TRANSAKCJE BLOCKCHAIN: OD PODPISU DO POTWIERDZENIA

Transakcja blockchain to proces, w którym dane lub zasoby są przesyłane od jednego uczestnika do drugiego za pośrednictwem zdecentralizowanej sieci. Powszechnie kojarzone z kryptowalutami, takimi jak Bitcoin i Ethereum, transakcje blockchain stanowią kluczowy element technologii zdecentralizowanego rejestru (DLT). Ale co tak naprawdę dzieje się za kulisami, gdy transakcja jest zawierana? Przyjrzyjmy się temu szczegółowo — od podpisu kryptograficznego do ostatecznego potwierdzenia na blockchainie.

Ogólnie rzecz biorąc, transakcja blockchain obejmuje kilka etapów:

1. Utworzenie i podpisanie transakcji: Nadawca inicjuje transakcję i „podpisuje” ją kluczem prywatnym, udowadniając, że ma uprawnienia do przeniesienia zasobu cyfrowego.
2. Rozgłaszanie: Podpisana transakcja jest rozgłaszana do sieci blockchain peer-to-peer.
3. Walidacja: Węzły sieciowe (komputery, które utrzymują blockchain) weryfikują transakcję pod kątem autentyczności i poprawnego formatowania.
4. Dołączenie do bloku: Zweryfikowane transakcje są kompilowane w bloki przez górników (w systemach Proof of Work) lub walidatorów (w Proof of Stake), w zależności od mechanizmu konsensusu sieci.
5. Potwierdzenie: Po zatwierdzeniu bloku Po dodaniu do blockchaina bloku zawierającego transakcję, transakcja jest uznawana za potwierdzoną. Dodatkowe potwierdzenia są dodawane w miarę dodawania kolejnych bloków.

Każdy z tych kroków wymaga zaawansowanej technologii, która zapewnia przejrzystość, bezpieczeństwo i niezmienność, co jest podstawową zaletą systemów blockchain. W tym szczegółowym przewodniku omówimy każdy z tych etapów, aby zrozumieć, jak faktycznie działają transakcje blockchain od początku do końca.

Każda transakcja w blockchainie rozpoczyna się od podpisu cyfrowego. Ten proces kryptograficzny zapewnia zarówno autentyczność, jak i integralność transakcji. Oto jak to działa:

Kryptografia klucza prywatnego i publicznego

Każdy użytkownik blockchaina posiada klucz prywatny i odpowiadający mu klucz publiczny. Klucz prywatny musi być znany tylko właścicielowi, podczas gdy klucz publiczny może być udostępniany otwarcie. Kiedy chcesz przesłać aktywa lub informacje w blockchainie – takie jak kryptowaluty – „podpisujesz” transakcję swoim kluczem prywatnym. W ten sposób powstaje unikalny podpis cyfrowy.

Inne węzły w sieci użyją następnie Twojego klucza publicznego do weryfikacji podpisu. Jeśli transakcja jest zgodna z podpisanymi danymi, można mieć pewność, że została autoryzowana przez właściciela klucza prywatnego i że transakcja nie została zmieniona.

Struktura transakcji blockchain

Transakcja blockchain zazwyczaj zawiera następujące elementy:

• Dane wejściowe: Informacje o tym, w jaki sposób nadawca uzyskał transferowane środki lub aktywa (np. poprzedni identyfikator transakcji).
• Dane wyjściowe: Adres(y) docelowy(e) i wysyłana kwota(y).
• Podpis cyfrowy: Dowód autoryzacji transakcji przez nadawcę.
• Klucz publiczny: Umożliwia uczestnikom sieci weryfikację podpisu.

W sieciach takich jak Bitcoin proces podpisu cyfrowego opiera się na algorytmie podpisu cyfrowego krzywej eliptycznej (ECDSA). Z drugiej strony Ethereum często korzysta ze schematu SECP256k1.

Znaczenie podpisu

Bez podpisu cyfrowego blockchain nie posiadałby żadnego mechanizmu weryfikacji legalności transakcji. Podpis wiąże transakcję z kluczem prywatnym nadawcy, co gwarantuje, że nikt inny nie może jej sfałszować ani zmienić w trakcie jej przesyłania.

Zagadnienia bezpieczeństwa

Klucz prywatny musi być bezpiecznie przechowywany, zazwyczaj za pomocą portfeli sprzętowych, bezpiecznych portfeli programowych lub innych mechanizmów kryptograficznych. W przypadku jego naruszenia, osoby atakujące mogą inicjować oszukańcze transakcje, których odwrócenie jest praktycznie niemożliwe.

Węzły blockchain akceptują do walidacji tylko podpisane transakcje. Zapewnia to decentralizację, zapobiega podwójnemu wydawaniu i zwiększa bezpieczeństwo w całej sieci.

W istocie etap podpisywania to etap autoryzacji w każdym procesie transakcji blockchain. Bez niego system nie byłby bezpieczny i nie budziłby zaufania.

Po prawidłowym podpisaniu transakcji blockchain przechodzi ona do etapu walidacji. W tym momencie jest ona rozgłaszana do szerszej sieci blockchain, gdzie oczekuje na potwierdzenie przez innych uczestników sieci, zwanych walidatorami lub górnikami – w zależności od algorytmu konsensusu.

Rozgłaszanie w sieci

Po podpisaniu transakcja jest wysyłana do węzła w sieci blockchain. Węzeł ten następnie propaguje ją, czyli rozgłasza, do swoich węzłów w efekcie domina. W rezultacie wszystkie węzły otrzymują kopię transakcji i rozpoczynają jej weryfikację.

Weryfikacja

Każdy węzeł niezależnie sprawdza transakcję, aby upewnić się, że:

• Struktura transakcji jest rzeczywiście prawidłowa (poprawnie sformatowana).
• Podpis cyfrowy jest poprawny i weryfikowalny za pomocą klucza publicznego nadawcy.
• Nadawca posiada wystarczające środki/zasoby, aby dokonać przelewu (zweryfikowane na podstawie poprzednich transakcji).
• Te same dane wejściowe nie zostały wcześniej wydane (zapobiega podwójnemu wydaniu).

Tylko transakcje, które spełniają wszystkie kryteria, są uznawane za prawidłowe i umieszczane w kolejce do włączenia do bloku.

Modele konsensusu

Sieci blockchain działają w oparciu o mechanizmy konsensusu w celu uzgadniania prawidłowych transakcji. Dwa najpopularniejsze modele to:

• Proof of Work (PoW): Górnicy rywalizują ze sobą, rozwiązując złożone zagadki matematyczne. Zwycięski górnik dodaje blok do łańcucha i otrzymuje nagrodę.
• Proof of Stake (PoS): Walidatorzy są wybierani na podstawie liczby tokenów, które stawiają. Proponują i potwierdzają bloki w mniej energochłonnym procesie niż PoW.

W obu modelach cel jest ten sam: uwzględnienie prawidłowych transakcji w blockchainie, a odrzucenie nieprawidłowych lub złośliwych.

Pule transakcji (Mempool)

Zweryfikowane transakcje nie są potwierdzane natychmiast. Zazwyczaj trafiają do tymczasowego obszaru przejściowego zwanego „mempool”, gdzie czekają na wybór do włączenia do bloku. Transakcje o wyższych opłatach są często priorytetowo traktowane przez górników lub walidatorów, ponieważ oferują lepsze zachęty.

Oczekujące a potwierdzone

Transakcja w puli pamięci jest uważana za „oczekującą”. Staje się „potwierdzona” dopiero po pomyślnym wydobyciu lub walidacji bloku, który ją zawiera, i dodaniu go do rejestru blockchain.

Ten rozproszony mechanizm walidacji sprawia, że ​​blockchainy są odporne na oszustwa i scentralizowaną kontrolę. Wymagając konsensusu od wielu niezależnych węzłów, blockchainy zachowują zaufanie w zdecentralizowanym ekosystemie.