Elektronické měny a kryptoměny

1. Co jsou elektronické měny

Elektronická měna je digitální forma peněz, která existuje pouze v elektronické podobě.

  • bankovní peníze na účtech

  • platební systémy (PayPal, Revolut)

  • kryptoměny

Rozdělení elektronických měn

Centralizované měny:

  • řízené bankou nebo organizací

  • existuje centrální autorita

Decentralizované měny (kryptoměny):

  • neexistuje centrální kontrola

  • fungují pomocí distribuované sítě

2. Kryptoměny

Kryptoměna je digitální měna využívající kryptografii k zabezpečení transakcí.

Vlastnosti:

  • decentralizace

  • transparentnost

  • kryptografické zabezpečení

  • distribuovaná databáze (blockchain)

Nejznámější kryptoměny:

  • Bitcoin

  • Ethereum

  • Litecoin

  • Cardano

  • Solana

3. Blockchain

Blockchain je distribuovaná databáze transakcí.

Data jsou ukládána do bloků, které jsou spojeny do řetězce.

Každý blok obsahuje:

  • seznam transakcí

  • čas vytvoření

  • hash předchozího bloku

  • nonce

Vlastnosti blockchainu

  • neměnitelnost dat

  • transparentnost

  • decentralizace

  • vysoká bezpečnost

Pokud se změní jeden blok, změní se i všechny následující hashe.

4. Těžba kryptoměn

Těžba (mining) je proces:

  • ověřování transakcí

  • vytváření nových bloků

  • zabezpečení sítě

Těžaři soutěží o nalezení správného řešení kryptografického problému.

Odměnou je:

  • nově vytvořená kryptoměna

  • transakční poplatky

5. Konsenzus v blockchainu

Protože síť nemá centrální autoritu, musí se uzly shodnout na tom:

  • které transakce jsou platné

  • který blok je správný

Tento mechanismus se nazývá: konsenzuální algoritmus

Nejznámější typy:

  • Proof of Work

  • Proof of Stake

6. Proof of Work (PoW)

Proof of Work je první konsenzuální mechanismus používaný v kryptoměnách.

Používá ho například:

  • Bitcoin

  • Litecoin

Princip

Těžaři řeší matematický problém.

Hledají hodnotu nonce, která vytvoří hash splňující podmínku obtížnosti.

hash = SHA256(data_bloku + nonce)

Hash musí například začínat určitým počtem nul:

000000abc23f...

Proces těžby

  1. uzel vytvoří blok transakcí

  2. těžař hledá správnou hodnotu nonce

  3. pokud nalezne správný hash, blok je přidán do blockchainu

  4. těžař získá odměnu

Vlastnosti PoW

Výhody:

  • vysoká bezpečnost

  • dlouhodobě prověřený systém

Nevýhody:

  • vysoká spotřeba energie

  • potřeba specializovaného hardware

Hardware pro těžbu

Vývoj těžebního hardware: CPU, GPU, ASIC

ASIC (Application Specific Integrated Circuit):

  • specializovaný čip pro těžbu

  • extrémně vysoký výkon

  • velmi efektivní

Crypto mining

8. Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake je alternativní konsenzuální mechanismus.

Používají ho například:

  • Ethereum (od roku 2022)

  • Cardano

  • Polkadot

Princip

Namísto výpočetního výkonu rozhoduje:

množství držené kryptoměny (stake).

Uživatel uzamkne část své kryptoměny jako záruku.

Poté může být vybrán pro vytvoření nového bloku.

Proces

  1. uživatel vloží kryptoměnu do stakingu

  2. síť vybere validátora

  3. validátor vytvoří nový blok

  4. získá odměnu

Proces

682c6c327af68aef1070ca3e how pos works in crypto

Vlastnosti PoS

Výhody:

  • výrazně nižší spotřeba energie

  • není potřeba výkonný hardware

Nevýhody:

  • potenciální koncentrace moci u velkých držitelů

9. Další konsenzuální mechanismy

Vedle PoW a PoS existují i další varianty.

Například:

  • Delegated Proof of Stake (DPoS)

  • Proof of Authority (PoA)

  • Proof of Space

  • Proof of Burn

Tyto algoritmy se snaží:

  • zvýšit rychlost

  • snížit spotřebu energie

  • zlepšit škálovatelnost.

11. Peněženky (Wallets)

Kryptoměnová peněženka uchovává:

  • soukromé klíče

  • veřejné adresy

Typy peněženek:

  • Software wallets (mobilní aplikace, desktop aplikace)

  • Hardware wallets (specializované zařízení)

  • Paper wallets: (klíče vytištěné na papíře)

12. Transakce v kryptoměnách

Transakce obsahuje:

  • adresu odesílatele

  • adresu příjemce

  • částku

  • digitální podpis

Digitální podpis zajišťuje:

  • ověření vlastníka prostředků

  • ochranu proti podvržení

13. Výhody kryptoměn

  • decentralizace

  • transparentnost

  • globální dostupnost

  • nízké transakční bariéry

14. Nevýhody kryptoměn

  • vysoká volatilita

  • regulační nejistota

  • energetická náročnost některých algoritmů

  • ztráta klíče znamená ztrátu prostředků

15. Bitcoin

Bitcoin je první decentralizovaná kryptoměna.

Byl představen v roce 2008 v dokumentu (whitepaper):

"Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"

Autor vystupuje pod pseudonymem:

Satoshi Nakamoto

Síť byla spuštěna v roce 2009.

Cíl Bitcoinu

Hlavním cílem Bitcoinu je vytvořit:

  • digitální peníze

  • nezávislé na bankách

  • bez centrální autority

Bitcoin umožňuje:

  • přímé platby mezi uživateli

  • globální transakce

  • transparentní účetní knihu

Jak funguje Bitcoin

Bitcoin využívá:

  • blockchain

  • kryptografii

  • peer-to-peer síť

Transakce jsou ukládány do bloků.

Každý blok obsahuje:

  • seznam transakcí

  • hash předchozího bloku

  • čas vytvoření

  • nonce

Bloky jsou spojeny do řetězce (blockchain).

Odměna za těžbu

Těžař, který vytvoří blok, získá:

  • nově vytvořené bitcoiny

  • transakční poplatky

Odměna se pravidelně snižuje procesem:

halving

Halving nastává přibližně každé:

210 000 bloků (~4 roky).

Maximální počet bitcoinů

Bitcoin má omezenou nabídku.

Maximální počet:

21 milionů BTC

To znamená, že:

  • nové bitcoiny vznikají pouze těžbou

  • po dosažení limitu budou těžaři dostávat pouze transakční poplatky

Ethereum

Ethereum je decentralizovaná platforma vytvořená v roce 2015.

Zakladatel:

Vitalik Buterin

Na rozdíl od Bitcoinu není primárním cílem pouze měna.

Ethereum je platforma pro:

  • smart contracts

  • decentralizované aplikace (DApps)

Smart Contracts

Smart contract je program uložený v blockchainu.

Vlastnosti:

  • automatické vykonání

  • neměnitelnost

  • transparentnost

Příklad:

  • automatická výplata po splnění podmínky

  • decentralizovaná burza

  • NFT

Ethereum Virtual Machine (EVM)

Smart contracts běží v prostředí:

Ethereum Virtual Machine (EVM).

EVM je virtuální počítač, který:

  • spouští smart contracts

  • běží na všech uzlech sítě

  • zajišťuje stejný výsledek výpočtu

Gas v Ethereum

Každá operace v Ethereum něco stojí.

Poplatek se nazývá:

gas

Gas slouží k:

  • placení výpočetního výkonu

  • prevenci zneužití sítě

Cena transakce:

gas_used × gas_price

Konsenzus Ethereum

Ethereum původně používalo:

Proof of Work.

V roce 2022 přešlo na:

Proof of Stake.

Tato změna se nazývá:

"The Merge".

Výhody:

  • výrazně nižší spotřeba energie

  • vyšší škálovatelnost

Srovnání Bitcoin vs Ethereum

VlastnostBitcoinEthereum

Rok vzniku

2009

2015

Primární účel

digitální měna

platforma pro aplikace

Konsenzus

Proof of Work

Proof of Stake

Smart contracts

omezené

plná podpora

Maximální nabídka

21 milionů

není pevně omezená

Využití Ethereum

Ethereum umožňuje vznik:

  • decentralizovaných financí (DeFi)

  • NFT

  • DAO (decentralizované organizace)

  • blockchainových her

Výhody kryptoměn

  • decentralizace

  • transparentnost

  • globální dostupnost

  • bezpečnost díky kryptografii

Nevýhody

  • volatilita ceny

  • regulace

  • škálovatelnost

  • bezpečnost smart contracts

14. Shrnutí

Elektronické měny mohou být:

  • centralizované

  • decentralizované (kryptoměny)

Kryptoměny využívají:

  • kryptografii

  • blockchain

  • konsenzuální algoritmy

Nejdůležitější typy konsenzu:

  • Proof of Work

  • Proof of Stake

Diskuse

Otázky:

  • Proč má Proof of Work vysokou spotřebu energie?

  • Jaké výhody má Proof of Stake?

  • Jak blockchain zabraňuje změně historických dat?

  • Co se stane, když uživatel ztratí svůj soukromý klíč?