كيف تعمل معاملة البيتكوين

كيف تعمل معاملات البيتكوين؟

معاملة البيتكوين هي نقل كمية معينة من عملات البيتكوين من عنوان إلى عنوان آخر مسجل على blockchain .

ولكن كيف تتم عملية “النقل” هذه فعلياً؟

في هذا الدرس، سأوضح لك كيفية تجري معاملة البيتكوين من البداية إلى النهاية.

أولاً، سننظر في كيفية عمل معاملة البيتكوين من وجهة نظر المستخدم . وبعد ذلك، سننظر في كيفية عمل معاملة البيتكوين من منظور علوي .

سيساعدك هذا على تذكر جميع المفاهيم الجديدة التي تعلمتها في الدروس السابقة.

هل أنت جاهز؟!

لنفترض أن الرجل الحديدي لديه عملة بيتكوين واحدة تريد إرسالها إلى باتمان.

من منظور الرجل الحديدي

أول شيء سيفعله الرجل الحديدي هو فتح محفظة البيتكوين الخاصة به.

يمكن أن يكون هذا أي نوع من المحفظة، ولكن في هذا المثال، يستخدم محفظة برمجية قام بتثبيتها على جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص به.

والشيء التالي الذي يفعله هو أن يطلب من باتمان عنوان البيتكوين الخاص به .

هذا هو المكان الذي يريد باتمان أن يحصل فيه على عملة البيتكوين الخاصة به . يرسل له باتمان عنوان بيتكوين عبر البريد الإلكتروني ويقوم الرجل الحديدي بنسخه ولصقه.

يقوم الرجل الحديدي بعد ذلك بإدخال كمية عملات البيتكوين التي يريد إرسالها إلى باتمان.

نظرًا لأن أصابعه الضخمة المصنوعة من سبائك الذهب والتيتانيوم عرضة للأخطاء المطبعية، فإنه يتأكد مرة أخرى من إدخال الرقم الصحيح.

ويضرب إرسال .

ثم يطلب برنامج المحفظة كلمة المرور لتأكيد المعاملة.

لإرسال عملة البيتكوين، يحتاج الرجل الحديدي إلى أن يثبت لشبكة البيتكوين أنه هو من يرسل الأموال بالفعل وأنه يملك ملكية البيتكوين.

وهنا يأتي دور مفتاحه الخاص (المخزن في المحفظة).

بعد أن يقوم باتمان بإدخال كلمة المرور الصحيحة، يقوم برنامج المحفظة ” بتوقيع ” المعاملة باستخدام مفتاح باتمان الخاص، مما يؤدي إلى إنشاء جزء منفصل من البيانات يُعرف باسم ” التوقيع الرقمي “. (وهذا كله يتم خلف الكواليس).

معاملات البيتكوين خلف الكواليس

من الآن فصاعدًا، تنتهي مشاركة باتمان.

يتصل برنامج المحفظة بعقدة بيتكوين ويرسل رسالة المعاملة، إلى جانب ” التوقيع الرقمي ” والمفتاح العام .

تتحقق العقدة لمعرفة ما إذا كانت المعاملة صالحة :

• هل لدى المرسل ما يكفي من BTC مرتبط بعنوانه لإجراء المعاملة؟
• هل المرسل مخول بإرسال BTC؟

على سبيل المثال، يتحقق للتأكد من أن باتمان لديه بالفعل 1 بيتكوين لإرسالها. إذا اجتازت المعاملة جميع عمليات التحقق، فستقوم العقدة بتمرير المعاملة إلى العقد الأخرى.

افتراضيًا، لا تثق العقد ببعضها البعض، لذا ستقوم بالتحقق من صحة المعاملة مرة أخرى بنفسها.

وفقط إذا اعتبرت المعاملة صالحة، فسوف يقومون بمشاركة المعاملة مع العقد التي يتصلون بها.

إذا تم اعتبار المعاملة صالحة، فسيتم تخزينها في منطقة تخزين مؤقتة تعرف باسم “مجمع الذاكرة” أو ” مجمع الذاكرة “.

في هذه المرحلة، تعتبر المعاملة “غير مؤكدة” أو ” معلقة “.

ستقوم العقد الخاصة المعروفة باسم ” عمال المناجم ” بتعبئة هذه المعاملة جنبًا إلى جنب مع المعاملات الصالحة الأخرى من مجمع الذاكرة الخاص بهم في ” كتلة “.

سيتنافس عمال المناجم بعد ذلك ليكونوا أول من يقوم بتعدين كتلتهم. يتضمن ذلك محاولة العثور على رقم يبدأ بعدد محدد من الأصفار.

الطريقة الوحيدة للعثور على هذا الرقم هي عن طريق التجربة والخطأ . وبعبارة أخرى، إجراء أكبر عدد ممكن من التخمينات.

أول عامل منجم يخمن الرقم الصحيح يعني أنه أول من يقوم بتعدين الكتلة الخاصة به.

في اللحظة التي يخمن فيها المُعدن بشكل صحيح، فإنه يشارك الكتلة الخاصة به مع “الرقم الفائز” إلى العقد الأخرى في شبكة البيتكوين.

تتحقق العقد الموجودة على شبكة Bitcoin من أن القائم بالتعدين قد خمن الرقم الصحيح وإذا كان صحيحًا، فإنه يضيف كتلة المعدن الفائز إلى نسخته من blockchain. ويقومون أيضًا بإرسال هذه الكتلة إلى العقد الأخرى.

نظرًا لأن الكتلة (التي تحمل المعاملة) قد تمت إضافتها الآن إلى الإصدار “الرسمي” من blockchain، فإن المعاملة تعتبر الآن ” مؤكدة “

بمجرد إنشاء هذه الكتلة والتحقق من المعاملة الجديدة وإدراجها في تلك الكتلة، يقال إن المعاملة لديها ” تأكيد واحد “.

من منظور باتمان

يرى باتمان أن المعاملة قد تم تأكيدها ويتحقق من محفظة البيتكوين الخاصة به لمعرفة ما إذا كان قد تم نقل البيتكوين.

كلما زاد عدد الكتل التي تم إنشاؤها فوق الكتلة باستخدام معاملة Ironman، كلما زادت “تأكيد” المعاملة على blockchain.

في الأساس، تعتبر كل كتلة تتم إضافتها ” تأكيدًا إضافيًا “. إن انتظار ستة تأكيدات هو المعيار الحالي لمعظم المعاملات التي تعتبر آمنة.

وثلاثة لديك!

تم الآن نقل عملة بيتكوين واحدة من عنوان يملكه الرجل الحديدي إلى عنوان جديد يملكه باتمان.

وما لم يشارك Ironman أو Batman عنوان محفظة Bitcoin الخاصة بهم علنًا، فلن يعرف أحد أن اثنين من الأبطال الخارقين المشهورين شاركوا في معاملة Bitcoin.

كل ما قد يراه أي شخص هو أنه يتم إرسال 1 BTC من عنوان إلى آخر، لكنه لن يعرف من يقف وراء العناوين.

كما ترون، تم تنفيذ الكثير من الخطوات في معاملة البيتكوين خلف الكواليس.

بمجرد أن شارك باتمان عنوانه مع الرجل الحديدي، وبدأ الرجل الحديدي المعاملة باستخدام محفظة البيتكوين الخاصة به، تم التعامل مع الباقي بواسطة أجهزة الكمبيوتر ورمز البرنامج.

وجهة نظر عين الطير لمعاملة البيتكوين

الآن دعونا نلقي نظرة شاملة على كيفية عمل معاملة البيتكوين.

لنفترض أن الرجل الحديدي قد أدخل بالفعل عنوان باتمان ومبلغ البيتكوين المراد إرساله.

تتصل محفظة Ironman بعقدة تبث رسالة إلى جميع أجهزة الكمبيوتر (“شبكة Bitcoin”) التي تقوم بتشغيل نسخة من قاعدة البيانات المحدثة (“Blockchain’s Bitcoin”) والتي تقول، بشكل فعال، ” أريد إرسال 1 بيتكوين إلى باتمان .”

لدى الرجل الحديدي سلسلة فريدة من الحروف والأرقام تسمى ” المفتاح الخاص “. باستخدام هذا المفتاح الخاص، يقوم برنامج محفظة باتمان بإنشاء ” توقيع رقمي ” يضمن أن الرسالة قادمة منه وليس من أي شخص آخر.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر (” العقد الكاملة “) في شبكة Bitcoin التأكد بسهولة مما إذا كان الرجل الحديدي هو الذي أرسل الرسالة بالفعل باستخدام سلسلة مختلفة من الحروف والأرقام التي يوفرها الرجل الحديدي، تسمى “المفتاح العام ” للتحقق من هذا “التوقيع الرقمي”. .

يمكنهم أيضًا التأكد بسهولة من أن لدى Ironman عملة بيتكوين واحدة لإرسالها لأن لديهم جميعًا نسخة من قاعدة البيانات الحالية.

تقوم جميع العقد بتحديث بعضها البعض باستمرار بأحدث المعلومات (” المعاملات “) التي تتم إضافتها إلى شبكة Bitcoin.

توجد المعاملة كسجل لنقل البيتكوين من عنوان إلى آخر. لا يتم تسجيل المعاملات بشكل فردي على blockchain، ولكن يتم تجميعها أولاً في كتل.

والأهم من ذلك، أنه في هذه المرحلة، تم اقتراح الصفقة فقط . لم يقم أي جهاز كمبيوتر بتحديث نسخته من دفتر الأستاذ (” blockchain “) حتى الآن.

يتم وضع المعاملات في البداية فيما يشبه غرفة الانتظار (” mempool “)، حيث يجلسون في انتظار التأكيد.

مجمع الذاكرة (مجمع الذاكرة) عبارة عن قاعدة بيانات أصغر للمعاملات غير المؤكدة (المعلقة) التي تحتفظ بها كل عقدة. جميع المعاملات في مجمع الذاكرة معلقة، ولا ينبغي الوثوق بها حتى يتم تضمينها في الكتلة.

نظرًا لأن المعاملة مقترحة فقط ولم تتم تسويتها ، يمكن للنظام نقل الرسالة بسرعة للتأكد من أن كل مشارك على علم بها.

في الرسم البياني أدناه، يتم تمثيل الرجل الحديدي وباتمان كمحافظ أرجوانية .

تمثل الدوائر الرمادية أجهزة الكمبيوتر (“العقد الكاملة”) التي تشكل جزءًا من شبكة Bitcoin من نظير إلى نظير (P2P).

تمثل المربعات السوداء “سلسلة الكتل”، وهي نسخ محدثة تسلسليًا من دفتر الأستاذ، في الوقت الذي يقترح فيه الرجل الحديدي معاملته على الشبكة.

كما ترون، يتم تخزين نسخ متطابقة من blockchain على أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم (” العقد الكاملة “) التي تقوم بتشغيل برنامج Bitcoin. يضمن هذا التصميم عدم سيطرة أي كيان واحد على دفتر الأستاذ ويجعل Bitcoin مقاومة للتحكم (أو الإغلاق) من قبل أي حكومة أو سلطة مركزية.

يجب تدمير جميع العقد التي تحتفظ بنسخة كاملة من blockchain المعروفة باسم ” العقد الكاملة ” من أجل مسح دفتر الأستاذ. طالما أن دفتر الأستاذ بأكمله موجود على عقدة واحدة كاملة على الأقل ، فسيكون هناك سجل لجميع معاملات البيتكوين عبر التاريخ.

وبطبيعة الحال، فإن الرجل الحديدي ليس هو الوحيد الذي ينشئ الصفقة. هناك أعضاء آخرون في المنتقمون يرسلون عملات البيتكوين الخاصة بهم إلى مستلمين آخرين. على سبيل المثال، يمكن أن يرسل Captain America بعض عملات البيتكوين إلى Winter Soldier.

هذا هو المكان الذي يدخل فيه مشارك خاص في الشبكة: ” عمال المناجم “.

عمال المناجم هم أجهزة كمبيوتر منتشرة في جميع أنحاء العالم وتشكل جزءًا مهمًا من شبكة Bitcoin. وتتمثل مهمتهم في تجميع أو تجميع المعاملات الصالحة الجديدة، مثل معاملات الرجل الحديدي، واقتراحها للتسوية.

تسمى هذه المجموعات من المعاملات ” الكتل “، ومن هنا تأتي كلمة “الكتلة” في “البلوكشين”.

الكتلة عبارة عن مجموعة من المعاملات . ترتبط الكتل معًا بتسلسل زمني لتشكل “سلسلة من الكتل” أو blockchain .

في أي وقت، تتنافس الآلاف من أجهزة الكمبيوتر هذه مع بعضها البعض للحصول على الحق في إنشاء الكتلة التالية. تتضمن المنافسة حل “لغز”، ولا يمكن لعمال المناجم اقتراح كتلة جديدة إلا إذا قاموا بحل اللغز الحالي.

يتلخص هذا “اللغز” في الأساس في محاولة تخمين الرقم الصحيح. احتمالات تخمين الرقم الصحيح هي حوالي 1 في 6 تريليون.

لذا فإن الحيلة لكي تكون أول من يجد الرقم “الفائز” هي تخمين أكبر عدد ممكن من الأرقام. وهذا يتطلب الكثير من القوة الحاسوبية التي تستخدم كميات هائلة من الطاقة.

من يجد الحل أولاً يستحق المكافأة المعروفة باسم ” مكافأة الكتلة “.

تم تصميم مكافأة الكتلة لتحفيز العقد على المشاركة في التعدين. وبخلاف ذلك، لن يكون هناك عمال تعدين لأنهم لن يكونوا قادرين على تعويض التكلفة العالية لأجهزة الكمبيوتر وتكلفة الكهرباء لتشغيلها.

تتكون مكافأة الكتلة من عنصرين:

1. عملات البيتكوين المسكوكة حديثًا
2. رسوم المعاملات (التي يدفعها الشخص الذي يبدأ المعاملة مثل الرجل الحديدي)

تُعرف عملات البيتكوين التي تم سكها حديثًا والتي “فاز بها” القائم بالتعدين باسم ” دعم الكتلة ” وتمثل الجزء الأكبر من المكافأة. حاليًا، تأتي كل كتلة جديدة حاليًا بمكافأة قدرها 6.25 عملة بيتكوين تم سكها حديثًا .

تحتوي كل كتلة على معاملات متعددة، وتشمل جميع المعاملات رسومًا يجمعها القائمون بالتعدين.

في ملخص:

مكافأة الكتلة = دعم الكتلة + رسوم المعاملات

إن مكافأة الكتلة هي ما يحفز القائمين بالتعدين على أداء العمل اللازم للتحقق من المعاملات والحفاظ على قاعدة البيانات .

كل 210.000 كتلة، أو تقريبًا كل أربع سنوات، يتم قطع دعم الكتلة إلى النصف في حدث يُعرف باسم ” النصف “. وستستمر هذه العملية حتى يصبح دعم الكتلة صفراً. عند هذه النقطة، سيقوم القائمون بالتعدين بتحصيل رسوم المعاملات فقط

تتم تسوية الكتل الجديدة على شبكة البيتكوين كل 10 دقائق تقريبًا، على الرغم من أن الوقت المحدد يعتمد على مدى سرعة حل “اللغز”.

اليوم، يتم معظم التعدين عن طريق “مجمعات التعدين”، وهي مجموعات من المعدنين الذين يجمعون قوة المعالجة الخاصة بهم ويتقاسمون مكافأة الكتلة فيما بينهم.

وتظهر هذه العملية في الرسم البياني أدناه.

يتم تمثيل عمال المناجم الآن على شكل دوائر برتقالية .

يعرض المربع الأزرق دفتر الأستاذ المحدث الذي يتضمن عددًا من المعاملات الجديدة، بما في ذلك معاملات الرجل الحديدي

في الوقت الحالي، يمكن لمشارك واحد فقط في الشبكة (عامل التعدين الذي اقترح مجموعة المعاملات الجديدة) رؤية دفتر الأستاذ المحدث بالكامل.

لا يزال جميع المشاركين الآخرين يرون فقط الكتل القديمة الموضحة باللون الأسود .

ونظرًا لأهمية المكافأة، يتنافس العديد من القائمين بالتعدين لتسوية كل كتلة من المعاملات.

حسب التصميم، يعد حل “اللغز” مسعى مكلفًا لأنه يتطلب قوة حاسوبية كبيرة ويتطلب الكثير من الكهرباء. ومن المستحيل معرفة أي من آلاف عمال المناجم سيحل “اللغز” أولاً.

بمجرد أن يقوم المُعدن بحل “اللغز” (تخمين الرقم الصحيح)، يمكنه نشر الحل واقتراح مجموعة المعاملات الخاصة به على الشبكة.

الأمر الرائع في هذا الأسلوب هو أنه على الرغم من أن حل اللغز صعب ومكلف، إلا أن التحقق من النتيجة أمر سهل للغاية. وعندما ينشر أحد المُعدنين حلاً وكتلة المعاملات الخاصة به، يقوم الأعضاء الآخرون في الشبكة بفحص العمل.

إذا كانت المعاملات صحيحة وحل “اللغز” صحيح، يقوم المشاركون في الشبكة بتحديث نسختهم من قاعدة البيانات لتعكس المعاملات الجديدة .

عند هذه النقطة، تعتبر صفقة الرجل الحديدي قد تمت تسويتها أو ” تأكيدها “. تم نقل عملة البيتكوين الواحدة من عنوان الرجل الحديدي إلى عنوان باتمان وتم تسجيلها رسميًا على blockchain.

إن ” آلية الإجماع ” هذه لتحديد المعاملات التي يتم تسجيلها و”تأكيدها” بشكل دائم هي جوهر تصميم blockchain الخاص بالبيتكوين.

تظهر هذه العملية أدناه.

لقد قبل جميع المشاركين في الشبكة الآن المجموعة الجديدة من المعاملات المقترحة ( المربع الأزرق ). ونتيجة لذلك، يتم تحديث دفاتر الأستاذ الخاصة بهم ومزامنتها.

والأهم من ذلك، أن المنافسة لتسوية الكتلة التالية من المعاملات تعتمد على تضمين المعلومات من الكتلة السابقة، مما يدفع القائمين بالتعدين إلى تحديث نسختهم من قاعدة البيانات بسرعة ويضمن صعوبة التلاعب بالكتل المستقرة.

هذا “التسلسل معًا” هو سبب تسمية بنية قاعدة البيانات هذه بـ ” بلوكشين “.

تحتوي سلسلة كتل البيتكوين على كل كتلة منذ بدايتها ، بدءًا من الكتلة الأولى المعروفة باسم ” Genesis Block “.

ماذا لو كان عامل تعدين البيتكوين غير المعروف الذي قدم الكتلة ممثلًا سيئًا واقترح كتلة غير صالحة من المعاملات التي تفيده بطريقة ما؟

أو ماذا لو كان الرجل الحديدي خبيثًا، ويحاول إرسال نفس عملة البيتكوين الواحدة إلى كل من Spider-Man وWonder Woman في نفس الوقت دون أن يلاحظ أحد؟

يقوم المشاركون في الشبكة بفحص كل معاملة في كل كتلة مقترحة ويرفضون الكتل ذات المعاملات غير الصالحة. اليوم، هناك أكثر من 100000 عقدة تتحقق بشكل مستقل من كل معاملة بيتكوين واحدة!

نظرًا لأن عمل التحقق من صحة المعاملات والتأكد من تسوية المعاملات الصحيحة فقط هو أمر سهل للغاية بالنسبة للمشاركين في الشبكة ولكن محاولة تسوية المعاملات مكلفة، فإن الحافز حتى لمحاولة الاحتيال على النظام يكون ضئيلًا.

ملخص

دعونا نلخص جميع التفاعلات على شبكة البيتكوين:

• إذا كنت ترغب في إرسال عملات البيتكوين إلى شخص آخر، فعليك تقديم عنوان البيتكوين الخاص بالمستلم، وسوف تتصل محفظتك بعقدة لبدء المعاملة.
• ستقوم العقدة بالتحقق من المعاملة والتحقق من صحتها ثم بث ونقل المعاملة الصالحة إلى العقد وعمال المناجم الآخرين. إذا كانت المعاملة تنتهك إحدى قواعد البيتكوين، فسوف ترفضها العقد تلقائيًا.
• يقوم القائمون بالتعدين بتجميع هذه المعاملات في “كتلة مرشحة” (كتلة مؤقتة) ويتنافسون ليكونوا الشخص الذي يمكنه نشر الكتلة الخاصة بهم على blockchain من خلال كونهم أول من يخمن بشكل صحيح حل “لغز” رياضي.
• يقوم المُعدن “الفائز” بنشر هذه الكتلة المؤقتة ككتلة دائمة لـ blockchain، مما يؤكد المعاملة (والمعاملات الأخرى في الدفعة).
• تتلقى العقد هذه الكتلة وتتحقق من أن القائم بالتعدين يتبع قواعد الشبكة. (إذا انتهكت الكتلة إحدى قواعد البيتكوين، فسوف ترفضها العقد تلقائيًا.)
• عندما تتلقى العقدة كتلة جديدة وتعتبرها صالحة، فإنها تنقلها إلى العقد الأخرى، بحيث يمكن لجميع العقد (بما في ذلك القائمين بالتعدين) أن تظل متزامنة وتحافظ على سلاسل كتل متطابقة.
• يقوم جميع عمال المناجم الآخرين بحذف الكتلة المؤقتة التي كانوا يعملون عليها والبدء في “كتلة مرشحة” جديدة باستخدام “لغز” رياضي جديد.
• بمجرد أن تتلقى العقدة التي تتصل بها محفظة المستلم الكتلة الجديدة، ستعرض محفظة المستلم رصيدًا محدثًا مع عملات البيتكوين المستلمة حديثًا.