العملات المشفرة للمبتدئين: بيتكوين وما بعدها

خلقت Bitcoin الكثير من الضجة على الإنترنت. تعرضت للسخرية والهجوم ، وفي النهاية تم قبولها وأصبحت جزءًا من حياتنا. ومع ذلك ، فإن Bitcoin ليست وحدها. في هذه اللحظة ، يوجد أكثر من 700 تطبيق AltCoin ، والتي تستخدم مبادئ مماثلة وخوارزميات مختلفة للعملات المشفرة.

إذن ، ما الذي تحتاجه لإنشاء شيء مثل Bitcoin؟

دون محاولة فهم دوافعك الشخصية لإنشاء نظام لامركزي ومجهول لتبادل الأموال / المعلومات (ولكن ما زلت آمل أن يكون ذلك في نطاق الأنشطة الأخلاقية والقانونية) ، فلنقم أولاً بتفصيل المتطلبات الأساسية لنظام الدفع الجديد لدينا:

1. يجب أن تتم جميع المعاملات عبر الإنترنت
2. لا نريد أن يكون لدينا سلطة مركزية تتولى معالجة المعاملات
3. يجب أن يكون المستخدمون مجهولين ويتم التعرف عليهم فقط من خلال هويتهم الافتراضية
4. يمكن أن يمتلك مستخدم واحد العديد من الهويات الافتراضية كما يحلو له
5. يجب إضافة توريد القيمة (فواتير افتراضية جديدة) بطريقة مضبوطة

تبادل المعلومات اللامركزية عبر الإنترنت

من الممكن بالفعل تلبية الشرطين الأولين من قائمتنا ، وإزالة سلطة مركزية لتبادل المعلومات عبر الإنترنت. ما تحتاجه هو شبكة نظير إلى نظير (P2P) .

تشبه مشاركة المعلومات في شبكات P2P مشاركة المعلومات بين الأصدقاء والعائلة. إذا قمت بمشاركة المعلومات مع عضو واحد على الأقل في الشبكة ، فستصل هذه المعلومات في النهاية إلى كل عضو آخر في الشبكة. الاختلاف الوحيد هو أنه في الشبكات الرقمية لن يتم تغيير هذه المعلومات بأي شكل من الأشكال.

ربما تكون قد سمعت عن BitTorrent ، أحد أشهر أنظمة مشاركة ملفات P2P (توصيل المحتوى). تطبيق شائع آخر لمشاركة P2P هو Skype ، بالإضافة إلى أنظمة الدردشة الأخرى.

خلاصة القول هي أنه يمكنك تنفيذ أو استخدام أحد بروتوكولات P2P الحالية مفتوحة المصدر لدعم عملتك المشفرة الجديدة ، والتي سنطلق عليها Topcoin .

خوارزمية التجزئة

لفهم الهويات الرقمية ، نحتاج إلى فهم كيفية عمل تجزئة التشفير . التجزئة هي عملية تعيين البيانات الرقمية من أي حجم عشوائي إلى بيانات ذات حجم ثابت. بكلمات أبسط ، التجزئة هي عملية أخذ بعض المعلومات التي يمكن قراءتها وصنع شيء لا معنى له على الإطلاق.

يمكنك مقارنة التجزئة بالحصول على إجابات من السياسيين. المعلومات التي تقدمها لهم واضحة ومفهومة ، في حين أن المخرجات التي يقدمونها تبدو وكأنها دفق عشوائي من الكلمات.

هناك بعض المتطلبات التي تحتاجها خوارزمية التجزئة الجيدة:

1. يجب أن يكون طول إخراج خوارزمية التجزئة ثابتًا (القيمة الجيدة 256 بايت)
2. حتى أصغر تغيير في بيانات الإدخال يجب أن ينتج عنه فرق كبير في المخرجات
3. نفس المدخلات ستنتج دائما نفس المخرجات
4. يجب ألا تكون هناك طريقة لعكس قيمة الإخراج لحساب الإدخال
5. لا ينبغي أن يكون حساب قيمة HASH مكثفًا ويجب أن يكون سريعًا

إذا ألقيت نظرة على الإحصائيات البسيطة ، فسنحصل على عدد محدود (لكن ضخم) من قيم HASH الممكنة ، وذلك ببساطة لأن طول HASH لدينا محدود. ومع ذلك ، يجب أن تكون خوارزمية التجزئة الخاصة بنا (دعنا نسميها Politician256) موثوقة بدرجة كافية بحيث لا تنتج سوى قيم تجزئة مكررة لمدخلات مختلفة بقدر ما يتمكن القرد الموجود في حديقة الحيوان من كتابة قرية بشكل صحيح على آلة كاتبة!

إذا كنت تعتقد أن هاملت مجرد اسم أو كلمة ، من فضلك توقف عن القراءة الآن ، أو اقرأ عن نظرية القرد اللانهائي.

توقيع إلكتروني

عند التوقيع على ورقة ، كل ما عليك فعله هو إلحاق توقيعك بنص المستند. التوقيع الرقمي مشابه: تحتاج فقط إلى إلحاق بياناتك الشخصية بالمستند الذي تقوم بتوقيعه.

إذا فهمت أن خوارزمية التجزئة تلتزم بالقاعدة حيث يجب أن ينتج عن أصغر تغيير في بيانات الإدخال فرق كبير في المخرجات ، فمن الواضح أن قيمة HASH التي تم إنشاؤها للمستند الأصلي ستكون مختلفة عن قيمة HASH التي تم إنشاؤها للمستند مع التوقيع المرفق.

مزيج من المستند الأصلي وقيمة HASH المنتجة للمستند مع إرفاق بياناتك الشخصية هو مستند موقّع رقميًا .

وهذه هي الطريقة التي نصل بها إلى هويتك الافتراضية ، والتي يتم تعريفها على أنها البيانات التي قمت بإلحاقها بالمستند قبل إنشاء قيمة HASH.

بعد ذلك ، تحتاج إلى التأكد من أنه لا يمكن نسخ توقيعك ، ولا يمكن لأي شخص تنفيذ أي معاملة نيابة عنك. أفضل طريقة للتأكد من أن توقيعك مؤمن ، هو الاحتفاظ به بنفسك ، وتقديم طريقة مختلفة لشخص آخر للتحقق من صحة المستند الموقع. مرة أخرى ، يمكننا الرجوع إلى التكنولوجيا والخوارزميات المتاحة بسهولة. ما نحتاج إلى استخدامه هو تشفير المفتاح العام المعروف أيضًا باسم التشفير غير المتماثل .

لإنجاح هذا الأمر ، تحتاج إلى إنشاء مفتاح خاص ومفتاح عام . سيكون هذان المفتاحان في نوع من الارتباط الرياضي وسيعتمد كل منهما على الآخر. ستضمن الخوارزمية التي ستستخدمها لإنشاء هذه المفاتيح أن كل مفتاح خاص سيكون له مفتاح عام مختلف. كما توحي أسماؤهم ، فإن المفتاح الخاص هو المعلومات التي ستحتفظ بها لنفسك فقط ، بينما المفتاح العام هو المعلومات التي ستشاركها.

إذا كنت تستخدم مفتاحك الخاص (هويتك) والمستند الأصلي كقيم إدخال لخوارزمية التوقيع لإنشاء قيمة HASH ، بافتراض أنك احتفظت بسرية مفتاحك ، يمكنك التأكد من عدم قدرة أي شخص آخر على إنتاج نفس قيمة HASH لهذا المستند .

إذا احتاج أي شخص للتحقق من صحة توقيعك ، فسيستخدم المستند الأصلي وقيمة HASH التي أنشأتها والمفتاح العام كمدخلات لخوارزمية التحقق من التوقيع للتحقق من تطابق هذه القيم.

كيفية إرسال Bitcoin / Money

بافتراض أنك قمت بتنفيذ اتصال P2P ، وآليات إنشاء هويات رقمية (مفاتيح خاصة وعامة) ، ووفرت طرقًا للمستخدمين لتوقيع المستندات باستخدام مفاتيحهم الخاصة ، فأنت على استعداد لبدء إرسال المعلومات إلى أقرانك.

نظرًا لعدم وجود سلطة مركزية تتحقق من مقدار الأموال التي لديك ، فسيتعين على النظام أن يسألك عنها في كل مرة ، ثم يتحقق مما إذا كنت قد كذبت أم لا. لذلك ، قد يحتوي سجل معاملتك على المعلومات التالية:

1. لدي 100 توبكوينز
2. أرغب في إرسال 10 عملات إلى الصيدلي الخاص بي للحصول على الدواء ( يمكنك تضمين المفتاح العام للصيادلة هنا )
3. أرغب في إعطاء عملة واحدة كرسوم معاملة للنظام ( سنعود إلى هذا لاحقًا )
4. أريد الاحتفاظ بالقطع النقدية المتبقية وعددها 89 قطعة

الشيء الوحيد المتبقي هو التوقيع رقميًا على سجل المعاملة باستخدام مفتاحك الخاص وإرسال سجل المعاملة إلى زملائك في الشبكة. في هذه المرحلة ، سيتلقى الجميع المعلومات التي تفيد بأن شخصًا ما (هويتك الافتراضية) يرسل أموالًا إلى شخص آخر (الهوية الافتراضية للصيدلي الخاص بك).

عملك انتهى. ومع ذلك ، لن يتم دفع ثمن الأدوية الخاصة بك حتى توافق الشبكة بالكامل على أن لديك بالفعل 100 قطعة نقدية ، وبالتالي يمكنك تنفيذ هذه المعاملة. فقط بعد التحقق من صحة معاملتك ، سيحصل الصيدلي على الأموال ويرسل لك الدواء.

عمال مناجم العملات المشفرة: سلالة جديدة من الوكيل

من المعروف أن عمال المناجم هم أشخاص يعملون بجد للغاية ، وفي رأيي يتقاضون رواتب منخفضة للغاية. في العالم الرقمي للعملات المشفرة ، يلعب عمال المناجم دورًا مشابهًا للغاية ، باستثناء في هذه الحالة ، يقومون بالعمل الحسابي المكثف بدلاً من حفر أكوام التراب. على عكس المعدنين الحقيقيين ، كسب بعض عمال المناجم المشفرة ثروة صغيرة خلال السنوات الخمس الماضية ، لكن كثيرين فقدوا ثروة في هذا المسعى المحفوف بالمخاطر.

عمال المناجم هم المكون الأساسي للنظام والغرض الرئيسي منهم هو تأكيد صحة كل معاملة يطلبها المستخدمون.

من أجل تأكيد صحة معاملتك (أو مجموعة من المعاملات المتعددة التي يطلبها عدد قليل من المستخدمين الآخرين) ، سيقوم المعدنون بأمرين.

أولاً ، سوف يعتمدون على حقيقة أن "الجميع يعرف كل شيء" ، مما يعني أن كل معاملة يتم تنفيذها في النظام يتم نسخها وإتاحتها لأي نظير في الشبكة. سوف ينظرون في تاريخ معاملاتك للتحقق من أن لديك بالفعل 100 قطعة نقدية لتبدأ بها. بمجرد تأكيد رصيد حسابك ، سيقومون بإنشاء قيمة HASH محددة. يجب أن يكون لقيمة التجزئة هذه تنسيق محدد ؛ يجب أن يبدأ بعدد معين من الأصفار .

هناك نوعان من المدخلات لحساب قيمة HASH هذه:

1. بيانات سجل المعاملات
2. إثبات عمل عامل المنجم

بالنظر إلى أنه حتى أصغر تغيير في بيانات الإدخال يجب أن ينتج عنه فرق كبير في قيمة HASH للمخرجات ، فإن عمال المناجم لديهم مهمة صعبة للغاية. يحتاجون إلى إيجاد قيمة محددة لمتغير إثبات العمل الذي سينتج HASH يبدأ بالأصفار. إذا كان نظامك يتطلب 40 صفرًا على الأقل في كل معاملة تم التحقق من صحتها ، فسيحتاج المُعدِّن إلى حساب 2 ^ 40 قيمة HASH مختلفة تقريبًا للعثور على إثبات العمل الصحيح.

بمجرد أن يجد المُعدِّن القيمة المناسبة لإثبات العمل ، فإنه يحق له الحصول على رسوم معاملة (العملة الوحيدة التي كنت على استعداد لدفعها) ، والتي يمكن إضافتها كجزء من المعاملة التي تم التحقق من صحتها. يتم إرسال كل معاملة تم التحقق من صحتها إلى النظراء في الشبكة وتخزينها في تنسيق قاعدة بيانات محدد يعرف باسم Blockchain .

ولكن ماذا يحدث إذا زاد عدد عمال المناجم وأصبحت أجهزتهم أكثر كفاءة؟ اعتاد تعدين Bitcoin على وحدات المعالجة المركزية (CPU) ، ثم وحدات معالجة الرسومات (GPU) و FPGA ، ولكن في النهاية بدأ المعدنون في تصميم شرائح ASIC الخاصة بهم ، والتي كانت أقوى بكثير من هذه الحلول المبكرة. مع ارتفاع معدل التجزئة ، تزداد صعوبة التعدين ، وبالتالي ضمان التوازن. عندما يتم إدخال المزيد من قوة التجزئة في الشبكة ، تزداد الصعوبة والعكس صحيح ؛ إذا قرر العديد من المعدنين سحب القابس لأن عملياتهم لم تعد مربحة ، يتم إعادة ضبط الصعوبة لتتناسب مع معدل التجزئة الجديد.

Blockchain للدمى: دفتر الأستاذ العالمي للعملات المشفرة

يحتوي blockchain على محفوظات جميع المعاملات التي يتم إجراؤها في النظام. تصبح كل معاملة تم التحقق من صحتها ، أو مجموعة من المعاملات ، حلقة أخرى في السلسلة. تعتمد كل شركة واحدة لتطوير blockchain على دفتر الأستاذ العام هذا.

لذلك ، فإن blockchain Bitcoin هو ، في الأساس ، دفتر الأستاذ العام حيث يتم سرد المعاملات بترتيب زمني.

الحلقة الأولى في blockchain Bitcoin تسمى Genesis Block

لقراءة المزيد حول كيفية عمل blockchain ، أقترح قراءة شرح تقنية Blockchain: تعزيز Bitcoin ، بواسطة Nermin Hajdarbegovic.

لا يوجد حد لعدد عمال المناجم الذين قد يكونون نشطين في نظامك. هذا يعني أنه من الممكن لاثنين أو أكثر من المعدنين التحقق من نفس المعاملة. إذا حدث هذا ، فسيقوم النظام بفحص الجهد الإجمالي الذي استثمره كل عامل منجم في التحقق من صحة المعاملة عن طريق حساب الأصفار ببساطة. عامل المنجم الذي استثمر المزيد من الجهد (وجد المزيد من الأصفار البادئة) سوف يسود وسيتم قبول كتلته.

السيطرة على عرض النقود

القاعدة الأولى في نظام Bitcoin هي أنه يمكن إنشاء 21.000.000 بيتكوين كحد أقصى. هذا الرقم لم يتحقق حتى الآن ، ووفقًا للاتجاهات الحالية ، يُعتقد أنه سيتم الوصول إلى هذا الرقم بحلول عام 2140.

قد يجعلك هذا تتساءل عن فائدة مثل هذا النظام ، لأن 21 مليون وحدة لا تبدو كثيرة. ومع ذلك ، يدعم نظام Bitcoin القيم الكسرية وصولاً إلى ثمانية عشرية (0.00000001). تسمى هذه الوحدة الأصغر من البيتكوين باسم ساتوشي ، تكريما لساتوشي ناكاموتو ، المطور المجهول وراء بروتوكول البيتكوين.

يتم إنشاء عملات معدنية جديدة كمكافأة للمعدنين للتحقق من صحة المعاملات. هذه المكافأة ليست رسوم المعاملة التي حددتها عند إنشاء سجل معاملة ، ولكن يتم تحديدها بواسطة النظام. يتناقص مبلغ المكافأة بمرور الوقت وسيتم تعيينه في النهاية على صفر بمجرد الوصول إلى العدد الإجمالي للعملات المعدنية الصادرة (21 مليونًا). عندما يحدث هذا ، ستلعب رسوم المعاملات دورًا أكثر أهمية نظرًا لأن المعدنين قد يختارون إعطاء الأولوية للمعاملات الأكثر قيمة للتحقق من صحتها.

بصرف النظر عن تعيين الحد الأقصى لعدد العملات المعدنية ، يستخدم نظام Bitcoin أيضًا طريقة مثيرة للاهتمام للحد من الإنتاج اليومي للعملات الجديدة. من خلال معايرة الحد الأدنى لعدد الأصفار البادئة المطلوبة لحساب إثبات العمل ، يتم دائمًا تعيين الوقت اللازم للتحقق من صحة المعاملة ، والحصول على مكافأة من العملات الجديدة ، على 10 دقائق تقريبًا. إذا انخفض الوقت بين إضافة كتل جديدة إلى blockchain ، فقد يطلب النظام أن يولد إثبات العمل 45 أو 50 صفرًا رئيسيًا.

لذلك ، من خلال تحديد مدى سرعة وعدد العملات المعدنية الجديدة التي يمكن إنشاؤها ، يتحكم نظام البيتكوين بشكل فعال في المعروض النقدي.

ابدأ "طباعة" عملتك الخاصة

كما ترى ، فإن إنشاء نسختك الخاصة من Bitcoin ليس بهذه الصعوبة. من خلال استخدام التكنولوجيا الحالية ، والتي تم تنفيذها بطريقة مبتكرة ، لديك كل ما تحتاجه لعملة معماة.

1. تتم جميع المعاملات عبر الإنترنت باستخدام اتصال P2P ، وبالتالي إزالة الحاجة إلى سلطة مركزية
2. يمكن للمستخدمين إجراء معاملات مجهولة من خلال استخدام التشفير غير المتزامن ويتم التعرف عليهم فقط من خلال مجموعة المفاتيح الخاصة / المفتاح العام
3. لقد قمت بتنفيذ دفتر أستاذ عالمي تم التحقق من صحته لجميع المعاملات التي تم نسخها بأمان إلى كل نظير في الشبكة
4. لديك عرض نقدي مؤمن ومؤتمت وخاضع للرقابة ، مما يضمن استقرار عملتك دون الحاجة إلى سلطة مركزية

آخر شيء جدير بالذكر هو أن العملة المشفرة ، في جوهرها ، هي وسيلة لنقل قيمة / معلومات مجهولة من مستخدم إلى آخر في شبكة نظير إلى نظير موزعة .

ضع في اعتبارك استبدال العملات المعدنية في سجل المعاملات الخاص بك ببيانات عشوائية قد يتم تشفيرها باستخدام التشفير غير المتزامن حتى يتمكن المرسل والمستقبل فقط من فك تشفيرها. فكر الآن في تطبيق ذلك على شيء مثل إنترنت الأشياء !

يستكشف عدد من الشركات ذات الثقل التكنولوجي استخدام تقنية blockchain في منصات إنترنت الأشياء ، ولكن هذا ليس التطبيق الوحيد المحتمل لهذه التكنولوجيا الجديدة نسبيًا.

إذا لم تجد أي سبب لإنشاء عملة بديلة خاصة بك (بخلاف المزاح العملي) ، فيمكنك محاولة استخدام نفس الأسلوب أو طريقة مشابهة لشيء آخر ، مثل المصادقة الموزعة وإنشاء عملات افتراضية تُستخدم في الألعاب والشبكات الاجتماعية ، والتطبيقات الأخرى ، أو يمكنك المضي قدمًا في إنشاء برنامج ولاء جديد لأعمال التجارة الإلكترونية الخاصة بك ، والذي من شأنه أن يكافئ العملاء العاديين برموز افتراضية يمكن استردادها لاحقًا.