Что такое Bitcoin Core: история возникновения и особенности функционирования

Bitcoin Core — это базовое программное обеспечение для блокчейна и криптовалюты Bitcoin. Оно было разработано в 2009 году Сатоши Накамото для обеспечения функциональности узла и кошелька при одновременном обеспечении соблюдения правил сети.

Управление, разработка и обслуживание сети Bitcoin децентрализованы. Она управляется сообществом добровольцев, которые предлагают, голосуют и разрабатывают обновления сети.

Ключевые функции программного обеспечения Bitcoin Core включают проверку транзакций, функциональность криптокошелька, работу узлов и участие в сети.

Дальнейшие разработки Bitcoin Core, скорее всего, будут сосредоточены на масштабируемости и производительности, а также на конфиденциальности контента и усовершенствованиях безопасности блокчейна Bitcoin.

Bitcoin Core — это основа блокчейна и криптовалюты Bitcoin. Это программное обеспечение, которое позволяет сети работать децентрализованно, оставаясь безопасной и управляемой сообществом.

Во многих отношениях это основа всей индустрии криптовалют и блокчейнов, которая вдохновила тысячи других проектов и даже позволила создать измененные вариации Bitcoin, такие как Litecoin. 

Bitcoin Core — это оригинальное программное обеспечение, которое управляет сетью блокчейнов Bitcoin. Вы можете считать его «мозгом» Bitcoin, который обеспечивает соблюдение правил или протоколов, а также предоставляет функциональность узла и кошелька . Первоначально он был разработан и выпущен Сатоши Накамото в 2009 году.

С тех пор он развился, чтобы стать эталонной реализацией протокола Bitcoin. Когда вы запускаете архитектуру Bitcoin Core, ваш компьютер присоединяется к сети Bitcoin; делая компьютер узлом, взаимодействующим с другими узлами Bitcoin Core в блокчейне.

Любой может разместить узел и подключиться к сети. После подключения узел загружает, размещает и синхронизирует копию реестра Bitcoin , помогая обеспечить безопасность сети Bitcoin и проверку транзакций.

Поскольку проект Bitcoin Core имеет открытый исходный код, любой может просматривать, клонировать или изменять код для собственного использования. Это позволяет любому человеку копировать или « разветвлять » свою собственную сеть Bitcoin с изменениями. Что особенно важно, это не означает, что исходные протоколы Bitcoin могут быть изменены кем угодно. Обновления и изменения Bitcoin должны быть предложены, рассмотрены и одобрены децентрализованным сообществом Bitcoin.

Bitcoin Core имеет основополагающее значение для блокчейна и криптовалюты , гарантируя, что все следуют одним и тем же правилам, и поддерживая безопасность, децентрализацию и надежность сети.

Сатоши Накамото — псевдоним, используемый человеком (или людьми), который разработал Bitcoin. Этот человек написал основной код и является автором white paper Bitcoin, но они анонимны, и никто не знает наверняка, кто на самом деле является создателем Bitcoin.

Bitcoin не принадлежит и не управляется одной компанией, организацией или правительством; вместо этого он децентрализован. Это распространяет управление Bitcoin Core, принятие решений и контроль на множество разных людей или организаций. Это позволяет любому человеку разделить власть и ответственность за поддержание блокчейна. Часто это делает системы более безопасными, справедливыми и прозрачными.

Процесс разработки Bitcoin Core — это групповое усилие добровольцев, называемых разработчиками Bitcoin Core. Для того чтобы стать разработчиком Core, не требуется никаких ограничений или квалификации, и нет единого лидера или менеджера, решающего, что разрабатывать.

Этот подход сообщества позволяет любому разработчику предлагать изменения в сети через предложения по улучшению Bitcoin (BIP). Затем предложение рассматривается и голосуется сообществом. Если предложение принято, разработчики могут написать и протестировать код, чтобы убедиться, что он работает правильно. После тщательного рассмотрения основной разработчик с привилегиями коммита объединяет изменения в программный код.

Такой тщательный процесс проверки гарантирует, что обновления Bitcoin Core безопасны, надежны и соответствуют основному консенсусу участников сети.

Разработка Bitcoin Core финансируется за счет пожертвований и нескольких организаций, которые взяли на себя обязательство спонсировать его обслуживание. В число этих спонсоров входят Square Crypto, Chaincode, MOT DCI, Blockstream, Gemini, Coinbase и BitMEX.

Программное обеспечение включает в себя ряд функций, которые предоставляют пользователям возможность как защищать сеть, так и управлять ею, одновременно используя саму криптовалюту.

Вот основные функции Bitcoin Core:

Проверка транзакции

Когда новая транзакция транслируется в сеть, узлы проверяют ее на соответствие набору правил, чтобы убедиться в ее валидности. Процесс включает проверку наличия у отправителя необходимых средств для совершения транзакции и ее корректной подписи.

Затем, когда добывается новый блок, узлы проверяют, что содержащиеся в нем транзакции действительны и соответствуют правилам консенсуса. Эти правила включают размер блока, формат и криптографическую сложность майнинга, которые должны решить майнеры. Правильное применение правил останавливает мошенническое поведение и двойную трату монет.

Функциональность кошелька

Клиент Bitcoin Core имеет встроенный криптокошелек. Это позволяет пользователям хранить, отправлять и получать Bitcoin в программном обеспечении. Это кошелек с самообслуживанием, который дает полный контроль над закрытыми ключами , а также возможность отслеживать историю транзакций и устанавливать индивидуальные комиссии за транзакции.

Кошелек также предлагает возможности мультиподписи, поэтому для авторизации исходящих платежей требуется несколько человек. Это был первый кошелек Bitcoin, но с тех пор, как он был реализован, теперь доступно много других кошельков Bitcoin. К ним относятся программные кошельки, которые можно запустить на компьютере или телефоне, а также аппаратные кошельки для хранения криптовалюты в автономном режиме, когда она не используется.

Участие

Пользователи ядра Bitcoin также играют огромную роль в участии в сети — не только проверяя транзакции, но и транслируя их другим узлам. Кроме того, узлы должны поддерживать полную копию сети блокчейна. Это означает хранение данных о каждой транзакции, когда-либо выполненной в Bitcoin.

Это помогает децентрализованному ведению записей, делая практически невозможным изменение или удаление прошлых транзакций. Любой узел, пытающийся сделать это, будет отклонен сетью, поэтому он автоматически создает прозрачность и доверие. Кроме того, участники Bitcoin Core могут голосовать за предлагаемые изменения протокола.

Майнинг

Оригинальный клиент Bitcoin Core имел встроенную в кошелек функциональность майнинга, хотя она была расформирована в 2016 году. До этого любой мог майнить , используя процессор своего компьютера. Теперь нужно специализированное программное обеспечение и оборудование для майнинга.

Размер реестра Bitcoin составляет более половины терабайта; это более 500 ГБ. Загрузка полных данных и синхронизация их с блокчейном может занять недели при настройке узла. Были разработаны методы обрезки  для сокращения  места на жестком диске с целью  тщательной проверки входящих транзакций.

Вот пошаговое руководство по запуску основного узла Bitcoin:

• Шаг 1: Проверьте минимальные требования. Убедитесь, что ваша система соответствует основным требованиям: последняя версия ОС (Windows, macOS, Linux), не менее 7 гигабайт свободного места на диске, 2 ГБ оперативной памяти и надежное интернет-соединение со скоростью загрузки не менее 400 Кбит/с.
• Шаг 2: Загрузите Bitcoin Core. Перейдите на сайт Bitcoin Core и загрузите последнюю версию, подходящую для ОС.
• Шаг 3: Установка Bitcoin Core. Следуйте инструкциям по установке. При настройке выберите защищенный каталог с достаточным пространством для размещения блокчейна.
• Шаг 4: Первоначальная синхронизация блокчейна. Запустите Bitcoin Core; он автоматически начнет загрузку и синхронизацию блокчейна. Это может занять несколько часов или даже дней, в зависимости от скорости вашего интернета и оборудования.
• Шаг 5: Настройте параметры сети. Если вы находитесь за брандмауэром, откройте порт 8333, чтобы разрешить входящие соединения Bitcoin. Это улучшает связь и стабильность сети.
• Шаг 6: Контролируйте и защищайте свой узел. Регулярно проверяйте статус вашего узла, чтобы убедиться, что он подключен и синхронизируется. Также рассмотрите возможность запуска с настройками безопасности кошелька или привязки внешнего защищенного кошелька.

Начальная загрузка блока (IBD) — это процесс, посредством которого узлы синхронизируются с сетью Bitcoin, загружая новые для них блоки. Это происходит, когда узел значительно отстает от текущего конца блокчейна. Во время IBD узел не принимает входящие транзакции и не запрашивает транзакции из мемпула, гарантируя, что он полностью синхронизируется перед участием в сети.

Расходы:

• Пропускная способность: при работе полного узла используется около 200 ГБ в месяц исходящей полосы пропускания и около 20 ГБ пропускной способности загрузки, а также дополнительные 340 ГБ на первоначальную синхронизацию.
• Хранилище и ЦП: блокчейн имеет большой размер, поэтому убедитесь, что скорость хранения оптимальна, и проверьте производительность ЦП, чтобы избежать снижения производительности.

Предупреждения:

• Правовые риски: в некоторых регионах использование биткоинов может быть ограничено; проверьте местные правила.
• Ограничения пропускной способности: превышение ограничений может привести к дополнительным расходам или даже прекращению обслуживания со стороны вашего интернет-провайдера (ISP).
• Проблемы с антивирусом: Некоторые антивирусные программы могут ошибочно помечать данные блокчейна, особенно в Windows. В  таких случаях  нужно установить исключения
• Потенциальные атаки: запуск узла может подвергнуть вас атакам типа «отказ в обслуживании» (DoS), влияющим на пропускную способность вашего интернета или процессора. Всегда защищайте свое соединение и отслеживайте необычную активность.

Крупные обновления блокчейна Bitcoin происходят очень редко. За эти годы произошли некоторые заметные изменения кода, которые были согласованы, разработаны и реализованы сообществом Bitcoin Core.

Segregated Witness (SegWit)

SegWit улучшает пропускную способность транзакций Bitcoin. Он был активирован в блокчейне Bitcoin 24 августа 2017 года и стал предметом споров в сообществе, но предложение было одобрено большинством голосов. Улучшение снижает вес транзакций в каждом блоке путем разделения транзакций на две части.

Проще говоря, обновление позволяет включать больше транзакций в каждый блок. Это увеличивает количество транзакций, проверяемых каждые 10 минут. Были и другие предложения добавить обновления SegWit2x для увеличения размера каждого блока. Это привело к разногласиям и отсутствию консенсуса, поэтому это так и не было реализовано — пример того, как сообщество Bitcoin Core отклонило предложенное обновление.

Taproot

Еще одно обновление протокола, реализованное сообществом Bitcoin Core, — Taproot . Оно направлено на улучшение конфиденциальности, эффективности и возможностей смарт-контрактов. Оно было активировано 14 ноября 2021 года. Предложение получило 90% консенсуса, и считается, что оно предоставит разработчикам более широкий спектр возможностей для разработок в сети Bitcoin. Кошельки Bitcoin Core теперь также поддерживают транзакции Taproot.

Подписи Шнорра

Были введены подписи Шнорра — более эффективная и безопасная схема подписи, которая позволяет реализовать такие функции, как пакетная проверка и кошельки с несколькими подписями.

Будущее Bitcoin формируется постоянными предложениями сообщества, усилиями по разработке и меняющимися потребностями криптовалют. Одним из основных направлений Bitcoin Core является постоянное решение вопросов масштабируемости и улучшения производительности.

Обвинения в медленных и дорогих транзакциях регулярно выдвигаются против Bitcoin, особенно в периоды пиковой нагрузки сети. Это приводит к ожесточенным дебатам в сообществе о том, как увеличить пропускную способность транзакций и снизить комиссии. Желающие представить или просмотреть BIP могут сделать это на соответствующем GitHub.

Конфиденциальность и безопасность — еще один важный момент в будущем. Оба имеют решающее значение в фундаментальной конструкции Bitcoin. Многие ожидают, что будущие версии Bitcoin Core будут включать более надежные функции безопасности с  использованием подписей Шноора и Taproot, активированным в 2021 году. В ближайшие годы будут обновлены протоколы смешивания монет и обфускация транзакций.

Что касается безопасности, команда разработчиков Bitcoin Core продолжит защищать от новых типов атак или уязвимостей. Более того, угроза квантовых вычислений побудила к исследованию квантово-устойчивых криптографических алгоритмов. Разработчики Bitcoin Core активно изучают способы включения этих алгоритмов в протокол для обеспечения его долгосрочной безопасности.