Накамото устранил необходимость в доверенных посредниках, выстроив биткоин на основе сверхнадежного доказательства
и тщательной верификации. Верификация — ключевой рабочий принцип и механизм биткоина, и лишь благодаря ей удалось полностью решить проблему доверия[126]. Каждая операция фиксируется всеми пользователями сети таким образом, что они ведут единый общий реестр баланса и движения средств. Всякий раз, когда один пользователь переводит некоторое количество криптовалюты другому пользователю, все члены сети могут подтвердить, что плательщик располагает нужной суммой, и узлы сети каждые 10 минут соревнуются за то, кто первым обновит реестр, занеся в него новый блок транзакций. Для того чтобы узел (то есть один из компьютеров сети) сделал запись в реестре, ему нужно потратить вычислительные мощности и решить сложную математическую задачу. Сама по себе задача трудна, но правильность решения легко подтвердить. Так устроена система доказательства работы (proof-of-work, PoW): только при верном решении блок может быть добавлен в реестр и верифицирован всеми пользователями сети. Математические задачи не связаны с движением биткоинов, но необходимы для функционирования системы, поскольку заставляют подтверждающие узлы тратить вычислительные мощности. Если решение задачи будет сфальсифицировано, мощности сгорят впустую. Если же компьютер предоставляет верное доказательство работы и заявляет транзакцию, другие машины сети «голосуют» за ее валидность. Когда большинство машин проголосуют за одобрение блока, узлы начинают записывать транзакцию в новый блок, который добавляется к предыдущему, а затем переходят к решению следующего доказательства работы. Здесь необходимо отметить, что узел, который добавил к реестру валидный блок транзакций, получает вознаграждение в виде партии свежевыпущенных биткоинов плюс комиссию, выплаченную участниками транзакции.Этот процесс принято называть майнингом
, то есть добычей — по аналогии с добычей драгоценных металлов. Вот почему компьютеры (а также их владельцы), которые решают задачи на доказательство работы, называются майнерами. Вознаграждение за добавленный блок компенсирует майнерам расход ресурсов, вложенных в доказательство работы. Если современные центробанки направляют выпущенные ими деньги на кредитование и правительственные расходы, то в сети Биткоин новые деньги получают лишь те, кто вкладывает ресурсы в ее работу. Накамото запрограммировал систему так, чтобы производить новый блок в среднем каждые 10 минут и в первые 4 года выдавать по 50 биткоинов за добавление блока, затем урезать вознаграждение до 25 «монет» и далее сокращать вдвое каждые 4 года.Количество выпущенных биткоинов прописано в программном коде и не может быть изменено, сколько бы труда и энергии ни затрачивалось на доказательство работы. Это достигается за счет механизма динамического изменения сложности — пожалуй, самой остроумной находки Накамото. Чем больше пользователей присоединяется к сети Биткоин, тем выше рыночная стоимость этой валюты и тем большую прибыль приносит майнинг. Больше майнеров — выше вычислительные мощности, а значит, доказательство работы можно было бы получать быстрее, что ускорило бы и эмиссию биткоина. Однако по мере роста вычислительной мощности система усложняет математические задачи, тем самым гарантируя, что новые блоки по-прежнему будут добавляться раз в 10 минут.
Динамическое изменение сложности — самый надежный механизм для производства твердых денег, не позволяющий повысить соотношение резерва и притока, что отличает биткоин от всех остальных платежных средств. Повышение стоимости любой валюты обычно приводит к увеличению ресурсов на ее производство и ее количество возрастает. Однако повышение стоимости биткоина не приводит к выпуску новых биткоинов, а вместо этого ведет к увеличению вычислительных мощностей, необходимых для записи валидных транзакций в реестр Биткоина, что лишь повышает надежность системы и ее безопасность. Вот почему биткоин — самая твердая валюта из всех известных: повышение стоимости не может увеличить ее резерв, а может лишь защитить и укрепить всю систему.