Kako veriga blokov preprečuje dvojno porabo bitcoinov?

Eden glavnih vprašanj katerega koli razvijalca kripto valut je vprašanje dvojne porabe. To se nanaša na pojavnost posameznika, ki več kot enkrat porabi preostanek te kripto valute, kar dejansko ustvarja neskladje med evidenco porabe in količino te kripto valute, ki je na voljo, ter načinom razdelitve.

Vprašanje dvojne porabe je problem, ki ga denar nima; če plačate za sendvič z računom v višini 10 dolarjev in ga obrnete k izdelovalcu sendviča, ga ne morete obrniti in porabiti istih 10 dolarjev drugje. Transakcija z digitalno valuto, kot je bitcoin, pa se zgodi v celoti digitalno. To pomeni, da je mogoče kopirati podatke o transakciji in jih prenašati tako, da lahko isti lastnik BTC porabi večkrat en lastnik. Spodaj bomo preučili, kako so razvijalci kripto valute zavarovali, da se dvojna poraba ne more zgoditi.

Ključni odvzemi

• Tehnično vprašanje, ki se pojavi pri pojmu digitalne valute, je zmožnost, da nekdo podvoji digitalni denar in ga porabi hkrati na dveh ali več mestih.
• To težavo z dvojno porabo preprečimo v kripto valutah, ki temeljijo na blockchainu, kot je Bitcoin, z uporabo mehanizma za soglasje, ki je znan kot dokaz za delo (PoW).
• Ta PoW izvaja decentralizirana mreža 'rudarjev', ki ne samo da zvestobo preteklih transakcij na knjigi blokovske verige, temveč tudi zazna in prepreči dvojno porabo.

Razumevanje Blockchaina

Blockchain, ki podcenjuje digitalno valuto, kot je bitcoin, ne more sam preprečiti dvojne porabe. Namesto tega so vse različne transakcije z ustreznimi kripto valutami objavljene v blockchainu, kjer jih ločeno preverimo in zaščitimo s postopkom potrditve. V primeru bitcoina in mnogih drugih kripto valut postanejo transakcije, ki so bile potrjene na ta način, nepopravljive; objavljeni so javno in se vzdržujejo večno.

Bitcoin je bil prva večja digitalna valuta, ki je rešila vprašanje dvojne porabe. To je storilo z uvedbo tega mehanizma za potrditev in vzdrževanjem skupnega univerzalnega sistema knjige. Na ta način bitcoin blockchain hrani evidenco časovno žigosanih transakcij, ki segajo vse do ustanovitve kripto valute leta 2009.

V Bitcoin smislu je "blok" datoteka trajno posnetih podatkov. Vse nedavne transakcije so zapisane v bloke, podobno kot knjiga delnic na borzi. Informacije iz blokov se dodajo v knjigo vsakih nekaj minut; vsa vozlišča v omrežju vzdržujejo kopijo glavne knjige. Uporabniki lahko krmarijo po blockchainu za bitcoin in pregledujejo transakcije samo glede na količino. Podrobnosti o identitetah kupca in prodajalca pri kateri koli transakciji so zaščitene s šifriranjem na visoki ravni, ki tudi glavno knjigo ščiti pred posegi zunanjih virov. Ko je knjiga verige blokov posodobljena, velja tudi za vse bitcoin denarnice.

Obravnava dvojne porabe

Predstavljajte si, da imate 1 BTC in ga poskusite porabiti dvakrat v dveh ločenih transakcijah. To lahko poskusite storiti tako, da isti BTC pošljete na dva ločena naslova bitcoin denarnice. Obe transakciji bosta nato šli v bazen nepotrjenih transakcij. Prva transakcija bi bila odobrena prek mehanizma za potrditev in nato verificirana v naslednji blok. Vendar bi bila druga transakcija s postopkom potrditve priznana kot neveljavna in ne bi bila preverjena. Če obe transakciji povlečete iz polja za potrditev hkrati, bo transakcija z najvišjim številom potrditev vključena v verigo blokov, druga pa bo zavržena.

Čeprav se to učinkovito ukvarja z vprašanjem dvojne porabe, ni brez problemov. Na primer, predvideni prejemnik druge (neuspešne) transakcije ne bi sodeloval v transakciji, če sama ne uspe, vendar pa ta oseba ne bi prejela bitcoina, za katerega je pričakovala, da je. Številni trgovci čakajo na vsaj 6 potrditev transakcije (kar pomeni, da je bilo 6 blokov transakcij dodanih v blockchain po zadevni transakciji). Na tem mestu lahko trgovec varno domneva, da je transakcija veljavna.

V tem sistemu obstajajo še druge ranljivosti, ki bi lahko omogočile napade z dvojno porabo. Na primer, če je napadalec nekako sposoben nadzorovati vsaj 51% moči omrežja, lahko izvrši dvojno porabo. Če bi napadalec nekako lahko dobil nadzor nad tolikšno računsko močjo, bi lahko preusmeril transakcije in ustvaril ločen zasebni blok. Vendar pa je hitra rast bitcoina praktično zagotovila, da je tovrstni napad nemogoč. (Za več informacij glejte Pazite na teh pet bitcoin prevare)

Dokaz o delu in razloženo „rudarjenje“

Zdaj pa poglejmo malo več tehničnega. Načini, kako uporabniki zaznajo nedovoljeno poseganje, kot je poskus dvojnega porabe v praksi, so s hešeji, dolgimi vrsticami številk, ki služijo kot dokaz dela (PoW). Postavite določen nabor podatkov s pomočjo hash funkcije (bitcoin uporablja SHA-256) in le kdaj bo ustvaril le en hash. Zaradi "plazovitega učinka" pa bo celo majhna sprememba katerega koli dela prvotnih podatkov povzročila popolnoma neprepoznaven hash. Ne glede na velikost izvirnega nabora podatkov bo hash, ki ga ustvari določena funkcija, enake dolžine. Hash je enosmerna funkcija: ni ga mogoče uporabiti za pridobivanje izvirnih podatkov, le za preverjanje, ali se podatki, ki so ustvarili hash, ujemajo z izvirnimi podatki.

Ustvarjanje kakršnega koli hash-a za niz transakcij z bitcoini bi bilo za sodoben računalnik nepomembno, zato da bi bitcoin omrežje postavilo določeno raven "težavnosti", da bi postopek spremenili v "delo". Ta nastavitev je prilagojena tako, da se novi blok "minira" - doda se v blockchain z ustvarjanjem veljavnega hash-a - približno vsakih 10 minut. Težave z nastavitvijo dosežemo z določitvijo "cilja" za hash: nižji je cilj, manjši je niz veljavnih razpršil in težje ga je ustvariti. V praksi to pomeni hash, ki se začne z dolgim ​​nizom ničel: na primer hash za blok # 429818 je 000000000000000004dd3426129639082239efd583b5273b1bd75e8d78ff2e8d. Ta blok vsebuje 2.012 transakcij, v katere je vključenih nekaj več kot 1.000 bitcoinov, in glavo prejšnjega bloka. Če bi uporabnik en znesek transakcije spremenil za 0, 0001 bitcoin, bi bil nastali hash neprepoznaven, omrežje pa bi goljufijo zavrnilo.

Ker lahko dani niz podatkov ustvari samo en hash, kako rudarji poskrbijo, da ustvarijo hash pod ciljno vrednost? Vhod spremenijo tako, da dodajo celo število, imenovano nonce ("število uporabljeno enkrat"). Ko najdete veljaven hash, se oddaja v omrežje in blok se doda v blockchain.

Rudarstvo je tekmovalni proces, vendar je bolj loterija kot dirka. V povprečju bo nekdo vsakih deset minut ustvaril sprejemljiv dokaz dela, kdo pa bo, ugiba kdo. Rudarji se združujejo, da bi povečali svoje možnosti za rudarske bloke, kar ustvarja plačilo za transakcije in za omejen čas nagrado na novo ustvarjenih bitcoinov.

Dokazilo o delovanju zelo težko spremeni kateri koli vidik blockchaina, saj bi takšna sprememba zahtevala ponovno miniranje vseh nadaljnjih blokov. Uporabniku ali skupini uporabnikov tudi otežuje monopolizacijo računalniške moči omrežja, saj so stroji in moč, potrebni za dokončanje funkcij hash-a, dragi.