Jak działają transakcje kryptowalutowe?

Kryptowaluta to całkowicie cyfrowa forma wartości, niezależna od kontroli jakiejkolwiek pojedynczej osoby, firmy czy rządu.  

W przeciwieństwie do tradycyjnych walut, w przypadku których środki na koncie cyfrowym można wymienić na fizyczne banknoty, transakcje kryptowalutowe są po prostu wpisami danych zapisanymi w niezmiennym, rozproszonym rejestrze, nazywanym blockchainem.

Na popularnych blockchainach, takich jak Bitcoin, Ethereum i Algorand, między użytkownikami faktycznie nie są wymieniane żadne kryptowaluty. Zamiast tego za każdym razem, gdy transakcja jest przetwarzana, na blockchainie aktualizowane są dane dotyczące własności powiązane z portfelami kryptowalutowymi obu stron.

Technologia blockchain umożliwia proponowanie, przetwarzanie i rejestrowanie tego typu transakcji przez globalną sieć wolontariuszy – nazywanych “węzłami”. Te komputery współpracują ze sobą, aby jednomyślnie zapewnić realizację wyłącznie prawidłowych transakcji i ich niezmienny zapis w rejestrze.

Zanim przejdziemy do szczegółowego omówienia procesu tworzenia, rozgłaszania, weryfikowania i przetwarzania transakcji kryptowalutowej, warto zrozumieć poszczególne elementy, dzięki którym tego typu transakcje Peer-to-Peer są możliwe.

Do zrealizowania płatności kryptowalutowej potrzebne są trzy podstawowe elementy:

• portfel kryptowalutowy
• sieć blockchain
• kryptowaluta na opłacenie transakcji blockchainowej/opłaty za gaz

Portfele kryptowalutowe można ogólnie podzielić na gorące portfele i zimne portfele, w zależności od tego, czy są stale połączone z internetem. 

Gorące portfele to oprogramowanie pobierane na komputery stacjonarne, telefony komórkowe lub inne inteligentne urządzenia. Są one stale połączone z internetem i pozwalają użytkownikom szybko odbierać i przelewać środki. 

Zimne portfele to urządzenia sprzętowe, takie jak specjalistyczne pamięci USB, które trzeba ręcznie podłączyć do inteligentnego urządzenia, aby wykonać lub odebrać przelew. W przeciwieństwie do gorących portfeli zimne portfele nie utrzymują stałego połączenia z internetem. Choć wiele osób uważa, że zimne portfele są mniej wygodne w użyciu niż gorące portfele, uznaje się je za znacznie bezpieczniejsze.

W przeciwieństwie do papierowych banknotów w portfelach z gotówką kryptowaluta nie jest faktycznie przechowywana w portfelu kryptowalutowym. 

Posiadane aktywa w kryptowalutach są zapisywane na blockchainie, a dostęp do tych środków jest kontrolowany za pomocą portfela. Portfel kryptowalutowy przechowuje adresy używane do interakcji z przypisanymi do niego środkami na blockchainie. W przypadku utraty kluczy traci się również dostęp do wszelkich środków powiązanych z portfelem.

Każdy portfel kryptowalutowy ma własny, unikalny klucz publiczny i klucz prywatny. Klucze są niezbędnym elementem portfela kryptowalutowego i służą do: 

• potwierdzania, kto jest właścicielem środków na blockchainie
• cyfrowego podpisywania i zatwierdzania przelewów wychodzących
• tworzenia publicznie dostępnych adresów portfela

Za pomocą jednokierunkowej formuły kryptograficznej klucze publiczny i prywatny portfela są ze sobą matematycznie powiązane. Klucz prywatny służy do utworzenia klucza publicznego. Kryptografia oparta na krzywych eliptycznych (ECC) jest jedną z głównych metod kryptografii klucza publicznego stosowanych do generowania kluczy do portfeli kryptowalutowych, w tym wszystkich portfeli Bitcoin. 

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z artykułem w Centrum Wiedzy Kraken Jak kryptowaluty wykorzystują kryptografię?

Bezpieczeństwo tych kluczy wynika z tego, że tylko osoba posiadająca klucz prywatny może utworzyć klucz publiczny i potwierdzić własność środków powiązanych z portfelem. Kryptografia sprawia, że praktycznie niemożliwe jest odtworzenie klucza prywatnego na podstawie klucza publicznego.

Oto przykład, który pomoże zobrazować tę koncepcję. Wyobraź sobie liczbę składającą się z miliona cyfr. Na podstawie tej milionocyfrowej liczby musisz zidentyfikować konkretną parę dwóch liczb, które po dodaniu dały ten wynik. Ze względu na ogromną liczbę możliwych rozwiązań znalezienie właściwej kombinacji wymagałoby bardzo wielu prób i błędów. 

Gdy jednak rozwiązanie zostanie znalezione, każda inna osoba na świecie może z łatwością samodzielnie zweryfikować, czy udało Ci się znaleźć właściwą odpowiedź. Wystarczy dodać do siebie te liczby i sprawdzić, czy wynik odpowiada milionocyfrowej liczbie.

Ta trudność w znalezieniu rozwiązania, przy jednoczesnej łatwości jego sprawdzenia po znalezieniu, leży u podstaw transakcji kryptowalutowych. To właśnie wykorzystanie kryptografii pozwala przeprowadzać transakcje kryptowalutowe w sposób niezawodny, bezpieczny i ekonomiczny.

ECC idzie o krok dalej, wykorzystując złożony system linii przecinających specjalny rodzaj krzywej na wykresie. Za każdym razem, gdy linia przecina krzywą, zmienia kierunek prostopadle i tak dalej. W tym przypadku klucz publiczny stanowią pierwszy i ostatni punkt, przez który przechodzi linia po określonej, tajnej liczbie przecięć.

W tym przypadku klucz prywatny to tajna liczba ruchów potrzebnych do przejścia od punktu A do ostatniego punktu na krzywej.

Oprócz kluczy publicznego i prywatnego istnieje również adres portfela kryptowalutowego.

Tworzy się go, przepuszczając klucz publiczny (który z kolei został utworzony na podstawie klucza prywatnego) przez kryptograficzny algorytm haszujący. Jest to kolejny rodzaj jednokierunkowego algorytmu matematycznego, który przyjmuje dowolne dane wejściowe i przekształca je w losowy ciąg znaków alfanumerycznych o stałej długości, nazywany “hashem”. 

Mówi się, że kody hash są “unikalne” i “deterministyczne”. Oznacza to, że każde dane wejściowe tworzą całkowicie unikalny kod hash, który za każdym razem ma dokładnie taką samą wartość po przepuszczeniu przez algorytm. 

Podobnie jak w przypadku kluczy publicznych i prywatnych, nie można wyświetlić hasha i dowiedzieć się, jakie dane wejściowe go utworzyły.

Ten hash, który służy jako adres portfela kryptowalutowego, jest udostępniany przez użytkowników w celu otrzymywania przychodzących transakcji kryptowalutowych.

Gorące portfele przechowują klucze on-line w samym oprogramowaniu portfela. 

Choć pozwala to użytkownikom bez przeszkód wysyłać i odbierać transakcje w dowolnym momencie, jednocześnie naraża ich na ataki cyberprzestępców.

Klucze prywatny i publiczny zimnego portfela są przechowywane w trybie offline na fizycznym urządzeniu.

Sprawia to, że ataki on-line na zimne portfele są niemal niemożliwe. Kompromis polega jednak na tym, że za każdym razem, gdy użytkownik chce wykonać przelew, musi podłączyć zimny portfel do komputera lub inteligentnego urządzenia.

Dla posiadaczy długoterminowych, którzy rzadko handlują, nie stanowi to większego problemu. Jednak aktywniejsi traderzy, którzy często przelewają środki między różnymi adresami, mogą uznać ten dodatkowy poziom bezpieczeństwa za uciążliwy.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o różnych zaletach i wadach metod przechowywania kryptowalut, zapoznaj się z artykułem w Centrum Wiedzy Kraken Jak bezpiecznie przechowywać kryptowaluty.

Blockchain to rodzaj technologii rozproszonego rejestru. W skrócie blockchain to system rejestrowania danych zarządzany i utrzymywany przez otwartą społeczność, a nie przez pojedynczy organ.

Każdy na świecie może uczestniczyć w obsłudze publicznej sieci blockchain, jeśli ma dostęp do internetu i inteligentnego urządzenia. Większość sieci blockchain podejmuje działania mające na celu „decentralizację” platform, dbając o to, aby żadna pojedyncza osoba ani centralny organ nie mogły przejąć kontroli nad rejestrem blockchaina.

Osoby, które dobrowolnie poświęcają czas na aktywne uczestnictwo w sieci blockchain, są nazywane „węzłami”. Węzły mogą wykonywać różne zadania — od utrzymywania pełnej historii transakcji po niezwykle ważne zadanie walidacji danych.

Blockchain można postrzegać jako wirtualny ciąg pudełek (czyli „bloków”), z których każde zawiera określoną ilość danych. W przypadku sieci kryptowalutowych dane w tych pudełkach to głównie informacje o transakcjach – kto, co i komu przekazał oraz kiedy. 

Gdy nowe transakcje są rozgłaszane w sieci, trzeba utworzyć nowe bloki, wypełnić je nowymi danymi, zweryfikować je i dodać do łańcucha. 

Wszystkie bloki dodane do blockchaina są trwałe i niezmienne, co oznacza, że nie można wrócić do zakończonego bloku i zmienić zapisanych w nim informacji. Dlatego walidacja danych odgrywa tak ważną rolę. Wszystkie dane transakcji muszą zostać jednogłośnie zweryfikowane przez wszystkie węzły w sieci, aby mieć pewność, że przetwarzane są wyłącznie prawidłowe transakcje. 

Ponieważ siecią nie zarządza jeden organ, stosuje się automatyczny system, który zapewnia zgodność wszystkich węzłów co do nowych danych zapisywanych w blockchainie. Ten system, znany jako wydobywanie w sieciach blockchain takich jak Bitcoin, ma zniechęcać złośliwe podmioty do zakłócania działania sieci za pomocą nieprawidłowych transakcji.

System ten jest znany jako mechanizm konsensusu.

Chociaż różne blockchainy używają różnych rodzajów mechanizmów konsensusu, wszystkie dążą do tego samego celu — utrzymywania dokładnych informacji dotyczących własności i transakcji.

Proof-of-Work i Proof-of-Stake to najczęściej stosowane systemy w przypadku kryptowalut.

Aby wynagrodzić węzły za ich wysiłek, wszyscy użytkownicy kryptowalut muszą uiścić opłatę sieciową (za transakcję), aby ich płatności mogły zostać przetworzone. Opłata ta jest czasami nazywana opłatą za gaz.

Pokrywa ona koszty obliczeniowe związane z obsługą węzła i stanowi finansową zachętę do dalszego działania w sieci.

Opłaty mogą się różnić w zależności od blockchaina, a także od stopnia przeciążenia sieci w danym momencie.

W niektórych przypadkach użytkownicy mogą doliczyć napiwek do opłaty za transakcję, aby zachęcić walidatorów do nadania ich płatnościom priorytetu przed innymi płatnościami w kolejce.

Skoro wiadomo już, jakie elementy składają się na proces transakcji kryptowalutowej, przyjrzyjmy się temu, jak działa płatność od początku do końca.

Poniższy proces dotyczy sieci Bitcoin — niektóre szczegóły będą się nieznacznie różnić w innych sieciach blockchain, takich jak Ethereum, Ripple czy Solana. 

Warto również zauważyć, że niemal wszystkie opisane poniżej czynności są wykonywane automatycznie przez kod leżący u podstaw protokołu Bitcoin oraz węzły sieci. Użytkownik Bitcoin musi jedynie wprowadzić ilość kryptowaluty, którą chce wysłać, skopiować i wkleić publiczny adres portfela odbiorcy, a następnie nacisnąć przycisk wysyłania.

Proces wysyłania transakcji składa się z trzech etapów:

1. Wykonywanie transakcji
2. Rozgłaszanie
3. Rozliczenie

Poniżej przedstawiono przykład poszczególnych etapów zachodzących w blockchainie Bitcoin. Proces ten umożliwia działanie Bitcoin jako systemu elektronicznej gotówki Peer-to-Peer.

Załóżmy, że Ben przeszedł już proces kupowania Bitcoinów i chce teraz wysłać Olivii 1 Bitcoin (BTC). Pamiętaj, że Ben może wysłać mniejsze jednostki Bitcoina, nazywane satoshi, ale dla uproszczenia użyjemy całego Bitcoina.

1. Olivia wysyła Benowi swój publiczny adres portfela.
2. Ben pobiera publiczny adres portfela Olivii i tworzy komunikat transakcji zawierający informacje o planowanej transakcji (skąd pochodzi jeden Bitcoin Bena, dokąd jest wysyłany, jaka kwota reszty powinna zostać zwrócona Benowi w formie UTXO oraz jaka jest dołączona kwota opłaty).
3. Komunikat transakcji jest przetwarzany za pomocą kryptograficznego algorytmu haszującego, który zamienia go na unikalny kod o stałej długości.
4. Ben szyfruje otrzymany kod hash za pomocą swojego klucza prywatnego, aby utworzyć podpis cyfrowy transakcji. W ten sposób Ben potwierdza Olivii i sieci blockchain, że wysłał transakcję i że nie została ona zmodyfikowana podczas przesyłania.
5. Ben wysyła Olivii oryginalny komunikat transakcji i podpis cyfrowy.
6. Olivia odszyfrowuje podpis cyfrowy za pomocą klucza publicznego Bena, ujawniając hash komunikatu transakcji.
7. Następnie Olivia przepuszcza oryginalny komunikat transakcji przez ten sam kryptograficzny algorytm haszujący, aby uzyskać hash, i porównuje go z ujawnioną wartością hash z poprzedniego kroku.
8. Oba hashe powinny być identyczne, co potwierdza, że Ben wysłał transakcję i nie została ona uszkodzona podczas przesyłania. Każda zmiana szczegółów transakcji  spowodowałaby powstanie zupełnie innego hasha i pokazałaby sieci, że ktoś próbował zmodyfikować transakcję.

Teraz, gdy Olivia mogła zweryfikować, że transakcja wysłana przez Bena jest prawidłowa, należy ją rozgłosić w sieci, aby wszystkie węzły mogły zweryfikować te informacje.

1. Komunikat transakcji i podpis cyfrowy są początkowo wysyłane do maksymalnie ośmiu węzłów. Każdy węzeł przekazuje następnie te informacje maksymalnie siedmiu innym węzłom w sieci.
2. Proces ten trwa do momentu, aż każdy węzeł w sieci blockchain otrzyma transakcję i niezależnie ją zweryfikuje.
3. Po zweryfikowaniu przez wszystkie węzły w sieci oczekujące i niepotwierdzone transakcje są przechowywane w tak zwanym mempoolu – skrócie od „memory pool” (puli pamięci).

W zależności od rodzaju mechanizmu konsensusu używanego przez daną sieć blockchain wybierany jest pojedynczy węzeł walidatora, który proponuje nowy blok wypełniony transakcjami z mempoola.

W przypadku walidatorów proof-of-work, po wybraniu zwycięskiego walidatora w procesie wydobywania pozostałe węzły w sieci muszą najpierw potwierdzić jego zwycięstwo w konkursie haszowania, zanim będzie on mógł zaproponować nowy blok. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym procesie, przeczytaj artykuł w Centrum Wiedzy Kraken Czym jest wydobywanie bitcoinów?

Po dodaniu do blockchaina bloku zawierającego transakcję Bena do Olivii będzie ona uznawana za pojedynczo potwierdzoną transakcję. Za każdy blok dodany do blockchaina po tym bloku transakcja Bena zyska kolejne potwierdzenia. Kolejne rundy potwierdzeń pomagają  zwiększyć pewność poprawności transakcji w sieci.

Chociaż niektóre portfele kryptowalut uznają transakcję za pomyślną po jednym potwierdzeniu, inne portfele – na przykład portfele Bitcoin – zazwyczaj wymagają maksymalnie sześciu potwierdzeń. Przy czasie tworzenia bloku Bitcoin wynoszącym jeden blok na dziesięć minut osiągnięcie pełnego rozliczenia po sześciu potwierdzeniach może zająć około godziny.

Skoro wiesz już, jak działają transakcje kryptowalutowe, czy chcesz zrobić kolejny krok na swojej drodze w świecie krypto?

Kliknij poniższy przycisk, aby utworzyć konto i kupić krypto na Krakenie już dziś!