Помните, в Главе четвертой мы сказали, что добыча биткойна помимо введения биткойнов в экономику преследует также две других цели. Она обеспечивает обработку платежей и безопасность сети. Давайте теперь рассмотрим, каким образом эти задачи выполняются в процессе добычи биткойна. Выше мы упоминали, что, когда транзакция начата, она отправляется в биткойн-сеть. Что это означает на самом деле? Биткойн-клиенты (т.е. программы) пытаются соединиться со множеством других биткойн-клиентов, которые называют «пиры». Обычно каждый отдельный клиент соединен с 10-20 другими пирами. Некоторые из этих пиров – обычные пользователи, осуществляющие транзакции, и небольшое число этих пиров могут быть майнерами. Когда биткойн-клиент получает сведения о биткойн-транзакции, они передаются от клиента к клиенту до тех пор, пока через короткий промежуток времени не будут получены одним или несколькими биткойн-майнерами.
Биткойн-майнеры делают еще кое-что помимо решения хеш-задачи и введения биткойнов в экономику: они обеспечивают важную функцию создания блокчейна, по одному блоку за раз. Когда биткойн-майнер получает сведения о транзакции, сперва проверяется ее подлинность, и затем она записывается в блок локально, на компьютере биткойн-майнера. Если биткойн-майнер успешно решил задачу, решение задачи включается в блок как его часть, вместе со всеми транзакциями, созданными за прошедшие 10 минут. Затем блок закрывается и распространяется по интернету, и процесс начинается заново. Любой другой в сети может независимо проверить, что транзакции в блоке подлинные и что решение хеш-задачи, известное также как «доказательство работы», верно. Любые последующие майнеры, которые решили задачу, игнорируются, их блоки больше не подходят, и процесс начинается заново. Таким образом блокчейн – это последовательность блоков, содержащих транзакции за данный десятиминутный период. Каждый блок математически связан с предыдущим блоком, так что можно тривиальным (для компьютера!) образом проверить весь блокчейн на достоверность, не анализируя при этом отдельные транзакции.
И это приводит нас к третьей цели, которой достигают биткойн-майнеры: безопасности сети. Действия, предпринимаемые для решения криптографической хеш-задачи, служат не только интересам майнера, они также нужны для защиты от нечестных майнеров, расходующих деньги дважды, что называют «двойной тратой». Если взять более ранний пример, где я посылаю 50 биткойнов Джо, пусть взамен Джо присылает мне книгу, которую я у него купил (по сегодняшним ценам это была бы довольно дорогая книга). В то же время, что если я попробую отправить те же самые 50 биткойнов другому человеку, перед тем, как первая транзакция успела стать обработанной и проверенной? Предполагая, что я уже получил товар от Джо, будет проблематично, если биткойн-сеть каким-то образом примет мой платеж другому участнику и позже отклонит изначальный платеж, который я отправил Джо. Децентрализованная добыча биткойна решает эту проблему.
Когда я отправляю транзакцию для Джо в биткойн-сеть, Джо почти мгновенно сможет ее увидеть (обычно через несколько секунд). В это время транзакция видна, но еще не включена в блок майнером. Если это транзакция с небольшой суммой, или транзакция между участниками, которые доверяют друг другу, видимость транзакции в сети будет обычно считаться приемлемой, однако, при определенных усилиях с моей стороны, все еще возможно дважды потратить средства, отправив в сеть другую транзакцию, которая использует те же самые средства – но для транзакций с небольшой суммой требуемые усилия, вероятно, не будут стоить затраченного времени (к тому же, разумеется, есть еще и риск быть пойманным). По прошествии приблизительно 10 минут мы можем ожидать, что моя транзакция будет теперь официально включена биткойн-майнером в последний блок блокчейна. В этом момент транзакция имеет «одно подтверждение». Теперь, если вы примете во внимание, что в мире тысячи специальных компьютеров, добывающих биткойн, вероятность, что я сумею обмануть Джо и дважды потратить свои средства, и успешно добыть блок, который отвергнет транзакцию для Джо, очень мала. Для транзакций со средними или большими суммами обычно считается благоразумным подождать 3-6 подтверждений, или, другими словами, подождать, когда будут добыты 3-6 последовательных блоков (от 30 до 60 минут), чтобы быть абсолютно уверенным в транзакции. Чтобы успешно осуществить двойную трату, в этом случае нужно будет успешно добыть подряд 6 блоков, отклоняющих транзакцию. И чтобы достичь этого, нужно контролировать примерно 50 % от общей вычислительной мощности биткойн-сети. Как вы можете видеть, это делает попытку двойной траты крайне сложной и дорогой, что прежде всего перевешивает, в общем случае, любые преимущества двойной траты. Вы также можете видеть, что по мере того, как растет биткойн-сеть, увеличивается количество майнеров и возрастает трудность хеш-задачи, двойная трата становится еще более сложной для нечестного майнера. Именно так биткойн-майнеры обеспечивают безопасность сети.
Резюмируя, добыча биткойна обеспечивает три вещи: обработку транзакций, безопасность сети и ввод биткойнов в экономику. Это изящная система.