Een simpele ontleding van Bitcoin’s whitepaper!

by | Sep 3, 2020

Satoshi Nakamoto’s Bitcoin whitepaper

“Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System” werd in 2008 gepubliceerd.

 

Sindsdien hebben talloze artikelen en blogposts de visie van Satoshi besproken, maar de tekst zelf wordt vaak over het hoofd gezien en zelfs genegeerd.

Bitcoin zorgt voor een revolutie in de wereldwijde betalingsindustrie en mensen van over de hele wereld denken opnieuw na over wat geld nu eigenlijk echt is.

Bovendien is de onderliggende technologie en het netwerk die de Bitcoin-transacties verwerken, bekend als blockchain, bezig met het transformeren van industrieën die zo gevarieerd zijn als het bankwezen, de landbouw, de logistiek, de gezondheidszorg, de verkiezingen en de productie, om er maar een paar te noemen.

Wij analyseren de belangrijkste onderdelen voor onze lezers, waarbij we kijken naar hoe Satoshi zijn (of haar) ideeën wilde uitvoeren.

Dit artikel is gebaseerd op de whitepaper van Bitcoin en schetst wat Bitcoin is en hoe het werkt.

De belangrijkste hoofdstukken gaan wij voor jullie op een zo simpel mogelijke  manier uiteenzetten!

 

Maar eerst de voorlopers van Bitcoin!

Bitcoin was niet de eerste poging tot digitaal geld, maar het is zeker de meest succesvolle. Eerdere schema’s maakten de weg vrij voor Satoshi’s uitvinding:

1. DigiCash

DigiCash was een bedrijf dat eind jaren tachtig werd opgericht door cryptograaf en computerwetenschapper David Chaum. Het werd geïntroduceerd als een privacy-georiënteerde oplossing voor online transacties, gebaseerd op een paper van Chaum (hier uitgelegd).

Het DigiCash-model was een gecentraliseerd systeem, maar het was toch een interessant experiment. Het bedrijf ging later failliet, wat volgens Chaum te wijten was aan de invoering ervan voordat de e-commerce echt van de grond kwam.

2. B-money

B-money werd oorspronkelijk in een voorstel van computertechnicus Wei Dai beschreven, dat in de jaren negentig van de vorige eeuw werd gepubliceerd. Het wordt ook geciteerd in de Bitcoin-whitepaper, en het is niet moeilijk om te begrijpen waarom.

B-money stelde een Proof of Work systeem voor (gebruikt in de Bitcoin-mining) en het gebruik van een gedistribueerde database waarin gebruikers transacties moesten ondertekenen. Een tweede versie van B-money beschreef ook een idee dat vergelijkbaar is met staking, dat vandaag de dag in andere cryptocurrencies wordt gebruikt.

Uiteindelijk is B-moneynooit van de grond gekomen, omdat het de conceptfase niet heeft gehaald. Bitcoin laat zich echter wel duidelijk inspireren door de concepten van Dai.

3. Bit Gold

De gelijkenis tussen Bit Gold en Bitcoin is zo groot dat sommigen geloven dat de maker, computerwetenschapper Nick Szabo, Satoshi Nakamoto is. De kern van Bit Gold wordt gevormd door een register dat reeksen gegevens vastlegt die afkomstig zijn van een ‘Proof of Work’-operatie.

Net als B-money is het nooit verder ontwikkeld. Bit Gold’s overeenkomsten met Bitcoin heeft wel zijn plaats als “voorloper van Bitcoin” ingenomen.

Het probleem in een notendop

Hier is het belangrijkste probleem en een schets van de oplossing.

Het probleem met elektronisch geld is dat digitale bestanden gemakkelijk te kopiëren zijn. Als je me een MP3 of een JPEG online stuurt, houd je het originele bestand nog steeds.

Het is duidelijk dat dit niet compatibel is voor een financiële waardeopslag – als je het kunt blijven dupliceren, is het waardeloos. Vandaar het “double-spending problem.”

 

Over het algemeen wordt dit opgelost door een tussenpersoon zoals PayPal of VISA om bij te houden wie wat bezit, om er zeker van te zijn dat als je me $10 stuurt, dat het geld niet meer op je rekening staat.

Om de noodzaak van deze tussenpersoon te elimineren, moeten transacties worden uitgezonden via een peer-to-peer netwerk als een openbaar register, dat gezamenlijk de gegevens van elke verzonden en ontvangen transactie bevat. (Meer over het hashing en proof-of-work gedeelte later.)

Bitcoin’s belangrijkste eigenschappen!

Voor we ingaan op de methodiek en de technische aspecten van Bitcoin, laten we eerst even de werking van Bitcoin bekijken.

Wat zijn enkele van de eigenschappen die Bitcoin zo uniek maken?

Volledig digitaal

In tegenstelling tot cash of goud bestaat Bitcoin in geen enkele fysieke vorm. Het is een digitale weergave van de waarde op het netwerk (de zogenaamde Blockchain).

Kan niet worden gekopieerd

Dit komt omdat er niets te kopiëren valt. Een Bitcoin is gewoon digitale informatie op de Blockchain. Dus zelfs als u een Bitcoin zou kopiëren en een transactie zou proberen te maken op de Blockchain, het netwerk de anomalie meteen zou detecteren.

Peer-to-peer

Bitcoin heeft geen betrouwbare derde partij nodig om een transactie uit te voeren. De verzender en de ontvanger kunnen de waarde van de coins meteen overbrengen, zonder tussenkomst van een financiële instelling.

Beperkt aanbod

Terwijl de Bitcoin-whitepaper ons niet expliciet vertelt hoeveel, weten we dat er een beperkt aantal Bitcoins zullen bestaan (21 miljoen). Deze schaarste is wat Bitcoins zo interessant maakt om te dienen als “store of value”.

Transacties zijn onomkeerbaar

Als een transactie eenmaal is geverifieerd op het Bitcoin-netwerk, dan kan deze niet meer worden teruggedraaid. Dit voorkomt fraude (met name terugboekingsfraude) en ‘double spending’, zoals hierboven beschreven.

Gedecentraliseerd

Het Bitcoin-netwerk is niet afhankelijk van financiële instellingen, overheden of bedrijven. Niemand kan Bitcoin afsluiten, want het behoort toe aan iedereen die deelneemt aan het netwerk.

Dit vat de belangrijkste kenmerken van Bitcoin samen en hoe het wordt verondersteld te werken als een valuta en als een “store of value”.

Uiteenzetting Bitcoin whitepaper

U vraagt zich waarschijnlijk nog steeds af hoe dit alles werkt. Wie beveiligt het netwerk en wat maakt het zo’n goed alternatief voor traditionele financiële betalingen?

1. De introductie van de whitepaper

De handel op het internet is voor de verwerking van elektronische betalingen bijna uitsluitend afhankelijk geworden van financiële instellingen die als betrouwbare derde partij optreden.

Hoewel het systeem voor de meeste transacties goed genoeg werkt, heeft het nog steeds te lijden onder de inherente zwakke punten van het op vertrouwen gebaseerde model. … Handelaren moeten op hun hoede zijn voor hun klanten en hen lastig vallen om meer informatie te krijgen dan ze normaal gesproken nodig zouden hebben.

Satoshi wilde met Bitcoin de financiële tussenpersonen weghalen, maar ook de noodzaak om bij iedere transactie persoonlijke data te verzamelen, elimineren.

Vijf jaar voordat de omvang van de NSA-dataverzameling door Edward Snowden werd onthuld, bleek deze focus op privacy vooruitstrevend.

Satoshi’s visie

Satoshi was geen fan van financiële instellingen.

Het genesis-block van Bitcoin, de start van de blockchain, bevat de volgende tekst – “The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks,” een verwijzing naar de krantenkop van die dag.

De verwijzing bewijst dat het genesis block na dat moment is gemaakt, maar geeft ook commentaar op het probleem van financiële instellingen die een grote kostprijs vormen voor de mensen die zij zouden moeten helpen.

Wat nodig was, was een elektronisch betalingssysteem dat gebaseerd is op cryptografische controle in plaats van op vertrouwen, waardoor twee partijen rechtstreeks met elkaar kunnen handelen zonder dat er een betrouwbare derde partij nodig is.

Transacties die computationeel gezien onpraktisch zijn om om te keren, kunnen verkopers beschermen tegen fraude, en routinematige escrow-mechanismen kunnen gemakkelijk worden geïmplementeerd om de kopers te beschermen.

Cryptografische proofs of trust worden al lang gebruikt om digitale communicatie via het internet te beveiligen en te authenticeren. HTTPS, de veilige versie van het HTTP-webprotocol, werd in 1994 uitgebracht en PGP e-mailcodering werd in 1991 ontwikkeld.

Het idee om verrichtingen computationeel kostbaar te maken was ook al een tijdje aan de orde. Adam Back’s Hashcash paper uit 2002, één van de acht referenties die in de bitcoin white paper worden genoemd, stelde een kleine berekeningskost voor om bepaalde digitale berichten te versturen, om zo denial-of-service-aanvallen en e-mailspam te voorkomen.

2. Transacties

In deze paragraaf beschrijft Nakamoto het elektronische transactieproces, namelijk de blockchain, op een technische manier.

In simpele taal definieert Satoshi Nakamoto het volgende:  Om Bitcoin te begrijpen, moet u begrijpen dat een “coin” slechts een opeenvolging van informatie is.

Deze informatie is slechts een klein deel van een grotere groep informatie die betrekking heeft op eerdere transacties (Blockchain).

Het geheel van de Blockchain bestaat uit een lange ketting van tijdsgebonden transacties, die telkens alle voorgaande transacties bevatten.

De oplossing die wordt voorgesteld, begint met een timestamp server. Een timestamp server werkt door een hash van block items te timen en de hash op grote schaal te publiceren, zoals in een krant

Hashen van data is een uiterst nuttig proces om de integriteit van data te controleren. Een hash-algoritme neemt een variabele data-grootte als inputen geeft een output met een vaste lengte, zodat de hash van een 5GB filmdownload dezelfde grootte heeft als de hash van een 10kb-tekstbestand.

Een andere belangrijke eigenschap is dat het veranderen van zelfs het kleinste deel van de originele data een compleet andere hashwaarde output geeft.

Als je het SHA256 hash-algoritme gebruikt dat door Bitcoin wordt gebruikt, resulteert het woord “TradePremium” in deze hash:

C0CD8E60BB340EF5CC09CB6EF17F2BC771F249DC46AFBD525C61E94B19AFB613

En het woord “Trade Premium” resulteert in deze hash:

2D1D71E40059793A2396AC4702D6B9BD87F928953FD2988BED2346C438EED946

Dit houdt in dat wanneer de hash van een block bepaalde data publiceerd, u eenvoudig kunt controleren of de data niet gewijzigd is.

Geld hoeft geen fysiek object te zijn.

Het aantal Amerikaanse dollars dat bestaat als munten of biljetten is minuscuul in vergelijking met dollars die bestaan in de databases van banken of creditcardbedrijven.

Om de banken als tussenpersoon uit te knippen, heeft Satoshi een ” coin ” bedacht in de vorm van een eigendomshistoriek, die kan worden overgedragen door het adres van de nieuwe eigenaar aan het uiteinde toe te voegen.

Je zou het kunnen vergelijken met een biljet van $100 in een enveloppe waarop de handtekeningen en de straatadressen van iedereen die het eerder heeft uitgegeven, per post in je brievenbus worden afgeleverd. Om het uit te geven, voeg je je handtekening toe en mail je het door.

“We hebben een manier nodig om de begunstigde te laten weten dat de vorige eigenaars geen eerdere transacties hebben ondertekend.

De eerste transactie is de transactie die telt, waardoor we ons niet druk moeten maken over eventuele pogingen tot verdubbeling van de uitgave. De enige manier om de absentie van een transactie te bevestigen is door op de hoogte te zijn van elke transactie”.

Denk aan dezelfde $100 die je in een enveloppe krijgt, maar deze keer is het een cheque en weet je niet of je de originele of een kopie hebt. Als we de serienummers van elke cheque die door iedereen in het land wordt geïnd openbaar maken, kunt u nagaan of niemand anders dezelfde cheque heeft uitgegeven voordat u hem ontving.

3. Proof of work

Nakamoto zegt in de whitepaper dat proof-of-work gebruikt zal worden gebruikt om een peer-to-peer gedistribueerd timestamp netwerk te implementeren (zoals hierboven beschreven).

PoW is een essentieel onderdeel van het Bitcoin-netwerk. Het zorgt ervoor dat het systeem niet langer afhankelijk is van vertrouwen of van afzonderlijke partijen voor het controleren van transacties. In plaats daarvan kunnen alle deelnemende partijen in de Blockchain het grootboek verifiëren en ervoor zorgen dat de transacties geldig zijn.

De PoW consensus vereist dat computers wiskundige problemen (of “hash”) oplossen om het volgende blok van transacties te ontdekken. Aangezien het consensusmechanisme deze problemen oplost, worden nieuwe blocks aan elkaar gekoppeld in een chronologisch georiënteerde chain (vandaar de naam Blockchain).

Het proces vanuit een technisch perspectief

Het proces scant naar een waarde die, wanneer deze wordt gehasht, resulteert in een bepaalde numerieke weergave. Het timestamp netwerk moet deze waarde matchen met de hash van een block.

Er is CPU-kracht nodig om aan de proof-of-work te voldoen, en het block kan niet worden gewijzigd voordat de werkzaamheden opnieuw worden uitgevoerd. Blocks die later ontstaan worden aan elkaar gekoppeld, en om een block te veranderen moeten alle blocks  die erop volgen, worden overgedaan.

Transacties moeten door het netwerk worden bevestigd, zodat iedereen het erover eens is dat ze geldig zijn, en er is geen omkering mogelijk. Om dit te verwezenlijken wordt de data van de Bitcoin-transacties gegroepeerd in blocks, die de input vormen voor het hash-algoritme.

Computers in het netwerk voegen vervolgens een stukje ongewenste tekst toe aan de data totdat ze een hashwaarde vinden – een lange reeks cijfers en letters – die met een bepaald aantal nullen begint. Dit vergt enorm veel pogingen, maar nadat de hash is gevonden, is het voor iedereen met de input data gemakkelijk om te controleren of het klopt.

Zodra de CPU-inspanning volledig afgerond is om het proof-of-work proces te laten slagen, kan het block niet meer worden gewijzigd zonder dat deze werkzaamheden opnieuw worden uitgevoerd.

Aangezien de later gecreëerde blocks aan elkaar worden geketend/gekoppeld, zou dit betekenen dat wanneer je dit block wil veranderen, elk block dat erop volgt, opnieuw moeten worden uitgevoerd.

 

De stimulans om het PoW proces te laten slagen

Wanneer een nieuw block is aangemaakt en het probleem is opgelost, ontvangt de computer (of de node) die het heeft opgelost een beloning vanwege de nieuw aangemaakte Bitcoins voor hun inspanning.

Om meer stimulans te creëren om transacties te verifiëren, ontvangen mijnwerkers ook een beloning voor elke transactie die in een block wordt opgenomen.

Bovendien stijgt en daalt de moeilijkheidsgraad van de mining om de gemiddelde tijd tussen nieuwe blocks op ongeveer 10 minuten te houden. Op deze manier zorgt het ervoor dat miners hun beloningen tijdig ontvangen.

Tot slot is het antwoord op een mogelijk probleem de vereenvoudigde betalingsverificatie. In plaats van de hele chain te moeten controleren, kan een node het block waar de rentetransactie zich bevindt, controleren.

Hier is een korte video die uitlegt hoe het Bitcoin-transactieproces werkt:

Het basisprincipe van de blockchain

Een deel van de input data voor elk block is een verwijzing naar de data in het blok dat eerder kwam.

Aangezien een hash-algoritme een andere output geeft wanneer een deel van de input data wordt gewijzigd, moet je, als je de transacties in een vorig block wilt wijzigen, de hash-waarde van elk block dat erna kwam, herberekenen, aangezien de eerste wijziging de data in elk volgend block zou wijzigen.

Hoe ouder het block, hoe meer rekenkracht er nodig is om dit te doen, en hoe minder haalbaar het wordt om het register te wijzigen. Het is dus hoogst onwaarschijnlijk, zo niet onmogelijk, om de betrouwbare computers die op de huidige hash werken in te halen.

Tot slot staat in de whitepaper dat PoW alle deelnemers gelijke rechten geeft bij het nemen van beslissingen.

Hoewel dit op dit moment niet noodzakelijkerwijs het geval is, vanwege de ontwikkeling van mining pools, is het wel duidelijk dat  Nakamoto een democratische benadering heeft uitgewerkt.

De privacy

Eén van de voornaamste eigenschappen die Satoshi heeft ten opzichte van de traditionele financiële systemen is de inbreuk op de privacy. Als vertrouwde derden die betrokken zijn bij transacties, vragen banken persoonlijke gegevens op van de deelnemers in de financiële transacties.

De enige manier om uw informatie veilig te houden is door de toegang tot de informatie te beperken en de transacties privé te houden in hun systeem. Deze gegevens dreigen echter te worden gecompromitteerd door ongeoorloofde hackactiviteiten.

Met Bitcoin gebeuren alle transacties op een transparante manier. De identiteit van de transactiepartijen wordt niet bekend gemaakt. Iedereen kan de hoeveelheid Bitcoin in een transactie zien, en de Bitcoin wallet van beide partijen.

 

En terwijl de transactie openbaar is, blijven de publieke adressen die de afzender en ontvanger aangeven anoniem. Het versturen van Bitcoin is dus als het schrijven van een artikel onder een pseudoniem.

Om de anonimiteit te vergroten, staat in de whitepaper dat gebruikers iedere keer dat ze een transactie moeten doen, verschillende adressen moeten gebruiken. Helaas is dit op de lange termijn niet praktisch of niet haalbaar, vooral niet wanneer het gaat om dagelijkse transacties.

Al met al is het misschien onmogelijk om volledige anonimiteit te bereiken met Bitcoin, maar transacties blijven wel pseudo-anoniem.

5. Het netwerk

Nakamoto schetst de stappen voor het runnen van het peer-to-peer netwerk:

  • Nieuwe transacties worden naar alle nodes/computers in het netwerk uitgezonden.
  • Elk node verzamelt nieuwe transacties in een block.
  • Elke node werkt aan het vinden van een moeilijke proof-of-work voor zijn betreffende block.
  • Wanneer een node een proof-of-work vindt, zendt hij het block uit naar alle nodes.
  • Nodes accepteren het blok alleen als alle transacties in het block geldig zijn en nog niet zijn uitgegeven.
  • Nodes drukken hun acceptatie van het block uit door te werken aan het creëren van het volgende block in de chain, waarbij ze de hash van het geaccepteerde block gebruiken als de vorige hash.

 

Het moeilijke van het runnen van een decentraal netwerk is het in overeenstemming houden van de nodes zonder een controlerende autoriteit. Zoals eerder vermeld, beschouwen de nodes de langste chain altijd als de juiste en zullen ze werken aan de uitbreiding ervan.

Dit hoofdstuk laat zien waarom het belangrijk is om elke transactie bekend te maken aan alle nodes. Het vormt de basis voor het verifiëren van de geldigheid van elke transactie en elk block in de blockchain.

Zoals eerder vermeld, lost elke node een ‘proof-of-work’ puzzel op waardoor altijd de langste chain wordt herkend om de juiste versie te zijn. Naarmate de tijd vordert, groeit het register van de blockchain en biedt het het hele netwerk zekerheid over de geldigheid ervan.

4. Conclusie

“We hebben een systeem met elektronische transacties geïntroduceerd dat niet op vertrouwen is gebaseerd. We zijn begonnen met het gebruikelijke kader van digitale handtekeningen, dat een sterke controle op het eigendomsrecht biedt, maar onvolledig is omdat het geen manier is om dubbele uitgaven te voorkomen.

Om dit op te lossen hebben we een peer-to-peer netwerk geïntroduceerd dat gebruik maakt van proof-of-work om een openbare geschiedenis van transacties vast te leggen die voor een aanvaller al snel computer technisch onpraktisch wordt als eerlijke nodes een meerderheid van de CPU power in handen hebben. Het netwerk is robuust in zijn ongestructureerde eenvoud”.

Het netwerk is robuust in zijn ongestructureerde eenvoud is misschien wel de meest poëtische lijn in de Bitcoin whitepaper, een beknopte verwoording van de filosofie die ten grondslag ligt aan de blockchain technologie.

En zo had Satoshi met slechts een paar duizend woorden de eerste gedecentraliseerde cryptocrisis in het leven geroepen.

Bedankt voor het lezen en blijf gezond!

Onze artikels zijn géén financieel advies, zij dienen louter ter ondersteuning van uw eigen research. #DYOR!
Share This