Тимур Машнин - Введение в технологию Блокчейн

Для Чака это кажется хорошей действительной транзакцией, и теперь он якобы является владельцем монеты.

Боб и Чак, оба теперь утверждают, что являются владельцем этой монеты.

Это называется атакой двойной траты – Алиса тратит одну и ту же монету дважды.

Интуитивно мы знаем, что монеты не должны работать таким образом.

Фактически, атаки с двойным расходованием являются одной из ключевых проблем, которые необходимо решить любой из криптовалют.

GoofyCoin не решает проблему двойного расходования, и поэтому она не защищена.

GoofyCoin – это простая криптовалюта, и ее механизм передачи монет на самом деле очень похож на биткойн, но поскольку она небезопасна, она не может использоваться как реальная криптовалюта.

Чтобы решить проблему с двойным расходованием, мы разработаем еще одну криптовалюту, которую мы назовем ScroogeCoin.

ScroogeCoin построена на основе GoofyCoin, но она немного сложнее с точки зрения структуры данных.

Первая ключевая идея заключается в том, что первоначальный объект Scrooge публикует бухгалтерскую книгу, в которую можно только добавлять записи, и которая содержит историю всех транзакций, которые произошли.

Свойство только добавления записей обеспечивает то, что любые данные, записанные в эту книгу, останутся навсегда.

Если книга действительно обладает свойством только добавления записей, мы можем использовать ее для защиты от двойного расходования, требуя, чтобы все транзакции были записаны в книге, прежде чем они будут приняты.

Таким образом, транзакции будут общедоступны для просмотра, если монеты были ранее отправлены другому владельцу.

Чтобы реализовать эту функцию только добавления, Scrooge может построить цепочку блоков, структуру данных, которую мы уже видели, и которую он будет подписывать цифровой подписью.

Это серия блоков данных, каждый с одной транзакцией, на практике, в качестве оптимизации, помещается несколько транзакций в один и тот же блок, как у биткойна.

Каждый блок содержит идентификатор транзакции, содержимое транзакции и хэш указатель на предыдущий блок.

Scrooge в цифровой форме подписывает также и последний хэш-указатель, который связывает все данные в единую структуру и публикует подпись вместе с цепочкой блоков.

В ScroogeCoin транзакция учитывается только в том случае, если она находится в цепочке блоков, подписанной Scrooge.

Любой может убедиться, что транзакция была одобрена Scrooge, проверив подпись Scrooge для блока, который появляется в цепочке.

Скрудж гарантирует, что он не одобрит транзакцию, которая пытается дважды потратить уже потраченную монету.

Зачем нам нужна цепочка блоков с хэш указателями в дополнение к тому, что Scrooge подписывает каждый блок?

Это обеспечивает свойство только добавления.

Если Scrooge попытается добавить или удалить транзакцию в истории, или изменить существующую транзакцию, это затронет все следующие блоки из-за хэш указателей.

Так как кто-то может отследить последний хэш-указатель, опубликованный Scrooge, это изменение будет очевидно и его легко обнаружить.

В системе, где бы Scrooge подписывал блоки по отдельности, вам бы нужно было отслеживать каждую подпись Scrooge, когда-либо выпущенную.

Цепочка блоков делает это очень легко, создавая единую историю транзакций, подписанную Скруджем.

В ScroogeCoin существует два вида транзакций.

Первый вид – это CreateCoins, которая аналогична операции GoofyCoin, которая делает новую монету.

В ScroogeCoin мы расширим немного семантику, чтобы разрешить создание нескольких монет в одной транзакции.

Эта транзакция CreateCoins создает несколько монет.

Каждая монета имеет серийный номер в транзакции.

И каждая монета также имеет значение, а именно стоимость как определенное количество ScroogeCoins.

И наконец, каждая монета имеет получателя, который является открытым ключом и который получает монету, когда она создана.

Таким образом, CreateCoins создает кучу новых монет с разными значениями и присваивает их разным получателям как первоначальным владельцам.

Мы ссылаемся на монеты с помощью CoinID.

CoinID – это комбинация идентификатора транзакции и серийного номера монеты в рамках этой транзакции.

Транзакция CreateCoins всегда действительна по определению, если она подписана Scrooge.

Мы не будем беспокоиться о том, когда Scrooge имеет право создавать монеты или сколько их создавать, точно так же, как мы не беспокоились в GoofyCoin о том, как Гуфи выбирается как сущность, которой позволено создавать монеты.

Второй вид транзакции – это PayCoins.

Эта транзакция потребляет несколько монет, то есть уничтожает их, и тут же создает новые монеты той же стоимостью.

Новые монеты могут принадлежать разным людям (публичным ключам).

Эта транзакция должна быть подписана всеми, кто платит монетой.

Поэтому, если вы являетесь владельцем одной из монет, которая будет потребляться в этой транзакции, тогда вам необходимо создать цифровую подпись этой транзакции, чтобы сказать, что вы действительно потратили эту монету.

Правила ScroogeCoin говорят, что транзакция PayCoins действительна, если действительны четыре вещи:

Используемые монеты являются валидными, то есть они действительно были созданы в предыдущих транзакциях.

Расходуемые монеты еще не были использованы в каких-либо предыдущих транзакциях. То есть, это не двойное расходование.

Общая стоимость монет, выходящих из этой транзакции, равна суммарному значению монет, которые вошли в транзакцию. То есть, только Scrooge может создать новую монету.

Транзакция действительно подписана владельцами всех потребляемых монет.

Если все эти условия выполнены, тогда транзакция PayCoins валидна, и Scrooge ее примет.

Он впишет эту транзакцию в историю, добавив ее в цепочку блоков, после чего каждый сможет увидеть, что эта транзакция случилась.

Только в этот момент все участники смогут принять, что транзакция на самом деле была произведена.

Пока она не будет опубликована, она может быть вытеснена транзакцией двойной траты, даже если она валидна в силу первых трех условий.

Монеты в этой системе неизменяемы – они никогда не меняются, не делятся и не объединяются.

Каждая монета создана один раз, в одной транзакции, и позже потребляется в какой-либо другой транзакции.

Но мы можем получить возможность делить или объединять монеты с помощью транзакций.