Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi bądź towarowymi ich właścicieli.

Transkrypt

1

2 Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji. Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi bądź towarowymi ich właścicieli. Autor oraz Wydawnictwo HELION dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz Wydawnictwo HELION nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji zawartych w książce. Redaktor prowadzący: Barbara Gancarz-Wójcicka Projekt okładki: Jan Paluch Wydawnictwo HELION ul. Kościuszki 1c, GLIWICE tel , onepress@onepress.pl WWW: (księgarnia internetowa, katalog książek) Drogi Czytelniku! Jeżeli chcesz ocenić tę książkę, zajrzyj pod adres Możesz tam wpisać swoje uwagi, spostrzeżenia, recenzję. ISBN: Copyright Helion 2014 Printed in Poland. Oceń książkę Księgarnia internetowa Lubię to!» Nasza społeczność

3 Spis tre ci Podzi kowania... 5 Wst p... 7 Rozdzia 1. Wprowadzenie Czym jest bitcoin? Prze omowy rok 2013? Jak dzi funkcjonuje bitcoin? Podsumowanie Rozdzia 2. Zasada funkcjonowania bitcoina Jak funkcjonuje bitcoin? Kryptografia Architektura peer-to-peer Wydobywanie, transakcje i bloki Prowizje transakcyjne Podsumowanie Rozdzia 3. Korzystanie z bitcoina Portfele Bitcoin Transakcja Bitcoin Pozyskiwanie bitcoinów Fizyczny bitcoin Polskie prawo a bitcoin Podsumowanie

4 B ITCOIN Rozdzia 4. Bezpiecze stwo Anonimowo Double-spending Atak 50% Ciemna strona bitcoina Podsumowanie Rozdzia 5. Pierwsze kroki Jak rozpocz? S owniczek

5 Rozdzia 2. Zasada funkcjonowania bitcoina Jak funkcjonuje bitcoin? Aby zrozumie ide bitcoina, trzeba pozna chocia cz teoretycznych podstaw jego funkcjonowania. W tym rozdziale poruszymy sporo kwestii technicznych, aby przybli y w jak najprostszy sposób u ywane w dalszej cz ci ksi ki poj cia bloku, wydobywania czy transakcji. Poniewa sporo operacji w sieci Bitcoin opiera si na kryptografii, nie sposób równie omówi zasady dzia ania wirtualnej waluty bez przybli enia podstawowych poj z tej dziedziny. Kryptografia S owo kryptografia odmieniane jest przez wszystkie przypadki w rozmaitych definicjach bitcoina. Nic dziwnego, w ko cu to w a- nie algorytmy szyfruj ce i dzia ania matematyczne stanowi podstaw dzia ania wirtualnej waluty. Mimo e wi kszo informacji, jak chocia by historia transakcji, jest jawna, szyfrowanie odgrywa kluczow rol w zabezpieczeniach mechanizmów bitcoina. Kryptowaluta, jak nieraz zwany jest bitcoin, korzysta przede wszystkim z kryptograficznych funkcji skrótu oraz kryptografii klucza publicznego. 33

6 B ITCOIN Funkcje skrótu (ang. hash function) Funkcja skrótu, zwana tak e funkcj haszuj c, jest algorytmem komputerowym, uruchamianym na pewnych danych wej ciowych. Wynikiem dzia ania tej funkcji jest skrót (hash) o sta ej d ugo ci. Dla przyk adu znana i popularna w internecie funkcja MD5 generuje skrót o sta ej, 32-znakowej d ugo ci, sk adaj cy si ze znaków 0 9 oraz a f. Spróbujmy wywo a tak funkcj dla przyk adowych danych wej ciowych, czyli ci gu Bitcoin2013. Mo emy tego dokona mi dzy innymi w licznych generatorach online lub w systemie operacyjnym Linux, u ywaj c komendy md5sum. W obu przypadkach otrzymamy taki sam skrót, widoczny na rysunku 2.1. Rysunek 2.1. Jeden z popularnych w internecie generatorów hashy Obliczenie jednego hashu MD5 jest bardzo szybkie. W te cie przeprowadzonym na przyk adowej maszynie klasy domowego komputera PC 1000 hashy MD5 obliczanych by o w przeci gu 1,246 sekundy, co daje przybli on pr dko 803 hashy na sekund. Funkcja haszuj ca ma zawsze taki sam wynik dla tych samych danych wej ciowych i cz sto mo emy spotka si z ni przy pobieraniu plików z internetu. Obok nazwy pliku znajduje si zapisany hash. Na pobranym pliku mo emy wywo a funkcj haszuj c na lokalnym dysku i sprawdzi, czy zwróci a ona taki hash, jaki widnieje na stronie internetowej. Dzi ki temu zyskujemy pewno, e plik zosta pobrany w ca o ci i nie zosta po drodze zmodyfikowany (rysunek 2.2). 34

7 Zasada funkcjonowania bitcoina Rysunek 2.2. Strona pobra klienta Bitcoin-qt na sourceforge.net. Obok pliku wykonywalnego EXE widniej hashe SHA1 oraz MD5, które mo na wykorzysta do weryfikacji pliku po pobraniu Funkcja skrótu jest jednostronna, poniewa na podstawie hashu nie jeste my w stanie odtworzy danych wej ciowych, które pos u y y do jego wygenerowania. Poza nielicznymi przypadkami, które zostan omówione na ko cu tej sekcji, odtworzenie ród owych danych jest cz sto niemo liwe w zadowalaj cym czasie. Dobrze znane funkcje skrótu to wspomniana ju MD5 czy SHA-256, które generuj odpowiednio 32- i 64-znakowy skrót, u ywaj c znaków heksadecymalnych (cyfry 0 9 oraz litery a f). W projekcie Bitcoin wykorzystywana jest ta druga funkcja, ze wzgl du na to, e funkcja MD5 jest ju raczej przestarza a i nie mo e zapewni odpowiedniego poziomu bezpiecze stwa. Dla wymienionych wy ej funkcji skrótu bardzo ma a zmiana w ród owym zbiorze danych spowoduje, e wynikowy hash b dzie zupe nie inny ni oryginalny. Taki mechanizm pozwala upewni si, e obrabiany zbiór danych, którym mo e by tekst, plik lub 35

8 B ITCOIN te blok transakcji bitcoina, nie zosta zmieniony przez nieuprawnionego u ytkownika. Przyjrzyjmy si, jak wygl da to na bardzo prostym przyk adzie. Obliczymy skrót SHA-256 dla wyra e Ala ma kota oraz Ola ma kota. Te dwa zdania ró ni si tylko jednym znakiem w pierwszym z nich wyst puje du a litera A, w drugim du a litera O. Skrót mo na obliczy z wykorzystaniem polecenia linuksowego sha256sum, jak równie innych programów b d generatorów online. Oto obliczony skrót SHA-256 z dwóch ró nych wyra e : Ala ma kota 124bfb6284d82f3b1105f88e3e7a0ee02d0e c05b cd6e Ola ma kota 36ad917e863b5321bff77734fd52888ccf03c503bd51f649cb1ed4c28a19e5ef Oba hashe maj kompletnie inn warto i w aden sposób nie zdradzaj, e pochodz z tak bardzo zbli onych do siebie wej ciowych a cuchów znaków. W sieci Bitcoin funkcje skrótu u ywane s mi dzy innymi przy obliczaniu adresu Bitcoin, który wynika bezpo rednio z powi zanego z nim klucza prywatnego. Dzi ki nieodwracalnemu dzia aniu funkcji haszuj cych udost pnienie swojego adresu Bitcoin publicznie nie poci ga za sob ryzyka poznania zwi zanego z nim klucza prywatnego. Z drugiej strony dzi ki atwemu obliczaniu hashu z zadanego a cucha wej ciowego u ytkownik posiadaj cy klucz prywatny jest w stanie bardzo szybko dowie, e dany adres Bitcoin nale y w a nie do niego. Funkcje haszuj ce u ywane s tak e do obliczania sum kontrolnych bloków transakcji oraz w celu zapewnienia integralno ci a cucha bloków, co b dzie opisane w dalszej cz ci ksi ki. 36

9

10