Зміст
Щоб успішно інвестувати у криптовалюту, треба розуміти, як технологія працює. Цифрова мережа створюється криптографічної функцією. Кожен новий ланцюжок у блоці – це хеш (інформація, зашифрована за певним алгоритмом). З його допомогою майнери перетворюють великі обсяги даних на компактні записи, які легко захищати, зберігати та передавати. По суті хеш у блокчейні — це цифровий відбиток транзакції, який дозволяє однозначно її ідентифікувати.
Схема роботи блокчейна
У системі традиційних розрахунків усі операції підтверджують уповноважені працівники банків. Якщо внести неправильні відомості в програму контролю, можна зробити неправомірну транзакцію. Блокчейн працює інакше. Криптовалюта є електронним записом, в якому по черзі враховані всі скоєні операції. Інформація будь-якого розміру шифрується та кодується криптографічним методом.
Створений хеш має певні параметри: 64, 128 чи 256 біт. Найдовший криптокод біткоїну містить 64 символи. Змінити або видалити його неможливо. Щоразу, коли відбувається нова операція, мережа проходить валідацію – перевіряються всі попередні транзакції в блоці. При виявленні будь-яких порушень угода скасовується.
Схематично робота блокчейна виглядає так:
- Користувач надсилає транзакцію, активуючи роботу системи.
- Операції збираються в блок, який має початковий стан (адресу та час) і передбачуване кінцеве (якщо угода буде схвалена).
- Система надсилає інформацію про зібраний блок усім учасникам (майнерам) для верифікації даних початкового стану.
- Користувачі, які отримали дані про передбачувану транзакцію, підтверджують їхню коректність і записують у свій ланцюжок. Немає спеціального місця, де зберігається блокчейн криптовалюти. Впорядковані дані знаходяться скрізь і доступні кожному учаснику мережі будь-коли.
- Після верифікації блоку майнери підтверджують весь ланцюжок. Транзакція відбувається.
Поняття криптографічної хеш-функції
Щоб здобути новий блок, майнери повинні перевірити початкові дані та перетворити їх на короткий цифровий запис. Для цього використовується хеш-функція – алгоритм, який перетворює інформацію на код. Механізм працює для даних будь-якого розміру та переводить їх у цифровий код із букв та цифр.
Хеш транзакції в блокчейні BTC складається з 64 символів вагою 256 біт. У мережі першої криптовалюти використається алгоритм SHA-256. В його основі лежить складна формула з декількома характеристиками:
- Детермінованість – дозволяє відстежувати початкові дані, незалежно від кількості перетворень.
- Висока швидкість – швидко повертає вихідну інформацію після верифікації.
- Стійкість до несанкціонованих змін – забезпечує безпеку криптовалюти.
Система шифрує інформацію на 256-бітний ключ. Це односторонній процес — неможливо дізнатися про початкові дані з отриманого коду. Якщо змінити хоча б один символ у вихідному блоці, буде створено новий хеш під час повторного застосування криптографічної функції. Такі властивості забезпечують високу безпеку блокчейну.
Наприкінці кожної ділянки ланцюга записується повний хеш, який включає зашифровану інформацію про всі операції, службові дані та відомості про попередній набір транзакцій. На підставі цього коду система визначає криптографічне завдання, яке постійно вирішують майнери. Якщо цільовий хеш знайдено, видобувається новий блок. Його перевіряють інші учасники мережі, а майнер, який вирішив завдання, отримує винагороду.
Алгоритм SHA-256 найчастіше використовується у криптовалютних мережах. Але має недоліки:
- Власники потужного обладнання одержують перевагу перед іншими майнерами.
- Видобуток криптовалюти потребує дорогих пристроїв та великої витрати електроенергії.
Приклад хеш-функції SHA-256
Криптографічна функція має вигляд: F(X) = H. У цій формулі X позначає вихідний набір символів, H – підсумковий код (64 знаки). Як початкові дані можна взяти будь-який текст або картинку – хеш завжди має однакову довжину. У цій формулі працюють 2 важливі правила:
- З будь-якого X легко отримати H, але зворотна операція неможлива.
- Якщо початкове значення X зміниться хоча б трохи, підсумковий хеш буде зовсім іншим.
Наприклад, можна взяти пропозицію «1 січня 2021 року в Росії набув чинності закон про криптовалюту» та перевести його в код за допомогою алгоритму SHA-256. Вийде 6731e80f3e029cdb128e42a3e75b0a914887f5b80bd0dc6e64b15b4f6fa71d70. Якщо в цьому реченні прибрати цифру 1, результат буде інший: «У січні 2021 року в Росії набув чинності закон про криптовалюту» –
| ВХІДНІ ДАНІ | ХЕШ SHA-256 |
|---|---|
| Мороз і сонце день чудовий | f9ca2b000ac0c0055b4cfb391a0d1c2afa9f48b940aa97ba204a9d693c5be439 |
| Мороз | 07eafaeaefc975884e9e0a607234c3e4a898d2ecb6514f006246c03171fb2657 |
| Що таке хеш у блокчейні | 1ad68899134da49e41deb2276a652ed9a0acf2f5479aae07e98d66c5c2d56c03 |
Застосування хеш-функцій у блокчейні
Щоб криптовалютна мережа працювала, вона має постійно оновлюватися — записувати інформацію про всі транзакції. Цю функцію виконують майнери. Вони застосовують криптографічний алгоритм до заголовків блоків, щоб зробити їх меншими або рівними заданому хешу. Майнер, який першим знайшов необхідне значення, отримує винагороду в цифровій валюті (у 2021 році для біткоїну це 6,25 монет).
Однак перш ніж заданий хеш в блокчейні буде знайдено, потрібно зробити велику кількість спроб. Щоб майнери могли змінювати код заголовка, містить значення Nonce. Для безперервного запуску криптографічних функцій потрібні великі обчислювальні ресурси та електрика. До пошуку та перевірки нових блоків підключено всіх учасників системи.
Поняття хешрейту
Успішність майнінгу визначається кількістю спроб, які роблять комп’ютери для пошуку хеша. Такі зусилля здійснюються безперервно, тому потужність видобутку вимірюється у кількості хешів за секунду (H/s). Хешрейт мережі біткоїна безпосередньо залежить від кількості майнерів, що працюють у ній. Що більше пристроїв видобувають монети, то швидше збільшується складність розрахунків.
Ситуація навколо майнінгу викликає постійні суперечки серед аналітиків та бізнесменів. Підприємець і розробник Ілон Маск відмовився від біткоїну як оплату за автомобілі, заявивши про неекологічність головної криптовалюти. Інші пропонують альтернативні способи підтвердження транзакцій – наприклад, Proof-of-Stake (доказ володіння).
