Что такое биткоины

Биткоин — виртуальная криптовалюта, которую легко можно назвать электронными деньгами. С их помощью уже сейчас продаются товары в магазинах, оплачивается телефон или хостинг. При всём этом система считается анонимной и надёжной, несмотря на её полную открытость. Технический директор TJournal попробовал подробно разобраться в вопросе устройства этой валюты.

Как всё происходит

Чтобы хранить, принимать и передавать биткоины, необходим кошелёк, который состоит из публичного идентификатора (адреса), баланса, а также приватного ключа, позволяющего распоряжаться средствами с этого кошелька. Для отправки перевода достаточно знать только адрес получателя — идентификатор вида 19noTg4T9TeFpT4ZTASvQxf7a1LYLSJa38, а также иметь собственный кошелёк с положительным балансом и его приватный ключ. Адрес и ключ можно сравнить с привычными логином и паролем — логином можно делиться со всеми, а вот пароль должен тщательнейшим образом охраняться, ибо в основной системе нет возможности восстановить его, если он оказался утерян.

Каждый пользователь может создавать неограниченное количество кошельков, при их создании даже не требуется подключения к интернету (сеть потребуется при попытке совершить транзакцию). Процесс создания кошелька заключается в генерации абсолютно случайного приватного ключа. Имея приватный ключ, можно получить соответствующий адрес кошелька, но нельзя повторить эту операцию в обратном направлении — за это отвечает криптографическая функция, называемая хэшированием. Нет никакого центра, который бы координировал создание кошельков, поэтому такая система теоретически позволяет сгенерировать кошелёк с положительным балансом, правда вероятность этого примерно равна 1,813595*10^-62 — это исчезающе маленькое число, поэтому можно не волноваться.

Анонимность транзакций

Биткоин часто называют анонимным платёжным средством, но это не совсем так. Действительно, однозначно идентифицировать владельца любого кошелька не получится, но если этот кошелёк был пополнен с использованием обменных сервисов или бирж (как купить биткоины), то есть немаленькая вероятность, что ваш IP будет записан, а значит, в таком случае можно будет отследить всю цепочку переводов. Помешать этому призваны специальные «миксеры» (mixing service) — анонимные сервисы, которые смешивают на своих счетах деньги разных клиентов, а потом переводят их на новые, «чистые кошельки» так, что сопоставить исходный источник средств и итогового получателя крайне сложно.

Чтобы сохранить анонимность, для каждого входящего платежа рекомендуется заводить новый кошелёк — это усложнит задачу идентификации. Определить, кто является владелецем кошелька довольно сложная задача, да и то выполнима лишь если пользователь купил биткоины, засветив где-то настоящие документы. При этом способов получить биткоины не раскрывая своей личности довольно много, например, можно просто обменять их на одном из форумов.

Где хранятся данные

Биткоин — децентрализованная распределённая система. Это означает, что в сети нет единого управляющего центра, который бы хранил информацию о балансе на кошельках и список транзакций. Эта информация хранится на компьютерах обычных владельцев биткоинов. После установки программа-кошелёк скачивает у других пользователей системы полную базу данных обо всех совершенных когда-либо транзакциях (несколько гигабайт). Это значит, что никто и никогда не сможет вломиться в какой-то дата-центр и уничтожить или изменить эту информацию. Кстати, вы можете и не скачивать такой объём данных, а воспользоваться одним из онлайн-кошельков, который и будет хранить ваш приватный ключ.

Получается, что кошельки с биткоинами надёжно защищены, а все их данные, кроме приватного адреса доступны любому пользователю. В удобном для исследования виде они доступны на сайте Blockchain. Например, можно посмотреть список последних крупных транзакций.

Сколько всего существует биткоинов

Очень важное отличие биткоинов от обычных денег — отсутствие единого выпускающего центра. Известно, что, например, доллары США могут выпускаться в любом количестве, при этом они ничем не обеспечены. То есть раньше доллары были обеспечены золотом, то есть они могли быть гарантированно обменены на определённое количество золота, а общее количество долларов не могло превышать накопления Соединённых Штатов Америки в золотом эквиваленте, которые хранятся в знаменитом Форт Ноксе. Однако уже в 1933 году Золотой стандарт был отменён, а в 1971 году какое-либо обеспечение долларов золотом исчезло вообще, то есть Федеральная резервная система начала печатать доллары в таком количестве, что они никогда не смогли бы быть обменены на золото и их ценность держится лишь на авторитете Америки на мировом рынке.

В этом и состоит основное отличие биткоинов от традиционных валют — общее количество биткоинов, которые когда-либо поступят в оборот алгоритмически ограничено 21 000 000 штук. При этом не стоит беспокоиться о том, что их не хватит на всех — каждый биткоин может быть поделён на 100 000 000 долей, одна такая доля называется 1 Satoshi (Сатоши), в честь создателя биткоинов. Конечная стоимость определяется компаниями или людьми, принимающими биткоины в оплату за товары или услуги, а также балансом спроса и предложения на многочисленных биржах, самая крупная из которых Mt.Gox.

На данный момент в оборот выпущено немногим более 12 миллионов биткоинов, а полностью все биткоины будут выпущены примерно к 2140 году, при этом с каждым днём количество выпускаемых виртуальных монет сокращается.

Как добываются

Выпуск биткоинов происходит благодаря людям и компаниям, занятым в майнинге — специальном процессе, сложность которого алгоритмически запрограммирована и постоянно увеличивается в соответствии с количеством технических ресурсов, занятых в нём (технические подробности). Именно поэтому те, кто начал майнить биткоины несколько лет назад могли получать по несколько десятков тысяч биткоинов, а сложность вычисления постоянно росла: сначала для этого можно было эффективно использовать ресурсы компьютерных процессоров, затем начали использовать видеокарты, чья эффективность намного выше, а теперь используют специально разработанные устройства (ASIC).

Процесс майнинга сопряжён с вычислением математических задач, которые обеспечивают в том числе и подтверждение всех транзакций — так как система открыта, нельзя допустить, чтобы одни и те же биткоины были потрачены несколько раз, но мы вернёмся к этому позже.

Итак, количество биткоинов ограничено, а новые появляются с помощью майнинга — решения математических задач, сложность решения которых постоянно растёт. Можно очень просто сравнить добычу биткоинов с добычей золота — его количество в мире тоже ограничено, а благодаря его редкости, сложности подделки и добычи оно имеет высокую ценность, что и давало возможность использовать его как основную валюту много веков подряд.

Надёжность системы

Надёжность биткоина заключается в том, что:

• Невозможно обойти сложный процесс майнинга, чтобы легко получить нераспределенные биткоины (во всяком случае, лучшие криптоаналитики мира не смогли найти такой способ);
• Предельно сложно взломать чужой кошелёк, чтобы проверить хотя бы половину всех возможных пар приватных и публичных ключей нужно потратить не один десяток тысяч лет;
• Невозможно потратить имеющиеся биткоины более одного раза, потому что каждая транзакция должна получить не менее шести подтверждений из новых добытых блоков — если будет найден перерасход средств, лишние транзакции будут отменены, поэтому все услуги за биткоины оказываются только после нескольких подтверждений (от нуля до шести или более, в зависимости от сервиса).

При этом к каждой транзакции можно добавить комиссию — это увеличит скорость её подтверждения, так как она получит высший приоритет в очереди на добычу блоков. Комиссия может составлять даже 1 Сатоши, а может быть и вовсе нулевой — в таком случае процесс подтверждения может затянуться на несколько дней. Эта комиссия добавляется к вознаграждению майнеров, поэтому даже когда новые биткоины будут выпускаться совсем редко, майнеры будут заинтересованы в том, чтобы продолжать добычу — комиссия будет обеспечивать рентабельность затрат на майнинг (оборудование + электричество).

Необратимые транзакции

Транзакции биткоинов являются необратимыми, именно поэтому практически невозможно купить биткоины с помощью Paypal или кредитных карт. Многие называют биткоины пирамидой или пузырём, но на самом деле он ими не является. В биткоине нет центрального координирующего органа, нет обещаний преумножения средств, в отличие от пирамид выгоду получают не только ранние участники, но и позднее — им становится доступно распространённое конфиденциальное платёжное средство. Ровно в такой же мере пирамидой можно назвать акции Apple или Google, ведь те, кто купил их по несколько десятков долларов за штуку тоже получили огромную прибыль.

Выгодно ли заниматься майнингом

На данный момент заниматься майнингом без профессионального оборудования стало почти нерентабельно: сложность добычи новых блоков слишком высока. Мы попробовали делать это на двух процессорах Intel E5-2630 в 24 потока и смогли намайнить примерно 0,000001 биткоина, примерно 3 копейки по текущему курсу. Майнинг с помощью видеокарт также может не окупиться из-за их стоимости и стоимости электричества. А вот вкладывать деньги в биткоин всё ещё считается выгодным занятием: распространение биткоинов, несмотря на ажиотаж, ещё невелико и с включением в гонку крупных игроков его курс неизбежно вырастет. Вопрос лишь в том, насколько.