Andreas M. Antonopoulos

247 Pages·2017·5.52 MB·Polish

Bitcoin
UNLOCKING DIGITAL CRYPTOCURRENCIES
E-COMMERCE
Wprowadzenie do Bitcoin
UWALNIANIE CYFROWYCH KRYPTOWALUT
Andreas M. Antonopoulos
1
Wprowadzenie do Bitcoin
Chcecie przyłączyć się do rewolucji technologicznej, która podbija świat finansów? Wprowadzenie do Bitcoin to
Wasz przewodnik po pozornie złożonym świecie bitcoin prezentujący niezbędną wiedzę umożliwiającą udział w
świecie walut internetowych. Niezależnie od tego, czy konstruujecie kolejną zabójczą aplikację, czy dokonujecie
inwestycji w świeżo uruchomioną firmę albo po prostu chcecie zapoznać się z nową technologią, ten praktycznych
podręcznik do Wasz niezbędnik.
Bitcoin – pierwsza skutecznie zdecentralizowana waluta cyfrowa znajdująca się we wczesnej fazie rozwoju – już
przyczyniła się do rozwoju wielomiliardowej gospodarki o charakterze globalnym. Jest ona dostępna dla wszystkich,
którzy dysponują odpowiednim zakresem wiedzy oraz wykazują pasję uczestnika. Wprowadzenie do
Bitcoin zawiera niezbędne informacje (z wyłączeniem pasji).
Książka zawiera:
■ Ogólne wprowadzenie w tematykę kryptowalut — idealne dla osób nie będących technicznymi ich użytkownikami,
inwestorów oraz osób zarządzających podmiotami gospodarczymi
■ Podstawy techniczne bitcoin oraz kryptowalut dla deweloperów programów, inżynierów oraz architektów
oprogramowania oraz systemów informatycznych
■ Szczegółowe informacje na temat zdecentralizowanej sieci bitcoin, architektury typu peer-to-peer, cyklu
transakcyjnego oraz zasad bezpieczeństwa
■ Podstawy opracowania bitcoin oraz sieci blokowych uwzględniające także sieci, waluty i aplikacje alternatywne
■ Anegdoty użytkowników, eleganckie analogie, przykłady oraz fragmenty kodów ilustrujące kluczowe koncepcje
techniczne
Andreas M. Antonopoulos to ceniony specjalista w zakresie technologii oraz założyciel wielu firm, który stał się jedną z
najpowszechniej znanych i szanowanych postaci w świecie bitcoin. Ten doskonały mówca, nauczyciel oraz pisarz posiada
niezwykły dar przekazywania złożonych tematów w sposób przystępny i zrozumiały. Andreas jest także konsultantem dla licznych
nowopowstałych firm technologicznych i regularnie wygłasza wykłady podczas konferencji i różnego rodzaju wydarzeń
społecznościowych na całym świecie.
“
Kiedy omawiam Bitcoin niekiedy pada pytanie: 'Ale jak to właściwie działa?' teraz
mam już właściwą odpowiedź na to pytanie, ponieważ każdy, kto zapozna się z treścią
książki „Wprowadzenie do Bitcoin” będzie dysponować dogłębną wiedzą na temat
sposobu działania tego systemu oraz odpowiednimi narzędziami umożliwiającymi
”
napisanie aplikacji kryptowalutowych następnej generacji.
—Gavin Andresen
Główny Specjalista ds. Naukowych, Bitcoin Foundation
“
Książka napisana przez Andreasa pomoże Wam włączyć się a nurt rewolucji w
”
oprogramowaniu przeznaczonym dla świata finansów.
—Naval Ravikant
Współzałożyciel AngelList
2
Podziękowanie za opracowanie „Wprowadzenia do
Bitcoin
“Kiedy omawiam Bitcoin niekiedy pada pytanie: 'Ale jak to właściwie działa?' teraz mam już właściwą
odpowiedź na to pytanie, ponieważ każdy, kto zapozna się z treścią książki „Wprowadzenie do Bitcoin”
będzie dysponować dogłębną wiedzą na temat sposobu działania tego systemu oraz odpowiednimi
narzędziami umożliwiającymi napisanie aplikacji kryptowalutowych następnej generacji.”
— Gavin Andresen
Główny Specjalista ds. Naukowych, Bitcoin Foundation
“Bitcoin oraz technologie sieci blokowych stają się fundamentami Internetu nowej generacji. Najtęższe i
najsławniejsze umysły w Dolinie Krzemowej już nad nimi pracują. Książka napisana przez Andreas pozwoli Wam
wziąć udział w rewolucji w oprogramowaniu dla świata finansów.”
— Naval Ravikant
Współzałożyciel AngelList
“Wprowadzenie do Bitcoin” to najlepszy techniczny materiał źródłowy poświęcony bitcoin obecnie dostępny na
rynku. Patrząc wstecz możemy przyjąć, że bitcoin to najważniejsza z technologii ostatniej dekady. I właśnie dlatego
niniejsza pozycja mieści się kanonie lektur obowiązkowych każdego programisty, zwłaszcza jeżeli specjalizuje się on
w budowaniu aplikacji z protokołem bitcoin. Gorąco polecam.”
— Balaji S. Srinivasan (@balajis)
Partner generalny
3
Wprowadzenie do Bitcoin
Andreas M. Antonopoulos

4
Mastering Bitcoin
By Andreas M. Antonopoulos
Copyright c 2015 Andreas M. Antonopoulos LLC. All rights reserved.
Printed in the United States of America.
Published by O’Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, CA 95472.
Książki publikowane przez O’Reilly mogą być nabywane w celach edukacyjnych, biznesowych lub do wykorzystania w celu promocji
sprzedaży. Dostępne są także wersje online większości opublikowanych pozycji (http://safaribooksonline.com). W celu uzyskania
bliższych informacji należy kontaktować się z naszym Działem Sprzedaży Korporacyjnej/Instytucjonalnej pod nr: 800-998-9938 lub na
adres poczty elektronicznej: [email protected].
Wydawca: Mike Loukides and Allyson MacDonald
Kierownik Produkcji: Melanie Yarbrough
Redakcja: Kim Cofer
Korekta: Carla Thornton
Indekser: WordCo Indexing Services
Projekt okłądki: Karen Montgomery
Układ treści: David Futato
Ilustracje: Rebecca Demarest
Grudzień 2014r.: Wydanie pierwsze
Historia zmian do wydania pierwszego:
2014-12-01: Wydanie pierwsze
Patrz: http://oreilly.com/catalog/errata.csp?isbn=9781449374044 w celu zapoznania się z informacjami szczegółowymi.
Znak O’Reilly to zarejestrowany znak handlowy O’Reilly Media, Inc. Mastering Bitcoin, projekt okładki oraz związane znaki handlowe i
oznaczenie stanowią znaki handlowe O’Reilly Media, Inc.
Oznaczenia stosowane przez producentów i sprzedawców w celu wyróżnienia swoich wyrobów uznaje się za znaki handlowe. Jeżeli
oznaczenia te występują w niniejszej książce i O’Reilly Media, Inc. Posiada informacje dotyczące praw do znaku handlowego są one
napisane wielkimi literami lub ich oznaczenia zaczynają się od wielkiej litery.
Pomimo starań ze strony autora oraz wydawcy w celu zapewnienia, że wszelkie informacje oraz instrukcje umieszczone w treści
niniejszego opracowania są dokładne wydawca oraz autor zrzekają się odpowiedzialności za wszelkie błędy lub pominięcia z włączeniem,
ale bez ograniczenia do odpowiedzialności za szkody wynikłe w związku z wykorzystaniem lub opieraniem się na treści niniejszej książki.
Wykorzystanie informacji oraz instrukcji zawartych w niniejszej publikacji jest na wyłączną odpowiedzialność i ryzyko czytelnika. Jeżeli
podane w niniejszym materiale przykłady kodów lub innych technologii podlegają licencjom otwartym (open source) lub obciążone są
prawami stron trzecich odpowiedzialność za wykorzystanie odpowiednich treści zgodnie z warunkami określonymi w tych licencjach lub
bez naruszania wymienionych praw spoczywa na czytelniku.
ISBN: 978-1-449-37404-4
[LSI]
5
Spis treści
Wstęp.........................................................................................................................................................11
Opracowanie materiału dotyczącego Bitcoin.........................................................................................11
Odbiorcy.................................................................................................................................................11
Dlaczego na okładce są owady?..............................................................................................................11
Konwencje stosowane książce................................................................................................................12
Przykładowe kody...................................................................................................................................12
Wykorzystanie kodów przykładowych....................................................................................................13
Safari® Books Online...............................................................................................................................13
Jak się z nami skontaktować...................................................................................................................14
Podziękowania........................................................................................................................................14
Wersja wstępna (materiały z GitHub).....................................................................................................16
Skrócony słownik....................................................................................................................................16
ROZDZIAŁ 1.................................................................................................................................................19
Czym jest Bitcoin?...................................................................................................................................19
Historia Bitcoin.......................................................................................................................................21
Wykorzystanie Bitcoin, użytkownicy oraz ich historie............................................................................22
Początek.................................................................................................................................................24
Szybki start.............................................................................................................................................25
Pierwsze bitcoiny....................................................................................................................................26
ROZDZIAŁ 2.................................................................................................................................................31
Transakcje, bloki, mining i łańcuchy blokowe.........................................................................................31
Prezentacja ogólna Bitcoin.....................................................................................................................31
Kupujemy filiżankę kawy.........................................................................................................................32
Transakcje bitcoinowe............................................................................................................................34
Popularne formy transakcji.....................................................................................................................36
Konstrukcja transakcji.............................................................................................................................37
Otrzymywanie odpowiednich strumieni wejściowych............................................................................38
Tworzenie bloków wyjściowych..............................................................................................................39
Dodawanie transakcji do księgi...............................................................................................................40
Wysyłanie transakcji...............................................................................................................................40
Powielanie..............................................................................................................................................40
6
Perspektywa Boba..................................................................................................................................41
Bitcoin Mining........................................................................................................................................41
Bloki transakcji miningowych.................................................................................................................42
Wydatkowanie transakcji........................................................................................................................44
ROZDZIAŁ 3.................................................................................................................................................45
Rdzeń Bitcoin: oprogramowanie wzorcowe............................................................................................45
Pierwsze uruchomienie oprogramowania podstawowego Bitcoin.........................................................45
Kompilacja Bitcoin Core w oparciu o kod źródłowy................................................................................46
Korzystanie z JSON-RPC API Bitcoin Core w linii poleceń........................................................................51
Informacje o statusie Bitcoin Core Client................................................................................................53
Ustawienia portfela oraz szyfrowanie.....................................................................................................53
Aktualizacja portfela, usuwanie oraz odzyskiwanie tekstu Plain-text Dump...........................................54
Adres portfela i odbieranie transakcji.....................................................................................................54
Sprawdzanie i odszyfrowywanie transakcji.............................................................................................56
Wyszukiwanie bloków............................................................................................................................59
Tworzenie, podpisywanie oraz przekazywanie transakcji w oparciu o niezrealizowane kwoty wyjściowe
...............................................................................................................................................................60
Alternatywni klienci, biblioteki oraz zestawy narzędzi............................................................................65
Libbitcoin i narzędzia sx..........................................................................................................................66
ROZDZIAŁ 4.................................................................................................................................................69
Wstęp.....................................................................................................................................................69
Szyfrowanie przy użyciu klucza publicznego oraz kryptowaluty.............................................................69
Klucze prywatne i publiczne...................................................................................................................70
Klucze prywatne.....................................................................................................................................70
Generowanie klucza prywatnego w oparciu o liczbę losową..................................................................71
Klucze publiczne.....................................................................................................................................72
Wyjaśnienie szyfrowania krzywą eliptyczną...........................................................................................72
Generowanie klucza publicznego...........................................................................................................75
Adresy bitcoin.........................................................................................................................................76
Szyfrowanie Base58 i Base58Check........................................................................................................78
Formaty kluczy........................................................................................................................................81
Wdrażanie kluczy i adresów w Python....................................................................................................85
Portfele...................................................................................................................................................88
7
Portfele niedeterministyczne (losowe)...................................................................................................88
Portfele deterministyczne (źródłowe).....................................................................................................88
Kody mnemotechniczne.........................................................................................................................89
Zaawansowane klucze i adresy...............................................................................................................98
Szyfrowane klucze prywatne (BIP0038)..................................................................................................98
Funkcja hashująca Pay-to-Script (P2SH) i adresy Multi-Sig.....................................................................99
Adresy vanity........................................................................................................................................101
Portfele papierowe...............................................................................................................................105
Rozdział 5..................................................................................................................................................108
Wstęp...................................................................................................................................................108
Cykl transakcji.......................................................................................................................................108
Tworzenie Transakcji.............................................................................................................................108
Rozprzestrzenianie transakcji po sieci Bitcoin.......................................................................................109
Rozprzestrzenianie transakcji w sieci bitcoin........................................................................................109
Struktura transakcji..............................................................................................................................110
Bloki wyjściowe transakcji....................................................................................................................112
Warunki wydatkowania (ograniczenia).................................................................................................115
Opłaty transakcyjne..............................................................................................................................119
Dodawanie opłat do transakcji.............................................................................................................119
Transakcja łańcuchowe i sieroce...........................................................................................................120
Skrypty transakcji oraz język skryptów.................................................................................................121
Budowa Skryptu (blokowanie i odblokowanie).....................................................................................122
Język skryptu........................................................................................................................................123
Niekompletność Turinga.......................................................................................................................126
Bezstatusowa weryfikacja.....................................................................................................................126
Standardowe transakcje.......................................................................................................................126
Pay-to-public-key..................................................................................................................................128
Skrypty multi-signature........................................................................................................................129
Blok danych wyjściowych (OP.RETURN.................................................................................................130
Pay-by-Script-Hash (P2SH)....................................................................................................................132
Adresy Pay-to-script-hash.....................................................................................................................134
Korzyści z pay-to-script-hash.................................................................................................................135
Realizacja (umarzanie) skryptu i walidacja isStandard..........................................................................135
8
Rozdział 6..................................................................................................................................................136
Sieć Bitcoin...............................................................................................................................................136
Węzły - rodzaje i role............................................................................................................................137
Rozszerzenie sieci.................................................................................................................................138
Wykrywanie sieci:.................................................................................................................................141
Pełne Węzły..........................................................................................................................................144
Wymiana „Inwentarza”.........................................................................................................................145
Uproszczone weryfikacje płantości (SPV) węzłów.................................................................................145
Filtry Bloom..........................................................................................................................................148
Filtr Bloom i aktualizacje inwentarza....................................................................................................152
Zbiorniki transakcyjne...........................................................................................................................153
Wiadomości Alertowe..........................................................................................................................153
Rozdział 7..................................................................................................................................................155
Łańcuch blokowy......................................................................................................................................155
Wprowadzenie......................................................................................................................................155
Struktura bloku.....................................................................................................................................156
Nagłówek bloku....................................................................................................................................157
Identyfikatory bloku: Hash nagłówka bloku i wysokość bloku..............................................................157
Blok genezy...........................................................................................................................................158
Łączenie bloków w łańcuchy.................................................................................................................159
Drzewko Merkla....................................................................................................................................160
Drzewka skrótów (Merklego) i SPV.......................................................................................................166
Rozdział 8..................................................................................................................................................169
Górnictwo i konsensus.............................................................................................................................169
Wstęp...................................................................................................................................................169
Ekonomia Bitcoin i tworzenie waluty....................................................................................................170
Consensus decentralizacji.....................................................................................................................172
Niezależna weryfikacja transakcji.........................................................................................................172
Data transakcji, opłaty i priorytet........................................................................................................175
Transakcja generowania.......................................................................................................................176
Wynagrodzenie Coinbase i opłaty........................................................................................................178
Struktura transakcji generowania.........................................................................................................179
Dane Coinbase......................................................................................................................................179
9
Konstruowanie nagłówka bloku............................................................................................................181
Wydobycie bloku..................................................................................................................................182
Algorytm Proof-of-work........................................................................................................................182
Trudność reprezentacji.........................................................................................................................187
Trudność docelowa i przekierowywanie...............................................................................................187
Skuteczne wydobycie bloku..................................................................................................................189
Weryfikacja (walidacja) nowego bloku.................................................................................................189
Gromadzenie oraz wybór bloków łańcucha..........................................................................................190
Rozwidlenia łańcuchów blokowych......................................................................................................191
Mining i wyścig hashowania.................................................................................................................195
Rozwiązanie kwestii dodatkowych wartości jednorazowych................................................................197
Pula minigowa......................................................................................................................................197
Pule zarządzane....................................................................................................................................199
P2Pool..................................................................................................................................................199
Ataki na consensus...............................................................................................................................200
ROZDZIAŁ 9...............................................................................................................................................203
Podział taksonomiczny walut i łańcuchów alternatywnych..................................................................203
Platformy meta coin.............................................................................................................................204
Colored Coins.......................................................................................................................................204
10