Bitcoin - Explicat Tehnic PDF

Bitcoin – Explicat Tehnic Bitcoin este o criptomonedă descentralizată care utilizează un registru public distribuit (blockchain) pentru a înregistra și verifica tranzacțiile într-un mod transparent și imuabil. Tehnologia din spatele Bitcoin combină criptografia avansată, teoria consensului și struc...

Bitcoin – Explicat Tehnic Bitcoin este o criptomonedă descentralizată care utilizează un registru public distribuit (blockchain) pentru a înregistra și verifica tranzacțiile într-un mod transparent și imuabil. Tehnologia din spatele Bitcoin combină criptografia avansată, teoria consensului și structuri de date pentru a asigura un sistem de plată securizat și fără autoritate centrală. 1. Cum funcționează Bitcoin? Bitcoin funcționează pe un registru public denumit blockchain, care este un lanț de blocuri criptografice conectate secvențial. Fiecare bloc conține un set de tranzacții confirmate și este legat de blocul anterior printr-un hash criptografic. Procesul general al unei tranzacții Bitcoin: 1. Crearea tranzacției: Un utilizator creează o tranzacție prin semnarea digitală cu cheia sa privată. 2. Transmiterea în rețea: Tranzacția este transmisă către nodurile din rețea. 3. Validarea: Minerii verifică validitatea tranzacției (semnătură, chei, balanță). 4. Adăugarea într-un bloc: Tranzacția validată este inclusă într-un bloc candidat. 5. Confirmarea: Minerii rezolvă un puzzle criptografic pentru a adăuga blocul în blockchain. 6. Finalizarea: După mai multe confirmări (de obicei 6), tranzacția este considerată definitivă. 2. Funcția Hash și Rolul său în Bitcoin Funcțiile hash criptografice joacă un rol esențial în securitatea și integritatea blockchain-ului Bitcoin. a. Ce este o funcție hash? O funcție hash este o funcție matematică care transformă o intrare de date de lungime variabilă într-o ieșire fixă de lungime constantă. Bitcoin folosește SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256- bit). Proprietăți ale funcției SHA-256: Deterministă: Aceeași intrare produce întotdeauna aceeași ieșire. Unidirecțională: Imposibil de inversat. Rezistență la coliziuni: Două intrări diferite nu pot genera același hash. Efect avalanche: Modificarea unui singur bit schimbă complet hash-ul. b. Rolul Hash-ului în Bitcoin: Link între blocuri: Fiecare bloc conține hash-ul blocului anterior.  Proof of Work: Minerii trebuie să calculeze un hash valid pentru a mina un bloc nou. Verificarea integrității: Hash-ul asigură că datele unui bloc nu au fost modificate. Formula hash utilizată în Bitcoin: H=SHA256(SHA256(data))H = SHA256(SHA256(data)) 3. Chei Criptografice în Bitcoin (Chei Publice și Private) Bitcoin utilizează criptografie cu chei asimetrice (ECDSA – Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) pentru a securiza tranzacțiile. a. Cheia Privată: Este un șir de 256 biți generat aleatoriu. Controlul total asupra fondurilor de pe adresa Bitcoin. Folosită pentru semnarea tranzacțiilor. Exemplu (cheie privată hexazecimală): 5Kb8kLf9zgWQnogidDA76MzPL6TsZZY36hWXMssSzNydYXYB9KF b. Cheia Publică: Generată din cheia privată folosind o funcție unidirecțională bazată pe curbe eliptice (secp256k1). Utilizată pentru a primi fonduri și pentru verificarea semnăturilor. Formula cheii publice: Kpublic=kprivate⋅GK_{public} = k_{private} \cdot G unde: GG = Generator Point pe curba eliptică kprivatek_{private} = Cheia privată c. Adresa Bitcoin: Adresa publică este un hash al cheii publice (RIPEMD-160 + SHA-256) și reprezintă un identificator scurt. 4. Cum se creează blocurile în Bitcoin? Un bloc Bitcoin conține un set de tranzacții validate și este format din două componente principale: a. Structura unui bloc: Header-ul blocului (80 bytes): o Version: Versiunea protocolului Bitcoin.  o Previous Block Hash: Hash-ul blocului anterior. o Merkle Root: Rădăcina arborelui Merkle (rezumat al tranzacțiilor). o Timestamp: Timpul generării blocului. o Difficulty Target: Dificultatea actuală a minării. o Nonce: Număr aleatoriu folosit pentru PoW. Lista tranzacțiilor: Setul de tranzacții validate din bloc. b. Procesul de crearea unui bloc: 1. Colecția de Tranzacții: Minerii colectează tranzacțiile din mempool. 2. Calculul Rădăcinii Merkle: Se calculează hash-ul Merkle pentru toate tranzacțiile. 3. Calculul Proof of Work: Minerii caută un nonce astfel încât hash-ul blocului să fie sub o anumită țintă de dificultate. 4. Difuzarea: Blocul valid este difuzat în rețea și verificat de noduri. 5. Mecanismul de Consens: Proof of Work (PoW) Mecanismul de consens al Bitcoin se bazează pe Proof of Work (PoW), un algoritm care asigură acordul între noduri asupra stării blockchain-ului. a. Principiul de Bază al PoW: Minerii concurează pentru a găsi un hash valid (rezolvarea puzzle-ului criptografic). Rezolvarea constă în găsirea unui nonce care, combinat cu datele blocului, generează un hash sub un anumit prag. Formula de calcul: H(block_header+nonce)