Как функционира Bitcoin изцяло: От една транзакция до записа ѝ в блокчейна – пълен разбор

Когато става дума за биткойн, винаги се чудя какво прави тази криптовалута толкова устойчива след толкова години. Защо никой не може просто да отпечата повече пари и да ги харчи както си иска? Ами, представете си: от момента, в който натиснете "изпрати" в портфейла си на телефона, до мига, в който парите стигнат до получателя, се случва цяла поредица от сложни стъпки. Днес, като опитен блогър в света на Web3, ще ви разкажа всичко стъпка по стъпка, сякаш разкривам тайната на една древна европейска пъзел – слой по слой, за да разберете как работи магията зад биткойн.

Биткойн не функционира като обикновена банкова сметка, където просто добавяте или изваждате от баланса. Вместо това той използва модела UTXO – Unspent Transaction Output, или на български, неизхарчени изходи от транзакции. Вашите средства не са в един-единствен акаунт, а представляват колекция от "ваучери" от предишни сделки, всеки с указана сума и заключване, което определя кой може да ги използва.

Тези UTXO са сърцето на системата. Когато искате да платите, не намаляваме баланс – по-скоро унищожаваме старите ваучери (като входове) и създаваме нови (като изходи) за получателя и за себе си като рестото.

Визуализация: Пълен процес на биткойн транзакция (текстов диаграма)

Да предположим, че искате да изпратите 0.5 BTC на приятел.

В портфейла ви има три UTXO: 0.3 BTC, 0.4 BTC и 0.8 BTC (общо 1.5 BTC).

Портфейлът ви избира подходящи входове – обикновено комбинация, която е достатъчна, без да харчи излишно.

Така се избират 0.4 BTC и 0.3 BTC, което дава 0.7 BTC като вход.

Сега се изгражда структурата на транзакцията:

• Входове (Inputs): Съдържат ID на предишни транзакции, индекс на изхода и сценарий за отключване (вашият подпис, който доказва собствеността).

• Изходи (Outputs):

  • За приятеля: 0.5 BTC (заключен към хеш на публичния му ключ).

  • Ресто за вас: 0.18 BTC (заключен към вашия адрес, след изваждане на такса от 0.02 BTC).

• Такса: Разликата между входовете и изходите – 0.02 BTC, която отива при миньора.

Следва подписване с частния ви ключ, за да се предотврати всякаква промяна в сумите.

Транзакцията се излъчва в мрежата към близките възли, които я проверяват и я поставят в паметния басейн (mempool).

Миньорът я вижда, включва я в кандидат-блок.

При успешно минене блокът се добавя към веригата: старите UTXO се маркират като изхарчени, а новите се създават (0.5 за приятеля и 0.18 за вас).

Потвържденията идват с всеки следващ блок – обикновено 6 са достатъчни за сигурност.

Целият процес напомня на предаване на естафета: старите UTXO изчезват, нови се раждат, а общото количество биткойн остава непроменено – просто се прехвърля между тях.

Как изглежда структурата на транзакция? (Разбор на ключовите полета)

Една биткойн транзакция е сложна данна структура, съдържаща:

• Версия (4 байта): Обикновено 2, използвана за сигнализиране на софтуерни ъпгрейди.

• Брой входове (променлив): Колко UTXO се използват.

• Всеки вход:

  • Хеш на предишната транзакция (32 байта).

  • Индекс на изхода (4 байта, указва кой изход).

  • Дължина на сценария за подпис.

  • Сценарий за отключване (ScriptSig): Подпис плюс публичен ключ.

• Брой изходи.

• Всеки изход:

  • Сума (8 байта, в сатошита – 1 BTC = 100 милиона сатошита).

  • Дължина на сценария за заключване.

  • Сценарий за заключване (ScriptPubKey): Често P2PKH – OP_DUP OP_HASH160 [20-байтов хеш на публичен ключ] OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG.

• Време за заключване (4 байта): Обикновено 0, за незабавно активиране.

Ключов елемент е езикът на сценариите! Биткойн скриптът е умишлено прост – не е Turing-пълен, но изключително мощен.

Той действа като мини-виртуална машина, която решава един въпрос: "Може ли тези пари да се похарчат сега?"

Примери за сценарии за заключване:

• P2PKH (най-разпространен): Заключва към адрес (хеш на публичен ключ); отключва се с подпис и публичен ключ, проверявайки съвпадението.
• P2SH: По-гъвкав, позволява мултисигнатури и времеви заключвания.
• Taproot (след ъпгрейда през 2021): Използва Schnorr подписи за по-голяма приватност и евтини мултисигнатури.

Тези сценарии правят биткойн програмируем, без да рискува големи грешки като в Етериум – сигурността е на първо място, особено за европейските потребители, които ценят стабилността.

Миненето: Кои опаковат транзакциите?

Миньорите са като счетоводители и пазачи на мрежата в един човек.

Те правят следното:

1. Събират транзакции от мемпула, отдавайки предпочитание на тези с високи такси.

2. Изграждат блок:

• Заглавка на блока (80 байта, критична):

  • Версия.

  • Хеш на предишния блок (за веригата).

  • Merkle Root (корен на дървото от транзакции).

  • Времеви печат.

  • Целева трудност (Bits).

  • Nonce (променлива, която миньорите тестват).

• Списък с транзакции: Coinbase (награда за миньора) на първо място, следвана от обикновени.

3. Изчисляват Nonce: Двойно SHA256 на заглавката трябва да е по-малко от целевата трудност (с много водещи нули, напр. 00000000ffff...).

4. Първият успешен излъчва блока; другите го проверяват и приемат, след което продължават.

5. Награда: 3.125 BTC (след халвинг през 2024) плюс такси от транзакциите.

Миненето е като лотария: колкото по-голямо е общото изчислително мощност, толкова по-трудно е да спечелиш, но трудността се адаптира автоматично.

Структура на блока: Ясно и просто

Блокът се състои от заглавка и тяло с транзакции.

Полета на заглавката:

• Версия (4B)
• Предишен хеш (32B)
• Merkle Root (32B)
• Времеви печат (4B)
• Bits (4B, кодирана трудност)
• Nonce (4B)

Тялото:

• Брой транзакции
• Coinbase транзакция (награда плюс съобщение, напр. в генезис блока: "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks")
• Обикновени транзакции

Merkle дървото е гениално: компресира хиляди транзакции в 32-байтов корен, който се променя при всяка модификация – идеално за бърза проверка.

Адаптация на трудността: Автоматичният "газ" на биткойн

Биткойн цели един блок на всеки 10 минути в среднем.

Дори ако изчислителната мощност скочи (нови машини) или падне (като забраната в Китай), системата се стреми към стабилност.

Как се регулира?

• Всеки 2016 блока (около две седмици) се пресмята времето.
• Цел: 2016 × 10 мин = 20160 мин.
• Ако времето е по-кратко (повече мощност), трудността се увеличава (по-малки целеви хеш, повече нули).
• Ако е по-дълго, трудността намалява.
• Формула: Нова трудност = Стара × (20160 мин / реално време).
• Лимит: Максимум 4 пъти промяна наведнъж, за да се избегнат екстремуми.

Този механизъм е брилянтен, защото поддържа ритъма на издаването като прецизен часовник.

Независимо от технологичния напредък, лимитът от 21 милиона и халвингите остават непокътнати – основата на вярата в биткойн като "дигитално злато", особено актуално за нас в Европа с нашата история на финансова стабилност.

Защо тези дизайни правят биткойн толкова надежден?

• UTXO: Предотвратява двойно харчене лесно (всеки UTXO се използва само веднъж и се премахва).
• Сценарии: Програмируеми, но ограничени за максимална сигурност.
• PoW + адаптация на трудността: Защитава с реални разходи за енергия; 51% атака е скъпа до абсурд.
• Правило за най-дългата верига: Мрежата приема веригата с най-много работа (най-трудна за фалшифициране).

От инициация до потвърждение, всяка транзакция включва хиляди глобални възли, миньори в реално време – проверка, съревнование и баланс.

Сега можете да впечатлите приятелите си: "Биткойн не е просто баланс – това са UTXO, които танцуват по веригата. Миньорите гласуват с електричество кои сделки влизат в историята. Трудността се калибрира на всеки две седмици за постоянен ритъм."

Искате ли да задълбаем? Например, как SegWit спестява пространство, Taproot улеснява мултисиг, или Lightning Network позволява секунди за трансфери?

Кажи ми какво те обърква най-много – ще ти обясня на разбрано!

Препоръчвам топ 3 глобални крипто борси:

• Регистрация в Binance (лидер по обем, най-разнообразни активи, супер бонуси за нови);
• Регистрация в OKX (идеална за фючърси, ниски такси);
• Регистрация в Gate.io (ловец на нови монети, копиране на сделки и ексклузивни аирдропи).

За цялостно – Binance, за професионалисти – OKX, за алткойни – Gate! Регистрирай се бързо и спечели доживотни отстъпки по такси~