¿De verdad quieres entender cómo funciona Bitcoin? Aquí hay una cartilla suave

¿De verdad quieres entender cómo funciona Bitcoin?  Aquí hay una cartilla suave

La matriz / Aurich

Actualización, 26/12/20: Es la temporada navideña de fin de año y los empleados de Ars están teniendo un tiempo de inactividad muy necesario. Mientras tanto, aparecen algunas historias clásicas de Ars como esta declaración de 2017 sobre todo lo que quería saber sobre Bitcoin pero posiblemente temía preguntar. (Dado que el valor de la criptomoneda alcanzó un nuevo récord hace menos de dos semanas, obtener la información básica es perfectamente razonable). Esta pieza se publicó por primera vez el 15 de diciembre de 2017 y aparece sin cambios a continuación.

El precio vertiginoso de Bitcoin, la moneda digital ahora vale más de 250.000 millones de dólares, ha recibido mucha atención en las últimas semanas. Sin embargo, el significado actual de Bitcoin no está solo en su valor creciente. Es el avance tecnológico que permitió que la pink existiera en primer lugar.

El aún anónimo inventor de Bitcoin, que se hizo conocido con el seudónimo de Satoshi Nakamoto, encontró una forma completamente nueva para que una pink descentralizada llegara a un consenso sobre un libro de transacciones común. Esta innovación permitió el tipo de sistemas de pago electrónico totalmente descentralizados con los que Cypherpunks había soñado durante décadas.

Como parte de nuestros esfuerzos recientes para arrojar luz sobre la mecánica de la common criptomoneda, hoy vamos a explicar en detalle cómo funciona Bitcoin basándonos en los conceptos básicos: ¿Cómo las firmas digitales hacen posible el dinero digital? ¿Cómo resolvió la invención de la cadena de bloques por parte de Nakamoto el problema del doble gasto que había limitado los esfuerzos anteriores de dinero digital?

También analizaremos eventos recientes como el debate sobre el tamaño del bloque que ha dividido a la comunidad de Bitcoin en dos campos en conflicto. Y finalmente, miraremos hacia el futuro y hablaremos sobre por qué el diseño de Bitcoin podría convertirlo en una plataforma única y fértil para la innovación en los próximos años. Como verá en un momento, es fácil un montón de cubrir.

El cifrado asimétrico hizo posible el dinero digital

Whitfield Diffie fue una figura clave en el desarrollo de la criptografía de clave pública y firma digital en la década de 1970.
Agrandar /. Whitfield Diffie fue una figura clave en el desarrollo de la criptografía de clave pública y firma digital en la década de 1970.

Hasta la década de 1970, todos los esquemas de cifrado conocidos públicamente eran simétricos: el destinatario de un mensaje cifrado utilizó la misma clave secreta para descifrar el mensaje que el remitente utilizó para cifrarlo. Sin embargo, esto cambió con la invención de esquemas de cifrado asimétrico. Estos eran esquemas en los que la clave para descifrar un mensaje (llamada clave privada) period diferente de la clave necesaria para cifrarlo (llamada clave pública), y no había una forma práctica para que alguien con solo la clave pública encontrara la clave. salida de clave privada.

Esto significaba que podía publicar su clave pública extensamente para que cualquiera pudiera usarla para cifrar un mensaje que solo usted, el propietario de la clave privada, podía descifrar. Este avance cambió el campo de la criptografía, ya que dos personas podían comunicarse de forma segura a través de un canal no seguro sin establecer primero un secreto compartido.

El cifrado asimétrico también tuvo otra aplicación innovadora: las firmas digitales. En la criptografía de clave pública regular, un remitente encripta un mensaje con la clave pública del destinatario, y el destinatario luego lo desencripta con su clave privada. O puede darle la vuelta a esto: deje que el remitente encripte un mensaje con su propio Privado La clave y el destinatario la descifran utilizando la clave pública del remitente.

Esto no protege el secreto del mensaje, ya que cualquiera puede obtener la clave pública. En cambio, se proporciona evidencia criptográfica de que el mensaje fue creado por el propietario de la clave privada. Cualquiera que tenga la clave pública puede revisar la evidencia sin conocer la clave privada.

La gente pronto se dio cuenta de que estas firmas digitales podían permitir dinero digital criptográficamente seguro. Digamos que Alice tiene una moneda y quiere transferirla a Bob.

Escribe un mensaje que cube: “Yo, Alice, transfiero mi moneda a Bob” y firma el mensaje cifrándolo con su clave privada. Ahora Bob, o cualquier otra persona, puede descifrar la firma con la clave pública de Alice. Como solo Alice pudo haber creado el mensaje cifrado, Bob puede demostrar que ahora es el legítimo propietario de la moneda.

Si Bob quiere transferir la moneda a Carol, hace lo mismo, declarando que le está transfiriendo la moneda a Carol y encriptando el mensaje con su clave privada. Carol puede usar esa cadena de firmas, la firma de Alice transfiriendo la moneda a Bob y la firma de Bob transfiriendo la moneda a Carol, como prueba de que ella ahora posee la moneda.

Tenga en cuenta que ninguno de estos requiere que un tercero oficial autorice o autentique las transacciones. Alice, Bob y Carol pueden generar sus propios pares de claves público-privadas sin la ayuda de terceros. Cualquiera que conozca las claves públicas de Alice y Bob puede comprobar de forma independiente si la cadena de firmas es criptográficamente válida. Las firmas digitales, combinadas con algunas innovaciones que discutiremos más adelante, permiten a las personas realizar operaciones bancarias sin necesidad de un banco.

Cómo funcionan las transacciones de Bitcoin

El esquema de efectivo digital genérico que describí en la sección anterior se acerca mucho a cómo funcionan los pagos reales de Bitcoin. Aquí hay un diagrama simplificado de cómo se ven las transacciones reales de Bitcoin:

Una transacción de Bitcoin contiene una lista de entradas y salidas. Se asigna una clave pública a cada problema. Se requiere una entrada con una firma digital adecuada para que una transacción posterior pueda emitir estas monedas. Bitcoin utiliza criptografía de curva elíptica para la firma digital.

Suponga que tiene la clave privada que corresponde a la clave pública D en el diagrama anterior. Alguien quiere enviarte 2.5 bitcoins. La persona crea una transacción como la transacción Three con 2.5 bitcoins dirigidos a usted, el propietario de la clave pública D.

Cuando esté listo para gastar esos bitcoins, cree una nueva transacción como la Transacción 4. Enumera la Transacción 3, Problema 1 como fuente de fondos (los gastos están indexados a cero, por lo que el Problema 1 es el segundo problema). Con tu clave privada generas la firma D, una firma que se puede verificar con la clave pública D. Estos 2.5 bitcoins luego se dividen en dos nuevas emisiones: 2 bitcoins para la clave pública E y 0.5 bitcoins para la clave pública F. Ahora solo pueden ser emitidos por los propietarios de las claves privadas correspondientes.

Una transacción puede tener múltiples entradas y debe gastar todos los bitcoins de las salidas correspondientes de transacciones anteriores. Si una transacción gasta menos bitcoins de los que ingresa, la diferencia se trata como una tarifa de transacción cobrada por el minero de bitcoin que procesó la transacción (más sobre esto más adelante).

En la pink Bitcoin, las direcciones a las que se envían Bitcoins se derivan de claves públicas como la clave pública D. Los detalles exactos del formato de dirección de Bitcoin son complicados y han cambiado con el tiempo. Sin embargo, puede pensar en una dirección de Bitcoin como un hash (una secuencia corta y aparentemente aleatoria de bits que sirve como huella digital criptográfica) de una clave pública. Las direcciones de Bitcoin están codificadas en un formato personalizado llamado Base58Verify, que minimiza el riesgo de errores tipográficos. Una dirección típica de Bitcoin es “18ZqxfuymzK98G7nj6C6YSx3NJ1MaWj6oN”.

Una transacción actual se ve así:

En esta transacción, se tomaron 6.07 Bitcoins de una dirección de entrada y se dividieron entre dos direcciones de salida. Una dirección de problema tiene un poco más de 5 bitcoins mientras que la otra tiene un poco menos de 1 bitcoins. Lo más possible es que una de estas direcciones de salida pertenezca al remitente (se envía “cambios” a sí mismo) mientras que la otra pertenece a un destinatario externo.

Por supuesto, las transacciones reales de bitcoins pueden ser más complejas que los ejemplos simples que he mostrado hasta ahora. Probablemente la característica más importante, que no se muestra arriba, es que en lugar de una clave pública, una salida puede contener un script de verificación escrito en un lenguaje de script easy específico de bitcoin. Para generar esta salida, una transacción posterior debe contener parámetros con los que el script pueda evaluarse como verdadero.

Esto permite que la pink Bitcoin imponga condiciones arbitrariamente complejas para el uso del dinero. Por ejemplo, un guión puede requerir que tres firmas diferentes estén en manos de diferentes personas y también requerir que el dinero no se gaste hasta una fecha futura. A diferencia de Ethereum, el lenguaje de secuencias de comandos de Bitcoin no admite bucles, por lo que se garantiza que las secuencias de comandos se completarán en poco tiempo.

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