Основы технологии блокчейн и криптовалют для менеджеров. Учебное пособие

Начинаем с набора транзакций и раскладываем их по одному (L1–L4), как показано на рис. 3.1. Хешируем каждый, чтобы получить уровень хешей. Затем хешируем каждую пару вместе, создавая новый уровень с вдвое меньшим количеством хешей. Продолжаем этот про­цесс до тех пор, пока у нас не останется только один хэш наверху. Этот

хеш на самом верху – это корень Меркла. Таким образом, мы можем обнаружить любые изменения транзакции после фиксации с помощью Merkle Root. Здесь мы видим, что если какая-либо транзакция изменя­ется, то это затрагивает корень Меркла.

Рассмотрим Nonce, физическое проявление Proof-of-Work (PoW). Nonce («нонс»)  –  числовой параметр, искомый в ходе майнинга (алго­ритме PoW) и записываемый в заголовок блока. Целью майнинга как соревновательного процесса за право добавить блок транзакций в блок­чейн и есть подбор такого Nonce, чтобы искомый хеш блока (Block Hash) был меньше некоторого заданного числа Target, что равнозначно получению хеша блока, начинающегося с определенного числа нуле­вых битов.

Вычислительная сложность означает, что решение головоломки не может быть легко найдено, поэтому нет смысла, если Proof-of-Work требует немного усилий. Параметризуемый означает регулируемый. Сложность головоломки должна регулироваться, чтобы она никогда не становилась слишком легкой или слишком сложной. И, наконец, легко проверяемая головоломка гарантирует, что компьютерам не придется проделывать слишком много работы, чтобы убедиться, что ответ пра­вильный. Например, достаточно одного хеша, чтобы доказать, что ка­кое-то одноразовое значение является правильным, даже если на поиск одноразового номера уходят миллионы попыток.

Известно, что количество вычислительных мощностей в сети все­гда будет меняться, по мере того как майнеры присоединяются к сети и покидают ее, но мы хотим, например, поддерживать время расчета блока в десять минут. По этой причине мы должны повышать и пони­жать сложность наряду с ростом хеш-мощности и распадом сети. Если мы потратили слишком много времени, то это потому, что головоломку было слишком сложно решить, а если мы не потратили достаточно много времени, то загадка была слишком простой. В дальнейшем будем вносить коррективы в сложность головоломки. Итак, сложность об­ратно пропорциональна времени.

Итак, Алиса хочет отправить сообщение Борису. Как она может сделать это и убедиться, что никто не вмешивается в ее сообщение? Сначала мы указываем, что Борис имеет доступ к открытому ключу Алисы, поскольку это общедоступная информация, которая использу­ется для идентификации Алисы. Позже мы видим, что это важно, чтобы помочь Борису проверить, что сообщение, пришедшее от Алисы, дей­ствительно было отправлено ею. Перед отправкой сообщения Алиса подписывает сообщение своим закрытым ключом. Это генерирует уни­кальную подпись, которая доказывает, что она создала именно это со­общение. Затем Алиса отправляет свою подпись вместе со своим исход­ным сообщением Борису. Идея состоит в том, что сообщение является основной полезной нагрузкой, а подпись может использоваться, чтобы доказать, что Алиса была именно тем, кто создал это сообщение.

открытый ключ. В противном случае Борис или кто-либо другой смо­жет воссоздать подписи Алисы и таким образом подделать ее личность. Чтобы избежать этого, рассмотрим, как мы генерируем пары открытого и закрытого ключей.

Итак, вкратце, вот некоторые ключевые свойства, о которых мы должны помнить. Это важные свойства схем цифровой подписи, кото­рые активируются функциональностью, которую мы только что рас­смотрели, когда Алиса отправила сообщение Борису. Во-первых, имея сообщение и подпись, а также копию открытого ключа отправителя, по­лучатель должен иметь возможность идентифицировать источник со­общения. Поскольку сообщение было подписано закрытым ключом от­правителя, это означает, что исходный отправитель авторизовал это со­общение. Поскольку сообщение подписано закрытым ключом, его нельзя отменить, чтобы отменить эту подпись или аннулировать ее. Из­менение сообщения сделало бы его таким, что подпись больше не соот­ветствовала бы ему. Наконец, получатели сообщения также должны иметь возможность проверить целостность сообщения. Начинаем с закрытого ключа, который генерируем случайным образом. Затем можем использовать скалярное умножение точек эллип­тической кривой для получения открытого ключа. Далее можем ис­пользовать хеш-функции, чтобы наконец получить наш биткоин-адрес. Одно важное замечание: все упомянутые процессы – скалярное умно­жение точек эллиптической кривой и хеширование – являются односто­ронними. Мы можем идти вперед, но не назад. Закрытый ключ не был бы таким закрытым, если бы мы могли угадать его из соответствую­щего открытого ключа или адреса.