Попробуем объяснить это упрощенно. Представьте, что приватный ключ – это случайное число, а связанный с ним публичный адрес – это его квадрат. Например, если приватный ключ равняется 8, то публичный адрес был бы 8 в квадрате, или 64. Да, большинство из нас может провести такие вычисления самостоятельно на листе бумаги. Но давайте попробуем пойти в обратную сторону. Каково это – подбирать корень числа, состоящего из 50 или больше цифр. Возвести в квадрат – дело пяти секунд, но обратная операция займет у вас много времени.
Я напомню, что возведение в квадрат было просто упрощенным примером, поскольку на самом деле в криптовалютах этот процесс в бесконечное количество раз более сложен.
Даже если бросить ресурсы всех компьютеров на выполнение этой задачи, Вселенная прекратит свое существование прежде, чем они найдут решение.
Приведу другую аналогию: что более безопасно – хранить свои миллиарды долларов в сейфе, местоположение которого известно всем, и нужно лишь взломать систему безопасности, либо же иметь бесконечное количество совершенно открытых сейфов?!
Что значит open source?
Open source, или открытый источник, означает, что полный код программы, или блокчейна, общедоступен, и его в любой момент могут посмотреть все желающие.
Это дает возможность взаимопроверки, консультаций по вопросам улучшения, а также предупреждает появление ошибочных или мошеннических сервисов.
В случае блокчейна и криптовалют для открытого и полноценного сообщества открытый источник критически важен.
Благодаря данной технологии система открыта на 100 %. Она позволяет любому человеку или роботу присоединиться к сообществу блокчейна.
Ничто и никто не может заблокировать вам доступ, ведь все, что нужно сделать, – это получить приватный ключ и с его помощью вычислить свой публичный адрес. Если мы вспомним о названных ранее преимуществах децентрализованной валюты, становится понятно, насколько важна эта особенность.
Итак, у каждого из участников есть один или несколько счетов для отправления и получения денег в сис теме. Следующее, что нам нужно понять, – это процесс определения правильного текущего баланса на счете. Здесь в игру вступает майнинг.
Что такое майнинг?
Майнинг – это процесс достижения общего консенсуса сообщества.
Что такое консенсус?
Консенсус – это соглашение, достигнутое по всей истории транзакций.
Под консенсусом мы подразумеваем соглашение о том, какое количество денег связано с тем или иным приватным ключом или счетом.
В централизованной системе только банк следит за тем, сколько у вас денег и сколько вы можете заплатить за тот или иной товар.
В децентрализованных системах каждый участник наблюдает за всеми остальными и подтверждает или отклоняет сделку в зависимости от того, есть у вас деньги на счете или нет.
Роли в блокчейне
Пользователи (или «легкие» узлы) – большинство участников децентрализованной сети. Они совершают и принимают платежи и должны отчислять майнерам малый процент (иногда комиссия бывает и нулевой) за проверку осуществляемых транзакций.
Ноды (или полные узлы) – это постоянно работающие компьютеры, узлы, перенаправляющие полученную информацию остальным пользователям, что делает ее доступной для всех, а саму систему – децентрализованной. То есть ноды обеспечивают всех одинаковой актуальной информацией об истории транзакции (блокчейне).
Майнеры – это люди или специальные компьютеры, осуществляющие проверку точности и подтверждение сделки.
Большинство людей, использующих криптовалюту, являются простыми пользователями: они отправляют, получают деньги и полагаются на майнеров и на ноды.
В результате вместо одной центральной организации мы получаем огромную группу людей, цель работы которых – поддерживать консенсус.
Шаги для достижения консенсуса
У технологии блокчейна есть очень изящное решение для достижения консенсуса.
Шаг 1. Когда нужно передать кому-то деньги, вы используете свой приватный ключ для «подписания» транзакции. Фактически это значит, что отправка денег происходит от одного публичного адреса к другому. Никто другой не сможет отправлять деньги, пока доступ к приватному ключу есть только у вас.
Шаг 2. Далее ваш кошелек автоматически передает информацию об этой транзакции нескольким узлам, к которым он подключен.
Шаг 3. После этого ноды передают информацию другим узлам и майнерам и так далее по цепочке. Получается экспоненциально растущая волна, которой понадобится всего несколько миллисекунд, чтобы все участники сообщества узнали о вашей транзакции.
Шаг 4. Когда майнер получает сообщение о транзакции, он проверяет наличие у вас нужного количества монет в принципе.
Поскольку каждую секунду накапливается нехилая очередь транзакций, можно дать майнерам «взятку» в виде небольшой платы, то есть поднять процент комиссии, чтобы они сначала проверили вашу операцию.
Теоретически платить эти взносы вы не обязаны, но одновременно происходит столько транзакций, что до вашей дело может так и не дойти, поскольку предпочтение всегда отдается обработке и включению в блокчейн (историю операций) тех заявок, которые приносят прибыль.
Что такое алгоритм консенсуса?
Казало бы, если все, что требуется для проведения транзакции, – это подтверждение майнеров, то почему бы просто не создать тысячи собственных майнеров? Они смогут сколько угодно подтверждать, что кто-то отправил вам миллионы долларов.
Криптовалюты разработали механизмы консенсуса, которые позволяют решать проблемы мошенничества децентрализованно.
Множество алгоритмов консенсуса находятся еще в процессе создания, а наибольшую популярность приобрел Proof of Work, или доказательство выполнения работы. Именно его следует рассмотреть более детально.
Proof of Work
Proof of Work (PoW) – самый популярный алгоритм, нацелен на доказательство выполнения работы.
Большинство криптовалют использует именно его из-за неоднократно доказанной на деле эффективности и надежности. Майнерам требуется просто доказать, что работа выполнена.
Тот майнер, который первый решит криптографическую задачу, будет определять статус транзакции и получит вознаграждение.
Как подтверждаются транзакции?
Рассмотрим на примере системы Биткойн. Для перевода денег вы передаете информацию о новом владельце криптовалюты нодам и майнерам, которые пускают ее дальше по цепочке. Транзакция подтверждается не сразу, а только после включения в так называемый «блок», во избежание разночтений.
Блок – звено цепочки блокчейна с записями информации о транзакциях.
В Proof of Work состав блока определяется тем участником, который первым завершил работу. В этот момент происходит первое подтверждение транзакции. Майнеры мониторят сеть на предмет новых транзакций. Каждая новая транзакция добавляется в пул неподтвержденных транзакций.
Майнеры занимаются обратным расчетом сложного криптографического алгоритма, который можно вычислить только путем проб и ошибок.
Представим себе блокчейн в виде головоломки. Каждый участник получает определенное количество кусочков, а
