บิตคอยน์

ที่มาของชื่อ

คำว่า บิตคอยน์ ปรากฏขึ้นครั้งแรกและถูกให้ความหมายในสมุดปกขาว (white paper) ที่ถูกตีพิมพ์เมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2541 เป็นการรวมคำว่า บิต และ คอยน์ เข้าด้วยกัน

หน่วย

หน่วยของบัญชีระบบบิตคอยน์คือ บิตคอยน์ จนถึง พ.ศ. 2014 ชื่อที่ใช้ในการซื้อขาย (ticker symbol) ของบิตคอยน์ได้แก่ BTC และ XBT โดยมีสัญลักษณ์ยูนิโคด ₿ หน่วยย่อยที่มักถูกใช้ได้แก่ มิลลิบิตคอยน์ (mBTC) และ ซาโตชิ ซึ่งเป็นชื่อที่ตั้งตามผู้สร้างบิตคอยน์ ซาโตชิเป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดแสดงจำนวน 0.00000001 บิตคอยน์ หรือ หนึ่งในร้อยล้านของบิตคอยน์ ส่วนมิลลิบิตคอยน์เท่ากับ  0.001 บิตคอยน์ หรือ หนึ่งในพันของบิตคอยน์ และยังเท่ากับ 100,000 ซาโตชิ

ประวัติ

ในวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2551 ชื่อโดเมน "bitcoin.org" ถูกตั้งขึ้น ในเดือนพฤศจิกายนปีเดียวกัน ลิงค์ไปยังเอกสารในหัวข้อ บิตคอยน์:ระบบเงินอิเลคโทรนิคแบบเพียร์ทูเพียร์ เขียนโดย ซาโตชิ นากาโมโตะ ได้ถูกส่งไปยังกลุ่มรายชื่อของอีเมล์ของวิทยาการเข้ารหัสลับ นากาโมโตะนำซอฟต์แวร์บิตคอยน์มาใช้เป็นโค้ดแบบโอเพนซอร์ซและเปิดตัวในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 ขณะนั้นจนถึงตอนนี้ตัวตนของนากาโมโตะยังไม่ถูกเปิดเผย
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 เครือข่ายบิตคอยน์ถือกำเนิดขึ้นหลัง ซาโตชิ นากาโมโตะ เริ่มขุดบล็อกแรกของเชนที่เรียกว่า บล็อกกำเนิด ที่ให้รางวัลจำนวน 50 บิตคอยน์ 
หนึ่งในผู้สนับสนุน ผู้นำไปใช้ และผู้ร่วมพัฒนาบิตคอยน์คนแรก ๆ เป็นผู้รับการซื้อขายบิตคอยน์ครั้งแรก เขาเป็นโปรแกรมเมอร์ที่ชื่อว่า ฮาล ฟินนีย์ (Hal Finney) ฟินนีย์ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์บิตคอยน์ในวันแรกที่เปิดตัว และได้รับ 10 บิตคอยน์จากนากาโมโตะในการซื้อขายบิตคอยน์ครั้งแรกของโลก ผู้สนับสนุนแรกเริ่มคนอื่น ๆ ได้แก่ Wei Dai ผู้สร้าง b-money และ  Nick Szabo ผู้สร้าง bit gold ทั้งคู่ที่มาก่อนบิตคอยน์
ในช่วงแรก มีการประมาณว่านากาโมโตะได้ทำการขุดจำนวน 1 ล้านบิตคอยน์ ในพ.ศ. 2553 นากาโมโตะส่งต่อกุญแจเตือนเครือข่ายและการควบคุมที่เก็บโค้ดหลักบิตคอยน์ (Bitcoin Core code) ให้กับ Gavin Andresen ผู้ที่ต่อมากลายเป็นหัวหน้านักพัฒนาหลักของมูลนิธิบิตคอยน์ (Bitcoin Foundation) จากนั้นนากาโมโตะก็เลิกยุ่งเกี่ยวกับบิตคอยน์ จากนั้น Andresen ตั้งเป้าหมายว่าจะกระจายอำนาจการควบคุม และกล่าวว่า "หลังซาโตชิถอยออกไปและโยนโครงการมาบนไหล่ของฉัน สิ่งแรกที่ฉันทำคือการพยายามกระจายอำนาจ เพื่อที่โครงการจะไปต่อได้ แม้หากฉันโดนรถบัสชนก็ตาม" 
มูลค่าของการแรกเปลี่ยนบิตคอยน์ครั้งแรกถูกต่อรองผ่านทางเว็บบอร์ดพูดคุยบิตคอยน์ โดยมีการซื้อขายครั้งหนึ่งที่ใช้ 10,000 BTC เพื่อซื้อพิซซ่าจำนวนสองถาดแบบอ้อมจาก Papa John's
เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2553 ช่องโหว่ครั้งใหญ่ในโพรโทคอลของบิตคอยน์ถูกพบ การซื้อขายไม่ได้ถูกตรวจสอบอย่างถูกต้องก่อนถูกใส่เข้าไปในบล็อกเชน ทำให้ผู้ใช้สามารถเลี่ยงข้อจำกัดทางเศรษฐศาสตร์ของบิตคอยน์ และสร้างบิตคอยน์ขึ้นมาได้ในจำนวนไม่จำกัด ในวันที่ 15 สิงหาคม ช่องโหว่นี้ถูกใช้สร้างกว่า 184 ล้านบิตคอยน์ผ่านการซื้อขายหนึ่งครั้ง และส่งไปยังที่อยู่สองที่ในเครือข่าย การซื้อขายถูกพบภายในไม่กี่ชั่วโมง และถูกลบออกจากบันทึกหลังแก้ไขบัคและอัพเดทรุ่นโพรโทคอลของบิตคอยน์
เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2560 ฮาร์ดฟอร์ค (hard fork) ของบิตคอยน์ถูกสร้างขึ้น เรียกว่า บิตคอยน์แคช (Bitcoin Cash) บิตคอยน์แคชมีข้อจำกัดของขนาดบล็อกที่ใหญ่ขึ้นและมีบล็อกเชนที่เหมือนกัน ณ เวลาฟอร์ค

บล็อกเชน

บล็อกเชน เป็น รายการบัญชีแบบสาธารณะที่บันทึกการซื้อขายบิตคอยน์ วิธีแก้ปัญหาแบบใหม่ทำสิ่งนี้โดยไม่ต้องพึ่งผู้มีอำนาจส่วนกลาง เพราะการรักษาสภาพบล็อกเชนทำโดยเครือข่ายของจุดต่อ (node) ที่รันซอฟต์แวร์บิตคอยน์ซึ่งสื่อสารกัน การซื้อขายในรูปแบบ ผู้จ่าย X ส่ง Y บิตคอยน์ ให้กับผู้รับ Z ถูกเผยแพร่ไปยังเครือข่ายนี้โดยใช้แอปพลิเคชั่นซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ จุดต่อเครือข่ายสามารถตรวจสอบการซื้อขาย เพิ่มการซื้อขายไปบนรายการบัญชี จากนั้นเผยแพร่การเพิ่มรายการบัญชีเหล่านี้ไปยังจุดต่ออื่น ๆ บล็อกเชนเป็นฐานข้อมูลแบบกระจาย (distributed database) เพื่อการยืนยันอย่างอิสระของเชนของการเป็นเจ้าของบิตคอยน์ไม่ว่าจะจำนวนเท่าใด แต่ละจุดต่อเครือข่ายจัดเก็บสำเนาบล็อกเชนของตนเอง ประมาณ 6 ครั้งต่อชั่วโมง กลุ่มใหม่ของการซื้อขายที่ถูกยอมรับหรือที่เรียกว่าบล็อกถูกสร้างขึ้น เพิ่มเข้าไปในบล็อกเชน และเผยแพร่ไปยังจุดต่อทั้งหมดอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้ซอฟต์แวร์บิตคอยน์สามารถตัดสินเมื่อบิตคอยน์จำนวนที่กำหนดถูกใช้ และมีความสำคัญในการป้องกันการใช้ซ้อน (double-spending) ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีส่วนกลางคอยควบคุม ในขณะที่รายการเดินบัญชีแบบดั้งเดิมบันทึกรายการซื้อขายของธนบัตรจริงหรือตั๋วสัญญาใช้เงิน บล็อกเชนเป็นที่เดียวที่บิตคอยน์สามารถมีอยู่ในรูปแบบของผลลัพธ์ที่ยังไม่ถูกใช้ในการซื้อขาย

การซื้อขาย

การซื้อขายถูกให้ความหมายด้วยภาษาบทคำสั่งที่คล้ายฟอร์ธ (Forth) การซื้อขายประกอบไปด้วย ข้อมูลเข้า และ ข้อมูลออก เมื่อผู็ใช้ส่งบิตคอยน์ ผู้ใช้กำหนดที่อยู่และจำนวนบิตคอยน์ที่จะส่งไปยังที่อยู่นั้นในข้อมูลออก เพื่อป้องกันการใช้ซ้อน ข้อมูลเข้าแต่ละข้อมูลต้องอ้างอิงกลับไปยังข้อมูลออกอันก่อนที่ยังไม่ได้ใช้ในบล็อกเชน การใช้ข้อมูลเข้าหลายข้อมูลเปรียบเสมือนการใช้เหรียญหลายเหรียญในการซื้อขายด้วยเงินสด ในเมื่อการซื้อขายสามารถมีข้อมูลออกหลายข้อมูล ผู้ใช้สามารถส่งบิตคอยน์ให้กับหลายผู้รับในการซื้อขายหนึ่งครั้ง ผลรวมของข้อมูลเข้า (จำนวนเหรียญที่ใช้จ่าย) สามารถมีจำนวนมากกว่าจำนวนจ่ายทั้งหมด เช่นเดียวกับการซื้อขายด้วยเงินสด ในกรณีนี้ ข้อมูลออกเสริมถูกใช้เพื่อทอนให้กับผู้จ่าย จำนวนซาโตชิที่ถูกป้อนเข้าและไม่ถูกบันทึกสำหรับการซื้อขายออกกลายเป็นค่าธรรมเนียมการซื้อขาย

ค่าธรรมเนียมการซื้อขาย

การจ่ายค่าธรรมเนียมการซื้อขายเป็นทางเลือก ผู้ขุดสามารถเลือกกายซื้อขายที่จะดำเนินการ และจัดความสำคัญให้การซื้อขายที่จ่ายค่าธรรมเนียมสูงกว่า ค่าธรรมเนียมถูกกำหนดบนฐานของขนาดที่เก็บของการซื้อขายที่เกิดขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนข้อมูลเข้าที่ถูกใช้สร้างการซื้อขาย นอกจากนี้ข้อมูลเข้าเก่าที่ยังไม่ถูกใช้ยังถูกให้ความสำคัญก่อน

การเป็นเจ้าของ

บิตคอยน์ถูกลงชื่อบนที่อยู่บิตคอยน์ในบล็อกเชน การสร้างที่อยู่บิตคอยน์คือการสุ่มเลือกกุญแจส่วนตัวที่ใช้งานได้และคำนวนที่อยู่บิตคอยน์ที่สัมพันธ์กัน การคำนวนนี้สามารถกินเวลาเพียงเสี่ยววินาที ทว่าการทำกลับกัน (การคำนวนหากุญแจส่วนตัวจากที่อยู่บิตคอยน์) เป็นไปไม่ได้ทางคณิตศาสตร์ ดังนั้นผู้ใช้สามารถเผยแพร่ที่อยู่บิตคอยน์ให้เป็นสาธารณะได้โดยไม่ต้องกลัวว่ากุญแจส่วนตัวจะถูกเปิดเผย นอกจากนี้ จำนวนกุญแจส่วนตัวที่ใช้ได้มีจำนวนเยอะมากจนแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะสุ่มแบบ brute force เจ้าของบิตคอยน์ต้องรู้กุญแจส่วนตัวและที่สัมพันธ์กับที่อยู่และเซ็นแบบดิจิตอลเพื่อให้บิตคอยน์ในการซื้อขาย ระบบตรวจสอบลายเซ็นโดยใช้กุญแจสาธารณะ
หากกุญแจสาธารณะหายไป ระบบบิตคอยน์จะไม่สามารถจำแนกหลักฐานความเป็นเจ้าของแบบอื่นได้ ทำให้เหรียญใช้ไม่ได้และสูญเสียมูลค่า ตัวอย่างเช่น ในพ.ศ. 2556 ผู้ใช้คนหนึ่งอ้างว่าเผลอทิ้งฮาร์ดดิสก์ที่มีกุญแจสาธารณะ ทำให้บิตคอยน์จำนวน 7,500 บิตคอยน์ ซึ่งในขณะนั้นมีมูลค่า 7.5 ล้านเหรียญสหรัฐ (ประมาณ 244 ล้านบาท) ได้หายไป ปัญหานี้จะไม่เกิดขึ้นหากเพียงเขาสำรองข้อมูลกุญแจไว้

การขุด

การขุด (mining) เป็นบริการบันทึกข้อมูลผ่านการใช้พลังในการคำนวนผล (processing power) ของคอมพิวเตอร์ ผู้ขุด (miner) ช่วยทำให้บล็อกเชนมีความสม่ำอเสมอ สมบูรณ์ และเปลี่ยนแปลงไม่ได้ โดยการตรวจสอบซ้ำ ๆ และเก็บบันทึกการซื้อขายใหม่ที่ถูกเผยแพร่ไปยังกลุ่มการซื้อขายใหม่ที่เรียกว่าบล็อก แต่ละบล็อกประกอบไปด้วยการเข้ารหัสแบบแฮช (cryptographic hash) หรือการเข้ารหัสทางเดียว ของบล็อกก่อนหน้า โดยการใช้ขั้นตอนวิธีแฮช SHA-256 ซึ่งเชื่อมต่อกับบล็อกก่อนหน้า เป็นจุดกำเนิดของชื่อบล็อกเชน
บล็อกใหม่ต้องมีสิ่งที่เรียกว่า การพิสูจน์งาน (Proof-of-work) จึงจะได้รับการยอมรับจากระบบ การพิสูจน์งานต้องการให้ผู้ขุดหาตัวเลขที่เรียกว่า nonce ที่ให้ผลลัพธ์จำนวนน้อยกว่าเป้าหมายความยากของระบบเมื่อถูกเข้ารหัสแบบแฮชด้วย nounce การพิสูจน์นี้ง่ายที่จุดต่อใดก็ตามที่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายจะทำการตรวจสอบ ทว่ากินเวลาอย่างมากหากจะสร้างขึ้นเอง ผู้ขุดต้องลองจำนวน nounce หลายจำนวนเพื่อบรรลุเป้าหมายความยาก โดยมักเริ่มทดสอบจากค่า 0, 1, 2, 3, ... ตามลำดับ
ทุก ๆ 2,016 บล็อก (ประมาณ 14 วัน หากใช้เวลา 10 นาทีต่อบล็อก) เป้าหมายความยากถูกปรับตามสมรรถนะใหม่ของระบบ โดยมีเป้าหมายที่จะคงเวลาเฉลี่ยนระหว่าบล็อกใหม่ไว้ที่ 10 นาที วิธีนี้ทำให้ระบบปรับตัวเข้ากับพลังการขุดของเครือข่ายอย่างอัตโนมัติ
ระหว่างวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2557 จนถึง 1 มีนาคม พ.ศ. 2558 จำนวนเฉลี่ยนของ nounce ที่นักขุดต้องทดลองเพื่อสร้างบล็อกใหม่เพิ่มขึ้นจาก 16.4 × 10¹⁸ เป็น 200.5 × 10¹⁸
ระบบการพิสูจน์งานคู่กับการต่อกันของบล็อกทำให้การเปลี่ยนแปลงของบล็อกเชนเป็นไปได้ยากมาก เพราะการที่ผู้โจมตีจะทำให้บล็อกหนึ่งได้รับการยอมรับ จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงบล็อกต่อมาที่เชื่อมกันทั้งหมด เมื่อเวลาผ่านไปความยากในการเปลี่ยนแปลงบล็อกเพิ่มข้ึน ด้วยความที่บล็อกใหม่ถูกขุดตลอดเวลาทำให้จำนวนบล็อกที่ตามมาเพิ่มขึ้นไปด้วย

จำนวน

ผู้ขุดที่หาบล็อกใหม่สำเร็จได้รับรางวัลเป็นบิตคอยน์ที่ถูกสร้างขึ้นและค่าธรรมเนียมการซื้อขาย ณ วันที่ 9 กรกฎาคม พ.ศ. 2559 รางวัลอยู่ที่จำนวน 12.5 บิตคอยน์ที่ถูกสร้างใหม่ต่อบล็อกที่ถูกเพิ่มไปยังบล็อกเชน เพื่อขอรับรางวัล การซื้อขายพิเศษที่เรียกว่า คอยน์เบส ถูกรวมเข้ากับการจ่ายที่ถูกดำเนินการ บิตคอยน์ที่มีอยู่ทั้งหมดถูกสร้างด้วยการซื้อขายแบบคอยน์เบสนี้
โพรโทคอลของบิตคอยน์ระบุว่ารางวัลสำหรับการเพิ่มบล็อกจะถูกลดเหลือครึ่งหนึ่งทุก ๆ 210,000 บล็อก (ประมาณทุก ๆ 4 ปี) จนในที่สุดรางวัลจะถูกลดลงเป็นศูนย์ โดยมีจำนวนสูงสุดอยู่ที่ 21 ล้านบิตคอยน์ ประมาณปีพ.ศ. 2683 จากนั้นรางวัลของการบันทึกจะเหลือเพียงค่าธรรมเนียมเท่านั้น
กล่าวคือ นากาโมโตะ ผู้สร้างบิตคอยน์ ตั้งนโยบายการเงินบนฐานของความขาดแคลนประดิษฐ์ (artificial scarcity) และทำให้บิตคอยน์ถูกจำกัดอยู่ที่จำนวน 21 ล้านบิตคอยน์ตั้งแต่แรก จำนวนทั้งหมดจะถูกเผยทุก ๆ สิบนาทีและอัตราการสร้างจะลดลงครึ่งหนึ่งทุก ๆ สี่ปีจนบิตคอยน์ทั้งหมดอยู่ในระบบ

การใช้พลังงาน

บิตคอยน์ถูกวิจารณ์ในแง่ของความต้องการใช้ไฟฟ้าเพื่อขุด นิตยสาร ดิ อีโคโนมิสต์ ประมาณว่า แม้นักขุดทุกคนจะใช้อุปกรณ์สมัยใหม่ ก็ใช้ไฟประมาณ 166.7 เมกะวัตต์ ณ เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2560 กิจกรรมการขุดบิตคอยน์ทั่วโลกถูกประมาณว่าใช้ไฟฟ้ากว่า 3.4 จิกะวัตต์
เพื่อลดค่าใช้จ่าย นักขุดบิตคอยน์สร้างเหมืองในพื้นที่เช่นประเทศไอซ์แลนด์ที่ใช้พลังงานความร้อนใต้พื้นพิภพซึ่งมีราคาถูก และอากาศเย็นแถบอาร์กติกที่ไม่มีค่าใช้จ่าย นักขุดชาวจีนยังใช้พลังงานน้ำในแถบเทศทิเบตเพื่อลดค่าไฟ