie jest Bitcoin?" lub mogą po prostu chcieć zrozumieć jak działa Bitcoin. Technologia, która stanowi podstawę każdej z kryptowalut i która jednocześnie sprawia, że są one tak wyjątkowe jest prawdopodobnie jednym z najbardziej złożonych tematów dla większości z nas.

Ze względu na różne cechy i funkcjonalności jakie niesie za sobą Bitcoin, jako słowo może być używany do definiowania wielu różnych rzeczy. Po pierwsze, Bitcoin oznacza kryptowalutę (w skrócie BTC), która jest rozproszoną i cyfrową formą pieniądza funkcjonującego w ramach sieci peer-to-peer lub P2P (prościej mówiąc: komputer do komputera). Po drugie, oznacza protokół, czyli zestaw reguł i zasad obowiązujących we wcześniej wymienionej sieci. Po trzecie, kod źródłowy protokołu i obsługującego go oprogramowania, który działa na wielu komputerach na całym świecie, może być również określany jako Bitcoin. Tym samym słowo Bitcoin może być używane w odniesieniu do całego ekosystemu, obejmując wszystkie wcześniej wymienione funkcje.


Łańcuch bloków (ang. blockchain)

Problem unikalności i niezmienności danych spędza sen z powiek programistom od najwcześniejszych dni funkcjonowania cyfrowego świata. Jeżeli dane na dysku lub innym nośniku danych można tak łatwo zmienić, kto powinien być odpowiedzialny i na tyle wiarygodny aby móc powiedzieć, która ich wersja jest prawidłowa i prawdziwa? To trudne pytanie, na które odpowiedzieć próbowało wielu, aż do wczesnych lat 90., kiedy to Stuart Haber i W. Scott Stornetta stworzyli i zaprezentowali światu pierwszy archetyp sieci blockchain. Haber i Stornetta jako pierwsi zastosowali dowody kryptograficzne w celu zabezpieczenia łańcucha bloków oraz jako sposobu na uniknięcie możliwości fałszowania danych. Publikacja z pewnością zainspirowała pracę Hala Finney’a i wielu innych informatyków, prowadząc ostatecznie do powstania Bitcoina. Dokument techniczny Bitcoina (ang. whitepaper) został opublikowany w 2008 przez programistę lub grupę programistów pod pseudonimem Satoshi Nakamoto. 

Z pewnością pojawienie się koncepcji łańcucha bloków (ang. blockchain) było kluczowe dla koncepcji powstania Bitcoina i innych kryptowalut jako nowego rodzaju cyfrowych pieniędzy. Zasadniczo struktura blockchainu składa się z serii rekordów, bardzo przypominając rejestr lub spłaszczoną bazę danych. Wyjątkowość technologii blockchain wynika z mechanizmu, który jest w niej wykorzystywany do weryfikowania i ochrony obecnych w niej zapisów zapisów.


Rozproszona i Bezpieczna

Technologia stanowiąca podstawę Bitcoina nastawiona jest w głównej mierze na zachowanie integralności danych i transakcji dodanych do rejestru. Każda transakcja podpisana jest cyfrowo. Każdy podpis jest dodatkowo weryfikowany za pomocą technik kryptograficznych, które poza zapewnieniem bezpieczeństwa danych odpowiedzialne są również za zapewnienie, że środki (czyt. kryptowaluty/tokeny) nie mogą zostać wydane więcej niż jeden raz.
Jeśli transakcja zostanie zweryfikowana jako prawidłowa i ważna, jest ona trwale zapisywana w łańcuchu bloków za pomocą procesu znanego jako kopanie (ang. mining) - do którego, znów, wykorzystywana jest kryptografia. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że to zbędny i dodatkowy wysiłek, ale ostatecznie ma on bardzo głęboki wpływ na bezpieczeństwo Bitcoina. Dokonanie jakiejkolwiek modyfikacji, zmiany w sieci blockchain Bitcoina wymaga rozłożenia na czynniki pierwsze i rozszyfrowania całej struktury, co jest praktycznie niemożliwe do wykonania nawet dla najpotężniejszych komputerów (czyt. superkomputerów).

Kolejna warstwa zabezpieczeń Bitcoina polega na tym, że dane obecne w blockchainie dystrybuowane są za pośrednictwem niezliczonej ilość węzłów sieciowych (czyt. komputerów) rozsianych po całym świecie - co praktycznie oznacza, że każdy z węzłów posiada własną kopię danych zawartych w blockchainie. Oznacza to, że nawet jeśli dane zawarte w kopii zostaną zmienione przez nawet jeden węzeł, inni uczestnicy sieci łatwo rozpoznają tę kopię i uznają ją jako uszkodzoną, ponieważ nie będzie ona pasowała do żadnej innej kopii dostępnej na jakimkolwiek innym węźle. Proces ten jest zarządzany przez "algorytm konsensusu" zwany Proof of Work. Rozkładanie na czynniki pierwsze, a następnie odszyfrowywanie dziesiątek, setek lub tysięcy kopii tych samych danych jednocześnie jest o wiele rzędów wielkości trudniejsze niż robienie tego tylko raz, dlatego dane w blockchain są tak bezpieczne. Ponadto, system rozproszonego rejestru jest znacznie bardziej odporny na awarie i ataki cybernetyczne od zwykłej bazy danych, ponieważ nie opiera się na pojedynczym centrum danych, jak ma to miejsce w przypadku tradycyjnych scentralizowanych systemów przechowywania danych.

Technologia blockchain dała początek wyjątkowemu i nie dającemu się sklonować kawałkowi danych elektronicznych, który można śledzić za pomocą wpisów dostępnych w ogólnodostępnym i rozproszonym rejestrze. Powstanie technologii blockchain doprowadziło do wyklarowania się Bitcoina, czyli zdecentralizowanej i bezpiecznej kryptograficznie cyfrowej waluty.

Protokół Bitcoina został zaprojektowany w taki sposób, że nigdy nie powstanie więcej niż 21 milionów Bitcoinów. Nowe jednostki (czyt. monety) są generowane w procesie wydobywania bitcoinów, czyli procesie, który wykorzystuje kryptograficzne funkcje hashowania oraz jest regulowany przez algorytm konsensusu Proof of Work (PoW)

Innymi słowy, blockchain działa jako rozproszony rejestr, który zapisuje wszystkie transakcje i jest wysoce odporny na modyfikacje i próby oszustwa. Rekordy zapisane w rejestrze nie mogą być zmieniane, ani też nie mogą zostać zmanipulowane bez posiadania niebotycznej i nieosiągalnej wręcz mocy obliczeniowej - co oznacza, że technologia blockchain oraz Bitcoin idealnie wpisuje się w koncepcję "unikalnych" dokumentów cyfrowych, dzięki czemu każdy bitcoin jest unikalną i nie nadającą się do skopiowania (czyt. sklonowania) formą cyfrowego pieniądza.

Siła unikalnych danych

Cała dotychczasowa wartość drzemiąca w technologii cyfrowej pochodzi z łatwo replikowanych danych. Znacząca część technologii “jutra” opierać będzie się na  wykorzystywaniu unikalnych kawałków informacji oraz analizowania, w jaki sposób mogą one wchodzić w interakcje pomiędzy sobą. Skomplikowane transakcje finansowe będą na przykład o wiele dokładniejsze, bezpieczniejsze w wyniku powstania takich technologii jak blockchain czy Bitcoin.

Waluty cyfrowe są już wykorzystywana w wielu różnych sytuacjach i przypadkach, a w głównej mierze jako jedna z form płatności za różne rodzaje usług i produktów. Technologia blockchain umożliwia użytkownikom dokonywanie transakcji finansowych przy znacznie niższych opłatach niż ma to miejsce w tradycyjnych systemach finansowych, co ważne umożliwia to bez konieczności polegania na tzw. stronie trzeciej (ang. Third parties), takich jak banki lub instytucje finansowe.
Na samo zakończenie warto wspomnieć, że dane zapisane w blockchainie nigdy nie stracą na ważności oraz zawsze możliwe będzie sprawdzenie dokładnej drogi jaką przebyły, skąd się wywodzą oraz gdzie obecnie się znajdują, co czyni technologię łańcucha bloków odpowiednią do zastosowania w bardzo szerokiej gamie dziedzin, branż, aplikacji i systemów.

Loading