Πώς λειτουργεί το Bitcoin

Αποκέντρωση. Διαφάνεια. Ακεραιότητα. Ισότιμες σχέσεις. Ελεύθερη πρόσβαση για όλους.


Η κρυπτογράφηση

Το πρόγραμμα κρυπτογράφησης (PGP) που ανέπτυξε ο Zimmermann, το 1991, είχε την εξής λογική:

- Όσοι θέλουμε να επικοινωνούμε αδιάβλητα μεταξύ μας δημιουργούμε ο καθένας χωριστά, μέσω του προγράμματος, ένα ιδιωτικό κλειδί. Αυτό το κλειδί είναι προσωπικό και δεν το ξέρει κανένας άλλος εκτός από αυτόν που το δημιούργησε.

- Μέσω του ιδίου προγράμματος δημιουργεί, πάλι ο καθένας χωριστά, ένα δεύτερο κλειδί, το οποίο είναι άμεσα συνδεδεμένο με το ιδιωτικό του κλειδί. Το κλειδί αυτό το λέμε δημόσιο κλειδί και το στέλνουμε σε όλους όσους συμμετέχουν στην ομάδα

- Όταν θέλουμε να στείλουμε ένα μήνυμα σε κάποιον στην ομάδα, κρυπτογραφούμε το μήνυμα με το δημόσιο κλειδί του και το στέλνουμε στην ομάδα.

- Ο παραλήπτης του μηνύματος αποκρυπτογραφεί το μήνυμα με το ιδιωτικό του κλειδί και διαβάζει το μήνυμα.

Η τεράστια καινοτομία είναι ότι όλοι ξέρουν το δημόσιο κλειδί όλων αλλά δεν μπορούν να αποκρυπτογραφήσουν το μήνυμα. Ο μόνος που μπορεί να το αποκρυπτογραφήσει είναι αυτός που έχει το αντίστοιχο ιδιωτικό κλειδί.

Με το πέρασμα του χρόνου υπήρξαν διάφορες παραλλαγές και βελτιώσεις στα παραπάνω αλλά η κεντρική ιδέα παρέμεινε η ίδια (ιδιωτικό-δημόσιο κλειδί)

Σημαντική διευκρίνιση

Στο κείμενο που ακολουθεί χρησιμοποιούνται συνέχεια οι όροι "Κωδικοποίηση" και "Κρυπτογράφηση". Η διαφορά τους είναι η μέρα με τη νύχτα. Διαβάστε, για να καταλάβετε τη διαφορά* και να μην μπερδευτείτε.

Κωδικοποιημένη πληροφορία είναι η πληροφορία την οποία ο καθένας μπορεί να διαβάσει αρκεί να γνωρίζει τον τρόπο με τον οποίο κωδικοποιήθηκε. Αν κάποιος αλλάξει το παραμικρό στην πληροφορία, τότε η κωδικοποίηση θα παράγει ένα εντελώς διαφορετικό αποτέλεσμα!

Παράδειγμα:

Αυτό το κείμενο είναι μια κωδικοποιημένη πληροφορία. Το κείμενο είναι γραμμένο στα Ελληνικά. Γνωρίζετε τον τρόπο που συντάσσονται τα Ελληνικά, (γνωρίζετε δηλ. τον τρόπο με τον οποίο κωδικοποιήθηκε η πληροφορία) οπότε μπορείτε να το διαβάσετε. Αν αλλάξει κάτι στο κείμενο (π.χ. η ορθογραφία, τα σημεία στίξης) τότε θα είναι ένα τελείως διαφορετικό κείμενο και θα το καταλάβετε αμέσως!

Κρυπτογραφημένη πληροφορία είναι η πληροφορία που δεν μπορεί κανένας να την διαβάσει παρά μόνο αυτός που έχει το αντίστοιχο κλειδί του κώδικα κρυπτογράφησης. Χωρίς το κλειδί, η πληροφορία είναι αδύνατον να διαβαστεί.

*H διευκρίνηση είναι απαραίτητη επειδή η λειτουργία του Bitcoin βασίζεται στην κωδικοποίηση και στην κρυπτογράφηση. Οι συναλλαγές χρησιμοποιούν εναλλάξ αυτούς τους δυο τρόπους επικοινωνίας. Όταν θέλουμε η πληροφορία να διαβαστεί απ' όλους χρησιμοποιούμε μια, εκ των προτέρων γνωστή, κωδικοποίηση. Αν θέλουμε η πληροφορία να διαβαστεί μόνο από έναν, τότε την κρυπτογραφούμε.

Η πρόταση του Satoshi Nakamoto

  1. Θεωρούμε την κάθε συναλλαγή ως μια συλλογή (ψηφιακών) υπογραφών.
  2. Επομένως, κάθε συναλλαγή έχει πάνω της υπογραφές (κλειδιά). Του αποστολέα, του παραλήπτη, της προηγούμενης συναλλαγής κ.λπ.

  3. Κάθε συναλλαγή έχει είσοδο το ποσό που λαμβάνει και έξοδο το ποσό που στέλνει.
  4. Μια συναλλαγή δηλ. μπορεί να έχει πολλές εξόδους αλλά μόνο μια είσοδο. Με αυτό τον τρόπο κάθε συναλλαγή θα "κλείνει" και δεν θα μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερα νομίσματα απ' όσα έλαβε. Είναι προφανές ότι η έξοδος μιας συναλλαγής είναι η μοναδική είσοδος κάποιας άλλης!!

  5. Όλες οι συναλλαγές γίνονται γνωστές σε όλους (μεταδίδονται σε όλο το δίκτυο)
  6. Πλήρης διαφάνεια! Όλοι λαμβάνουν γνώση όλων των συναλλαγών! Επομένως, ο καθένας ελέγχει την εγκυρότητα κάθε συναλλαγής!

  7. Ο καθένας μπορεί, αφού επιβεβαιώσει τη κάθε συναλλαγή, να αθροίζει, να στοιβάζει τις συναλλαγές με σκοπό να φτιάξει ένα (λογιστικό) άρθρο.
  8. Οι συναλλαγές αθροίζονται (στοιβάζονται) και κωδικοποιούνται ανα δυο. Η κωδικοποίηση που θα προκύψει από τις πρώτες δυο κωδικοποιείται με την κωδικοποίηση από τις επόμενες δυο, η νέα κωδικοποίηση με τις επόμενες δυο κ.ο.κ ώσπου στο τέλος θα προκύψει ένα ιδεατό δέντρο. (Δείτε παρακάτω)

  9. Ο καθένας έχει το δικαίωμα να προσθέσει το άρθρο στο βιβλίο συναλλαγών εφ' όσον λύσει ένα γρίφο.
  10. Για τη λύση του γρίφου δίνεται αμοιβή αλλά ο γρίφος πρέπει να λυθεί εντός 10 λεπτών. Αυτό κάνει απαραίτητη τη συνεργασία και με άλλους που προσπαθούν να λύσουν τον γρίφο. Ο γρίφος, όμως, αυξάνει ή μειώνεται σε δυσκολία ανάλογα με το πόσοι ασχολούνται να τον λύσουν!!!...

  11. Όποιος λύσει το γρίφο, κωδικοποιεί τη λύση, την τοποθετεί στη κορυφή του άρθρου και στέλνει το άρθρο σε όλους.
  12. Εφ' όσον οι υπόλοιποι επιβεβαιώσουν τη λύση και ελέγξουν ότι όλες οι συναλλαγές που περιέχονται στο άρθρο είναι έγκυρες, το άρθρο γίνεται αποδεκτό και τοποθετείται στο βιβλίο συναλλαγών. Σε περίπτωση που δυο ή/και περισσότεροι προτείνουν την ίδια λύση, ισχυρότερη είναι αυτή που προέκυψε από τις περισσότερες προσπάθειες που έγιναν για να λυθεί ο γρίφος (απόδειξη εργασίας).

  13. Αποδοχή της λύσης του γρίφου από τους υπόλοιπους θεωρείται η στιγμή από την οποία αρχίζουν να στοιβάζουν νέες συναλλαγές με βάση το άρθρο
  14. Κάθε νέο άρθρο έχει κωδικοποιημένη αναφορά στο προηγούμενο πάνω στο οποίο στηρίζεται. Έτσι όλα τα άρθρα συνδέονται μεταξύ τους, σαν κρίκοι σε αλυσίδα, και ο καθένας μπορεί να επιβεβαιώσει όλες τις συναλλαγές, ακόμη κι αν δεν "παρακολουθεί" συνέχεια τη ροή των συναλλαγών.

Παρατηρήσεις - Διευκρινίσεις

Οι τρεις πρώτες προτάσεις του Nakamoto είναι πανέξυπνες και λίγο-πολύ εύκολα κατανοητές. Κάθε συναλλαγή είναι δεμένη (σαν κρίκος σε αλυσίδα) με την προηγούμενη ως εξής:

- Ο αποστολέας κωδικοποιεί την προηγούμενη συναλλαγή ( = η συναλλαγή από την οποία προήλθαν τα λεφτά που στέλνει. Το 1 bitcoin, για παράδειγμα, που στέλνει έχει έρθει στη κατοχή του από μια προηγούμενη συναλλαγή) και την υπογράφει χρησιμοποιώντας το ιδιωτικό του κλειδί. (Υπογραφή = μια απόδειξη ότι αυτός που αναφέρει η προηγούμενη συναλλαγή ως δικαιούχο είναι ίδιος με αυτόν που υπογράφει την κωδικοποίηση. Δηλαδή, το δημόσιο κλειδί που αναφέρεται στη προηγούμενη συναλλαγή ταιριάζει απόλυτα με το ιδιωτικό κλειδί αυτού που στέλνει τα χρήματα.)

- Δημιουργεί μια χρονοσήμανση (ή ώρα της συναλλαγής με ακρίβεια χιλιοστού του δευτερολέπτου) συνδυασμένη με την χρονοσήμανση της προηγούμενης συναλλαγής

- Κρυπτογραφεί τη συναλλαγή με το δημόσιο κλειδί του παραλήπτη και...

Στέλνει όλα τα παραπάνω κωδικοποιημένα, μαζί με τη συναλλαγή, σε όλους. Όπως έχει, ήδη, εξηγηθεί το μήνυμα (και τη συναλλαγή) μπορούν να το διαβάσουν όλοι αλλά μόνο ο παραλήπτης μπορεί, με το ιδιωτικό κλειδί του, να το αποκρυπτογραφήσει και να προσθέσει τα χρήματα στο πορτοφόλι του.

Τι επιτυγχάνεται με αυτό τον τρόπο; Όλοι ξέρουν ποια ήταν η συναλλαγή από την οποία προήλθαν τα λεφτά (κωδικοποίηση), είναι απόλυτα επιβεβαιωμένο ότι αυτός που στέλνει τα λεφτά είναι ο πραγματικός κάτοχος του ποσού (υπογραφή) και όλοι γνωρίζουν ποιος είναι ο νέος κάτοχος του ποσού (δημόσιο κλειδί).

Αν κάποιος προσπαθήσει να στείλει ένα ποσό, χωρίς να το κατέχει, θα αποκαλυφθεί αμέσως από τον 2ο κανόνα. Το άθροισμα από τις "εξόδους" θα είναι μεγαλύτερο από την μία και μοναδική "είσοδο" της συναλλαγής! Επομένως, η συναλλαγή δεν θα γίνει δεκτή από τους "ανθρακωρύχους" ( βλέπε παρακάτω)

Μετά τον έλεγχο εγκυρότητας κάθε συναλλαγής, γίνεται η κωδικοποίηση των συναλλαγών ανα δυο και πάλι ανα δυο κ.ο.κ. και στο τέλος δημιουργείται ένα ιδεατό δένδρο σε κάθε άρθρο (4η πρόταση).
Η συναλλαγή Ι που είναι μόνη της "συνδυάζεται" με τον εαυτό της μέχρι να μπει στο δέντρο.
Με αυτό τον τρόπο, διαβάζοντας κάποιος την "κορυφή" του δέντρου ξέρει ποιες συναλλαγές περιέχονται στο άρθρο.
(Το σχεδιάγραμμα είναι ενδεικτικό. Δείχνει πως θα ήταν το δέντρο αν "ενώναμε" τις συναλλαγές και όχι πως είναι στην πραγματικότητα όταν οι συναλλαγές κωδικοποιούνται)

Ο γρίφος

Οι πιθανότητες να λύσει κάποιος το γρίφο είναι 220 αλλά το σύνολο των συνδυασμών* που πρέπει να εξετάσει είναι 2160. Στατιστικά, οι πιθανότητες να λύσει κάποιος το γρίφο, κάθε φορά που προσπαθεί, είναι μια (1) στο ένα εκατομμύριο. Οπότε είναι καλύτερα να συνεργαστεί με κάποιον άλλον (ή άλλους).

Αυτοί που προσπαθούν να λύσουν το γρίφο έχουν το παρατσούκλι "ανθρακωρύχοι" επειδή "σκάβουν" συνέχεια όπως οι κανονικοί ανθρακωρύχοι, μέχρι να λύσουν το γρίφο και να εξορύξουν τα bitcoins της αμοιβής.

Εκτός από την αμοιβή για τη λύση του γρίφου, οι ανθρακωρύχοι αμοίβονται και με το κόστος μεταφοράς κάθε συναλλαγής. Για κάθε συναλλαγή δηλ. υπάρχει ένα κόστος, το οποίο χρεώνεται ο αποστολέας.

Όταν λυθεί ο γρίφος, οι υπόλοιποι "ανθρακωρύχοι" καλούνται να δώσουν την έγκρισή τους. Ο κάθε ανθρακωρύχος εγκρίνει το άρθρο αφού πρώτα βεβαιωθεί ότι οι συναλλαγές που περιέχονται στο άρθρο είναι έγκυρες. Κάθε υπολογιστής, ανεξάρτητα από το πόσο "δυνατός" είναι έχει μόνο μια (1) ψήφο.

Κερδίζει όποιος πάρει το 51% των ψήφων και προτιμάται πάντα αυτός που αποδεικνύει ότι εργάστηκε πιο σκληρά (έκανε τις πιο πολλές προσπάθειες) για να λύσει το γρίφο. Αν στη λύση συμμετείχαν περισσότεροι από έναν τότε, μοιράζονται την αμοιβή ανάλογα με τις προσπάθειες που έκανε ο καθένας.

Η αμοιβή για όποιον λύσει το γρίφο δίνεται για να υπάρχει κίνητρο να δημιουργούνται άρθρα και, παράλληλα, είναι ο μοναδικός τρόπος να δημιουργηθούν καινούρια νομίσματα (bitcoins). Η αμοιβή για τη λύση υποδιπλασιάζεται κάθε 4 χρόνια.

Για τα πρώτα 4 χρόνια (2008-2012) ήταν 50 bitcoins. Για το 2012-2016 ήταν 25 bitcoins. Από το 2016 μέχρι το 2020 ήταν 12,5 bitcoins. Από το 2020 μέχρι το 2024 θα είναι 6,25 κ.ο.κ. Υπολογίζεται ότι το τελευταίο bitcoin θα εξαχθεί το 2140.

*Για να πάρετε μια μικρή γεύση: Οι πιθανότητες να λύσεις το γρίφο είναι 220, δηλ. έχεις 1.048.576 πιθανότητες να βρείς τη λύση. Οι συνδιασμοί όμως που πρέπει να δοκιμάσεις είναι 2160, δηλαδή: 146.150.116.373.309.029.182.036.848.327.163....

Τα Άρθρα: Η ακεραιότητα των συναλλαγών

Το κάθε άρθρο προστίθεται στο βιβλίο συναλλαγών αδιάβλητα και με απόλυτα ελεγχόμενο και δημοκρατικό τρόπο. Όλες οι συναλλαγές, όχι μόνο ενός άρθρου αλλά όλων των άρθρων, μπορούν να ελεγχθούν και να πιστοποιηθούν, ως προς την εγκυρότητά τους, από τον καθένα.

Όλα τα άρθρα που εγκρίνονται από την πλειοψηφία και μπαίνουν στο βιβλίο συναλλαγών είναι αδύνατον να τροποποιηθούν! Αν υποθέσουμε ότι κάποιος θέλει να το κάνει, θέλει δηλ. να τροποποιήσει ένα άρθρο, θα πρέπει να κάνει όλη τη δουλειά απ' την αρχή... Και να πείσει και τους υπόλοιπους!

Η περίπτωση να γίνει "λάθος" στις συναλλαγές αποκλείεται αφού για να φτάσει ένας "ανθρακωρύχος" να έχει το δικαίωμα να προσθέσει άρθρο απαιτείται πρώτα απ' όλα να έχει ελέγξει τις συναλλαγές και να τις έχει βάλει στην αντίστοιχη χρονολογική σειρά. Όχι μόνο αυτός. Όλοι οι "ανθρακωρύχοι".

Αν υπάρχει λάθος σε μια συναλλαγή οι "ανθρακωρύχοι" θα φτάσουν σε διαφορετικά αποτελέσματα. Όσοι συμφωνούν μεταξύ τους (και πρέπει να είναι οι περισσότεροι, τουλάχιστον 51%, γιατί στο τέλος ψηφίζουν) θα τοποθετήσουν το άρθρο στο βιβλίο συναλλαγών και θα συνεχίσουν να προσθέτουν συναλλαγές.

Οι υπόλοιποι, που δεν συμφωνούν, ή θα δεχθούν την απόφαση των πολλών ή θα πρέπει να ξανακάνουν το άρθρο από την αρχή! Εξ άλλου, η δημιουργία του δέντρου θα δείξει πολύ νωρίς τη διαφωνία και δεν θα επιτρέψει να φτάσουν σε τόσο μεγάλη ασυμφωνία.

Εάν ένας ανθρακωρύχος συγκεντρώσει πολύ μεγάλη υπολογιστική ισχύ -έτσι ώστε να λύνει πιο εύκολα και γρήγορα τους γρίφους- υποχρεώνεται από τους υπόλοιπους να περιορίσει την ισχύ του ώστε να είναι όλοι ισότιμοι και κανένας να μην ελέγχει πάνω από το 51% της υπολογιστικής ισχύος που απαιτείται.

Συμπέρασμα

Όλα τα παραπάνω δεν είναι χάρμα; Δεν είναι καταπληκτικό, ότι με σταθερούς και κατανοητούς κανόνες από όλους, μπορεί να δουλέψει ακόμη και ένα παγκόσμιο σύστημα συναλλαγών που δεν ελέγχεται από κανέναν;

Όλα γίνονται δημοκρατικά, ισότιμα, με απόλυτη διαφάνεια και χωρίς κανένα κράτος, καμία τράπεζα, κανένα υπουργείο και κανένας πολιτικός να το ελέγχει!

Το αν θα επιτύχει ή όχι το Bitcoin δεν το γνωρίζει κανείς. Ήδη, όμως, έχει αντέξει σε πολλά χτυπήματα και έχει ανταπεξέλθει μια χαρά. Πολλοί, ειδικοί και μη ειδικοί, έχουν εκφέρει και εκφέρουν τη γνώμη τους. Άλλοι το αποθεώνουν και άλλοι το θάβουν.

Το τελευταίο "χτύπημα" είναι ότι οι κερδοσκόποι -δεν είναι απαραίτητα κακό να είναι κάποιος κερδοσκόπος, όλοι δεν είμαστε;- αποφάσισαν να παίξουν μαζί του. Λόγω της αδυναμίας των πραγματικών κατόχων είδαν μια ευκαιρία να "ανεβοκατεβάζουν" την τιμή του και να κερδίσουν εύκολα λεφτά.

Μη μασάτε! Ακόμη και αν αποτύχει το Bitcoin η προσπάθεια δεν πρόκειται να πάει χαμένη. Άξίζει το κόπο. Γιατί το Bitcoin δείχνει ότι υπάρχει ακόμη ελπίδα. Το Bitcoin μας δείχνει ότι μπορούμε να ζήσουμε και χωρίς μεσάζοντες και αφεντικά!

Προηγούμενο κεφάλαιο: Τα ψηφιακά νομίσματα - Επόμενο κεφάλαιο: Τι είναι τα κρυπτονομίσματα;