Kryptoměny Bitcoin, Ethereum: virtuální, ale tvrdé peníze?

 

Ke konci roku 2008 představil Satoshi Nakamoto na SourceForge něco zcela nového, a sice elektronický platební systém využívající systém peer-to-peer, jehož vedlejším produktem se stal právě Bitcoin, nejznámější a dosud nejdůležitější kryptoměna. Nakamotovým záměrem tak nebylo vytvořit Bitcoin, ale decentralizovaný platební systém, který by zamezil tzv. double-spendingu, zneužitelnému problému s dvojitým (nebo ještě vícečetným) zaplacením pomocí těch samých digitálních peněz, aniž by bylo třeba náš účet svěřit nějaké centrální autoritě, jako je pro nás v případě korunového/dolarového či jiného účtu banka. 

 

 

To nejdůležitější, s čímž Nakamoto přišel, tak byl samotný elektronický platební systém, o jehož vytvoření se už dříve pokoušeli jiní, ale vždy pohořeli. Na rozdíl od Nakamota totiž stavěli své systémy právě na spolupráci s důvěryhodnou třetí stranou (Trusted Third Party), zatímco on se inspiroval v peer-to-peer sdílení dat, jako jsou známé torrenty, kde neexistuje žádný řídicí server. 

 

Nicméně právě díky tomu vznikla kryptoměna Bitcoin jako náplň nového platebního systému Satoshi Nakamota a důsledek toho, že bylo třeba nahradit centrální autoritu jiným systémem, který by zamezil "dvojitému utrácení", přičemž jinak se počítalo s tím, co potřebuje každý platební systém, čili účtem/peněženkou, zůstatkem a transakcemi. Pokud ale neexistuje žádná centrální autorita, kdo platby potvrzuje a zamezí podvodům, co ji může nahradit? Logicky to musí být všechny ostatní entity zapojené do platební sítě a je zřejmé, že všechny musí mít stejné záznamy, neboť pokud se na něčem neshodnou, znamená to selhání celého systému. A právě Nakamotovi se povedlo přijít se systémem, který to celé umožní a kryptoměna je jeho součástí. 

 

 

 

Když se pokusíme definovat kryptoměnu, dojdeme k tomu, že stejně jako ji můžeme definovat i klasické peníze. V případě kryptopeněz můžeme mluvit o limitovaných záznamech v databázi, kterou nikdo nemůže měnit bez splnění specifických podmínek. Limitované záznamy, to mohou být i vydané bankovky a mince a ony specifické podmínky znamenají prostě to, že těmito bankovkami, mincemi či prostě zůstatkem na účtu disponujeme a můžeme jej uplatnit. 

 

Pokud mluvíme o systému peer-to-peer, pak to znamená, že jde o síť složenou z oněch peerů, což jsou sobě si rovní lidé a každý z nich má uložen kompletní záznam, čili virtuální účetní knihu všech transakcí, a tak i aktuální zůstatek všech účtů. Takový záznam se nazývá blockchain a v případě Bitcoinu už dávno překročil objem 100 GB dat a pochopitelně se neustále rozšiřuje. Skládá se z jednotlivých bloků, což jsou všechny transakce provedené za jistý časový úsek. 

 

 

schéma blockchainu - Bitcoin by analogy

 

Transakce zahrnuje informace především o tom, že peer A zaplatil jistý obnos peeru B, což je podepsáno soukromým klíčem peera A. Tento záznam o transakci je pak vyslán do celé sítě peerů, kteří ji tak získají v podstatě okamžitě, ale teprve po jisté době je potvrzena, což je velice důležitá součást celého konceptu. Po potvrzení je tato transakce už nevratně zanesena do blockchainu, a nedá se tak zrušit. 

 

Samotné potvrzení a záruku integrity celé sítě ale mohou poskytnout pouze těžaři a ti za tuto svou práci získají příslušnou odměnu, takže těžaři získají blok transakcí, potvrdí jej a vyšlou do sítě peerů k zařazení do blockchainu. Každý přitom může být těžař, neboť nikdo nemá v decentralizovaném systému autoritu něco takového ovlivňovat. 

 

Zde už pak přichází ke slovu samotná výpočetní technika, která těžařům vydělává Bitcoiny, Ethereum a jiné kryptopeníze. Ta si vezme blok transakcí, jež si těžař sestaví z požadovaných transakcí, a matematickými výpočty z něj vytvoří tzv. hash (přeložit můžeme jako otisk), čili prostě převede vstupní data do čísla fixní velikosti, což je jednosměrný proces. Ze samotného hashe tak v podstatě nelze získat původní informaci, ale naopak i nejmenší změnou původní informace bychom měli získat výrazně odlišný hash. Zde jde přímo o kryptografickou hashovací funkci, která slouží jako ochrana proti úmyslnému poškození dat, čili v tomto případě bloku a konkrétně to je v případě Bitcoinu SHA-2 (Secure Hash Algorithm 2) tvořící 256bitové hashe. 

 

Tento hash je přilepen na konec blockchainu a stane se tak digitální verzí pečeti, která potvrzuje, že daný blok je pravý a nikdo si s ním nepohrával. Je ale důležité poznamenat, že k vytvoření hashe nového bloku se použije i hash vztahující se k předchozímu bloku, čímž se vytvoří návaznost celého řetězce, jehož byť jen minimální pozměnění by bylo snadno rozpoznatelné. Pokud by se tak někdo pokusil něco změnit uprostřed blockchainu, všechny další hashe by už neplatily a bylo by zřejmé, kde se objevil problém a ihned by byl identifikován podvržený blok. 

 

Těžaři tak zajišťují bezpečný provoz celého systému a pokud některý úspěšně vytvoří hash bloku, získá svou odměnu. Jenomže každého napadne, že dnešní počítače s něčím takovým nemají žádný problém, natož pak specializované ASIC v případě Bitcoinu, takže jak se zajistí, aby se veškeré Bicoiny během krátké doby nevytěžily? Jednoduše tak, že protokol bitcoinové sítě vyžaduje, aby hash měl jistou podobu, čili aby začínal určitým počtem nul, což se nazývá "proof of work", tedy důkaz toho, že se na nalezení hashe opravdu pracovalo.

 

 

Je ale zřejmé, že kdyby se těžaři pokoušeli ten samý block hashovat stále dokola stejnou metodou, získali by i vždy stejný hash a všechno by to bylo zbytečné. Zde pak vstupuje do hry poslední díl skládačky, a sice kus náhodných dat nazývající se nonce, který se připojí k bloku. Pokud formát vytvořeného hashe neodpovídá požadavku, nonce se změní a začne se znova, takže to může vyžadovat velké množství pokusů, než se přijde na hash odpovídající požadavkům. Tyto požadavky se přitom přiostřují společně s tím, jaká je výpočetní síla všech těžařů, takže pokud v Bitcoinové síti pracují takové "těžařské plošiny" složené ze specializovaných ASIC, jako vidíme na fotografii, není divu, že i pro majitele výkonných karet zlaté časy těžby Bitcoinu skončily.