Биткоин для всех. Популярно о первой распределенной одноранговой денежной системе

Краткий вводный курс в технологические основы Биткоина

Кошельки и транзакции

Как это ни странно звучит, но «биткоин-кошельки» не содержат биткоинов!

Да-да! Именно так! Собственно биткоины, как монеты или расчетные единицы, существуют только в контексте протокола блокчейна Биткоина, а именно в виде записей транзакций в распределенной базе данных, которую еще называют ledger – бухгалтерская книга или гроссбух. Это база данных – блокчейн Биткоина – содержит записи абсолютно всех транзакций за всю историю со всеми существующими на данный момент биткоинами (расчетными единицами).

Что же такое транзакция и как работают т.н. «биткоин-кошельки» (под этим термином будем подразумевать способ хранения приватных ключей к биткоин-адресам)? Попробуем разобраться…

Транзакция – это финансовая операция по передаче некоторого количества денег от отправителя к получателю. При этом и отправитель, и получатель должны иметь определенные адреса (метки), между которыми и происходит движение денег.

В этом смысле финансовая транзакция подобна почтовым отправлениям – отправитель со своего почтового адреса отправляет в конверте некую сумму денег на адрес получателя.

В банковских структурах финансовая транзакция называется денежным переводом. А адреса – банковскими счетами. Когда некое лицо хочет отправить определенную сумму денег другому лицу, оно обращается в банк с просьбой перевести эту сумму с его банковского счета на банковский счет получателя.

Представьте себе большую таблицу, в каждой строке которой содержатся следующие данные (поля):

– дата и время финансовой операции (перевода денег);
– биткоин-адрес кошелька отправителя;
– биткоин-адрес кошелька получателя;
– сумма перевода.

Это и есть запись финансовой транзакции.

В протоколе Биткоина банковский счет аналогичен т.н. биткоин-адресу, который еще называют адресом кошелька. Формально это некая уникальная буквенно-цифровая строка, например:

12ctspmoULfwmeva9aZCmLFMkEssZ5CM3x.

Это не просто набор символов, а последовательность, криптографически связанная с приватным ключом от этого адреса. Т.е. биткоин-адрес и приватный ключ к нему являются уникальной парой, подобной публичному и приватному ключу в асимметричном шифровании.

Владелец биткоин-адреса, используя приватный ключ, может отправлять переводы на другие биткоин-адреса. Эти переводы записываются в блокчейн Биткоина (гроссбух – ledger) в виде транзакций.

Отметим, что все транзакции в блокчейне хранятся в незашифрованном виде. Любой человек, используя блокчейн-браузер или Block explorer – специальный сайт, для просмотра содержимого блоков, может увидеть любую транзакцию, включенную в блокчейн, в понятном виде – когда, откуда и куда, какое количество биткоинов было переведено.

Поскольку в блокчейне хранятся абсолютно все транзакции, именно по ним можно не только отследить движение всех монет между биткоин-адресами, но и вычислить, сколько криптоденег находится в данный момент в любом кошельке по его адресу.

Как это происходит? Все транзакции в Биткоине используют Входы (Inputs) и Выходы (Outputs):

1. Входы – пополнения, когда данный адрес выступает в качестве получателя биткоинов.

2. Выходы – платежи, переводы и т.п., когда адрес выступает в качестве отправителя.

Посредством Входов и Выходов транзакции связаны друг с другом – каждый Вход ссылается на Выход предыдущей, родительской транзакции. Таким образом цепочки связанных транзакций отслеживают все денежные потоки между биткоин-адресами внутри блокчейна.

На Входы каждой транзакции поступают средства с Выходов каких-то предыдущих транзакций, тем самым пополняя биткоин-адрес получателя средств. Если Выход не связан с Входом последующей транзакции, он считается непотраченным. Подсчитав все непотраченные Выходы, можно узнать текущий баланс конкретного биткоин-адреса (кошелька).

Но как владельцы этих адресов (кошельков) управляют своими деньгами? Как они совершают платежи и переводы?

Вот для этого и нужны собственно «биткоин-кошельки», в которых помимо уже упомянутого адреса хранятся приватные ключи (криптографически связанные с этим адресом), при помощи которых осуществляются транзакции-выходы.

Когда владелец соответствующего биткоин-адреса (кошелька) хочет перевести расчетные единицы (биткоины) на другой адрес, он дает соответствующее распоряжение в сеть Биткоина, подписанное электронно-цифровой подписью (ЭЦП), сформированной при помощи соответствующего приватного ключа от биткоин-адреса.

Собственно, эту операцию и совершают специальные компьютерные программы и приложения, называемые «биткоин-кошельками», такие как, например, Electrum или веб-приложение на сайте Blockchain.info и др. Они также подсчитывают баланс биткоин-адреса, отслеживая все непотраченные Выходы по данному адресу, и показывают все предыдущие транзакции по этому адресу.

Функции биткоин-кошелька может также выполнять и основной биткоин-клиент сети – программа Bitcoin Core.

Какие бывают биткоин-кошельки?

Прежде всего, отметим главное: биткоин-кошельки хранят приватные ключи от ваших биткоин-адресов. Это хранение может быть «холодным» или офлайн (без подключения к интернету) и «горячим» или онлайн (с подключением к интернету и сети Биткоин).

Поэтому условно все виды биткоин-кошельков можно разделить на две большие группы – «холодные» и «горячие»:

«Холодные» кошельки:

– бумажные – лист бумаги или другого материала (например, пластик) с нанесенным на него биткоин-адресом и приватным ключом. Может также дополняться соответствующими QR-кодами[13 - QR-код – матричный графический код, используемый для быстрого распознавания информации фото- и видео-устройствами.] для быстрого сканирования и добавления ключей в программу-клиент для совершения транзакций. Для надежности данные биткоин-адреса и приватного ключа к нему хранят отдельно друг от друга, снабдив их одинаковыми метками для сопоставления при пользовании.

– аппаратные – специальные компактные программно-аппаратные устройства, подключаемые к компьютеру через USB-разъем или другим способом. Внешне похожие на флешку. Позволяют надежно (в зашифрованном виде) хранить приватные ключи и осуществлять при помощи их биткоин-транзакции. В принципе, хранить ключи можно на любом внешнем носителе информации (флеш-карта, HD-диск и т.п.), но в этом случае безопасность гораздо ниже.

Образец «холодного» бумажного кошелька.

Преимущества бумажного кошелька заключается в том, что приватные ключи в нем сберегаются офлайн, поэтому не подвержены кибератакам или сбоям оборудования.

Однако, в последнее время бумажные кошельки стали применяться гораздо реже, поскольку их вытеснил более удобный способ хранения – SEED-ключи (см. ниже).

«Холодные» кошельки, как правило, используются для надежного и длительного хранения большого количества биткоинов. Разумеется, в данном случае подразумевается не собственно хранение биткоинов в кошельках, а хранение доступа к соответствующим биткоин-адресам, на балансе которых находятся биткоины. Фактически, как было отмечено выше, в «холодных» кошельках хранятся приватные ключи от этих биткоин-адресов.