استخراج بیت کوین چیست و چرا لازم است؟

طلا دارای معدنچیان است زیرا مردم طلا می خواهند و همین اتفاق می افتد ، متأسفانه ، بیشتر طلا در اعماق زمین است. بیت کوین معدنچیان دارد زیرا مردم بیت کوین می خواهند ، اما چیزی در اینجا احمقانه به نظر می رسد: چگونه یک دسته از بیت کوین ها ، نشانه های یک مرد اختراع کردند ، در شرایطی که خواستار معدنکاری بودند ، قفل شد؟نکته آن چیست؟

بهترین نام نیست

حقیقت این است که "استخراج" بیت کوین یک سوء استفاده کننده است. هنگامی که طلا استخراج می شود ، هیچ چیز فراتر از کشف طلای جدید حاصل نمی شود. با این حال ، هنگامی که بیت کوین ها استخراج می شوند ، یک سرویس ارزشمند به شبکه بیت کوین ارائه می شود: ضبط و اعتبارسنجی معامله غیرمتمرکز.

هزینه دوتایی

بیت کوین به دلیل یک مشکل خاص ذاتی در هر سیستم ارز دیجیتال ، به معدنچیان متکی است تا معاملات را ضبط و اعتبار دهد: هزینه های دو برابر. هزینه های مضاعف تجسم فناوری پیشرفته جعلی است. به عنوان مثال ، بگویید که یک کاربر ارز ، آلیس ، 5 دلار یادداشت دارد و او آن را به باب می دهد. آیا باب می تواند مطمئن باشد که او به جای جعل 5 دلار دریافت کرده است؟احتمالاً در دنیای جسمی. در دنیای دیجیتال ، احتمالاً نه.

در دنیای فیزیکی ، آلیس باید کاغذ ، جوهر و ماشینهایی را پیدا کند که بتوانند یک کپی قانع کننده از 5 دلار خود را تهیه کنند. هزینه آن فعالیت ، در کنار ضایعات اخلاقی و تهدید دستگیری ، جعل جعل را در نظر می گیرد.

با این حال ، در دنیای دیجیتال ، یک نسخه فایل رایانه ای از یک یادداشت 5 دلاری ، مانند یک فایل MP3 یا یک سند MS Word ، می تواند کاملاً بدون هزینه کپی شود. هیچ راهی برای گفتن اینکه کدام پرونده اصلی است ، وجود ندارد و سهولت کپی کردن به معنای ارز تقلبی است که می تواند به سرعت بر اقتصاد غلبه کند.

برای رفع این مشکل ، مخترعین بیت کوین سیستمی از تعامل شبکه ، یک پروتکل را طراحی کردند که هر انتقال بیت کوین قلمداد را در برابر یک دفترچه عمومی به نام blockchain بررسی می کند. یک کلاهبردار می تواند سعی کند بیت کوین های موجود در آن را دوباره به صورت آبی رنگ مجدداً انجام دهد. اگر این معاملات بررسی نشود ، معدنچیان آنها را ضبط نمی کنند و جامعه تلاش برای کلاهبرداری را نادیده می گیرد.

معدن چگونه کار می کند؟

گوش دادن به معاملات

معدنچیان بیت کوین مانند اپراتورهای تلفن به شبکه بیت کوین متصل می شوند. معدنچیان از رایانه های خود برای گوش دادن به درخواست های معامله در کل شبکه استفاده می کنند و لیستی از معاملات معتبر را جمع می کنند.

بیت کوین ها مانند پیوست های پرونده در یک ایمیل ارسال و دریافت نمی شوند. هیچ پرونده ای به هیچ وجه وجود ندارد ، فقط تکالیف بیت کوین ها به آدرس های مختلف عمومی ساخته شده است. هر آدرس عمومی دارای یک کلید خصوصی مطابق است و فقط دارنده آن کلید قادر به امضای دیجیتالی درخواست معامله جدید است. علاوه بر این ، درخواست باید ورودی داشته باشد. ورودی ها معاملات قبلی است که فرستنده برای تأمین اعتبار معامله جدید از آن استفاده می کند. اگر قبلاً پنج بیت کوین را از آلیس و چهار نفر از باب دریافت کرده اید ، می توانید این ورودی ها را برای تأمین اعتبار معامله جدید به سینتیا تا نه بیت کوین به ارزش خود لیست کنید.

معدنچیان هنگام شنیدن درخواست شما دو چیز را بررسی می کنند. ابتدا آنها را بررسی می کنند تا مطمئن شوند که امضای دیجیتالی شما ثابت می کند که شما در واقع گیرنده آن ورودی ها بوده اید. دوم ، آنها بررسی می کنند تا مطمئن شوند که قبلاً آن ورودی ها را صرف نکرده اید. برای انجام این بررسی دوم ، کارگران معدن در یک پایگاه داده عمومی از کلیه معاملات معتبر گذشته ، به نام blockchain ، اوج می گیرند تا ببینند آیا این ورودی ها قبلاً در یک معامله استفاده شده اند یا اینکه هنوز در دسترس هستند. کپی های این blockchain در رایانه های کلیه کاربران بیت کوین که به شبکه وصل می شوند ذخیره می شوند.

بنابراین ، معدنچیان نقش فروشندگان بانکی را بازی می کنند: بازرسی از چک ها ، اطمینان از تمام امضاهای مناسب و شماره حساب در آنجا ، بررسی شناسه مشتری و به دنبال اثبات این که مشتری به اندازه کافی پول نقد برای تأمین اعتبار معامله دارد.

تکمیل "بلوک"

اگر همه چیز بررسی شود ، معدنکار معامله را به لیست شخصی خود از کلیه معاملات معتبر در چند دقیقه گذشته اضافه می کند. هر چند دقیقه ، یک معدنچی برای اضافه کردن لیست شخصی خود ، یک بلوک به blockchain رسمی انتخاب می شود ، بنابراین ضبط عمومی را به روز می کند.

برای جلوگیری از خراب کردن کلاهبرداری از کلاهبرداری ، پروتکل بیت کوین باعث می شود که معدنچیان به رقابت بپردازند. یک معدنچی متفاوت به نوشتن هر بلوک ، تقریباً هر 10 دقیقه یکبار داده می شود و فقط بلوک های معتبر توسط بقیه جامعه معدن پذیرفته می شوند. در اینجا نحوه عملکرد آن آورده شده است:

حدس بزنید و "غیر" را بررسی کنید

هر زمان که اکثریت جامعه معدنچیان موافق باشند (الف) که معاملات ذکر شده توسط معدنچی معتبر است - هیچ امضایی از طرفداران و هزینه های مضاعف - و (ب) که معدنکار به درستی حدس زده است ، یک بلوک معدنچی به بخشی از زنجیره تبدیل می شود. یک شماره خاص ، غیرقانونی ، که یک مشکل ریاضی خاص را حل می کند. معدنچیان با دیدن امضای دیجیتالی خاص بلوک پیشنهادی ، این چک را انجام می دهند. این امضای یک محصول تولید شده توسط رایانه ای از سه ورودی است ، (1) امضای بلوک سلف ، (2) لیستی از معاملات معتبر از زمان آن سلف ، و (3) یک شماره تصادفی خاص ، نامیده می شود.

برای درک همه اینها ، ما به اطلاعات کمی بیشتر در مورد امضاهای دیجیتال نیاز داریم. امضاها با استفاده از توابع "هش" کار می کنند. در ساده ترین آنها ، توابع هش معادلات ریاضی هستند که هر ورودی داده شده را می گیرند و خروجی به ظاهر تصادفی ایجاد می کنند که همیشه با آن ورودی خاص مطابقت خواهد داشت.

عملکرد هش مورد استفاده بیت کوین Sha256 نامیده می شود. با استفاده از آن عملکرد ، متن ورودی:

همیشه این رشته از کاراکترها را خروجی می کند:

شما می توانید خودتان آن را با مراجعه به یک ماشین حساب هش آنلاین امتحان کنید. اگر تایپ کنید "این هش است!"بدون نقل قول ها ، همان رشته و حروف خاص را دریافت خواهید کرد.

اگر یک تابع هش به خوبی نوشته شده باشد ، هرگونه تغییر در ورودی ها به طور چشمگیری رشته خروجی را تغییر می دهد و ورودی های مختلف هرگز همان رشته را تولید نمی کنند. طبق آن استاندارد ، SHA256 بسیار خوب نوشته شده است. به عنوان مثال ، تغییر ورودی ما "این هش است!"حتی اندکی منجر به خروجی های کاملاً متفاوت می شود:

"این یک هش است!"= "DCC67309A9C5C4A6D5434DE87DBD4162F745F32B2A6AEDF89C89D31D863B0222B"

"این هش است؟"= "D43EDBDE4B15A97E780C1A9E1392B2C4601750FE03DB543B3C44624D277641"

"این یک قهوه ای هش است."= "5692E888B50C526F7EB95342A6FD56760B2FF95A76414562DAA4083BAB8BCFC"

بنابراین ، اگر ورودی های امضای بلوک جدید امضای بلوک سلف و لیستی از معاملات اخیر باشد ، خروجی یک رشته منحصر به فرد خواهد بود که فقط از آن داده های دقیق می توانست ساخته شود. از آنجا که این محصول منحصر به فرد آن ورودی ها است ، می توان از آن امضا استفاده کرد تا ثابت کند که معاملات موجود در آن به ترتیب معین اتفاق افتاده است: در بلوک فعلی یا برخی از بلوک های قبلی. سعی کنید با ایجاد بلوک های گذشته از مزاج ، سفارش را تغییر دهید و امضای دیگر مطابقت نخواهد داشت. این به ذینفع خاص انتقال اجازه می دهد تا ثابت کند که آنها اولین کسی بودند که سکه ها را دریافت کردند. هر هزینه مضاعف بعدی آن سکه ها کلاهبرداری است.

با این حال ، همه معدنچیان قادر به نوشتن امضای متشکل از امضای بلوک قبلی و لیست معاملات جدید خیلی سریع با استفاده از رایانه های قدرتمند خود هستند. چگونه می توانیم در فواصل منظم یک برنده را انتخاب کنیم تا آنها به رقابت بپردازیم؟راه حل این است که رشته ای را بخواهید که تولید سریع آن دشوار باشد ، یک نوع خاص از رشته خروجی ، چیزی که با تعداد مشخصی از صفرها شروع می شود ، مانند این:

این خط طولانی از صفر در شروع هش از نظر آماری غیرممکن است ، مانند چرخش یک سکه و گرفتن سیزده بار سیزده بار. با این وجود ، ترکیب خاصی از ورودی ها وجود دارد که منجر به خروجی هش می شود که با تمام آن صفرها شروع می شود. این ترکیب شامل یک شماره تصادفی خاص به نام "غیر" است که معدنچیان باید حدس بزنند.

معدنچیان به طور مکرر دو ورودی شناخته شده خود (امضای بلوک قبلی و لیست معاملات جدید) را به همراه حدس و گمان در غیر تصادفی تصادفی می گذارند. سرانجام ، یک معدنچی بر روی یک غیرقانونی اتفاق می افتد که در ابتدا با تعداد درخواست شده صفرها به آنها امضا می کند.

معدنچیانی که از رایانه های قدرتمندتر استفاده می کنند می توانند حدس بزنند و مانند خرید بلیط های قرعه کشی بیشتر ، این معدنچیان به احتمال زیاد برای یافتن یک هش خاص در این مسابقه پیروز می شوند. به همین دلیل است که معدنچیان می توانند با سرمایه گذاری در رایانه های قدرتمندتر با یکدیگر رقابت کنند. تلاش های بیشتری در هش برابر است با بلوک های بیشتری که به مرور زمان به blockchain نوشته شده است. برای جلوگیری از نوشتن خیلی سریع یا خیلی آهسته بلوک ها ، زیرا کم و بیش محاسبات توسط معدنچیان استفاده می شود ، پروتکل هر دو هفته یکبار تنظیم می شود تا خواستار حدس زدن طولانی تر ، سخت تر یا کوتاه تر از حدس زدن ، رشته های صفر در آن باشد. جلوی هشهدف از این تنظیمات ، تولید بلوک جدید هر ده دقیقه است.

هر زمان که یک معدنچی با نوشتن یک امضا با صفرهای کافی ، یک بلوک را حل کند ، آنها آن را پخش می کنند و سایر معدنچیان راه حل را تأیید می کنند و بررسی می کنند تا اطمینان حاصل شود که معاملات ذکر شده همه معتبر هستند. اگر همه این موارد را بررسی کند ، کارگران معدن با استفاده از امضای آخرین بلوک به عنوان ورودی ، رقابت را برای حل یک بلوک جدید شروع می کنند.

پاداش

این در آخر ما را به این سؤال می رساند که چرا معدنچیان معدن هستند. این پاسخ در واقع ساده است ، معدن کارگران معدن به این دلیل که نویسنده یک بلوک جدید در blockchain اجازه پروتکل را دارد تا به خودش پاداش بیت کوین های جدید برند ، به نام معامله Coinbase را بدهد. این پاداش از 50 بیت کوین در هر بلوک شروع شد. هر چهار سال یک پروتکل تنظیم می شود و پاداش را به نصف کاهش می دهد. یک روز پاداش بسیار اندک خواهد بود ، اما با جمع آوری هزینه های داوطلبانه توسط کاربرانی که درخواست معاملات می کنند نیز می توان از معدنچیان نیز پاداش گرفت.

خلاصه

ما بحث کرده ایم که چرا استخراج معدن لازم است: برای متوقف کردن هزینه های مضاعف با ایجاد دفترچه ای از همه معاملات ، blockchain. ما همچنین ، به زبان ساده ، نحوه عملکرد معدن را یاد گرفته ایم. در آینده ، ما بحث خواهیم کرد که چه اتفاقی می افتد وقتی کارگران معدن با بلوک های مین همکاری می کنند ، استخرهای معدن را تشکیل می دهند و در مورد رمزنگاری که با دقت بیشتری درگیر است ، بحث خواهیم کرد.