Модул 8 аз 10

Чӣ гуна Bitcoin кор мекунад

8.0 Муқаддима

Биткойн "беназорат" нест; он аз ҷониби алгоритм танзим мешавад, на аз ҷониби идораҳои давлатӣ. Бе фасод.
Андреас М. Антонопулос

Дар ин модул, мо ба ҷанбаи техникии Биткойн амиқтар назар мекунем. Мо бо забони содда криптографияеро, ки протоколро муҳофизат мекунад ва тарзи кор кардани муомилотро шарҳ медиҳем. Баъзе мафҳумҳо метавонанд техникӣ ба назар расанд, аммо хавотир нашавед. Бисёр одамон ҳар рӯз аз интернет истифода мебаранд, бе он ки пурра фаҳманд, ки он чӣ гуна кор мекунад.

Омӯзиши ҷанбаи техникии Биткойн як сафари тӯлонӣ аст, ки на ҳар кас бояд онро тай кунад. Мо омӯзиши минбаъдаро ташвиқ мекунем, аммо ин модул ба асосҳои муҳим тамаркуз мекунад.

Шабакаи Биткойн як сабти муштараки муомилот аст, ки дар компютерҳои зиёде, ки онҳоро нод меноманд, нигоҳ дошта мешавад. Ин сабт, ки ҳамчун дафтари Биткойн маъруф аст, псевдонимӣ мебошад. Он маълумоти шахсӣ, мисли ном ё синну солро дар бар намегирад, танҳо маълумоти муомилот ва суроғаҳои Биткойнро. Дафтар ҳар як муомилотро аз оғози блокчейн пайгирӣ мекунад.

Механикаи Протоколи Биткойн
  • Далели Кор (Proof-of-Work)
  • Мӯҳрҳои Замонии Криптографӣ
  • Танзими Душворӣ
  • Мимори Шабакаи Ба Баён Ба Баён (Peer-to-Peer)
  • Функсияҳои Ҳеш ва Дарахтони Меркл
  • Криптография бо Калиди Оммавӣ
  • Нисфи Субсидияи Блок

8.1 Амният тавассути криптография

Он чизе, ки Bitcoin ба мо медиҳад, ваъдаи қатъӣ аст: барнома маҳз тавре ки муайян шудааст, иҷро мешавад.
Андреас М. Антонопулос

Криптография бо Калиди Оммавӣ/Шахсӣ

Криптография ин амалияи табдил додани иттилоот ба сирре мебошад, ки танҳо шахсони дуруст метавонанд онро хонанд.

  • Рамзгузорӣ ин раванди табдил додани иттилоот ба шакли рамзӣ мебошад, то ки танҳо касе, ки калиди дуруст дорад, онро хонда тавонад.
  • Рамзкушоӣ ин раванди баргардонидани иттилооти рамзӣ ба шакли хондашаванда мебошад.

Дар криптографияи анъанавӣ, ду нафаре, ки мехоҳанд махфӣ муошират кунанд, бояд аввал як калиди сиррии муштарак дошта бошанд, мисли пароли умумӣ. Яке аз онҳо ин калидро барои рамзгузории паём пеш аз фиристодан истифода мебарад, ва шахси дигар бо ҳамин калид онро рамзкушоӣ ва мехонад.

Мушкилии ин система дар он аст, ки ҳар ду нафар бояд аллакай калиди сирриро дошта бошанд. Агар шахси дигар ба ин калид дастрасӣ пайдо кунад, метавонад ҳар паёми гирифташударо бихонад.

Bitcoin ин мушкилиро бо истифода аз усули дигар бо номи криптография бо калиди оммавӣ ҳал мекунад, ки дар он корбарон лозим нест, ки пешакӣ калидҳои сирриро мубодила кунанд.

Криптография бо калиди оммавӣ/шахсӣ мушкили мубодилаи сиррҳоро ҳал мекунад. Ба ҷои мубодилаи парол, ҳар шахс ду калид дорад: як калиди оммавӣ ва як калиди шахсӣ.

  • калиди оммавӣ метавонад бо ҳама мубодила шавад.
  • калиди шахсӣ бояд ҳамеша махфӣ нигоҳ дошта шавад.

Агар Ҷамшед хоҳад ба Алишер чизе фиристад, метавонад аз калиди оммавии Алишер истифода барад. Танҳо Алишер метавонад онро бо калиди шахсии худ боз кунад. Ҳатто агар касе паёмро дастгир кунад, бе калиди шахсӣ онро хонда ё истифода бурда наметавонад.

Дар Bitcoin, ин система барои эҷоди имзои рақамӣ истифода мешавад. Имзои рақамӣ исбот мекунад, ки соҳиби калиди шахсӣ транзаксияро тасдиқ кардааст, мисли он ки номи худро дар ҳуҷҷат мегузоред. Ин аст, ки чӣ тавр транзаксияҳои Bitcoin бехатар ва санҷишшаванда мешаванд, бе ниёз ба шахси сеюм.

Транзаксияҳои Bitcoin ба интиқоли моликияти bitcoin аз як суроға ба суроғаи дигар дахл доранд.

Рамзгузорӣ барои он истифода мешавад, ки танҳо соҳиби воқеии bitcoin ҳуқуқи фиристодани маблағи худро ба дигарон дошта бошад. Ин моликияти онҳоро аз шахсони бадқасд муҳофизат мекунад.

Ҳамчун як чораи иловагии муҳофизат, ҳар як транзаксияи Bitcoin ба таври худкор як имзои рақамии ЯГОНА мегирад. Ин имзои рақамии ягона тавассути технологияи тағйирнопазир таъмин мешавад, ки ба шабака кӯмак мекунад, то тасдиқ кунад, ки соҳиби воқеии bitcoin, на шахси дигар, онро фиристодааст.

Ҳар як корбар ду калид дорад: калиди шахсӣ, ки махфӣ нигоҳ дошта мешавад, ва калиди оммавӣ ки метавонад бо дигарон мубодила шавад. Калиди шахсӣ ҳамчун шакли шиносоӣ ва исботи моликият хизмат мекунад, тасдиқ мекунад: «Ин суроға ба ман тааллуқ дорад ва ман онро идора мекунам.»

Чӣ гуна транзаксияи Bitcoin кор мекунад
  1. Эҷоди транзаксия: Корбар транзаксияи Bitcoin-ро бо нишон додани тафсилот, аз ҷумла суроғаи гиранда ва миқдори bitcoin, ки бояд фиристода шавад, оғоз мекунад.
  2. Эҷоди имзои рақамӣ: Фиристанда як имзои рақамии ягона бо истифода аз калиди шахсии худ месозад. Ин имзо як рамзи ягона аст, ки ҳаққонияти транзаксияро тасдиқ мекунад.
  3. Пахши транзаксия: Транзаксияи имзошуда ба шабакаи Bitcoin пахш мешавад, ки нияти интиқоли моликияти bitcoin аз фиристанда ба гирандаро нишон медиҳад.
  4. Санҷиш дар шабака: Нодҳо дар шабакаи Bitcoin транзаксияро қабул мекунанд ва бо истифода аз калиди оммавии гиранда барои санҷидани ҳаққонияти имзои муомила. Ҳамзамон, онҳо калиди оммавии фиристандаро истифода мебаранд,калиди оммавӣ барои санҷидани имзои рақамӣ.
  5. Тасдиқ дар шабакаи Bitcoin: Агар санҷиш муваффақ бошад, муомила ба дафтари ҳисоб илова карда мешавад, ки ҳамчун сабти бехатар ва шаффофи ҳамаи муомилаҳо хизмат мекунад. Пас аз тасдиқ, моликияти bitcoin расман аз фиристанда ба гиранда мегузарад.

Имзои рақамии имзои рақамӣ, ки бо калиди хусусии фиристанда эҷод шудааст,калиди хусусӣ, исбот мекунад, ки муомила аз ҷониби соҳиби bitcoin иҷозат дода шудааст. Шабакаи Bitcoin метавонад ин исботро тафтиш кунад ва муомиларо сабт намояд.

Шарҳи ҳешгузорӣ

Лутфан аз истилоҳҳои техникӣ ва мафҳумҳои математикӣ, ки дар пешанд, наҳаросед. Мо мефаҳмем, ки на ҳама ба математика шавқ доранд, аммо шояд шумо худро ба ҳайрат оваред ва бинед, ки ҳатто мафҳумҳои мураккабро низ бо каме кӯшиш фаҳмидан мумкин аст.

Як функсия мисли як мошин аст, ки маълумотро мегирад ва онро ба чизи нав табдил медиҳад. Маълумоте, ки шумо ба функсия медиҳед, вуруди мебошад. Маълумоти наве, ки функсия эҷод мекунад, баромад ном дорад. Функсияҳо ба компютерҳо кӯмак мекунанд, ки вазифаҳо иҷро кунанд ва мушкилотро ҳал намоянд.

Функсия чист?

Функсия маҷмӯи дастурҳоест, ки вурудро гирифта, баромад медиҳад. Шумо метавонед онро мисли дорухат тасаввур кунед: шумо қадамҳоро бо компонентҳои муайян иҷро мекунед ва ҳамеша натиҷаи пешгӯишавандаро мегиред.

Дар Bitcoin, функсияҳо барои коркард ва санҷидани муомилаҳо истифода мешаванд. Вақте касе bitcoin мефиристад, функсияҳои криптографӣ кӯмак мекунанд, ки дурустии муомила санҷида шавад, тасдиқ кунанд, ки фиристанда маблағи кофӣ дорад ва бақияҳоро дар дафтари ҳисобҳои Bitcoin навсозӣ кунанд. Пас аз санҷиш ва илова шудан ба блок, муомила як қисми сабти доимии блокчейн мегардад.

Функсияи яктарафа чист?

Функсияи яктарафа як навъи махсуси функсия аст, ки ҳисоб карданаш дар як самт осон аст, аммо баръакс карданаш хеле душвор. Масалан, омехта кардани компонентҳо ба смузи осон аст, аммо шумо наметавонед смузиро ба компонентҳои аслиаш ҷудо кунед.

Амнияти Bitcoin ба функсияҳои яктарафа такя мекунад. Онҳо дар криптография бо калидҳои оммавӣ ва хусусӣ истифода мешаванд, ки ба одамон имкон медиҳанд калиди оммавиро мубодила кунанд, дар ҳоле ки калиди хусусиро махфӣ нигоҳ медоранд. Ҳатто агар калиди оммавӣ намоён бошад ҳам, аз он гирифтани калиди хусусӣ ғайриимкон аст. Ин аст, ки муомилаҳои Bitcoin-ро бехатар мегардонад.

Функсияи ҳеш чист?

Як функсияи ҳеш мисли мошини рамзгузории махфӣ аст. Он паёмро гирифта, ба рамз табдил медиҳад.

Чӣ гуна ҳешгузорӣ дар муомилаҳои Bitcoin кор мекунад

Дар Bitcoin, ҳар як муомила пеш аз илова шудан ба блокчейн ба ҳеш табдил дода мешавад. Ҳеш як изи ангушти рақамии беназири муомила аст. Агар касе ҳатто як қисми хурди муомиларо тағйир диҳад, ҳеш комилан тағйир меёбад. Ин ба шабака имкон медиҳад, ки тағйиротро зуд муайян кунад.

Нақши ҳешгузорӣ дар амнияти Bitcoin

Ҳешгузорӣ ба муҳофизати шабакаи Bitcoin кӯмак мекунад, зеро муомилаҳоро осон месанҷад ва тағйир додани онҳоро пинҳонӣ номумкин мегардонад. Зеро ҳар муомила ҳеши беназири худро дорад, шабака метавонад фавран муайян кунад, ки чизе тағйир ёфтааст.

Функсияи ҳеш маълумотро гирифта, ба сатре аз рақамҳо ва ҳарфҳои муайяншуда, ки ҳеш ном дорад, табдил медиҳад. Ҳамеша як вуруд як ҳеши якхела медиҳад, аммо ҳатто як тағйироти хурд дар вуруд натиҷаи комилан дигар медиҳад. Ин хусусият ба компютерҳо имкон медиҳад, ки маълумот тағйир наёфтааст ё не, тафтиш кунанд.

Ҳешгузорӣ мисли сохтани изи ангушт барои маълумоти рақамист. Ин раванди гирифтани паёми рақамӣ ва табдил додани он ба рамзи дарозии муайян мебошад, ки ҳамчун шиносандаи беназир хизмат мекунад. Мисли он ки изи ангушт метавонад шахсро муайян кунад, ҳеш метавонад паёми рақамиро муайян кунад.

Баромади баромад, ё ҳеш, ҳамеша як дарозӣ дорад, новобаста аз он ки маълумоти аслӣ чӣ қадар буд. Bitcoin якчанд навъи мушаххаси функсияи ҳешро истифода мебарад, ки SHA-256 ва RIPEMD160 ном доранд.

Чанд мисол дар поён оварда шудаанд:

  • SHA256-и сатр салом ҷаҳон
    • b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9
  • Хэши SHA256 аз сатрhello world.
    • 7ddb227315f423250fc67f3be69c544628dffe41752af91c50ae0a9c49faeb87
    • Таваҷҷӯҳ кунед, ки як тағйири хурд дар вуруд натиҷаро комилан дигар мекунад, агар бо аввалӣ муқоиса шавад
  • Хэши SHA256 аз файли iso, ки зеркашӣ мешавадUbuntu 18.10
    • 7b9f670c749f797a0f7481d619ce8807edac052c97e1a0df3b130c95efae4765
    • Ин вуруд як файли хеле калон аст, вале натиҷа ҳамоно як дарозии муайян дорад

Шумо метавонед хэшкуниро мисли нотаи мусиқӣ тасаввур кунед, ки моҳияти як порчаи мусиқиро дар бар мегирад. Чӣ тавре ки нотаи мусиқӣ як намоиши беназири оҳанг аст, арзиши хэш низ як намоиши беназири маълумот мебошад.

Бо муқоисаи нотаи як порчаи мусиқӣ бо иҷрои воқеӣ, мусиқинавоз метавонад муайян кунад, ки иҷро дуруст аст ё не. Ба ҳамин монанд, бо муқоисаи арзиши хэши маълумоти қабулшуда бо арзиши аслии хэш, метавон фаҳмид, ки маълумот ҳангоми интиқол тағйир ёфтааст ё не.

Чӣ тавре ки як каме фарқият дар иҷрои мусиқӣ метавонад онро дигар кунад, ҳатто хурдтарин тағйирот ба маълумоти аслӣ боиси тағйири арзиши хэш мегардад. Ин хэшкуниро ба як воситаи пурқувват барои таъмин кардани дурустӣ ва аслӣ будани муомилаи Bitcoin табдил медиҳад.

Раванди рамзгузориикалиди оммавӣ тавассути хэшкунӣ барои беҳтар кардани амнияти иттилоот истифода мешавад, бо табдил додани он ба як шакли дарозии муайян ва хонданашаванда. Bitcoin алгоритмҳои SHA-256 ва RIPEMD160-ро барои эҷоди суроғаҳои оммавӣ истифода мебарад. Натиҷаи бадастомада ҳамчун як шиносномаи беназир бароикалиди оммавӣ хизмат мекунад ва барои таъмин кардани дурустӣ ва амнияти муомилаҳое, ки дар дафтар сабт шудаанд, кӯмак мерасонад. Бо рамзгузории иттилоот ба ин тарз, барои шахсони беиҷозат дастрасӣ ва тағйир додани маълумот душвортар мешавад.

Хусусиятҳои функсияи хэшкунӣ
  • Детерминистӣ: Ҳамон компонентҳо ҳамеша ҳамон смузиро медиҳанд. Ба ҳамин тарз, ҳамон маълумот ҳамеша ҳамон хэшро медиҳад.
  • Муқовимат ба пешнамоиш: Агар шумо танҳо смузиро дошта бошед, наметавонед дақиқ фаҳмед, ки кадом меваҳо истифода шудаанд. Ба ҳамин монанд, агар шумо танҳо хэшро дошта бошед, наметавонед маълумоти аслиро муайян кунед.
  • Эффекти лавина: Тағйир додани ҳатто як қисми хурди компонентҳо смузии комилан дигар эҷод мекунад. Дар хэшкунӣ, як тағйири хеле хурд дар маълумот хэши комилан дигар медиҳад.
  • Муқовимат ба бархӯрд: Пайдо кардани ду маҷмӯи гуногуни компонентҳо, ки ҳамон смузиро медиҳанд, хеле душвор аст. Ба ҳамин тарз, хеле ғайриимкон аст, ки ду порчаи гуногуни маълумот як хэши якхела диҳанд.
  • Санҷиши зуд: Омода кардани смузи зуд аст ва осон аст, ки натиҷа смузи аст ё не. Функсияҳои хэшкунӣ зуд ҳисоб мешаванд ва барои ҳама осон аст, ки санҷанд.

Фаъолият: Эҷоди хэши SHA 256

Мехоҳед бидонед, ки хэшкунӣ чӣ гуна кор мекунад? QR-кодро скан кунед, то фавран аз ҳар калима, ҷумла ё вурудоти интихобкардаатон хэши SHA256 эҷод кунед. Функсияҳои хэшкунӣ мисли изи ангушти рақамӣ ҳастанд: онҳо яктарафаанд, яъне пас аз хэш шудан, онро баргардондан мумкин нест. Санҷед ва худатон бубинед!

8.2 Модели UTXO

UTXOҳо чистанд?

Аз номи аҷибаш наҳаросед. Шумо метавонед UTXO-ҳоро ҳамчун порчаҳои bitcoin тасаввур кунед, мисли купюраҳо ва тангаҳое, ки дар ҳамёни шумо ҳастанд. Масалан, агар шумо барои як моле, ки 60 сомонӣ арзиш дорад, бо купюраи 100 сомонӣ пардохт кунед, 40 сомонӣ бақия мегиред. Bitcoin низ ба ҳамин тарз кор мекунад.

Ҳамаи bitcoin-ҳое, ки шумо доред, аз UTXO-ҳои гуногун иборатанд. Вақте ки шумо bitcoin мефиристед, ҳамёни шумо як ё якчанд аз ин порчаҳоро барои пардохт истифода мебарад.

Агар порчае, ки шумо истифода мебаред, аз маблағи фиристодаатон калонтар бошад, арзиши боқимонда ҳамчун бақия ба шумо бармегардад ва он ҳамчун UTXO-и нав эҷод мешавад. Ҳамзамон, гиранда низ UTXO-и нав мегирад, ки bitcoin-и фиристодаи шуморо нишон медиҳад.

Баланс ё бақияи ҳамёни шумо танҳо ҷамъбасти арзиши ҳамаи UTXO-ҳое мебошад, ки шумо идора мекунед.

Шумо набояд дигаронро аз UTXO-ҳои худ огоҳ созед, зеро агар касе онҳоро донад, метавонад муомилоти шуморо пайгирӣ кунад ва дар ниҳоят медонад, ки шумо чӣ қадар пул доред.

Мисол
  1. Малика мехоҳад ба Боб 5 BTC фиристад.
  2. Ҳамёни ӯ ду UTXO-и худро истифода мебарад, ки ҷамъан 6 BTC арзиш доранд.
  3. Муомила 5 BTC ба Боб мефиристад, ва дар ҳамёни Боб UTXO-и нав эҷод мешавад.
  4. Бақияи боқимонда 0.99 BTC ҳамчун бақия ба Малика бармегардад, пас аз пардохти 0.01 BTC ҳаққи муомила.
  5. Пас аз тасдиқи муомила, он ба дафтари ҳисобии Bitcoin илова мешавад ва UTXO-ҳое, ки Малика истифода бурд, ҳамчун истифодашуда қайд мешаванд, то дигар истифода бурда нашаванд.
Манбаъҳо
How Bitcoin Works Under the Hood
Видеои “How Bitcoin Works under the Hood”-ро тамошо кунед

↑ Бозгашт ба феҳрист