اگر بخواهیم به صورت خیلی مبتدی بیان کنیم، بیت کوین یک دفتر کل دیجیتالی است که شامل اسامی و میزان موجودی آن‌ها میباشد و مردم با جابجا کردن این فایل پول خود را ردوبدل می‌کنند.
به عنوان مثال وقتی باب به کارول یک ماشین چمن زنی به قیمت 5.2 بیت کوین می‌فروشد، موجودی باب به میزان 5.2 بالا رفته و موجودی کارول میزان 5.2 پایین می‌آید. در این معامله هیچ طلا یا پول دولتی به عنوان پشتیبان این اعداد وجود ندارد. باب فقط می‌خواهد ماشین چمن زنی خود را با بالاترین عدد در این فایل دیجیتال مبادله کند. وی اعتقاد دارد که سایر افراد به این سیستم اعتماد دارند.
چه کسی این دفتر کل را نگه میدارد و ضمانت می‌دهد در آن هیچ کسی تقلب یا جعل ایجاد نمی‌کند؟
یکی از اهداف بیت کوین اجتناب از هرگونه کنترل متمرکز شده است، به همین جهت هر مشارکت کننده یک کپی از دفتر کل را نگه میدارد. یکی از نتایج شگفت‌آور این است که هر فرد می‌تواند میزان موجودی افراد دیگر را مشاهده کند. هرچند که در سیستم واقعی، فقط از شماره حساب ها استفاده می‌شود و اسامی افراد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، بنابراین می‌توان گفت سطحی از ناشناس بودن، در بیت کوین وجود دارد.
اگر هرکسی دفتر کل خودش را نگه میدارد، چگونه همه دفاتر کل وقتی پولها در حال انتقال هستند همگام میشوند؟ به طور ساده در این سیستم وقتی می‌خواهید پولی ارسال کنید، به همه افراد از طریق ارسال یک پیغام broadcast که شامل شماره حسابتان، گیرنده و میزان وجه انتقالی است آن اعلام می‌شود و همه افراد در سراسر جهان دفتر کل خود را بروز می‌کند.
در ادامه توضیح میدهیم که چگونه بیت کوین برای کاربران حرفه‌ای عمل می‌کند.
شما میتوانید از این سیستم برای ارسال و دریافت پول استفاده کنید، بدون آنکه دفتر کل را نگه دارید. اگر در این سیستم ارسال پول به سادگی ایجاد یک پیام با اعلام چند شماره حساب است، چه چیزی جلوی جاعلانی که قصد جعل و تقلب در تراکنش با داشتن شماره حساب‌ها دارند را میگیرد؟
مانند امضایی که برای چک ها لازم است، بیت کوین یک نوع امضا نیاز دارد تا اثبات شود ارسال‌کننده صاحب اصلی حساب است. اما این کار به جای چیزی که با دست نوشته می‌شود (دست خط)، بر پایه ریاضیات است. وقتی شماره حساب جدیدی ایجاد می‌شود، با یک کلید اختصاصی همراه است که به آن شماره حساب لینک می‌شود.
اگر چیزی در مورد کیف پول بیت کوین شنیده‌اید، این کلیدها چیزهایی هستند که در کیف پولها نگهداری میشوند و به شما اجازه می‌دهد امضای خود را ایجاد کنید. برای ایجاد امضا، کلید اختصاصی و متن تراکنش به یک تابع رمزنگاری خورانده می‌شود. تابع دیگری وجود دارد که به سایر افراد اجازه می‌دهد امضا را چک کنند و اطمینان حاصل شود که آن توسط صاحب حساب ایجاد شده است و سپس برای آن تراکنش مشخص بکار میرود.
برخلاف امضای دست نویس، امضاهای دیجیتالی به این دلیل که برای هر تراکنش منحصر به فرد می‌باشند، نمی‌توانند کپی شده و مورد استفاده قرار گیرند.هرچند این امضاهای ریاضیاتی اثبات می‌کنند، چه کسی تراکنش را ارسال کرده است، اما نمی‌توانند اثبات کنند که چه موقع آن‌ها ارسال شده‌اند و این امر ممکن است مشکل‌ساز شود.
در سیستم بانکداری سنتی، اگر فردی دو چک بنویسد اما فقط به اندازه یکی از آن‌ها پول داشته باشد، بانک به اولین فردی که اقدام به نقد کردن چک کند، پول پرداخت می‌نماید و دومی را برمیگرداند. به این دلیل که حساب صاحب چک خالی شده است؛ بنابراین اولویت در این مورد بسیار مهم است. در حقیقت زمان تعیین کند که پول، به چه کسی پرداخت شود. متأسفانه تعیین اولویت در بیت کوین نسبت به بانک که تعداد زیادی از آن در سراسر دنیا وجود دارد، بسیار دشوارتر است.
تأخیرهای شبکه موجب میشوند تراکنش‌ها در موقعیت‌های مختلف به اولویت مختلفی برسند و راهی برای کلاه‌برداران ایجاد می‌کند که در رابطه با زمان تراکنش‌ها دروغ بگویند. در بعضی مواقع دو دریافت کننده بیت کوین که قصد فروش محصولی را دارند، ممکن است فکر کنند تراکنش آن‌ها مقدم بوده و یک محصول را به یک نفر بفرستند. در حقیقت با این کار آن فرد جاعل یک پول را دو بار پرداخت کرده است.
بیت کوین با تعیین اینکه اولویت تراکنش‌ها چگونه است، جلوی این کار را در سراسر دنیا گرفته است. وقتی تراکنش جدید ایجاد می‌شود، به استخر تراکنشهای معلق میرود و در آنجا در یک زنجیره بزرگ مرتب گردیده و بدین صورت در اولویت خود قفل می‌شود.
برای انتخاب اینکه کدام تراکنش، تراکنش بعدی است، یک قرعه کشی ریاضی برگزار می‌شود. شرکت‌کنندگان از میان گزینه‌های موجود (تراکنش‌ها موجود) یک تراکنش معلق را انتخاب کرده و تلاش می‌کنند یک مسئله خاص را حل کنند که آن را به انتهای زنجیره لینک خواهد کرد. اولین کسی که جواب را بیابد، برنده می‌شود و تراکنش او به عنوان تراکنش بعدی در زنجیره قلمداد می‌شود.
لینک کردن چگونه رخ می‌دهد؟
این کار بر اساس یک تابع ویژه است که هش رمزنگاری (Cryptographic hash) نام دارد اتفاق میفتد. همان‌طور که از نامش می‌توان حدس زد، این تابع ورودیها را ترکیب کرده و یک عدد را به عنوان خروجی مشخص می‌کند، اما از آن جهت ویژه است که برگشت‌پذیر نیست.
راه ساده‌ای برای اینکه بتوان با داشتن یک خروجی، ورودی آن را تعیین کرد وجود ندارد، مگر از طریق حدس زدن و این همان کاری است که مردم در مورد بیت کوین انجام می‌دهد و آن کار خوراندن اعداد تصادفی به تابع است تا اینکه خروجی به یک محدوده مطمئن برسد. علاوه بر حدس زدن، می‌توان ورودی یک تراکنش از روی استخر معلق ها و زنجیره وارد کرد تا اجزای لینک را تشکیل دهند.
قرعه کشی راهی را فراهم میآورد که معین کند کدام تراکنش، تراکنش بعدی است، اما محاسبات پشت آن کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که همه افراد در مورد تراکنش قبلی توافق داشته اند.
فرض کنید که برای اولین بار است به شبکه ملحق شده‌اید و یک کپی از تراکنشی را درخواست می‌دهید که در زنجیره درگیر شده است، اما چندین ورژن مختلف دریافت میکنید. کدام یک را تصدیق میکنید؟ شما در حالت ایده آل تراکنشی را تصدیق خواهید کرد که تعداد زیادی از افراد در حال استفاده از آن هستند، اما تعیین آن در اینترنت دشوارتر است.
چه چیزی یک فرد را از اینکه میلیون‌ها بار رأی بدهد منع می‌کند؟
بیت کوین جلوی این کار را با طرح مسئله ریاضی برای رأی دادن میگیرد. این موضوع باعث می‌شود هر رأی هزینه‌ای به دلیل مصرف انرژی جهت پردازش و صرف زمان برای حل آن داشته باشد.
بعید به نظر می‌رسد که یک فرد یا گروه بتواند از پس رأی دادن یا محاسبه برای اکثر کاربران برآیند. فرایند اولویت‌بندی تراکنش‌ها که قبلاً توضیح داده شده است، درواقع یک سیستم رأی‌گیری را ارائه می‌دهد. جزئی از ورودی مسئله لینک کردن تراکنش آخر زنجیره است؛ پس هر حدس یک رأی برای آن زنجیره است.
این آرا چگونه شمارش میشوند؟
از آنجایی که تابع هش رمزنگاری ویژگی آماری خوش تعریفی دارد، میتوانید به پاسخ‌ها نگاه کرده و ارزیابی کنید که چه تعداد از حدس‌ها آن را یافته اند. لینک‌ها در زنجیره نه تنها تراکنش‌ها را مرتب می‌کنند، بلکه به عنوان یک شمارشگر مؤثر عمل کرده و کنترل اینکه کدام زنجیره را مردم بیشتر استفاده می‌کنند آسان‌تر می‌کند.
درنهایت پول چگونه ایجاد می‌شود؟
هر دفعه که برخی از افراد در قرعه کشی برای برداشتن تراکنش بعدی در زنجیره برنده می‌شود، بیت کوین‌های جدید ایجاد شده و به عنوان پاداش به حساب آن‌ها اعطا می‌گردد. حل مسائل عموماً ماینینگ نامیده می‌شود و درنتیجه آن پول وارد سیستم می‌شود؛ اما هدف اصلی از این محاسبات ریاضی اطمینان حاصل کردن از آن است که تمام افراد با دفتر کل موافق‌اند.
به طور ساده، ریاضیات راهی مناسب برای ورود پول‌های تصادفی توزیع شده به دنیا فراهم می‌آورند. البته در سال ۲۱۴۰ هیچ پول دیگری ایجاد نخواهد شد، از این رو به مشارکت کنندگان از پول‌هایی پرداخت خواهد شد که به تراکنش‌ها اضافه شده‌اند.
