Bitcoin: Ένα ομότιμο ηλεκτρονικό σύστημα μετρητών

Περίληψη

Μια αμιγώς ομότιμη (peer-to-peer) εκδοχή των ηλεκτρονικών μετρητών θα επέτρεπε τις ηλεκτρονικές πληρωμές να αποστέλλονται απευθείας από το ένα μέρος στο άλλο χωρίς να περνούν από χρηματοπιστωτικό ίδρυμα.Οι ψηφιακές υπογραφές αποτελούν μέρος της λύσης, αλλά τα κύρια οφέλη χάνονται εάν εξακολουθεί να απαιτείται ένα αξιόπιστο τρίτο μέρος για την αποφυγή διπλής δαπάνης. Προτείνουμε μια λύση στο πρόβλημα της διπλής δαπάνης χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο peer-to-peer. Το δίκτυο χρονοσφραγίζει τις συναλλαγές κατακερματίζοντάς τες σε μια συνεχή αλυσίδα απόδειξης εργασίας με βάση το hash, σχηματίζοντας ένα αρχείο που δεν μπορεί να αλλάξει χωρίς την επανάληψη της απόδειξης εργασίας. Η μεγαλύτερη αλυσίδα όχι μόνο χρησιμεύει ως απόδειξη της ακολουθίας των γεγονότων που παρατηρήθηκαν, αλλά και ως απόδειξη ότι προήλθε από τη μεγαλύτερη δεξαμενή ισχύος της CPU. Εφόσον η πλειοψηφία της ισχύος της CPU ελέγχεται από κόμβους που δεν συνεργάζονται για να επιτεθούν στο δίκτυο, θα δημιουργήσουν τη μεγαλύτερη αλυσίδα και θα ξεπεράσουν τους επιτιθέμενους. Το ίδιο το δίκτυο απαιτεί ελάχιστη δομή. Τα μηνύματα μεταδίδονται με βάση την καλύτερη δυνατή προσπάθεια και οι κόμβοι μπορούν να φύγουν και να επανέλθουν στο δίκτυο κατά βούληση, αποδεχόμενοι τη μεγαλύτερη αλυσίδα απόδειξης εργασίας ως απόδειξη του τι συνέβη ενώ έλειπαν.

Εισαγωγή

Το εμπόριο στο Διαδίκτυο έχει καταλήξει να βασίζεται σχεδόν αποκλειστικά σε χρηματοπιστωτικά ιδρύματα που χρησιμεύουν ως αξιόπιστα τρίτα μέρη για την επεξεργασία ηλεκτρονικών πληρωμών. Ενώ το σύστημα λειτουργεί αρκετά καλά για τις περισσότερες συναλλαγές, εξακολουθεί να πάσχει από τις εγγενείς αδυναμίες του μοντέλου που βασίζεται στην εμπιστοσύνη. Οι εντελώς μη αναστρέψιμες συναλλαγές δεν είναι πραγματικά δυνατές, καθώς τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα δεν μπορούν να αποφύγουν τις διαμεσολαβητικές διαφορές. Το κόστος της διαμεσολάβησης αυξάνει το κόστος συναλλαγής, περιορίζοντας το ελάχιστο πρακτικό μέγεθος συναλλαγής και αποκόπτοντας τη δυνατότητα για μικρές περιστασιακές συναλλαγές και υπάρχει ευρύτερο κόστος στην απώλεια της ικανότητας πραγματοποίησης μη αναστρέψιμων πληρωμών για μη αναστρέψιμες υπηρεσίες. Με τη δυνατότητα αντιστροφής, η ανάγκη για εμπιστοσύνη εξαπλώνεται. Οι έμποροι πρέπει να είναι επιφυλακτικοί με τους πελάτες τους, ενοχλώντας τους για περισσότερες πληροφορίες από ό, τι θα χρειάζονταν διαφορετικά. Ένα ορισμένο ποσοστό απάτης γίνεται αποδεκτό ως αναπόφευκτο. Αυτές οι δαπάνες και οι αβεβαιότητες πληρωμής μπορούν να αποφευχθούν αυτοπροσώπως με τη χρήση φυσικού νομίσματος, αλλά δεν υπάρχει μηχανισμός για την πραγματοποίηση πληρωμών μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας χωρίς αξιόπιστο μέρος.

Αυτό που χρειάζεται είναι ένα σύστημα ηλεκτρονικών πληρωμών που θα βασίζεται στην κρυπτογραφική απόδειξη αντί της εμπιστοσύνης, επιτρέποντας σε οποιαδήποτε δύο πρόθυμα μέρη να συναλλάσσονται απευθείας μεταξύ τους χωρίς την ανάγκη για ένα αξιόπιστο τρίτο μέρος. Οι συναλλαγές που είναι υπολογιστικά ανέφικτες να αντιστραφούν θα προστατεύσουν τους πωλητές από απάτη και οι συνήθεις μηχανισμοί μεσεγγύησης θα μπορούσαν εύκολα να εφαρμοστούν για την προστασία των αγοραστών. Σε αυτή την εργασία, προτείνουμε μια λύση στο πρόβλημα διπλής δαπάνης χρησιμοποιώντας έναν διακομιστή κατανεμημένης χρονικής σήμανσης peer-to-peer για τη δημιουργία υπολογιστικής απόδειξης της χρονολογικής σειράς των συναλλαγών. Το σύστημα είναι ασφαλές όσο οι ειλικρινείς κόμβοι ελέγχουν συλλογικά περισσότερη ισχύ CPU από οποιαδήποτε συνεργαζόμενη ομάδα κόμβων εισβολέων.

Συμπέρασμα

Έχουμε προτείνει ένα σύστημα ηλεκτρονικών συναλλαγών χωρίς να βασιζόμαστε στην εμπιστοσύνη. Ξεκινήσαμε με το συνηθισμένο πλαίσιο κερμάτων από ψηφιακές υπογραφές, το οποίο παρέχει ισχυρό έλεγχο της ιδιοκτησίας, αλλά είναι ελλιπές χωρίς τρόπο αποφυγής διπλής δαπάνης. Για να λυθεί αυτό, προτείναμε ένα δίκτυο peer-to-peer που χρησιμοποιεί απόδειξη εργασίας για να καταγράψει ένα δημόσιο ιστορικό συναλλαγών που γρήγορα γίνεται υπολογιστικά ανέφικτο για έναν εισβολέα να αλλάξει εάν οι ειλικρινείς κόμβοι ελέγχουν την πλειοψηφία της ισχύος της CPU. Το δίκτυο είναι εύρωστο στην αδόμητη απλότητά του. Οι κόμβοι λειτουργούν όλοι ταυτόχρονα με ελάχιστο συντονισμό. Δεν χρειάζεται να προσδιοριστούν, δεδομένου ότι τα μηνύματα δεν δρομολογούνται σε κάποιο συγκεκριμένο μέρος και πρέπει να παραδίδονται μόνο με την καλύτερη δυνατή προσπάθεια. Οι κόμβοι μπορούν να φύγουν και να επανενταχθούν στο δίκτυο κατά βούληση, αποδεχόμενοι την αλυσίδα απόδειξης της εργασίας ως απόδειξη του τι συνέβη ενώ έλειπαν. Ψηφίζουν με τη δύναμη της CPU, εκφράζοντας την αποδοχή τους για έγκυρα μπλοκ δουλεύοντας για την επέκτασή τους και απορρίπτοντας άκυρα μπλοκ αρνούμενοι να εργαστούν σε αυτά. Τυχόν απαιτούμενοι κανόνες και κίνητρα μπορούν να επιβληθούν με αυτόν τον μηχανισμό συναίνεσης. 

Αυτό το άρθρο προέρχεται από μετάφραση του άρθρου: Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System από τα αγγλικά και δημοσιεύεται με βάση την άδεια CC BY 4.0 Attribution 4.0 International Creative Commons. 

Διαβάστε επίσης:

Τι είναι το bitcoin; 

Τι είναι το bitcoin;