биткоин какие задачи решает

Майнинг и как он работает: матчасть

Привет, %username%!
Я расскажу и покажу как работает основа генерации денег в криптовалютах — майнинг. Как создается первый блок, новые блоки и как появляются деньги из ниоткуда.
Чтобы было проще понять, мы напишем свой импровизированный майнер для импровизированной криптовалюты HabraCoin.

Сначала упрощенный ликбез, куда без него.

Кошельки

Каждый кошелек — это случайно сгенерированная пара ключей. Собственно, адрес кошелька — это хэш от публичного ключа. Так его можно однозначно идентифицировать.

Транзакция

Это запись о том, с какого кошелька на какой какая сумма переводятся. А так же, время и дата операции. Эта запись (её хэш) подписывается закрытым ключом отправителя и рассылается всем в округе в ожидании подтверждения.

Подтверждение

Чтобы о транзакции узнали и все себе её записали, необходимо её подтверждение, которое получается в результате создания нового блока.

Это служебные данные + список транзакций + номер кошелька майнящего + волшебное число.

Цепочка блоков

Последовательность, в которой каждый следующий блок включает в себя Id предыдущего.

Начало

Итак, есть некоторое количество народа, можно один. Назовём его Хаброша. Он решает запустить свою систему криптовалюты HabraCoin.

Поскольку выделенных серверов у этой валюты нет, то все её участники равноправны и должны как-то договариваться о валидности транзакций. То есть, нужен механизм, который обеспечит:

Для этого он формирует блок из существующих на данный момент неподтвержденных транзакций, номера предыдущего блока, номера своего кошелька и т.д. Для самого первого блока транзакций у нас нет, номера предыдущего блока у нас нет, ничего толком нет. Только адрес кошелька Хаброши да дата со временем.

Так же, в алгоритме HabraCoin указаны следующие вещи.

Ограничение скорости

Как мы видим, сам факт создания блока говорит о том, что его создатель получает за это вознаграждение. И чтобы это вообще имело смысл, скорость и сложность создания блоков следует ограничить. Иначе сами понимаете, тонны блоков из ничего и никакого толку.

Как этого добиться?

Если помните, все блоки состоят из нескольких полей. Мы берем эти поля, конкатенируем, получаем из них массив байт. Это массив байт отдаем хэш функции, получаем результат и смотрим: меньше то, что получилось с учетом текущей сложности, или нет?
Если нет, то изменяем этот массив байт до тех пор, пока не получим нужное значение. А именно:

В каждом блоке есть поле, называемое nonce. Это число размером несколько байт, которое нужно увеличивать на единицу, дописывать к блоку и опять считать от него хэш. Поскольку хорошие хэш функции выдают более-менее равновероятностные значения, то мы не знаем заранее, сколько раз придется повторять процесс. Может 1-2 раза, а может миллиарды.

Тот, кому удалось получить хэш, удовлетворяющий условиям сложности, рассылает всем блок с включенными в него транзакциями. На случай, если несколько человек сделали это одновременно, вводится условие, что несколько цепочек блоков существовать вместе не могут, а побеждает самая длинная. Таким образом, если у нас есть две цепочки:

то победит та, для которой 4й блок найдут раньше времени. А меньшая цепочка выкидывается и её транзакции снова попадают в очередь на подтверждение.

Комиссия

Все у себя в кошельках видели поле «комиссия» при совершении транзакции. Эта комиссия идет людям, занимающимся генерацией блоков. То есть, они в первую очередь будут выбирать из всех транзакций, ожидающих подтверждения, те, которые содержат в себе комиссию. После формирования блока считается, что вся комиссия, содержащаяся в транзакциях, отходит к его (блока) создателю.
То есть, когда кончится вознаграждение за генерацию блока (если это прописано в алгоритме валюты), то майнерам останется лишь комиссия, а халявные транзакции могут быть никогда не обработаны.

Давайте смоделируем ситуацию и поможем Хаброше скрафтить какой нибудь блок.

Под спойлером программа (в виде Junit теста), которая ради приличия генерирует 2 случайных пары ключей, формирует какое то подобие транзакции (даже подписывает её, все по честному!), а потом ищет такую к ней добавку, чтобы первые 2 байта хэша были нулевыми. Типа сложность такая. Работает пару минут, а потом действительно выдает хэш, который можно быстро проверить, сконкатенировав байты транзакции и счетчика.

Пример получившегося блока:

1824B9ADF09908222CF65069FDE226D32F165B3CF71B7AA0039FDFEF75EAA61610909EBFFBAC023480FC87FCF640C4A
009B82C4A6D25A0F4B8A732AE54EF733E792681137BA378577DFDC2732D192DAF323966EAD4ADC9635D7A12EDD50E34
9F660622D186AF3C03BF7D265F2AA7EB125056F4BF45BE519E8B22B845B28065110000006400000142E5D667CB01CEE
EDD0AC15EC4C491819A99030BD5FEF7CD2B469F2B90BA13D7981EDCD0708353D13390B8564F496C44FAC2777B0AF79D
C94CBF36D0CC0F047E807889F34C4DC5FEB724699C257391F84F3DDD70B84F841D115F4EFEAF4E58779042F35257E5C
035046037DE740718D199A8F06AD7A58E37CCCD4CC5E95295DCC2C5F3C70847BD59FA57BCC5FF4B208F93948FCFD763
EC1E5C85B61C43EB64B77A9F53B28785D7DE2335333003260A0839D53927976751A8D8967B2BB325909D86E82BC4125
2A28ECF6F0E7476BB99B29585EB0E75410000

Вот мы и заработали пару хабракоинов для Хаброши. Статья конечно поверхностная, так что готов к вашим вопросам.

Источник

Что такое Майнинг и как он работает простыми словами

Приветствую Вас, друзья! Думаю каждый, кто хоть немного знаком с Bitcoin’ом задавался вопросом, а откуда же берутся криптовалюты, ведь цеха по изготовлению тех же биткоинов не существует. Понятное дело, что не все хотят разбираться в этом сложном процессе, связанного со сложной терминологией и математическими операциями, но я постараюсь доходчиво донести до Вас информацию. Настраивайтесь на положительную волну, так как она будет занимательной.

Как майнинг связан с криптовалютами

Как работает майнинг

реклама

Как осуществляется майнинг биткоинов

Выпуск криптовалюты возможен лишь по факту завершения блока вычислений. Однако в случае с биткоинами воспользоваться своими кровно заработанные можно уже после 120 подтверждений транзакции от других пользователей. Из-за максимального распределения функции вычисления очередной Bitcoin начисляется в случайной последовательности. Впрочем, чем выше вычислительная мощность отдельно взятого компьютера, тем больше шансов у его владельца получить заветную прибыль.

Существует три способа майнинга биткоинов:

1) Мощная видеокарта.
Графические процессоры, как никакие другие приспособлены для вычисления алгоритмов биткоинов. Особенно, когда речь идёт о топовой плате с максимально доступным вычислительным потенциалом.

2) Плата с процессором FPGA.
Производительность уместно сравнивать с видеокартой, при этом энергоэффективность выше.

3) Специализированный процессор ASIC.
Он считается самым удачным соотношением эффективности и энергозатрат на единицу криптовалюты. Дополнительное программное обеспечение, как правило, поставляется в комплекте со специализированным оборудованием для майнинга.

Добытчик может заниматься соло-майнингом (в одиночку) или вступать в пулы (групповой майнинг, грубо говоря). Но для подключения к сети биткоина потребуется специальная программа.

А сколько можно на этом заработать? Главный вопрос о майнинге, конечно связан с его рентабельностью. И да, она высока. Особенно в момент появления нового типа криптовалюты. В первые месяцы выпуска стоимость биткоина составляла не больше доллара, сегодня же курс находится в пределах 60000 долларов за одну цифровую монету. Факт таких скачков ценности криптовалют, вынуждает постоянно пересчитывать затраты на их добычу. Чем раньше майнер подключается к сети, тем дешевле получает заветную монету. И наоборот.

Что влияет на рост стоимости

реклама

Конечно это цена видеокарт и прочего оборудования для майнинга, расходы на коммунальные услуги (ведь техника работает 24/7). Стоимость обязательного регулярного техобслуживания, ремонта или замены узлов. Первое время майнерам приходится трудиться на окупаемость вложенных средств. Срок зависит от сложности алгоритма. Чем он проще, тем интереснее с финансовой точки зрения им заниматься. Определите ежемесячный доход в цифровом значении довольно сложно. Это зависит от этапа на котором добытчик подключился к общей сети.

Фермы для майнинга и что они из себя представляют

Если вы сомневаетесь, что можно майнить на обычном домашнем компьютере, Вы правы. Обычный компьютер не обладает нужной мощностью. В домашних условиях добыть Bitcoin возможно лишь при наличии оборудования, которое сочетает в себе сверхмощность и высокое значение графической системы, чтобы собрать подобный агрегат самостоятельно, Вам потребуется:
1) Материнская плата под 4/6 видеокарт;
2) Крутые видеокарты;
3) Райзеры;
4) Блок питания;
Описал без каких-либо подробностей, но ещё скажу, что можно сэкономить на процессоре, оперативной памяти и накопителе для установки операционной системе. Мониторы и прочие комплектующие не нужны, разве что на этапе настройки. Всё же, посоветовал бы больше внимания уделить надёжности розеток. Ведь, например у системы на 6 видеокарт, потребление достигает 2,5 киловатт в час. А это кошмар для пробок-автоматов.

Пулы для майнинга

Частично сократить затраты на оборудование позволяет возможность объединиться с другими участниками в Пул (Pool). Чем больше добытчиков в 1 в одном сервере, тем быстрее производятся расчёты по заданному системному алгоритму. Единственным недостатком такого способа майнинга является необходимость делиться монетами с коллегами по пулу. Есть одно интересное условие: для избежания монополизации, общая мощность пула не может превышать 51% от всего объема пользователей внутренней сети криптовалюты. Среди популярных пул-сервисов отметим: MinerGate, ZPool, BitClub Network. Тут есть где развернуться. Работают в автоматическом режиме на специальном программном обеспечении. Хотите вступить в ряды? Будьте готовы разобраться в англоязычном интерфейсе, а также раскошелиться на членский или комиссионный взнос, который необходим для техобслуживания и аренды серверных мощностей.

Что по инвестиционным рискам

Как и любое решение о капиталовложении, траты на майнинг требует взвешенности и здравой оценки возможности. Чтобы минимизировать риск, рекомендую начинающим инвесторам обратить внимание на следующие моменты: популярная криптовалюта, вроде биткоинов генерируются крайне долго и затраты большие. Мечты о «соло-добыче» в домашних условиях весьма туманны, ведь специализированное оборудование требует немалых затрат. Менее популярные цифровые валюты обладают низким курсом относительно доллара США, а значит снижают рентабельность майнинга. Ни одна криптовалюта не имеет материального и гарантийного обеспечения. Это абсолютно виртуальный продукт и во многих странах не имеет официального статуса. Перед тем, как начать майнить Вы должны сами детально изучить весь процесс и потом только уже решить. На этом всё! Спасибо Вам за Внимания!

Если Вы хотите следить за последними новостями в сфере крипты и новыми проектами, то советую подписаться на Telegram канал, там много очень много полезной информации. Всем желаю отличного дня!

Источник

Как работает майнинг Bitcoin: самое простое объяснение

13 мая курс ВТС обвалился, когда Илон Маск объявил, что Tesla больше не принимает Bitcoin: мол, майнинг неэкологичен. Почему майнинг Bitcoin потребляет столько энергии — и как он вообще работает? Объясняем простым языком.

Каждые 10 минут — по загадке

Возможно, вы удивитесь, но в основе процесса майнинга биткоина лежит разгадывание загадок. Задачи задает система, а решают их майнеры — вернее, мощные вычислительные устройства.

Мы не будем вдаваться в подробности того, как устроены эти загадки: скажем лишь, что майнерам нужно найти число, удовлетворяющее определенным требованиям. Причем просто решить задачу, как уравнение, нельзя: нужно перебрать миллионы потенциальных решений и транслировать их другим майнерам, чтобы они проверили их на правильность.

Загадочный создатель Bitcoin Сатоши Накамото наладил систему таким образом, что решение криптографической задачи требует огромных вычислительных усилий, зато проверка на правильность совершается очень просто. Когда все майнеры в сети согласятся, что найденное число — правильное, новый блок присоединяется к сети — а система тут же выдает новую загадку. В среднем это происходит каждые 10 минут.

Данный алгоритм называется Proof-of-Work (PoW), то есть «доказательство работы». Понимать это можно так: транслируя потенциальные решения в сеть, майнер доказывает, что совершил вычислительную работу.

Тот, кто первым найдет заветное число — вернее, тот, чье решение первым признают правильным остальные, — получает в награду биткоины. В 2021 г. награда за блок составляет 6,25 ВТС.

Три загадочных слова: хешрейт, сложность и асики

Заработок майнера во многом зависит от производительности оборудования. Чем больше решений в секунду выдает машина, тем больше вероятность, что одно из них окажется правильным. Это количество потенциальных решений (хешей) за единицу времени называется хешрейт и отражает вычислительную мощность устройства. А хешрейт сети — это суммарная мощность всех одновременно работающих майнеров (кстати, майнер — это и машина, и человек, занимающийся майнингом).

На протяжении последних 10 лет хешрейт сети Bitcoin постепенно рос. Казалось бы: если все майнеры трудятся над одной и той же задачей, то с ростом их числа (т. е. суммарного хешрейта) нужно будет все меньше времени, чтобы найти решение. А вот и нет: сложность задач тоже повышается, так что в среднем на решение нужны все те же 10 минут. И наоборот: если много майнеров вдруг покинут сеть, сложность вскоре автоматически упадет.

На заре развития Bitcoin сложность была такой низкой, что майнить ВТС можно было на обычном компьютере. Теперь же для этого используются специальные устройства: ASIC, или Application Specific Integrated Circuit, что означает «интегральная схема особого назначения». Это микрочип, способный выполнять только один вид вычислений — зато крайне эффективно.

Проблема энергопотребления

Хешрейт современных «асиков» исчисляется в терахешах в секунду, то есть в триллионах хешей (решений). Для такой мощности эти устройства очень эффективны: один ASIC потребляет в разы меньше электричества, чем набор видеокарт (GPU) с таким же суммарным хешрейтом.

Проблему можно обозначить так: сеть Bitcoin хорошо защищена от атак и манипуляций потому, что все майнеры должны прийти к консенсусу и совершить работу. Однако тот факт, что все они соревнуются в решении одной задачи, приводит к гигантской затрате ресурсов.

В этом парадокс алгоритма Proof-of-Work, и майнинг Bitcoin останется затратным до тех пор, пока не будет намайнена последняя монета — предположительно в 2140 г.

Стоит ли игра свеч?

Напоследок затронем интереснейшую тему доходности майнинга. С точки зрения обычных пользователей, главная функция майнеров — подтверждать транзакции (за что они получают комиссию), объединять их в блоки и присоединять к цепочке.

11 месяцев, чтобы отбить первоначальную инвестицию — это много. Пожалуй, самый ценный вывод для обычного пользователя заключается в том, что майнинг — вовсе не легкий способ разбогатеть, каким его часто изображают. Напротив, это очень затратный вид деятельности, в котором профит никогда не гарантирован.

В качестве альтернативы майнингу ВТС на асиках часто предлагается майнинг других PoW-криптовалют на GPU (видеокартах). Действительно, сложность добычи таких монет, как Monero (XMR) или Ravencoin (RVN), во много раз ниже, чем у Bitcoin. Но не все так радужно с GPU-майнингом:

Информация о криптовалютах в интернете зачастую некорректна или слишком запутана. Чтобы пользователям было легче сделать первые шаги, портал MyFin и регулируемая криптобиржа FREE2EX запустили данную серию статей, которые помогут новичкам разобраться, где в криптоиндустрии правда, а где — просто громкие заявления. Не пропустите следующую публикацию!

Деятельность, связанная со сделками (операциями) с токенами, связана с высоким уровнем риска полной потери денежных средств и иных объектов гражданских прав (инвестиций), переданных в обмен на токены. Правовое регулирование сделок с токенами не имеет единообразного подхода, и последствия совершения таких сделок могут иметь разную правовую оценку в различных государствах.

Данная статья не является консультацией или руководством, а создана в качестве информационно-просветительского материала.

_{*Партнерский материал. ООО «Пиксель Интернет» УНП: 590995582}

Источник

Биткоин: Что, Как и Зачем

Если поинтересоваться у людей вокруг, слышали ли они что-нибудь о Биткоине, то наверняка каждый ответит: «о да, конечно». Уже несколько лет криптовалюты подгоняются под религиозные нормы, кто-то зарабатывает на них огромные деньги, а целые государства не знают, как относиться к новым технологиям.

Тем не менее что это, как это работает, и зачем оно всё нужно? Чем это лучше существующих платежных систем и причем тут видеокарты? Об этом и не только будет идти речь в данной статье.

Оглавление

Основная идея

Представим себе двух партнеров: Васю и Колю. Коля очень любит вести учет всех своих сделок и для этих целей заводит себе дневник. Дневник представляет собой набор последовательных записей:

Взял 50 денег у Саши

Занял 8 денег Пете

Занял 100 денег Васе

Отдал 130 денег Маше

Занял 36 денег Роме

В какой-то момент хитрый Вася пробирается в дневник Коли и заменяет запись «Занял 100 денег Васе» на «Купил гречки на 100 денег». И однажды Коля лезет в дневник, чтобы показать Васе запись о его долге, но с удивлением не находит соответствующей строчки. Дневник взломан. Коле своих денег не видать.

Чтобы такого больше не повторялось, Коля усложняет запись. Он открывает компьютер и находит в нем программу md5sum, которая превращает любой текст в набор символов фиксированной длины. Причем делает это максимально неочевидно: если поменять хотя бы одну букву в шифрованном тексте, то выходной набор символов будет полностью отличаться. Примерно так:

Чтобы уж наверняка, Коля решает: «Я подкину работу злоумышленникам: буду хэшировать и текст новой записи, и хэш предыдущей.» То есть каждый новый хэш теперь связан с предшествующей записью! И куда без начального хэша (любой последовательности символов, например da7c8) для первой строки. Теперь таблица займов выглядит так:

Взял 50 денег у Саши 69ab8

Занял 8 денег Пете 27825

Занял 100 денег Васе e709a

Отдал 130 денег Маше fdb876

Занял 36 денег Роме bd3d7

И так далее аналогично.

Взял 50 денег у Саши (210) 69a00

Занял 8 денег Пете (172) ff800

Занял 100 денег Васе (654) e7f00

Отдал 130 денег Маше (323) a6c00

Занял 36 денег Роме (901) bd300

Несколько технических уточнений

В действительности все несколько сложнее. Все транзакции в блоке представлены как строки в шестнадцатеричном формате, которые хешируются для идентификации транзакции.

Структура блока Биткоина

Биткоины могут быть переданы любому, кто сообщит корректный биткойн-адрес или открытый ключ. Для передачи Биткоинов текущий владелец создаёт новую транзакцию, которая, помимо указаний о количестве передаваемых Биткоинов, содержит подписанный инициатором хеш предыдущей транзакции, по которой биткойны были получены. Предыдущая транзакция становится «входом» текущей транзакции. Также указывается публичный ключ или биткойн-адрес нового получателя. Узлы сети, прежде чем принять транзакцию к обработке, проверяют подписи. Правильность подписи свидетельствует, что инициатор действительно является владельцем секретного ключа для адреса «выхода».

Однако есть проблема. Цепочка блоков в сети имеет очень большой размер (в сентябре 2020 превысил 300 Гб), и далеко не все узлы могут её выкачать. Например, телефоны или кассовые аппараты. Тем не менее им нужно знать о факте включения той или иной транзакции в блок. Для этого был придуман протокол SPV — Simplified Payment Verification.

Дерево хешей с тремя вершинами

Построение дерева происходит следующим образом:

Вычисляются хеши транзакций, размещенных в блоке: hash(L1), hash(L2), hash(L3) и так далее.

Вычисляются хеши от суммы хешей транзакций, например hash(hash(L1) + hash(L2)). Так как дерево Меркла является бинарным, то число элементов на каждой итерации должно быть четным. Поэтому если блок содержит нечетное количество транзакций, то последняя дублируется и складывается сама с собой: hash (hash(L3) + hash(L3)).

Далее, вновь вычисляются хеши от суммы хешей. Процесс повторяется, пока не будет получен единый хеш — корень дерева Меркла (merkle root). Он является криптографическим доказательством целостности блока (то есть того, что все транзакции находятся в заявленном порядке). Значение корня фиксируется в заголовке блока.

Имея дерево Меркла можно построить доказательство включения транзакции в блок как путь от хеша транзакции до корня. Этот механизм используется в SPV. Клиент выкачивает только заголовок блока с его хешем. Имея интересующую транзакцию, он запрашивает доказательство у узла содержащего всю цепочку.

Клиенты использующие легкую верификацию транзакций не пересчитывают все хеши, а запрашивают только доказательство Меркла. Это позволяет не использовать весь объем информации о транзакциях, а обращаться к конкретной транзакции.

SVP позволяет существенно снизить нагрузку на сеть и ускорить процесс проведения. Например, 5 переводов максимального размера в сумме весят около 500 килобайт, при этом дерево Меркла при таких же условиях будет иметь размер не более 140 килобайт.

Преимущества

Децентрализация

Важной особенностью Биткоина, которая привела к его популярности, является децентрализованная природа этой платежной системы. Иначе говоря, Биткоин не находится под контролем государства, организации или конкретного человека. Программный код является полностью открытым, а участники системы разбросаны по всему миру. Всякий, кто захочет присоединиться, сможет сделать это без препятствий.Истории транзакций и балансы кошельков фиатных валют хранятся на специальных серверах, которые принадлежат финансовым организациям. Такие хранилища нередко взламываются, что довольно неприятно для простых пользователей. В Биткоин-системе нет ничего, что могло бы контролировать данные. Более того, все данные в этой сети доступны публично. И, как мы убедились выше, изменить их практически невозможно.

Анонимность

Стабильность

Нельзя изменить какой-то блок в блокчейне. Это практически невозможно. В противном случае пришлось бы одновременно изменить огромное количество записей на миллионах компьютеров по всему миру. Поэтому никакую транзакцию нельзя отменить или подменить на другую.

Ограниченная эмиссия

Традиционные фиатные деньги имеют неограниченную эмиссию, так как центробанки всегда могут напечатать столько денег, сколько им нужно. Вспомним аналогию с золотом. Чем сложнее добывается золото и чем меньше его запасов, тем оно больше ценится. Это механизм контроля инфляции. В Биткоине реализован схожий механизм: система постепенно уменьшает количество суммарно добываемых в единицу времени биткоинов. Это выглядит как функция обратной пропорциональности. И да, когда-то настанет момент, после которого количество биткоинов в мире станет постоянной величиной. Прямо как объем запасов золота на Земле.

Зависимость количества биткоинов в сети от времени

А если по-человечески, то вот цитата Медузы о том, чем блокчейн лучше существующих платежных систем:

Прозрачностью, скоростью, стоимостью, простотой. Если вы отправили криптовалюту или информацию по блокчейну, свидетельство такой отправки невозможно изменить или подделать, поскольку она подтверждается сотнями тысяч компьютеров по всему миру. На этих же компьютерах хранится множество копий этой информации — и она доступна для просмотра любому пользователю в любой момент времени. Весь процесс перевода занимает считанные минуты и стоит в десятки раз дешевле банковского. Если вы храните деньги и информацию в блокчейне, записи никогда не будут утеряны или подделаны, любой участник рынка может в любой момент удостовериться в вашей финансовой состоятельности. Никаких третьих сторон и посредников, только полная прозрачность и математическая гарантия точности расчетов.

А насколько это безопасно?

Если говорить о безопасности сферической в вакууме платежной системы, то Биткоин очень надежен. За все время существования с 2009 года был зафиксирован лишь один случай, в котором неисправность кода привела к ошибке.

А что там случилось?

15 августа 2010 года, ещё до широкого распространения системы, было создано 184 млрд биткойнов. Программый код не предусматривал сумм выше определенного значения, и в результате значение суммы переполнилось. Сделку быстро заметили, и в течение нескольких часов была выпущена версия программы 0.3.1, заменяющая старую цепочку на новую, не содержащую «грязных» ошибочных блоков. В результате такого хардфорка какое-то время даже существовали две версии биткоина, одна из которых содержала ошибочные блоки и вводила пользователей в заблуждение. Однако, новая версия стала доминирующей уже через 19 часов. Эта версия используется по сей день.

Потенциальные угрозы все-таки существуют. Например, взлом приватных ключей и так называемая «Атака 51%».

Взлом приватных ключей

В целях защиты от мошенничества все транзакции передаются по сети вместе с цифровой подписью. Она позволяет гарантировать, что сообщение успешно доставлено выбранному адресу и что это сообщение не было изменено.

Цифровая подпись создается с помощью хэширующего алгоритма и асимметричного шифрования (подробнее о шифровании можно почитать тут).

Принцип ассиметричного шифрования можно объяснить так:

Приватные ключи связаны с биткоин-адресами функцией хеширования SHA-256. Она выдает шифр в виде последовательности 256 битов. То есть возможно 2^256 = 10^77 вариантов хеша. В настоящее время вычислительных мощностей всех компьютеров всего мира не хватило бы, чтобы перебрать все варианты за приемлемое время.

Угроза становится реальной ввиду развития квантовых компьютеров. Пока эта угроза далека (здесь есть подтверждение), но всё-таки она существует.

Атака 51%

Принцип данной атаки в следующем: пока в распоряжении атакующего находится больше мощности, чем у всей остальной сети, он может не подтверждать чужие блоки, подтверждая только свои, а значит может получать 100 % всех новых биткоинов и блокировать по своему усмотрению любые транзакции.

На ранних этапах развития криптовалюты такая угроза очень значима. На данный момент для осуществления такой атаки в сети Bitcoin требуется вычислительная мощность, во много раз превышающая мощность всех суперкомпьютеров из рейтинга TOP-500 (500 самых мощных в мире суперкомпьтеров). После массового перехода майнеров с видеокарт на специально разработанные для добычи биткоинов интегральные схемы, защита от такой атаки стала ещё сильнее. Кроме того, у злоумышленников при таком вломе нет возможности проводить любые транзакции по своему усмотрению, поскольку у них нет чужих приватных ключей, необходимых для подписи транзакций.

Существует схожая «Атака Сивиллы», в которой злоумышленники могут избегать настоящих узлов в сети, если они создают достаточное количество поддельных или идентичных (Sybil идентификаторов). Затем они могут отказаться от приема или передачи блоков, эффективно блокируя других пользователей в сети. С такой угрозой неплохо справляются «алгоритмы конценсуса», такие как «доказательство работы» (Proof-of-Work) и «доказательство доли», (Proof-of-Stake)

Подробнее об алгоритмах консенсуса

Proof-of-Work

Proof-of-Stake

В 2011 году в качестве альтернативы PoW был разработан алгоритм консенсуса PoS, призванный исправить основные недостатки предшественника.В нескольких словах, алгоритм консенсуса Proof of Stake заменяет технологию майнинга PoW механизмом, в котором блоки проверяются в соответствии с долей участников. Валидатор каждого блока определяется вложенной криптовалютой, а не количеством выделенной вычислительной мощности. Каждая система PoS может реализовать алгоритм по-разному, но в общем случае блокчейн обеспечивается псевдослучайным процессом выборов, который учитывает богатство узла и возраст монеты (как долго монеты заблокированы или находятся в доле), а также фактор рандомизации.

Безопасность платежной системы не означает полную безопасность ее использования. Существует огромное количество примеров успешных атак на криптобиржи с использованием Биткоина и аналогичных криптовалют.

— известная биржа, работающая не только с Bitcoin, но и другими менее популярными криптовалютами. В 2014 году биржа лишилась 13 000 BTC и 300000 Litecoin в результате атаки.

В январе 2015 года стало известно о взломе крупной европейской биткоин-биржи Bitstamp. Тогда хакеры сумели похитить 18,977 BTC.

19 июля 2017 года Parity подвергся хакерской атаке, в ходе которой злоумышленникам удалось украсть 153,037 ETH.

В 2016 у биржи Bitfinex неизвестные похитили с платформы 119 756 BTC.

Как это возможно, если алгоритм работы Биткоина настолько надежен? Все просто, практически все совершенные атаки, взломы и кражи в сфере криптовалют так или иначе связаны с уязвимостью инфраструктуры: криптовалютных бирж, кошельков и сторонних хранилищ приватных ключей. Никто не отменяет человеческий фактор: некоторым злоумышленникам достаточно обладать даром убеждения.

Поэтому стоит помнить, что если вор похитил из вашего кармана ключи, то это не значит, что он обязательно взломает ваш замок. Но с другой стороны, какой бы крутой у тебя ни был замок, будет плохо, если ты потеряешь к нему ключ.

Законодательное регулирование

Правовой режим биткоина значительно различается в разных странах. В одних странах биткоины признаются в качестве расчётной денежной единицы (например, в Германии),, в других (например, в Японии) Bitcoin является законным платёжным средством с налогом на покупку. В некоторых странах (например, в Китае) операции с биткойнами запрещены для банков, но разрешены для физических лиц (но при этом страна лидирует в области майнинга из-за наличия крупнейших производственных мощностей). В Швейцарии на криптовалюты распространяются такие же правила, как и на иностранные валюты, и эта страна является одной из самых благоприятных юрисдикцией для Bitcoin-стартапов.

В Российской Федерации к Биткоину достаточно интересное отношение. Летом 2020 года был принят отдельный федеральный закон о цифровых финансовых активах и цифровой валюте, который по сути признает криптовалюту, в том числе Биткоин, платежным средством, но запрещает расплачиваться им. Да, цифровую валюту вынесли в отдельную категорию, однако запретили использовать для оплаты товаров, работы или услуг и даже сообщать о том, что криптовалюта может использоваться в качестве платежного средства. Выпуск и обращение криптовалюты в России остаются недоступными. Купить цифровую валюту можно на зарубежных площадках, но ее придется декларировать как имущество в российских налоговых органах.

Источник