Як працюють криптовалютні транзакції?

Криптовалюта є чисто цифровою формою вартості, вільною від контролю будь-якої окремої особи, компанії чи уряду.  

На відміну від традиційних валют, де цифровий баланс може бути обміняний на фізичні банкноти, транзакції з криптовалютою є просто записами даних, зафіксованими в незмінному розподіленому леджері – реєстрі, який називається блокчейном.

У популярних блокчейнах, таких як Bitcoin, Ethereum та Algorand, люди не обмінюються якоюсь фізичною криптовалютою. Натомість дані про власність, пов’язані з криптогаманцями обох сторін, оновлюються в блокчейні кожного разу, коли обробляється транзакція.

Технологія блокчейн дозволяє пропонувати, обробляти та реєструвати такі типи транзакцій за допомогою глобальної мережі волонтерів, які називаються вузлами. Ці комп’ютери працюють разом, щоб в одностайний спосіб гарантувати, що виконані та незмінно збережені в леджері будуть лише дійсні транзакції.

Перш ніж розглядати покроковий процес створення, передачі, перевірки та обробки криптовалютної транзакції, важливо зрозуміти окремі елементи, які забезпечують можливість здійснення таких пірінгових операцій.

Для здійснення криптовалютного платежу необхідні три основні компоненти:

• Криптовалютний гаманець
• Блокчейн-мережа
• Криптовалюта для оплати транзакції/плати за газ у блокчейні

Криптовалютні гаманці можна умовно класифікувати як гарячі або холодні залежно від того, чи підключені вони постійно до Інтернету. 

Гарячі гаманці – це програми, завантажені на настільні комп’ютери, мобільні телефони або інші смарт-пристрої. Вони постійно підключені до Інтернету й дозволяють користувачам швидко отримувати та передавати кошти. 

Холодні гаманці – це апаратні пристрої, такі як спеціальні USB-накопичувачі, які потрібно вручну підключати до смарт-пристрою для здійснення або отримання переказів. На відміну від гарячих гаманців, холодні гаманці не підтримують постійне з’єднання з Інтернетом. Хоча багато хто вважає, що холодні гаманці менш зручні у використанні порівняно з гарячими, їх також вважають значно безпечнішими.

На відміну від паперових купюр у фізичних гаманцях, криптовалюта насправді не зберігається у криптогаманці. 

Криптовалютні активи записуються в блокчейні, а гаманець контролює доступ до цих коштів. У криптогаманці зберігаються адреси, які використовуються для взаємодії з відповідними коштами в блокчейні. Якщо ключі буде втрачено, втрачається і доступ до будь-яких коштів, пов’язаних із цим гаманцем.

Кожен криптогаманець має унікальний публічний (відкритий) і приватний (закритий) ключ. Ключі є важливою частиною криптогаманця і використовуються для: 

• доказу права на володіння коштами в блокчейні;
• цифрового підписання та затвердження вихідних транзакцій;
• створення адрес гаманців для публічного відображення.

За допомогою односторонньої криптографічної формули публічні та приватні ключі гаманця математично пов’язані між собою. Приватний ключ використовується для створення публічного. Одним з основних методів криптографії з відкритим (публічним) ключем, що використовується для генерації ключів для криптогаманців, включно з усіма гаманцями Bitcoin, є криптографія на основі еліптичних кривих (ECC). 

Якщо ви хочете дізнатися більше, ви можете ознайомитися зі статтею Як криптовалюти використовують криптографію? у Навчальному центрі Kraken.

Безпечними ці ключі робить те, що лише особа, яка володіє приватним ключем, може створити публічний ключ і підтвердити право власності на кошти, пов’язані з гаманцем. Криптографія робить практично неможливим завдання розшифрування приватного ключа з публічного.

Ось приклад, який представляє цю концепцію наочно. Уявіть, що у вас є число з мільйона цифр. На основі цього числа з мільйона цифр вам потрібно визначити конкретну пару з двох чисел, які були складені, щоб утворити його. Через усі можливі рішення цієї проблеми пошук правильної комбінації вимагав б величезної кількості проб і помилок. 

Однак щойно рішення буде знайдено, будь-хто у світі зможе легко переконатися самостійно, що ви знайшли правильну відповідь. Адже достатньо просто скласти числа й подивитися, чи збігається сума з числом із мільйона цифр.

Ця складність у пошуку рішення, але легкість його перевірки після знаходження лежить в основі криптографічних транзакцій. Таке використання криптографії дозволяє криптографічним транзакціям працювати – надійно, безпечно та економічно.

Технологія ECC йде ще далі й використовує складну систему ліній, що перетинаються через спеціальний тип кривої на графіку. Кожного разу, коли вона перетинає криву, лінія змінює напрямок перпендикулярно, і так далі. Публічний ключ у цьому випадку – це перша та остання точки, які лінія перетинає після секретної кількості разів.

Приватний ключ у цьому випадку – це секретна кількість рухів, зроблених для переходу від точки A до фінальної точки на кривій.

Крім публічного (відкритого) і приватного (закритого) ключів існує ще й адреса криптогаманця.

Вона створюється шляхом взяття відкритого ключа (який, у свою чергу, був створений із закритого) і пропускання його через криптографічний алгоритм хешування. Це односторонній математичний алгоритм, який бере будь-який вхідний сигнал і перетворює його на випадковий рядок фіксованої довжини з літерно-цифрового коду, який називається хешем. 

Хеш-коди вважаються унікальними й детермінованими. Це означає, що кожен вхідний сигнал створює абсолютно унікальний хеш-код, який є точно таким щоразу, коли його пропускають через алгоритм. 

Так само, як і публічні й приватні ключі, неможливо на основі хеша дізнатися, з яких вхідних даних його створено.

Цей хеш, який служить адресою криптогаманця, люди надають для отримання вхідних криптовалютних транзакцій.

Гарячі гаманці зберігають свої ключі онлайн у програмному забезпеченні гаманця. 

Хоча це надає перевагу, дозволяючи користувачам безперешкодно надсилати й отримувати транзакції, це також робить їх вразливими до атак з боку кіберзлочинців.

Приватні й публічні ключі холодного гаманця зберігаються офлайн у фізичному пристрої.

Це робить онлайн-атаки на холодні гаманці майже неможливими. Проблема полягає в тому, що щоразу, коли користувач бажає здійснити переказ, йому потрібно підключити свій холодний гаманець до комп’ютера або смарт-пристрою.

Для довгострокових власників, які рідко торгують, це не є великою проблемою. Однак для активніших трейдерів, які часто переказують кошти між різними адресами, цей рівень додаткової безпеки може видатися незручним.

Якщо ви хочете дізнатися більше про переваги й недоліки різних методів зберігання криптовалюти, ознайомтеся зі статтею Як зберегти свою криптовалюту в безпеці в Навчальному центрі Kraken.

Блокчейн – це різновид технології розподіленого леджера. Коротко кажучи, блокчейн – це система для запису даних, якою управляє та яку підтримує відкрита спільнота, а не централізований орган влади.

Будь-хто у світі може взяти участь у роботі публічної блокчейн-мережі за наявності доступу до Інтернету й смарт-пристрою. Більшість блокчейн-мереж вживають заходів для «децентралізації» своїх платформ, щоб жодна особа або централізований орган не могли взяти леджер блокчейна під свій контроль.

Люди, які добровільно присвячують час активній участі в блокчейн-мережі, називаються вузлами. Вузли можуть виконувати різноманітні завдання: від ведення повної історії транзакцій до виконання надзвичайно важливого завдання з валідації даних.

Блокчейн можна уявити як віртуальну послідовність коробок (блоків), де кожна коробка містить певну кількість даних. Для криптовалютних мереж дані в цих коробках в основному є інформацією про транзакції – хто що переказав, кому і в який час. 

Коли нові транзакції транслюються в мережу, мають бути створені, перевірені й додані до ланцюга нові блоки, заповнені новими даними. 

Усі блоки, що додаються до блокчейна, стають постійними й незмінними, тобто повернутися назад і змінити інформацію, збережену в завершеному блоці, неможливо. Ось чому такою важливою є валідація даних. Дані будь-яких транзакцій мають одноголосно підтверджуватися всіма вузлами в мережі, щоб гарантувати, що обробляються лише дійсні транзакції. 

Оскільки єдиного органу влади, який би керував мережею, немає, використовується автоматизована система (механізм), яка гарантує, що всі вузли погоджуються з новими даними, які вносяться до блокчейна. Ця система, відома як майнінг у блокчейн-мережах, таких як Bitcoin, має не дозволяти зловмисникам псувати мережу недійсними транзакціями.

Цю систему називають механізмом консенсусу.

Хоча різні блокчейни використовують механізми консенсусу різних типів, усі вони прагнуть однієї мети – підтримувати точну інформацію про право власності й транзакції.

Найпоширенішими системами, що використовуються в криптовалюті, є доказ роботи й доказ частки володіння.

Щоб компенсувати вузлам їхні зусилля, усі користувачі криптовалюти зобов’язані сплачувати комісію (іноді відому як плата за газ) для обробки транзакцій.

Це покриває витрати на обчислення, пов’язані з роботою вузла, і фінансово стимулює його продовжувати працювати в мережі.

Комісії залежать від блокчейна, а також від того, наскільки перевантажена мережа у відповідний момент.

У деяких випадках користувач може додати до комісії за транзакцію «чайові», щоб заохотити валідаторів надати його платежу пріоритет перед іншими в черзі.

Тепер, коли ви розумієте, які компоненти складають процес криптовалютної транзакції, розгляньмо, як працює платіж від початку до кінця.

Описаний нижче процес стосується мережі Bitcoin – окремі деталі можуть дещо відрізнятися в інших блокчейн-мережах, таких як Ethereum, Ripple або Solana. 

Також варто зазначити, що майже всі наведені нижче кроки виконуються автоматично основним кодом протоколу Bitcoin та мережевими вузлами. Користувачу Bitcoin достатньо ввести суму в криптовалюті, яку він хоче надіслати, скопіювати та вставити публічну адресу гаманця отримувача та натиснути кнопку «надіслати».

Процес надсилання транзакції складається з трьох фаз:

1. Створення транзакції
2. Трансляція
3. Закриття

Нижче наведено приклад різних кроків, які відбуваються в блокчейні Bitcoin. Цей процес дозволяє протоколу Bitcoin функціонувати як системі пірінгових електронних переказів.

Припустимо, що Бен вже пройшов процес купівлі Bitcoin і тепер хоче надіслати Олівії 1 Bitcoin (BTC). Пам’ятайте, що Бен може надсилати менші одного Bitcoin (його складові частини називаються сатоші), але для простоти ми використовуватимемо повний Bitcoin.

1. Олівія надсилає Бену свою публічну адресу гаманця.
2. Бен бере публічну адресу гаманця Олівії і створює повідомлення про транзакцію, яке містить інформацію про заплановану операцію (звідки походить один Bitcoin Бена, куди він йде, яку решту має отримати Бен у формі UTXO і якою є сума комісії).
3. Це повідомлення про транзакцію проходить через криптографічний алгоритм хешування, який зменшує його до унікального коду фіксованої довжини.
4. Бен шифрує отриманий хеш-код своїм приватним ключем, щоб створити цифровий підпис для транзакції. Таким чином, Бен доводить Олівії та блокчейн-мережі, що він надіслав транзакцію і що вона не була підроблена під час транспортування.
5. Бен надсилає Олівії оригінальне повідомлення про транзакцію та цифровий підпис.
6. Олівія розшифровує цифровий підпис, використовуючи публічний ключ Бена, щоб отримати хеш повідомлення про транзакцію.
7. Олівія потім пропускає оригінальне повідомлення про транзакцію через той же криптографічний алгоритм хешування, щоб отримати хеш, і порівнює його зі значенням хешу, виявленим на попередньому кроці.
8. Хеш-значення мають бути ідентичними, що доводить, що Бен надіслав транзакцію і вона не була спотворена під час транспортування. Будь-яка зміна в деталях транзакції призведе до зовсім іншого хешу й покаже мережі, що хтось намагався підробити транзакцію.

Тепер, коли Олівія переконалася, що транзакція, надіслана від Бена, є дійсною, її потрібно транслювати в мережу, щоб усі вузли могли перевірити цю інформацію.

1. Повідомлення про транзакцію та цифровий підпис спочатку надсилаються до восьми вузлів. Кожен вузол потім передає цю інформацію до семи інших вузлів у мережі.
2. Це триває до тих пір, поки кожен вузол у блокчейн-мережі не отримає та незалежно не перевірить транзакцію.
3. Після перевірки всіма вузлами в мережі транзакції, що очікують обробки та підтвердження, зберігаються в так званому мемпулі (від англ. mempool, тобто пул пам’яті).

Залежно від типу механізму консенсусу, що використовується відповідним блокчейном, обирається один вузол валідатора, щоб запропонувати новий блок, заповнений транзакціями з мемпулу.

Відповідно до механізму консенсусу з доказом роботи, після вибору валідатора в процесі майнінга інші вузли в мережі спочатку повинні довести, що вони виграли в змаганні за хешування, перш ніж вони зможуть запропонувати новий блок. Якщо ви хочете дізнатися більше про цей процес, ви можете ознайомитися зі статтею Що таке майнінг Bitcoin? у Навчальному центрі Kraken.

Якщо блок, що містить транзакцію Бена до Олівії, буде додано до блокчейна, він вважатиметься одноразово підтвердженою транзакцією. Для кожного блоку, що додається до блокчейна після цього блоку, транзакція Бена отримує додаткові підтвердження. Додаткові раунди підтверджень допомагають підвищити впевненість у точності транзакції в мережі.

Хоча деякі криптогаманці вважають транзакцію успішною після одного підтвердження, інші гаманці, такі як гаманці Bitcoin, зазвичай вимагають до шести підтверджень. Оскільки в мережі Bitcoin один блок додається приблизно кожні десять хвилин, шість підтверджень для повного врегулювання можуть зайняти близько години.

Тепер, коли ви дізналися, як працюють криптовалютні транзакції, чи готові ви зробити наступний крок у своїй криптовалютній подорожі?

Натисніть кнопку нижче, щоб створити обліковий запис і купити криптовалюту на Kraken уже сьогодні!