Bitcoin

Bitcoin.

Bitcoin — децентрализованная цифровая платёжная система и её собственная денежная единица, биткоин (BTC). Сеть независимо работающих компьютеров проверяет транзакции по общим правилам и записывает их в публичный блокчейн. Пользователи могут отправлять биткоины без одобрения каждого перевода центральным платёжным оператором, хотя кошельки, биржи и платёжные сервисы могут вводить собственных посредников.

Bitcoin был предложен под именем Сатоши Накамото в 2008, а его сеть начала работать в январе 2009. Реальная личность создателя неизвестна. О запуске, крупных изменениях протокола, крахах бирж и этапах распространения см. История Bitcoin. Эта статья описывает систему; Вопросы и ответы о Bitcoin отвечает на практические вопросы о платежах, кошельках, майнинге и рисках.

Белая книга: объяснение

В своей девятистраничной статье 2008 Сатоси Накамото предлагает Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System — способ проводить платежи в интернете без банка или другого центрального оператора, ведущего единую официальную книгу операций. Это проект системы, положивший начало Bitcoin, а не полное руководство по современным кошелькам. Рассуждение начинается с вопроса: как получателю убедиться, что те же цифровые средства не были одновременно отправлены кому-то ещё?

От банковского реестра к общему учёту

Предположим, Алиса хочет заплатить Бобу за пару носков. Для бартера каждому пришлось бы одновременно хотеть то, что предлагает другой. Деньги упрощают обмен. При обычном онлайн-платеже стороны полагаются на банки или платёжные сервисы, которые обновляют записи, определяют действительность платежа и разбирают споры. Их доступность, комиссии, правила конфиденциальности и сроки расчётов зависят от поставщиков. В white paper ставится вопрос о передаче ценности онлайн без единого окончательного судьи реестра. Bitcoin отвечает на этот более узкий вопрос, но не устраняет все расходы, посредников, юридические обязанности и необходимость доверять продавцу. Документ предполагает, что трудность отмены платежей уменьшит один вид мошенничества продавца; для некоторых рисков покупателя предлагается эскроу. У платёжных и эскроу-сервисов свои правила; Bitcoin не разрешает спор между покупателем и продавцом.

Почему одной подписи недостаточно

Цифровая подпись показывает, что владелец ключа для расходования средств разрешил платёж. Но она не сообщает получателю, не подписал ли тот же владелец противоречащую ему транзакцию. Банк может разрешить конфликт, ведя единую принимаемую книгу операций. Вместо этого в статье предлагается публично объявлять транзакции и договариваться об их порядке в общей истории. В современной сети транзакция расходует ранее созданные неиспользованные выходы и создаёт новые; проверяющие узлы проверяют и полномочия на расходование, и то, не были ли эти выходы уже использованы.

Как блоки задают порядок

Транзакции объединяются в блоки. Каждый блок содержит отпечаток предыдущего, поэтому изменение старой записи изменило бы и последующие связи. Майнер ищет хеш заголовка блока, который ниже целевого значения сложности. Эту работу подтверждения дорого выполнять, но легко проверить. Если почти одновременно появляются два допустимых блока, узлы могут временно следовать разным вершинам цепи. Они сходятся на допустимой ветви, накопившей больше работы. В статье говорится о самой длинной цепи; на практике сравнивают накопленную работу, а не просто число блоков.

Что делают участники

Узлы сети передают транзакции; майнеры собирают блоки-кандидаты; другие узлы проверяют найденный блок, прежде чем принять его. Узел отклонит недопустимую транзакцию, даже если майнер затратил электричество на создание блока. Участники могут отключиться, а затем догнать принятую цепь. Для этого не нужны единые часы или назначенный координатор, однако система зависит от предположений статьи о честной проверке и распределении мощности майнинга. Баланс в сервисе-кошельке даёт иной уровень уверенности, чем самостоятельная проверка блока.

Зачем майнерам вознаграждение

Валидный блок может включить вновь выпущенные биткоины через транзакцию coinbase и получить комиссии из содержащихся в нём платежей. Это побуждает майнеров тратить ресурсы на создание блоков. В статье предполагается, что со временем комиссии заменят новую эмиссию; однако она не доказывает, что будущий рынок комиссий обеспечит какой-либо определённый уровень безопасности. Вознаграждение за блок также не даёт права отменять правила, применяемые другими узлами.

Проверка с меньшим объёмом данных

Дерево Меркла сводит множество транзакций блока к компактному отпечатку в его заголовке. Короткая последовательность хешей может доказать, что определённая транзакция включена в блок. В статье также описана возможность удалять старые уже потраченные данные для экономии места. Упрощённая проверка платежей использует заголовки и доказательства включения, не проверяя каждую транзакцию. Для этого требуется меньше ресурсов, но больше доверия к другим узлам; защита слабее, если злоумышленник контролирует сведения, которые видит пользователь. Полный узел проверяет данные самостоятельно; узел с усечённым хранением после проверки может удалить старые файлы блоков.

Суммы и конфиденциальность

В транзакции может быть несколько входов и выходов: кошелёк может объединить небольшие суммы или вернуть сдачу после расходования более крупного выхода. Платёж — это не неделимая монета, перемещаемая между балансовыми счетами. Записи публичны. В статье предлагается использовать новые ключи, чтобы затруднить связь транзакций с конкретным человеком, но отмечается, что совместное использование входов может выявить связи. Сведения у сервиса тоже могут связать адрес с человеком. Такая конструкция обеспечивает ограниченную конфиденциальность, а не гарантированную анонимность.

Почему подтверждения снижают риск

Недобросовестный отправитель может тайно строить конкурирующую цепь, чтобы отменить платёж после того, как получатель передал товар. В статье рассматривается такая гонка: если при принятых допущениях честные участники контролируют большую часть мощности майнинга, вероятность догнать их для атакующего снижается с добавлением новых блоков после платежа. Это не делает платёж математически необратимым и не устанавливает единого безопасного числа подтверждений. Получатель оценивает сумму, тип товара и риск отмены. Даже очень мощный майнер не может заставить независимо проверяющие узлы принять платёж, нарушающий правила.

В совокупности подписи, публичная история транзакций, независимо проверяемые правила и затратное создание блоков позволяют участникам согласовывать порядок операций без единого оператора реестра. В white paper описаны стимулы и последующий переход к майнингу, поддерживаемому комиссиями, но не указаны точный предел в 21 миллион BTC или более поздний график уменьшения субсидии: они относятся к реализованным правилам, рассмотренным ниже. В следующих разделах объясняется работа сети сегодня; История Bitcoin рассказывает о запуске и дальнейших изменениях.

Транзакции и проверка

При обычном ончейн-платеже кошелёк выбирает доступные выходы, создаёт выходы для получателя и сдачи и подписывает по условиям расходования. Транзакция отправляется узлам или сервису. Узлы проверяют применяемые правила; майнер может включить её в блок, проверяемый валидирующими узлами. Получатель может увидеть ожидающую транзакцию до включения, но это не подтверждение. Перевод между кастодиальными счетами или платёж Lightning проходят иначе.

Bitcoin может требовать несколько подписей для расходования выхода. Выход содержит условие, которому должна соответствовать следующая транзакция. Некоторые условия требуют нескольких ключей, высоты блока или времени; это поддерживает совместное хранение и отдельные платёжные каналы. Это не универсальная программа внутри каждого платежа. Сеть проверяет условие расходования, а коммерческую защиту при необходимости обеспечивает соглашение сторон или эскроу-сервис.

Баланс Bitcoin — это не строка в базе данных центрального банка. Сеть отслеживает неизрасходованные выходы транзакций (UTXO): части предыдущих транзакций, которые ещё не были потрачены. Кошелёк создаёт транзакцию, расходующую такие выходы и назначающую стоимость новым выходам. Владелец подтверждает расходование необходимой цифровой подписью или иными условиями разблокировки. Узлы сети самостоятельно проверяют транзакцию, в том числе доступность входов и соблюдение применимых правил консенсуса. Например, если кошелёк контролирует выход на сумму больше платежа, он может потратить его и создать выход получателю и выход сдачи, контролируемый отправителем. Комиссия равна разнице между суммой входов и суммой выходов; сдача не является комиссией. Адрес описывает условия расходования выхода, а не счёт, баланс которого обновляется. Майнеры выбирают допустимые транзакции для блоков-кандидатов; включение транзакции майнером не освобождает её от проверки узла.

До включения в блок узлы передают транзакции друг другу. Узел может хранить принятую неподтверждённую транзакцию в пуле памяти, однако содержимое таких пулов и правила передачи различаются. Поэтому транзакция, видимая одному сервису, не обязательно дошла до каждого майнера, а неподтверждённый платёж ещё не окончателен. Блоки ссылаются на предыдущие блоки и содержат доказательство выполнения работы. Каждый блок после транзакции увеличивает объём работы, необходимый для замены её места в принятой цепи. Поэтому подтверждения снижают, но не устраняют риск отмены. Целевой средний интервал между блоками — около десяти минут, но время появления конкретного блока меняется. Получатель выбирает политику подтверждений с учётом суммы и обстоятельств платежа.

Конкурирующий блок может временно заменить недавно увиденный блок. Если позднее сеть примет цепь с большей накопленной работой, затронутые транзакции могут вернуться в пул памяти или исчезнуть, если они противоречат транзакциям принятой цепи. Число подтверждений — это число блоков от блока с транзакцией до текущей вершины цепи; чем глубже находится транзакция, тем больше работы потребовалось бы атакующему для её отмены. Подходящее время ожидания зависит от возможного ущерба для получателя и его готовности к риску.

Для платежей Bitcoin нет обычного механизма возврата через отмену. Перед отправкой проверьте получателя, сумму и сеть. Комиссия основной цепочки зависит главным образом от размера транзакции в данных и спроса на место в блоках, а не только от суммы перевода. Кошельки могут оценивать комиссию, но не гарантируют время подтверждения.

Узлы сети и проверка

Полный узел самостоятельно проверяет входящие блоки и транзакции по собственным правилам и ведёт представление о расходуемых выходах. Ему не нужно полагаться на сведения обозревателя блоков или поставщика кошелька о допустимости блока. При первоначальной синхронизации скачиваются и проверяются исторические данные; это может занять много времени и потребовать значительного места. Узел с усечённым хранением после проверки может удалить старые файлы блоков, сохранив данные, нужные для текущей проверки. Облегчённый кошелёк может использовать сервер или упрощённую проверку, обменивая часть самостоятельности или конфиденциальности на меньшие требования к ресурсам.

Узлы находят друг друга через заранее известные адреса, DNS-семена и адреса, которыми обмениваются участники. Обычным кошелькам и узлам, устанавливающим исходящие соединения, обычно не нужен открытый входящий порт. Доступность узла важна для передачи данных, но устройство получателя не обязано быть подключено к сети в момент отправки ончейн-платежа: кошелёк узнает о нём после подключения.

Майнинг и предложение

Ожидается, что субсидия достигнет нуля примерно к 2140 году, но это оценка, поскольку блоки появляются не с точным интервалом. Выпущенные биткоины и биткоины, доступные для расходования, — разные понятия: при безвозвратной потере ключей некоторые средства могут стать недоступными.

Майнинг — это поиск заголовка блока, хеш которого удовлетворяет целевому значению сложности сети. Майнеры многократно изменяют данные блока-кандидата и вычисляют хеш заголовка, пока результат не станет ниже цели. Найти подходящий результат трудно, а проверить его сравнительно легко. Сложность корректируется каждые 2,016 блоков, чтобы средний интервал производства блоков оставался около десяти минут при изменении общей мощности майнинга. Победивший майнер рассылает блок-кандидат, но другие узлы всё равно отклонят его при нарушении их правил. Допустимый блок может принести майнеру новую субсидию и комиссии из содержащихся в нём транзакций. Первая транзакция блока, coinbase, получает это вознаграждение. Майнер может создать допустимый блок и без обычных платежей, хотя включение транзакций с комиссиями способно увеличить его доход. Субсидия начиналась с 50 BTC за блок и уменьшается вдвое каждые 210,000 блоков. В апреле 2024 после халвинга она снизилась до 3.125 BTC. Согласно текущим правилам, общий выпуск приближается к пределу чуть ниже 21 миллионов BTC; один BTC равен 100 миллиона сатоши. Потеря ключей может сделать часть выпущенных биткоинов недоступной, поэтому выпущенное и доступное для расходования предложение различаются.

Майнинговый пул координирует работу участников и распределяет вознаграждения по собственным правилам. Операторы пулов могут влиять на выбор допустимых транзакций для блоков, поэтому концентрация способна повлиять на цензуру и краткосрочный риск отмены. Даже большая часть мощности майнинга не позволяет заставить узел принять недопустимую транзакцию, произвольно создать монеты по действующим правилам или потратить монеты без выполнения условий расходования. Обладая достаточной мощностью, атакующий может пытаться перестроить недавние блоки или исключать платежи, пока контролирует эту мощность; это не то же самое, что изменить правила, применяемые узлами.

Майнинг потребляет электричество и требует специализированного оборудования. Его воздействие на окружающую среду зависит от количества и источника энергии, а также от метода оценки. Пулы снижают колебания вознаграждений участников, но несут риски координации и оператора. Майнер или пул не могут заставить узел, проверяющий правила, принять недействительный блок.

Предложение, единицы и комиссии

Распространённые меньшие единицы — миллибиткоин (mBTC, 0,001 BTC), микробиткоин (μBTC, 0,000001 BTC) и сатоши (0,00000001 BTC). 0,001 BTC равен 100 000 сатоши. Это обозначения одной суммы, а не отдельные валюты. Действующие правила консенсуса выражают ончейн-выходы в целых сатоши; обозначение меньшей единицы не меняет правил. Целый BTC покупать необязательно.

Суммы в Bitcoin указывают в BTC или сатоши; 100 миллиона сатоши равны одному BTC. Пользователь может получить часть биткоина в качестве платежа или купить её у контрагента либо через сервис. Протокол не устанавливает цену покупки, не определяет надёжного продавца и не гарантирует, что указанный сервис переведёт биткоины. Фиксированный график субсидии не означает, что все выпущенные монеты доступны: выходы, контролируемые безвозвратно потерянными ключами, остаются в публичной записи, но их владельцы не могут их потратить.

Согласно действующим правилам субсидия со временем станет незначительной; блоки и далее смогут приносить комиссии. Комиссия транзакции равна разнице между суммами входов и выходов. Для майнеров, выбирающих транзакции при ограниченном месте в блоке, важна ставка комиссии на единицу данных транзакции. Спрос и поведение кошельков влияют на размер комиссий и время ожидания. Отправитель может заплатить больше за сложную транзакцию, даже если переводит небольшую сумму. Будущие доходы от комиссий и связанная с ними безопасность сети не предопределены пределом эмиссии.

Кошельки, хранение и конфиденциальность

История транзакций Bitcoin публична. Адрес сам по себе не содержит имени человека, однако платежи иногда связывают с людьми через повторное использование адресов, записи сервисов и другие сведения. Поэтому Bitcoin псевдонимен, а не анонимен. Новый адрес для каждого платежа может уменьшить один источник связей, но не гарантирует конфиденциальность. Объединение входов может показать связь между ними. CoinJoin позволяет нескольким участникам создать одну транзакцию, затрудняя наблюдателю определение, какой вход оплатил выход; эффективность зависит от транзакции, участников и других сведений. Это не стирает публичную запись и не гарантирует анонимность.

Кошелёк управляет данными и ключами, необходимыми для получения и расходования биткоинов. Он не хранит монеты в виде файла: выходы записаны в общей книге. Кошелёк может быть программой на телефоне или компьютере, отдельным устройством для подписи либо сочетанием автономного подписывающего устройства и подключённого к сети наблюдателя. Адрес получения можно передавать другим, а закрытый ключ и фразу восстановления — нет. Отображаемый баланс зависит от данных, полученных кошельком из сети или от поставщика сервиса. При самостоятельном хранении пользователь контролирует ключи расходования и отвечает за надёжные резервные копии. При хранении у кастодиального сервиса ключами управляет оператор, а клиент полагается на его записи и процесс вывода средств. Потеря единственного пригодного ключа или данных восстановления может навсегда лишить доступа к средствам; их раскрытие может позволить другому лицу потратить средства.

История транзакций Bitcoin общедоступна. Адреса сами по себе не содержат имя человека, но платежи иногда связывают с людьми по повторному использованию адресов, записям сервисов или иным сведениям. Поэтому Bitcoin псевдонимен, но не анонимен по своей природе. Новый адрес для каждого платежа может уменьшить один источник связи, но не гарантирует конфиденциальность.

Наблюдение за платежами и сетью

Кошелёк или обозреватель блоков может показать идентификатор транзакции, выходы, комиссию, включение в блок и подтверждения. Обозреватель удобен, но это стороннее представление публичной цепи; он может записывать адреса, которые ищут посетители. Самостоятельно запущенный проверяющий узел позволяет независимо проверить принятые блоки. Чтобы разобраться с отсутствующим платежом, проверьте идентификатор транзакции, выбранную сеть и адрес, факт передачи транзакции, синхронизацию кошелька и наличие транзакции в блоке. Баланс на бирже или у кастодиана может быть лишь записью во внутренней системе оператора.

Использование и ограничения

Люди используют биткоин для прямых платежей, сбережений и переводов при самостоятельном или кастодиальном хранении. Его можно получить в качестве оплаты или через продавца либо сервис; проверки личности, комиссии, способы оплаты и условия вывода у сервисов различаются. Продавец может запросить ончейн-платёж на адрес, определить, когда подтверждений достаточно, и отдельно предусмотреть возвраты, поскольку автоматического механизма возврата платежа нет. Вопросы и ответы о Bitcoin рассказывает о распространённых практических вариантах и не рекомендует конкретного поставщика. Lightning Network использует платёжные каналы для иного способа проведения платежей; ликвидность, доступность и модель хранения требуют отдельной оценки. В базовом слое Bitcoin место в блоках ограничено, поэтому при высоком спросе комиссии и задержки подтверждения могут возрасти.

У Bitcoin нет официальной рыночной цены. Котировки различаются по площадкам, валютам и времени, а цены могут резко меняться. Фиксированный график выпуска не гарантирует покупательную способность, стабильный курс или доходность. Правовой и налоговый режим зависит от юрисдикции; его следует проверять по актуальным первичным источникам местного права, а не выводить из общей энциклопедической статьи.

Ограничения и компромиссы

Каждый полностью проверяющий узел обрабатывает данные, необходимые для проверки цепи, а место в блоках ограничено. Увеличение пропускной способности базового слоя может повысить требования к ресурсам для его проверки. Внесетевые решения, включая платёжные каналы, меняют баланс скорости, стоимости, ликвидности и доверия. Поставщики кошельков и биржи упрощают доступ, но несут собственные риски безопасности, конфиденциальности и доступности. Bitcoin не предотвращает мошенничество продавца, не защищает от потери ключа и не гарантирует стабильную покупательную способность.

Управление и разработка

ПО Bitcoin имеет открытый исходный код. Разработчики могут предлагать изменения, майнеры — выбирать транзакции и выражать предпочтения, а операторы узлов решают, какое ПО с правилами запускать. Ни один участник не может заставить независимо работающие узлы принять изменение правил. Разногласия могут привести к несовместимым цепочкам или отдельным системам, как описано в История Bitcoin.

Чтение данных о блокчейне и рынке

Публичный реестр можно изучать без владения биткоинами: скопировать идентификатор транзакции из кошелька в обозреватель блоков, проверить сеть и статус, затем открыть содержащий её блок, если он указан. Входы ссылаются на прежние выходы; новые выходы могут включать платёж и сдачу. Разница сумм входов и выходов — комиссия. Страница адреса группирует сведения в конкретном обозревателе, но адрес не обязательно соответствует человеку или кошельку. Пометки и оценки следует отличать от данных, записанных в блоках.

Обозреватель блоков помогает проследить путь платежа от идентификатора транзакции до блока, в который она включена. Представление транзакции показывает потраченные выходы предыдущих транзакций, новые выходы для получателей и, часто, сдачу, а также разницу, уплаченную как комиссия. Страница блока показывает его высоту, ссылку на предыдущий блок, хеш заголовка, целевое значение доказательства работы и список транзакций. nonce — одно из полей заголовка, которое майнеры могут изменять; отображаемый хеш доказывает лишь, что заголовок соответствует целевому значению, тогда как проверяющий узел также проверяет транзакции и правила блока. Указание обозревателя на майнера или владельца адреса может быть предположением, а не фактом, записанным в блокчейне.

Неподтверждённая транзакция в обозревателе отражает представление этого сервиса о пуле памяти, а не согласованную цепь. Разные узлы могут видеть разные ожидающие транзакции. Для графиков сетевых показателей тоже нужны определения: количество транзакций не равно числу людей, адреса не соответствуют уникальным пользователям, а сообщаемый пулом хешрейт является оценкой. На ценовом графике проверьте котируемую валюту, биржу, время, объём торгов и то, используется ли среднее значение; протокол не задаёт цену BTC. Исторические события рынка относятся к датированной хронологии в История Bitcoin.

Покупка и хранение биткоинов

Прямая сделка между людьми несёт риски контрагента и передачи товара; киоск может брать широкий спред сверх заявленной комиссии. Счёт на бирже часто представляет требование к оператору до вывода биткоинов. Доступность и требования зависят от места и поставщика.

Человек может получить биткоины в оплату за товары или услуги, купить их у продавца или на бирже либо воспользоваться действующим в его регионе сервисом обмена наличных на биткоины. Доступность и требования закона зависят от места и поставщика. Перед выбором сравните общую цену и комиссии, требования к оплате и идентификации, лимиты вывода, а также позволяет ли поставщик перевести биткоины в кошелёк, ключи от которого контролирует покупатель. Котировка цены или баланс счёта у поставщика — не то же самое, что ончейн-платёж на этот кошелёк.

При покупке с самостоятельным хранением сначала изучите резервное копирование кошелька и процедуру восстановления, проверьте адрес получения и сеть, а прежде чем полагаться на крупный перевод, проведите небольшой пробный. Храните фразу восстановления в безопасном месте офлайн и никогда не сообщайте её продавцу или сотруднику поддержки. Кастодиальное хранение упрощает управление ключами, но создаёт зависимость от платёжеспособности, безопасности и правил вывода средств кастодиана. При продаже или расходовании также проверьте контрагента, общую стоимость обмена, политику подтверждений и порядок возврата средств. Вопросы и ответы о Bitcoin рассматривает эти варианты в формате вопросов; ни один из этих шагов сам по себе не делает продавца надёжным, а покупку безопасной.

История рынка и последующие изменения

В истории цен за 2020–2024 годы, приведённой американским биржевым биткоин-трастом, выбранная рыночная цена превысила 67 000 долларов в 2021 году, опустилась ниже 16 000 в 2022 году и превысила 100 000 в 2024 году. Это значения для выбранных в документе рынка, дат и методики, а не единая мировая цена Bitcoin. Для сравнения следует использовать один источник и отличать наблюдаемые цены от объяснений их причин.

Рыночная цена Bitcoin резко повышалась и падала, поэтому датированный максимум или минимум не описывает её текущее значение. На цену влияет не только предложение по протоколу: важны также доступ к торговым площадкам, ликвидность, спрос, ожидания и внешние события. Запуск финансового продукта, отслеживающего цену биткоина, может предоставить некоторым людям доступ к ценовому риску, но не даёт владельцам его паёв прямого контроля над ключами. В январе 2024 Комиссия по ценным бумагам и биржам США одобрила биржевые листинги спотовых биржевых продуктов на биткоин; это решение касалось листинга этих продуктов, а не означало одобрение биткоина или изменение правил Bitcoin.

После публикации 2008 система тоже менялась. Segregated Witness (SegWit) перенёс связанные с подписями данные в отдельную структуру свидетельства с собственным обязательством и изменил расчёт ёмкости транзакций. Taproot добавил правила расходования некоторых выходов, включая вариант по ключевому пути и обязательства по скриптовому пути. Эти изменения протокола имеют конкретные свойства совместимости и конфиденциальности, но не обещают, что все платежи станут приватными или дешёвыми. Платёжные каналы, такие как Lightning Network, используют базовую цепь для открытия и закрытия каналов, а отдельные платежи проводят вне блокчейна. История Bitcoin помещает эти события в хронологический контекст.

В этой статье Bitcoin обычно обозначает сеть и протокол, а bitcoin — денежную единицу. Оба написания встречаются в составных названиях и заголовках, поэтому значение определяется контекстом, а не только регистром букв.

Дополнительные материалы: первоначальная белая книга, руководство разработчика Bitcoin по транзакциям и руководство Bitcoin.org для начинающих.

См. также

• История Bitcoin — разработка и исторические события
• Вопросы и ответы о Bitcoin — практические ответы
• Lightning Network — платёжные каналы