Hur Bitcoin fungerar

Hur exakt att kategorisera en bitcoin är en fråga om kontroverser. Är det en typ av valuta, en butik med värde, ett betalningsnätverk eller en tillgångsklass?

Lyckligtvis är det lättare att definiera vad bitcoin faktiskt är. Det är programvara. Låt dig inte luras av stockbilder av glänsande mynt som är emblazonerade med modifierade thailändska baht-symboler. Bitcoin är ett rent digitalt fenomen, en uppsättning protokoll och processer.

Det är också det mest framgångsrika av hundratals försök att skapa virtuella pengar genom användning av kryptografi, vetenskapen om att göra och bryta koder. Men tävlingen värms upp.

Blockchain

Bitcoin är ett nätverk som körs på ett protokoll som kallas blockchain. Ett papper från 2008 av en person eller personer som kallade sig Satoshi Nakamoto beskrev först både blockchain och bitcoin och en tid var de två termerna alla utom synonym.

Blockchain har sedan dess utvecklats till ett separat koncept, och tusentals blockchains har skapats med liknande kryptografiska tekniker. Denna historia kan göra nomenklaturen förvirrande. Blockchain hänvisar ibland till den ursprungliga bitcoin blockchain. Andra gånger hänvisar det till blockchain-teknik i allmänhet eller till någon annan specifik blockchain, till exempel den som driver Ethereum.

Grunderna i blockchain-tekniken är barmhärtigt enkelt. Varje given blockchain består av en enda kedja av diskreta informationsblock, arrangerade kronologiskt. I princip kan denna information vara vilken sträng som helst på 1 och 0, vilket innebär att den kan innehålla e-postmeddelanden, kontrakt, landtitlar, äktenskapscertifikat eller obligationer. Denna mångsidighet har fångat ögat på regeringar och privata företag.

I bitcoin fall är informationen dock mestadels transaktioner.

Bitcoin är egentligen bara en lista. Person A skickade X bitcoin till person B, som skickade Y bitcoin till person C osv. Genom att sammanställa dessa transaktioner vet alla var enskilda användare står.

Ett annat namn för en blockchain är en "distribuerad storbok", som betonar den viktigaste skillnaden mellan denna teknik och ett väl bevarat Word-dokument. Bitcoin's blockchain är offentlig. Vem som helst kan ladda ner det i sin helhet eller gå till valfritt antal webbplatser som analyserar det.

Du kan till exempel se att 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ skickade 0, 01718427 bitcoin till 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t den 14 augusti 2017, mellan 11:10 och 11:20 am. De långa strängarna för verkställande -informerad, du kan förmodligen räkna ut vem som kontrollerade dem. Bitcoin nätverk är inte helt anonymt, med andra ord, även om det kan göra det mycket svårt att koppla individer till transaktioner om man tar vissa försiktighetsåtgärder.

Hur man köper Bitcoin

Post-Trust

Trots att de är helt offentliga, eller snarare på grund av det faktum, är bitcoin extremt svårt att manipulera med. En bitcoin har ingen fysisk närvaro, så du kan inte skydda den genom att låsa den i ett kassaskåp eller begrava den i den kanadensiska vildmarken.

I teorin skulle allt en tjuv behöva göra för att ta det från dig vara att lägga till en rad till huvudboken som betyder "du betalade mig allt du har."

En relaterad oro är dubbla utgifter. Om en dålig skådespelare skulle kunna spendera lite bitcoin, spendera den igen, skulle förtroendet för valutans värde snabbt avdunsta.

För att förhindra att endera händer, behöver du förtroende. I detta fall skulle den vana lösningen vara att genomföra en central, neutral domare. En bank. Bitcoin har dock gjort det onödigt. (Det är förmodligen inte en tillfällighet att Satoshis ursprungliga beskrivning publicerades i oktober 2008, då förtroendet för banker låg på ett multigenational lågt.) I stället för att ha en tillförlitlig myndighet att hålla boken och ordna i nätverket, är bitcoin-nätverket decentraliserat. Alla håller ett öga på alla andra.

Ingen behöver känna eller lita på någon. Förutsatt att allt fungerar som avsett, säkerställer de kryptografiska protokollen att varje transaktionsblock bultas på det sista i en lång, oföränderlig kedja.

Brytning

Processen som upprätthåller denna tillförlitliga huvudbok kallas gruvdrift. Undergörande nätverket av bitcoinanvändare som handlar cryptocurrency med sig är ett nätverk av gruvarbetare som registrerar dessa transaktioner på blockchain.

Att spela in en sträng transaktioner är trivialt för en modern dator, men gruvdrift är svårt eftersom bitcoin-programvaran gör processen artificiellt tidskrävande. Utan den extra svårigheten kunde folk förfalska transaktioner för att berika sig själva eller göra andra människor konkurs. De kunde logga in den i blockchainen och stapla så triviala transaktioner ovanpå att det skulle bli omöjligt att ta bort bedrägeriet.

På samma sätt skulle det vara lätt att införa bedrägliga transaktioner i tidigare block. Nätverket skulle bli en spretande, spammy röra av konkurrerande storbok, och bitcoin skulle vara värdelös.

Att kombinera "bevis på arbete" med andra kryptografiska tekniker var Satoshis genombrott. Bitcoin programvara justerar svårigheterna som gruvarbetare möter för att begränsa nätverket till ett nytt 1-megabyte block med transaktioner var tionde minut. På så sätt är transaktionsvolymen smältbar. Nätverket har tid att veta det nya blocket och boken som föregår det, och alla kan nå en enighet om status quo. I det finns en "gaffel" - det vill säga kedjan delas upp i olika versioner - den längsta kedjan anses vara den mest giltiga eftersom det mesta arbetet har gått in i den. (För relaterad läsning, se "Hur man köper Bitcoin")

hashes

Här är en lite mer teknisk beskrivning av hur gruvdrift fungerar. Nätverket av gruvarbetare, som är spridda över hela världen och inte är bundna till varandra av personliga eller professionella band, får den senaste omgången av transaktionsdata. De kör data genom en kryptografisk algoritm som genererar en "hash", en sträng med siffror och bokstäver som verifierar informationens giltighet men inte avslöjar informationen i sig. (I själva verket är denna ideala vision om decentraliserad gruvdrift inte längre exakt, med industriella gruvgårdar och kraftfulla gruvbassänger som bildar ett oligopol. Mer om det nedan.)

Med tanke på hash 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, kan du inte veta vilka transaktioner det relevanta blocket (# 480504) innehåller. Du kan emellertid ta en massa data som påstås vara block # 480504 och se till att den inte har manipulerats. Om ett nummer inte var på plats, oavsett hur obetydligt, skulle uppgifterna generera en helt annan hash. Om du kör självständighetsförklaringen genom en hashkalkylator får du 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Radera perioden efter "skickad till en öppen värld" så får du 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Vilket är mer än lite annorlunda.

Denna teknik gör det möjligt för bitcoin-nätverket att omedelbart kontrollera giltigheten för ett block. Det skulle vara oerhört tidskrävande att kamma igenom hela boken för att se till att personen som bryter den senaste omgången av transaktioner inte har provat något roligt. Istället visas det tidigare blockets hash inom det nya blocket. Om den minsta detalj hade ändrats i det föregående blocket, skulle hash förändras. Även om förändringen var 20 000 kvarter i kedjan skulle det blockets hash sätta igång en kaskad av nya hash och tippa bort nätverket.

Att generera en hash fungerar dock inte riktigt. Processen är så snabb och enkel att dåliga skådespelare fortfarande kan skräppost i nätverket och kanske, med tillräckligt med datorkraft, skicka bort bedrägliga transaktioner några kvarter i kedjan. Så bitcoin-protokollet kräver bevis på arbetet.

Det gör det genom att kasta gruvarbetare en kurvboll: Deras hash måste vara under ett visst mål. Det är därför block # 480504's hash börjar med en lång nollsträng. Det är litet. Eftersom varje datasträng kommer att generera en och en hash, är sökandet efter en tillräckligt liten en att lägga till nonces ("nummer som används en gång") i slutet av data. Så en gruvarbetare kommer att köra [thedata]. Hashen är för stor, försök igen. [Thedata] 1. För stor. [Thedata] 2. Slutligen ger [thedata] 93452 en hash som börjar med det erforderliga antalet nollor.

Det utvalda blocket kommer att sändas till nätverket för att ta emot bekräftelser, som tar ytterligare en timme, men ibland mycket längre, att behandla. (Återigen är denna beskrivning förenklad. Block blockeras inte i sin helhet utan bryts upp till mer effektiva strukturer som kallas Merkle-träd.)

Beroende på vilken typ av trafik nätverket får, kommer bitcoin-protokollet att kräva en längre eller kortare sträng av nollor, justera svårigheten att träffa en hastighet på ett nytt block var tionde minut. Den nuvarande svårigheten är cirka 2.603 biljoner, upp från 1 2009.

Gruvdrift är intensivt och kräver stora, dyra riggar och mycket el för att driva dem. Och det är konkurrenskraftigt. Det finns inget att säga vad nonce kommer att fungera, så målet är att plöja igenom dem så snabbt som möjligt.

Gruvarbetare har börjat bilda pooler och fördelade belöningen upp mellan sig. Och belöningarna är saftiga. Varje gång ett nytt block bryts får den framgångsrika gruvarbetaren ett gäng nyskapade bitcoin. Först var den 50, men sedan halverades den till 25, och nu är den 12, 5 (cirka 64 000 dollar i april 2019).

Belöningen kommer att fortsätta halvera varje 210 000 kvarter, ungefär var fjärde år tills den når noll. Vid den tidpunkten kommer alla 21 miljoner bitcoins att ha bryts ut och gruvarbetare kommer endast att bero på avgifter för att underhålla nätverket.

Det faktum att gruvarbetare har börjat organisera sig i pooler oroar vissa. Om en pool överstiger 50% av nätverkets gruvkraft kan dess medlemmar potentiellt spendera mynt, vända transaktionerna och spendera dem igen. De kan också blockera andras transaktioner.

Det skulle kunna stava slutet på bitcoin, men till och med en så kallad 51% -attack skulle förmodligen inte göra det möjligt för de dåliga aktörerna att vända gamla transaktioner, eftersom beviskravet gör att processen är så arbetsintensiv. För att gå tillbaka och ändra blockchain, skulle en pool behöva kontrollera en så stor majoritet av nätverket att det förmodligen skulle vara meningslöst. Vem är det att handla med när du kontrollerar hela valutan?

En attack på 51% är ett ekonomiskt självmordsförslag från gruvarbetarnas perspektiv. När Ghash.io, en gruvpool, nådde hälften av nätverkets datakraft 2014 bröt den sig frivilligt för att upprätthålla förtroendet för bitcoin-värdet. Andra aktörer, till exempel regeringar, kanske tycker att idén om en sådan attack är intressant.

En annan källa till bekymmer relaterad till gruvarbetare är den praktiska tendensen att koncentrera sig i delar av världen där el är billigt, till exempel Kina eller, efter en kinesisk nedgång i början av 2018, Quebec.

Nycklar och plånböcker

Bitcoin-ägandet utgörs av två nummer, en offentlig nyckel och en privat nyckel. En grov analogi är ett användarnamn (offentlig nyckel) och ett lösenord (privat nyckel). En hash av den offentliga nyckeln som kallas en adress är den som visas på blockchain. Att använda hash ger ett extra lager av säkerhet.

För att få bitcoin räcker det för avsändaren att veta din adress. Den offentliga nyckeln kommer från den privata nyckeln, som du behöver skicka bitcoin till en annan adress. Systemet gör det enkelt att ta emot pengar men kräver verifiering av identitet för att skicka dem.

För att få tillgång till bitcoin använder du en plånbok, som är en uppsättning nycklar. Dessa kan ta olika former, från tredje parts webbapplikationer som erbjuder försäkringar och betalkort, till QR-koder tryckta på papper. Den viktigaste skillnaden är mellan "heta" plånböcker, som är anslutna till internet och därför känsliga för hacking, och "kalla" plånböcker, som inte är anslutna till internet.

Många användare väljer att använda utbyten som Coinbase, vilket sätter utbytet kontroll över de privata nycklarna.