Problème mathématique de Bitcoin | Blog de Programster – Bitcoin investissement

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introduction

Le fonctionnement du «minage» est au cœur même du Bitcoin. Il est souvent balayé et simplement appelé «mathématiques compliquées» dans les médias, mais il est en fait assez simple à comprendre même s'il est intensif en calcul à résoudre.

Avertissement

La plupart du contenu de cet article provient d'un article sur Reddit que j'ai édité, reformaté et élaboré. N'hésitez pas à lire le message d'origine si vous préférez.

Hashs

La compréhension des hachages est la première étape de la compréhension de l'exploitation minière. Un hachage prendra une entrée de n'importe quelle longueur et génèrera une sortie apparemment aléatoire d'une longueur spécifique. La même entrée générera toujours la même sortie, mais changer un seul caractère changera radicalement la sortie. Par exemple, a948904f2f0f479b8f8197694b30184b0d2ed1c1cd2a1ec0fb85d299a192a447 est le hachage de Bonjour le monde, et 30e731839774de9ea08ff1adb8aa6b638e05f64900d005f84aea563cab0092b5 est le hachage de bonjour tracas.

Ce comportement rend très difficile de prédire quelle entrée donne une sortie particulière. Par exemple, quelle entrée donne aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa comme un hachage? Il est effectivement impossible de le résoudre. Les gens construisent souvent des tables de recherche qui mappent ces entrées aux sorties afin d'effectuer des inversions rapides plus tard. Ces tableaux sont appelés tables arc-en-ciel et compter sur l'entrée déjà hachée.

La deuxième étape consiste à se faire une idée de preuve de travail. Il pourrait être impossible de trouver un hachage spécifiquement avec une chaîne composée uniquement de la lettre "a" mais que se passerait-il si nous demandions un hachage avec un seul zéro à l'avant?

Modification de la dernière lettre de Bonjour le monde a pris 26 tentatives pour enfin obtenir bonjour le monde ce qui équivaut à 0d7eae0f646102a05716b3ab0309c2ccc2952c0b3420b4aabb24ff969a320f8c

Pourquoi est-ce utile? Parce qu'il crée un puzzle dont la difficulté est mesurable et qu'il est impossible de réaliser mieux que la devinette aveugle. Cette deuxième propriété est importante parce que c'est le seul moyen de créer un système «d'exploitation» équitable. Les mineurs résolvent les énigmes comme ci-dessus mais qui sont beaucoup plus difficiles. Par exemple, recherchez un hachage qui ressemble à ceci: 00000000000000xxxx ...

Chaque hachage peut être considéré comme un simple nombre. Par exemple, le hachage 00000000000000a05716b3ab0309c2ccc2952c0b3420b4aabb24ff969a320f8c a une valeur numérique de 1006471685857908083785100068964934199141504624183378801987468

Ainsi, dans l'exploitation minière, les mineurs doivent obtenir un hachage avec une valeur numérique inférieure à un nombre spécifié. Ce numéro est appelé cible. Si votre tentative de hachage vous donne un nombre inférieur à la cible, ce qui revient au même que d'avoir un tas de zéros à l'avant du hachage, alors vous gagnez et vous arrivez à "miner le bloc". Pour trouver un si petit hachage, il faut des millions de tentatives, ou plus précisément, l'ensemble du réseau minier, avec tout le monde essayant en même temps, a besoin de millions de milliards d'essais pour bien faire les choses.

La partie du contenu qu'ils hachent et sont autorisés à changer, un seul numéro, afin d'essayer d'obtenir un hachage commençant par des zéros, est appelé le nonce.

La récompense de bloc actuelle de 25 Bitcoins est donnée au mineur qui réussit à "miner le bloc" (trouve le hachage approprié). Ce n'est pas vraiment que le minage "génère" le Bitcoin dans tous les sens, c'est juste qu'il est écrit dans le code Bitcoin qu'un bloc de transaction commence par une transaction unique appelée transaction "coinbase", qui est le seul type de transaction sans entrée. Il n'a qu'une sortie, composée de la récompense plus les frais de transaction.

Problème des généraux byzantins

Pour donner un sens à la solution de Bitcoin à ce problème, vous devez également comprendre ce que l'on entend par "serveur d'horodatage distribué" et comment les hachages de preuve de travail peuvent être utilisés pour le construire. Il est, très brièvement, expliqué dans les sections 3 et 4 du livre blanc Bitcoin. Vous créez une séquence de blocs, liés les uns aux autres en incluant le hachage du dernier dans le suivant. Cela prouve que le bloc suivant connaissait le dernier bloc (rappelez-vous, les hachages sont totalement imprévisibles), ce qui prouve qu'il est venu après. Mais cela ne suffit pas; vous savez peut-être que le bloc 8 vient après le bloc 7, mais que se passe-t-il si un bloc 8 différent, mis en place par un mineur différent, vient également après le bloc 7? Pire encore, que se passe-t-il si ces deux blocs concurrents, 8a et 8b contiennent des transactions différentes, dépensant de l'argent à des endroits différents? Lequel est le "vrai" bloc de transactions? La raison pour laquelle les mineurs ont fait le processus compliqué de preuve de travail ci-dessus est exactement pour résoudre ce problème.

En bitcoin, la chaîne de blocs avec la plus grande preuve totale de travail intégrée est le "gagnant".

La raison pour laquelle c'est une si bonne façon de décider est qu'il est incroyablement difficile pour un attaquant (quelqu'un, par exemple, qui veut dépenser deux fois les mêmes Bitcoins) de créer un seul bloc ou chaîne de blocs alternatif et d'essayer de convaincre tout le monde sur le réseau que le leur est le bon. Pour être valide, le vôtre devrait avoir plus de "preuve de travail" (une valeur de hachage inférieure et / ou plusieurs blocs ultérieurs). Comme tout le monde travaille sur la "vraie" chaîne, ils ont une énorme quantité de puissance CPU travaillant ensemble pour la créer. Pour les battre, vous devrez avoir plus de puissance CPU que tout le monde, d'où "l'attaque à 51%".

La preuve de travail a du sens parce que le travail ne peut pas être truqué.

Enfin, voici l'explication de Satoshi du problème des généraux byzantins. J'espère que vous pourrez voir comment il se connecte.

Conclusion

Le problème mathématique que ces ordinateurs miniers résolvent ne sert à rien d'autre que de sécuriser le réseau de Bitcoin contre les attaquants souhaitant "doubler les dépenses". Les mineurs ne créent pas une table arc-en-ciel massive ni ne calculent le génome humain. Comme plus d'ordinateurs sont jetés sur le problème et que le matériel avance, le problème est artificiellement rendu plus difficile à compenser. Cela me semble extrêmement inutile alors que nous commençons à lire sur les coûts électriques du réseau Bitcoin et à penser au fait que Bitcoin pourrait facilement fonctionner sur seulement 3 ordinateurs pour être considéré comme distribué. C'est pourquoi j'ai de grands espoirs pour des crypto-monnaies alternatives, telles que Peercoin, qui implémentent la preuve de participation. Cela nous permettra de profiter des avantages offerts par une crypto-monnaie, mais de pouvoir exécuter le réseau en toute sécurité sur moins d'appareils, et de ne pas marteler leur CPU / électricité tout en le faisant. Le réseau pourrait fonctionner sur des appareils polyvalents, tels que les téléphones et les tablettes des gens, plutôt que sur des ASIC coûteux et qui seront redondants dans quelques années.

Dernière mise à jour: 16 août 2018
Première publication: 16 août 2018



Traduit depuis https://blog.programster.org/bitcoins-mathematical-problem

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