Новый проект разработчика Bitcoin Core Питера Тодда (Peter Todd) под названием OpenTimestamps обеспечивает невозможность подделки архива Интернета.

В размещённой на прошлой неделе публикации Тодд рассказал, каким образом он использовал свой проект для проставления временных меток во всех 750 000 000 файлах архива Интернета в блокчейне Биткоина. Теперь никто, в том числе и сам архив, не сможет вносить изменения в данную коллекцию книг, видео, изображений и других записей, не будучи замеченным.

Каким образом удалось этого достичь?

Деревья Меркла

Решение OpenTimestamps функционирует, используя комбинацию двух криптографических инструментов. Первый из них – это криптографическая структура хэширования под названием Дерево Меркла.

Любую часть данных можно хэшировать и выразить в короткой цепочке цифр – хэше. Эта цепочка цифр является уникальной, фактически, её нельзя использовать для чего-либо автономно, даже для восстановления оригинальных данных.

Однако она может использоваться для проверки. Любой человек, имеющий доступ к оригинальным данным, может хэшировать эти данные повторно, получив тот же самый хэш. С другой стороны, даже при минимальных изменениях исходных данных, полученный хэш становится совершенно другим. То есть хэш доказывает, что имеющиеся у вас данные - это именно те данные, которые использовались для создания хэша.

Дерево Меркла хэширует несколько хэшей. Два хэша становятся одним. Другие два – ещё одним. А затем эти два полученных хэша объединяются в новый, таким образом, все четыре хэша становятся одним, и так далее. Поскольку такое хэширование хэшей может продолжаться бесконечно, Дерево Меркла в конечном итоге может «хранить» виртуально неограниченное количество данных.

Волшебство Дерева Меркла состоит в том, что любые оригинальные данные, включенные в дерево, можно проверить при помощи того же самого единственного оставшегося хэша Дерева Меркла - «Корня Меркла», без необходимости того, чтобы другие данные хэшировались в Дереве Меркла. Всё, что вам нужно знать – где именно в дереве нужно искать хэш и когда было создано Дерево Меркла.

Блокчейн Биткоина

Время создания Дерева можно узнать при помощи блокчейна Биткоина. По сути, основанная на доказательстве работы система Биткоина гарантирует то, что данные существовали в определённый момент времени.

Блокчейн Биткоина представляет собой криптографическую структуру, подобную Дереву Меркла. Однако, если Дерево Меркла объединяет хэши в один компактный хэш, то блокчейн распределяет их по временной шкале (timeline). Каждый блок Биткоина хэшируется и включается в следующий блок. Этот блок также хэшируется и включается в последующий.

Поскольку Биткоин основан на доказательстве работы, для майнинга всех этих блоков требуются определённые ресурсы. В данный момент это стоит уже тысячи, если не десятки тысяч, долларов за блок.

Что делает историю Биткоина неизменяемой

«Изменение истории», например, при извлечении транзакции из старого блока, нельзя осуществить обычным удалением транзакции. Такое удаление полностью изменит хэш блока, включающего транзакцию, и сделает блок недействительным. Это, в свою очередь, сделает недействительным следующий блок, а также все остальные, следующие за ними блоки.

Таким образом, единственный способ изменить историю Биткоина –полностью заново "намайнить" весь блокчейн. Старую транзакцию можно «удалить» из блока, только добыв тот же самый блок повторно, без транзакции. Затем необходимо будет добыть следующий блок, и блок за ним… и так до тех пор, пока вы не добудете самую длинную цепочку.

Всё это очень быстро превратится в дорогое удовольствие. Даже при отсутствии конкурирующих майнеров, для одного дня повторного майнинга потребуется энергии на сотни тысяч долларов.

Проект OpenTimestamps

Проект OpenTimestamps объединяет Деревья Меркла с неизменяемостью блокчейна Биткоина. Чтобы продемонстрировать это, на прошлой неделе Тодд взял 750 000 000 хэшей файлов из Интернет-архива и соединил их с Деревом Меркла. «Корень» этого дерева затем был помещён в транзакцию Биткоина. Тодд отправил эту транзакцию в сеть Биткоина, чтобы включить её в блокчейн. С того момента прошло уже около двух недель, и виртуально изменить это невозможно.

В результате практически весь Интернет-архив сейчас хэшируется в блокчейн Биткоина. Любой человек может взять любой документ из Интернет-архива и проверить, существовал ли он в его текущем виде четыре недели назад. Если хэш подтверждается, это значит, что документ не изменялся и не создавался позднее.

Наконец, чтобы сделать эту временную метку действительно полезной, команда проекта OpenTimestamps — в частности, Риккардо Касатта (Riccardo Casatta), Лука Ваккаро (Luca Vaccaro) и Игорь Баринов — создала доступный интерфейс поиска и встроенный в браузер верификатор временных меток. С их помощью любой пользователь сможет легко просматривать базу данных Интернет-архива и видеть, подтверждены ли записи проверкой соответствующего хэша, как встроенные в блокчейн Биткоина.

Теперь, впервые в истории, заархивированные данные Интернета не могут быть изменены незаметно.