Co to są Bitcoiny i o co w nich chodzi? [Materiał dla zielonych]

Bitcoiny dla większości osób kojarzą się z pewną formą nowoczesnego pieniądza, na której można dużo zarobić. Na tym kończy się jednak najczęściej nasza wiedza. Z tego artykułu dowiesz się co to są Bitcoiny i jak one w ogóle działają, a temat przybliża Piotr Rysztak.

AUTOREM MATERIAŁU JEST PIOTR RYSZTAK, AUTOR KANAŁU: Piotr Rysztak – Wszystko to Ekonomia

Jak to się zaczęło – geneza Bitcoina i pierwotne założenia

Zrozumienie Bitcoina rozpoczynam od jego genezy i przyjrzenia się jego pierwotnym założeniom oraz celom. Bitcoin powstał po kryzysie finansowym w 2008 roku. Wymyślił je anonimowy twórca, który kryje się pod pseudonimem Satosi Nakamoto. Do dzisiaj nie wiadomo czy jest to jedna osoba, grupa, czy jakaś organizacja. W 2008 roku Satoshi Nakamoto opublikował w Internecie manifest zatytułowany „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”, w którym przedstawił koncepcyjne i techniczne szczegóły systemu płatności, który pozwoliłby osobom fizycznym na wysyłanie i otrzymywanie płatności bez angażowania jakichkolwiek pośredniczących instytucji finansowych.

We wstępie tego manifestu czytamy wyraźnie, że głównym problemem, jaki dostrzega Nakamoto jest odwracalność transakcji i idący za tym koszt mediacyjny, który trzeba ponieść opłacając zaufaną osobę trzecią (np. bank). Nieodwracalne transakcje oznaczają brak sporu do rozstrzygnięcia, a skoro nie ma sporu, to nie ma związanego z nimi kosztu. To powinno według jego teorii umożliwić tanie przeprowadzanie wielu małych transakcji.

Jeśli wiesz co nieco na temat BITCOINów, to na pewno dostrzegasz, że z pierwotnych założeń i celów nie zostało już wiele, a ten projekt od dawna zaczął żyć własnym życiem. Jest to projekt open source, w którym każdy ma dostęp do jego kodu i społeczność programistów może go (teoretycznie) zmienić w przyszłości. Ewolucja jest czymś dobrym, a zostawienie tego projektu w rękach społeczności być może przekształci go w coś, o czym Nakamoto nawet nie śnił.

Jak działają Bitcoiny – podstawowe informacje

Wiemy już, jakie założenia i cele miał Nakamoto, teraz czas na kilka słów na temat tego, jak Bitcoin właściwie działa? Wbrew pozorom nie jest to żadna wysoce wyrafinowana technologia, lecz raczej sprytne i kreatywne wykorzystanie istniejących rozwiązań, które przełożyło się na rewolucyjny wynalazek.

Sieć Bitcoina można porównać do księgi z wyciągiem wszystkich historycznych transakcji, które się dotychczas odbyły. Każda transakcja pomiędzy portfelami, na których znajdują się Bitcoiny jest publiczna i zapisana w tej księdze. Taka księga jest przechowywana na wielu komputerach i każdy z nich przechowuje wszystkie historyczne informacje. Nie ma głównego serwera, który mógłby stać się celem fizycznego ataku w celu zniszczenia sieci i jest to główna zaleta Bitcoina.

Ale takie rozwiązanie ma też swoją cenę. Jest nią ograniczenie rozmiaru tej księgi, żeby nie rozrosła się za bardzo, a jej przechowywanie nie wymagało ogromnych ilości danych, co jednak ogranicza liczbę możliwych do zapisania na każdej pojedynczej „stronie” transakcji.

Wspomniana księga nazywana jest łańcuchem bloków, ponieważ Bitcoin zapisując kolejne strony swojej księgi nie tworzy ich w oderwaniu od tego, co zostało zapisane wcześniej. Aby dodać nowy fragment, musi on pozostawać w zgodzie ze wszystkim poprzednimi. Tak powstaje łańcuch powiązanych ze sobą wcześniej stron (z angielskiego block chain).

Z kolei, żeby uniknąć oszustw podczas dokonywania transakcji, powstał mechanizm zwany dowodem pracy (proof of work).

Żeby dodać nowy blok do sieci Bitcoin wymagane jest wykonanie pracy, która polega na rozwiązaniu łamigłówki matematycznej. Tysiące komputerów na świecie w każdej chwili pracuje nad jej rozwiązaniem, osoby nadzorujące ten proces nazywane są potocznie Górnikami Bitcoina. Pierwszy Górnik, któremu uda się rozwiązać to zadanie dostaje nagrodę w postaci nowych Bitcoinów i opłaty zaproponowanej przez użytkowników, aby to ich transakcja była zapisana w nowym bloku.

Duża trudność w rozwiązaniu tego zadania matematycznego sprawia, że nie opłaca się próbować oszukać, ponieważ sprawdzenie poprawności danych jest bardzo proste, a jak oszukamy to nasza praca włożona w rozwiązanie łamigłówki pójdzie na marne.

Tak oto z grubsza wyglądają zasady działania sieci Bitcoin i wykonywania w nich transakcji.

Kopanie Bitcoinów

Sercem całego systemu jest proces potwierdzania transakcji pomiędzy portfelami, wspomniany już wcześniej proof of work (dowód pracy). To na nim opiera się funkcjonowanie sieci Bitcoina. Nakamoto przy tworzeniu tego mechanizmu wykazał się sporą kreatywnością i jest to naprawdę ciekawe i innowacyjne rozwiązanie.

Tak jak wcześniej było wspomniane, Górnicy w zamian za zatwierdzanie transakcji dostają w nagrodę nowe Bitcoiny. Tutaj warto zaznaczyć, że ostateczna podaż Bitcoina jest ograniczona do około 21 mln sztuk. Liczba Bitcoinów, jakie dostają w nagrodę górnicy maleje o połowę, co 210 tys. wykopanych bloków.

Aktualnie jest to 6,25 BTC za blok – to zjawisko nazywane jest Halvingiem i występuje co około 4 lata.

Jest to przybliżony czas, ponieważ jest on powiązany z trudnością wykopywania kolejnych bloków. Algorytm jest zaprojektowany tak, aby co 10 minut udało się znaleźć rozwiązanie dla wspomnianej zagadki matematycznej. Jeżeli moc obliczeniowa się zwiększa, to czas się skraca, więc trudność zagadki będzie rosła, żeby osiągnąć 10 minut i odwrotnie. Jeżeli moc obliczeniowa spada, to trudność też spada, aby ostatecznie nowy blok powstał po 10 minutach. Zatem średnio co 10 minut zostaje zatwierdzony nowy blok, czyli do naszej księgi dopisywana jest kolejna kartka z historią nowych transakcji.

Co to jest zagadka matematyczna?

Dobrze jest wyjaśnić, czym jest ta zagadka matematyczna, bo na niej opiera się cała magia.

Zagadka matematyczna to wykorzystanie zestawu funkcji kryptograficznych znanych jako SHA-256. To bardzo popularna funkcja, która pomaga zabezpieczać wiele cennych informacji przesyłanych w sieci. Zamienia ona dowolny tekst na losowy ciąg znaków poprzez nieodwracalne działania, a powstały hash, bo tak się nazywa wynik tej operacji, jest zawsze o tej samej długości.

Generalnie minimalna zmiana w szyfrowanej wiadomości skutkuje diametralnie różnym wynikiem. Ta właściwość została wykorzystana w kopaniu Bitcoina. Zagadka polega na znalezieniu takiej zmiennej, aby po dodaniu jej do informacji o transakcjach, jakie chcemy w nowym bloku zamieścić i dodaniu hasha poprzedniego bloku powstał nowy hash, którego początkowe znaki zaczynają się od konkretnej liczby zer. Z racji tego, że funkcja hashująca daje losowe wyniki, nie można przewidzieć jaką zmienną dać, aby osiągnąć zamierzoną ilość zer w wyniku, a więc jedyna metoda, to metoda prób i błędów.

Właśnie stąd bierze się trudność kopania Bitcoinów – im więcej zer chcemy, aby pojawiło się na początku naszego hasha, tym więcej kombinacji musimy przeliczyć, aby odnaleźć satysfakcjonujący nas wynik. Aktualnie są to naprawdę gigantyczne ilości obliczeń. Pierwszy górnik, który znajdzie odpowiedni hash wygrywa nagrodę za dopisanie kolejnego bloku. Tak powstały nowy hash plus kolejne transakcje oczekujące na zatwierdzenie służą jako podstawa do tworzenia kolejnego bloku.

Tak powstaje nasz łańcuch połączonych bloków z zapisanymi transakcjami.  Górnik za to, że to on pierwszy dodał poprawny nowy blok dostaje nagrodę w postaci nowo wyemitowanych Bitcoinów, a także opłat jakie zaproponowali użytkownicy, aby to ich transakcje zapisał w nowo kopanym bloku. Oczywiście górnicy w pierwszej kolejności wybierają te z najwyższymi opłatami.

Dwie pizze za miliard złotych – co dalej z Bitcoinem?

Takie rewolucyjne podejście do finansów na samym początku było ciekawostką informatyczną, a pierwsze transakcje traktowano jako testy. Niech świadczy o tym transakcja, w której w 2010 roku za dwie pizze zapłacono 10 tysięcy BTC, które dzisiaj warte są ponad 1 mld złotych. Dopiero z czasem i po serii rzeczywistych potwierdzień o pozytywnym funkcjonowaniu tego mechanizmu, Bitcoiny zbierały rzeszę zwolenników, którzy uwierzyli, że Bitcoin ma realne szanse zmienić układ sił w światowych finansach. Bitcoin od momentu swojego powstania przeszedł bardzo daleką drogę i nikt nie jest w stanie stwierdzić, dokąd ona dokładnie prowadzi.

Jest to rozwiązanie rewolucyjne, ale z uwagi na to, że Bitcoin to młode rozwiązanie oraz Nakamoto nie przewidział wielu wąskich gardeł swojego rozwiązania, które dopiero po czasie i odpowiedniej skali dają o sobie znać, nie wiadomo, co w przyszłości stanie się z Bitcoinem. Choć Bitcoin ma wiele zalet, jednak w praktyce okazuje się, że nie jest wolny od wad.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o zagrożeniach z jakimi musi się zmierzyć ta techonoliga, obejrzyj film „BITCOIN vs reguła dziesiątego”, w którym Piotr Rysztak postarał się zgłębić temat fundamentów Bitcoina.