BTC.tj

Чтобы избежать атак, используется алгоритм Proof-of-Work (PoW). 

Существует 2 основные угрозы. Двойная трата – когда одну и ту же сумму (вход) пытаются одновременно направить на два разных адреса (выхода). Сервисы и частные лица, не ожидающие несколько подтверждений сети, могут ошибочно посчитать такую транзакцию успешной. Со временем сеть всё равно выберет 1 верный выход и средства по второй транзакции будут отвергнуты. Угроза 51% – если одно лицо или группа лиц завладеет более чем половиной хэшрейта сети. Тогда они смогут направлять воображаемые транзакции на любые суммы BTC и одобрять их голосом «большинства».

Компьютеры-майнеры (изначально процессоры – CPU, затем видеокарты – GPU, и ныне интегральные схемы специального назначения – ASIC) пытаются решить криптографическую головоломку.

Задача – используя целевой таргет-хэш из заголовка предыдущего блока, что представляет собой 256-битное значение, найти истинную подходящую строку, перебирая биты по заданному алгоритму. Поиск сводится к обнаружению «красивого» хэша с определённым количеством нулей вначале, путём перебора nonce.

«nonce» в Биткоин блоке – это 32-битное (4-байтовое) поле, значение которого настраивается майнерами так, чтобы хэш блока был меньше или равен текущей цели сети. Остальные поля не могут быть изменены, так как они имеют определенное значение. Любое изменение данных блока (например, одноразового номера) полностью изменит хэш блока. Поскольку считается, что невозможно предсказать, какая комбинация битов приведет к правильному хешу, пробуется много разных значений nonce, и хеш повторно вычисляется для каждого значения, пока не будет найден хэш, меньший или равный текущей цели сети. 

Требуемая цель также представлена как сложность, где более высокая сложность представляет собой более низкую цель. Поскольку этот итерационный расчет требует времени и ресурсов, представление блока с правильным значением одноразового номера является доказательством работы.

Получив новый блок, они вносят его в цепочку, добавляя к нему случайную строку чисел, и начинают решать задачу снова.

Текущий хэшрейт сети уже измеряется экзахэшами (Exh/s). То есть, обрабатывается более ста квинтиллион хэшей в секунду (1,000,000,000,000,000,000). И в среднем каждые 10 минут путём перебора кто-то находит это нужное количество нулей.

Награда за решённую задачу (добытый блок), плюс комиссия за все включенные в него транзакции (количество транзакций в 1 блоке ограничено и принимается по принципу: кто заплатит больше комиссии) позволяет майнерам покрывать расходы на электроэнергию и поддерживать работу сети.

Эмиссия ограничена. Всего будет выпущено 21 000 000 BTC. И хотя кажется что мы уже подошли к моменту, когда будут добыты все монеты (в обращении уже есть более 18 500 000 BTC), последний Биткоин будет выдан сетью в качестве награды примерно в 2140 году. 

Причиной тому – «халвинг» (Halving), заложенный в архитектуру сети. Сложность добычи постепенно растёт, а награда уменьшается. Первые блоки таили в себе 50 BTC для удачливого майнера, а сейчас это 6.25 BTC. Следующее уполовинивание награды произойдет примерно в 2024 году и перейдёт на уровень 3.125 BTC.

Чтобы избежать коллапс сложности, используется алгоритм её коррекции. Каждые 2016 блоков (примерно раз в 2 недели) происходит перерасчёт сложности. Все узлы умножают ожидаемое время майнинга на средний уровень (2016 х 10 минут = 20160). Затем проверяют фактическое количество добытых блоков за этот период. Например их 18144. Делим 20160 на 18144 и получаем коэффициент: 1,11. 

Значение больше 1, значит сложность будет увеличена в 1,11 раз в следующем интервале. Если оно будет равно 0,99 или меньше, сложность снизится по этому коэффициенту. Для защиты от резких перепадов сложности существует ограничительное правило: за один интервал сложность не может быть увеличена или уменьшена более чем в 4 раза (х4 или х0,25 соответственно).

Первые блоки по 50 BTC Сатоши Накамото добывал самостоятельно, не имея конкуренции. Сейчас она настолько велика, что даже приличная майнинг ферма практически не имеет шансов на успех в поиске блока. Для этого добытчики объединяются в пулы (Pools). Тысячи или десятки тысяч компьютеров вместе чаще находят блок, получают за него награду, плюс комиссию с транзакций: и делят её между собой в оговорённой пропорции. Это гарантирует им меньший, но стабильный доход.

Растущая популярность, стойкость и постоянное усложнение сети вынуждает даже скептиков из старого поколения финансистов переосмыслить значение Биткоина.