Поговорим о том, как устроен биткоин-протокол, как передать биткоин, что такое асимметричное шифрование и асимметричные ключи и как это помогает защитить платежную систему.
Ну что же, господа гуманитарии, вот и пришло время погрузиться в техническую сторону биткоина. И раз вы тут, значит вы все же хотите это узнать. А я постараюсь излагать сложную информацию максимально просто.
Для начала следует понимать, что биткоин — это открытый протокол. Говоря проще — протоколом является набор правил, которому должны соответствовать биткоин программы. При этом этот набор правил является открытым для общего пользования с той целью, чтобы каждый из участников сети мог проверить правильность совершаемых транзакций и контролировать вмешательство в работу биткоина мошенников извне.
Одним из важнейших условий для безопасной работы биткоин сети является асимметричное шифрование. Давайте представим, что вам нужно передать письмо (записку) другому человеку, который находится далеко. Это может быть как другая страна или город, так и не совсем ближайшая к вам школьная парта нравящейся вам девушки (парня). Вы обращаетесь к помощи других людей (почтальона или одногрупников), чтобы они передали письмо. Но при этом очень не хотите, чтобы содержимое стало достоянием общественности. Для этого будет отличным решением зашифровать письмо, при этом ключ к расшифровке будете знать только вы и получатель этого письма. Таким образом, даже если кто-то вскроет ваше послание, он ничего не поймет из написанного.
В современном мире используется математический способ асимметричного шифрования. Работает это так: у вас есть 2 ключа, открытый и закрытый, вместе они и называются асимметричными. Каждый из этих ключей представляет собой набор цифр, в очень большом количестве, иногда доходящим даже до сотни символов. Открытый ключ предоставляется отправителю письма (денег) для последующей шифровки содержимого этим ключом. Однако расшифровать это письмо возможно только с помощью закрытого ключа, который находится только у вас и больше никто к нему не имеет доступ. Т.е, чтобы безопасно отправить письмо возлюбленной, вы предварительно берете у нее открытый ключ, шифруете им данные, а после того, как она получит письмо, она расшифровывает его, но уже с помощью ее личного, персонального и закрытого ключа. Асимметричная криптография также повсеместно используется в WiFi, Bluetooth технологиях, в клиентах интернет-банкинга и прочих местах, где доступ к информации других людей является крайне нежелательным.
В этой истории переписки есть еще один важный нюанс. Допустим, вы получили открытый ключ и написали письмо. Но кроме вас этот ключ видят и все остальные участники процесса. Что мешает им подшутить, и написать письмо вместо вас? Ответ прост: вы, также как и получатель письма, имеете открытый и закрытый ключ. Каждый из закрытых ключей, в свою очередь, имеет цифровую подпись. Таким образом, написав письмо, вы подписываете его закрытым ключем. Ваш получатель, видя ваш открытый ключ, может проверить достоверность подписи и убедиться, что его написали действительно вы. Таким образом, существует прямая математическая взаимосвязь между вашими открытым и закрытым ключем, и зная открытый, можно определить его принадлежность к закрытому, однако значение закрытого ключа определить практически невозможно. Ну что, голова немножко начинает закипать? 🙂 Может быть, картинка поможет достигнуть понимания этого процесса?!
Надеюсь, теперь стало немножечко понятнее. Осталось только понять, как это работает в биткоин сети.
В статье «В чем преимущества биткоина» мы говорили о принципах работы чековой книжки. Суть в том, что один пользователь отправляет биткоиины на биткоиин-адрес другого пользователя, и эта транзакция должна быть подписана отправителем биткоинов. В этом моменте и происходит асимметричное шифрование в биткоин-сети: дело в том, что биткойн-адрес и является открытым ключем.
И теперь пример. Для наглядности я буду использовать то же имя, что и на последующей в примере картинке из источника. Допустим, меня зовут Адам и у меня есть 50 биткойнов на моем мобильном телефоне (мобильное приложение биткоин), и я хочу отправить их на мобильный телефон моего друга Джо. Сначала Джо нажимает кнопку на своем телефоне (обычно в биткоин-приложениях эта кнопка называется «получить»), чтобы сгенерировать новый биткоин адрес. В результате этого создается пара асимметричных ключей. Закрытый ключ хранится на телефоне Джо, а производная от открытого ключа (биткойн-адрес) отображается на экране и затем пересылается мне. Используя биткоин адрес Джо, я начинаю транзакцию на своем телефоне, указывая сумму, которую хочу отправить ему. Затем я подписываю эту транзакцию цифровой подписью, используя мой закрытый ключ, и отправляю транзакцию в интернет. Помните, мы говорили, что выписать чек – это то же самое, что написать в банк письмо, разрешающее банку выделить средства с моего счета указанному человеку. В случае с биткоиином, транзакция, в сущности, является публичным объявлением о передаче контроля над 50 биткоинами, зарегистрированными на мой адрес, биткоин адресу, который я указываю. Только мой закрытый ключ позволяет мне разрешить передачу биткойнов на адрес Джо, и я даю это разрешение, когда подписываю транзакцию цифровой подписью.
Когда транзакция отправлена, Джо может подтвердить в биткоин-сети, что у него есть право потратить эти биткоины – транзакция окончательная. Разумеется, несмотря на все эти технические шаги, все это происходит автоматически, за кулисами, посредством нажатия нескольких кнопок на телефоне: получить и отправить.
Фух, закончили с первой технической статьей в этой серии. Старался, как мог, но если вопросы все же остались, пишите их в комментариях под статьей, буду на них отвечать! А в следующей статье мы будем разбираться, что такое хеширование. Удачи!