Disclamer
Pomijając skomplikowane szczegóły techniczne, terminologię naukową i inne kwestie, które mogą być niezrozumiałe dla początkujących, blockchain to system cyfrowy. Przechowuje dane, które nie mogą zostać zmienione ani usunięte bez zgody wszystkich uczestników.
W tym artykule omówimy pojęcie „blockchain” we wszystkich jego aspektach. Przyjrzymy się, jak działa, jakie zadania rozwiązuje i wiele więcej. 👇
Co to jest blockchain w prostych słowach
Blockchain to łańcuch zapisów, w którym każdy jest powiązany z poprzednim. Taki system można przedstawić w formie tabeli, w której zapisane są wszystkie transakcje lub dane, a nikt nie może zmienić starych zapisów bez zgody wszystkich uczestników.
System ten chroni informacje przed fałszowaniem i udostępnia je wszystkim uczestnikom.
Historia powstania blockchaina
Pierwsza wzmianka o technologii blockchain pochodzi z lat 70. ubiegłego wieku, kiedy informatyk Ralph Merkle opatentował koncepcję drzewa skrótów, czyli drzewa Merkle’a. Wtedy opracowano jedynie szkice współczesnego blockchaina. Merkel przedstawił drzewo w postaci bloków połączonych kryptograficznymi skrótami.
Początkowo projekt ten nie został doceniony, ponieważ był zbyt nowatorski jak na tamte czasy. Do drzewa Merkla powrócono dopiero po 20 latach. Kryptografowie Stuart Haber i W. Scott Stornetta wykorzystali osiągnięcia Merkla do stworzenia uporządkowanego systemu, w którym nie można zastąpić znaczników czasu dokumentów. Wydarzenie to stało się punktem wyjścia dla dalszego rozwoju technologii.
Kolejna wzmianka o blockchainie pojawiła się w 2008 roku. Nieznany Satoshi Nakamoto opublikował białą księgę, w której opisał zasady działania bitcoina za pomocą blockchaina. Aby umożliwić transakcje bitcoinowe, Satoshi ograniczył rozmiar bloków danych do 1 MB. W ten sposób powstała pierwsza generacja blockchaina.
Jak działa blockchain
Przyjrzyjmy się terminowi „blockchain” przez pryzmat lingwistyki. Słowo „blockchain” można podzielić na dwie części: „block” (blok) i „chain” (łańcuch). W ten sposób blockchain stanowi łańcuch połączonych ze sobą bloków, którego nie można zerwać ani sfałszować.
Blockchain można porównać do bazy danych, ale z jedną kluczową różnicą: informacje w blockchainie nie są przechowywane na jednym scentralizowanym serwerze. Zamiast tego dane są rozdzielone między komputery wszystkich uczestników sieci. Dlatego nawet jeśli jeden z komputerów zostanie zhakowany, nie wpłynie to na całą sieć.
Komputery te nazywane są węzłami – ich zadaniem jest utrzymywanie sieci, przechowywanie kopii danych wszystkich transakcji i zapewnienie ich weryfikacji. Uczestniczą one w uzgadnianiu informacji, aby upewnić się, że wszystkie dane w blockchain są prawidłowe i zgodne z zasadami systemu.
Aby w pełni zrozumieć, jak przebiegają transakcje w blockchainie, przeanalizujmy wszystkie etapy tego procesu:
- Utworzenie wniosku. Na tym etapie składany jest wniosek o dodanie transakcji do łańcucha bloków. Wniosek trafia do sieci w postaci bloku i zawiera wszystkie dane dotyczące samej transakcji: kiedy została dokonana, kto w niej uczestniczył, ile aktywów zostało przekazanych itp.;
- Osiągnięcie konsensusu. Następnie transakcja jest sprawdzana przez uczestników sieci. Muszą oni potwierdzić, że zapis jest prawidłowy i zgodny z zasadami;
- Łączenie bloków. Po osiągnięciu konsensusu wniosek zostanie zapisany w łańcuchu bloków. Utworzonemu blokowi przypisywany jest kryptograficzny skrót, który pełni rolę łańcucha. Jeśli w bloku zmienią się jakiekolwiek dane, zmieni się również wartość skrótu. W ten sposób bloki i łańcuchy są niezawodnie połączone i nie można ich edytować;
- Aktualizacja rejestru. Po dodaniu nowego bloku i skrótu zaktualizowana wersja rejestru jest rozpowszechniana wśród uczestników sieci.
Proces ten powtarza się kilka razy na sekundę, w zależności od konkretnej sieci blockchain. Dzięki tym działaniom blockchain pozostaje przejrzysty i bezpieczny, nie pozostawiając możliwości zmiany lub włamania się do sieci.
Konsensusy i ich rodzaje
Mechanizm konsensusu to sposób osiągnięcia porozumienia między uczestnikami sieci, które jest niezbędne do dodania transakcji do łańcucha bloków (utworzenia bloku i skrótu). W zależności od sieci blockchain mechanizmy konsensusu mogą się różnić.
Teraz omówimy rodzaje konsensusów i ich różnice.
Mechanizm konsensusu PoW (Proof-of-Work), na zasadzie którego działa wiele popularnych kryptowalut, takich jak Bitcoin, Litecoin, Dogecoin i inne, wymaga dużej mocy obliczeniowej, aby dodać nowe transakcje do rejestru blockchain. Węzły, które sprawdzają transakcje i proponują nowe bloki, nazywane są minerami.
Aby odblokować następny blok w łańcuchu, miner musi szybciej niż wszyscy wygenerować losową liczbę. Pierwszy, który to zrobi, otrzyma wynagrodzenie w postaci prowizji za transakcję dodaną do bloku.
W mechanizmie konsensusu PoS (Proof-of-Stake) zamiast węzłów występują walidatorzy. To oni sprawdzają dane transakcji przed wysłaniem ich do bloku. Nie wymaga to posiadania mocy obliczeniowej; wystarczy zablokować na określony czas pewną liczbę tokenów blockchain — będzie to stawka w systemie.
Im więcej tokenów blockchaina zablokował walidator, tym większe ma szanse na włączenie transakcji do nowego bloku. Za dodanie wniosku do blockchaina otrzyma wynagrodzenie w postaci prowizji, którą zapłacił użytkownik podczas przeprowadzania operacji. Najpopularniejsze kryptowaluty, które wykorzystują PoS: Ethereum 2.0, Cardano, Tron i inne.
Różnica między siecią zdecentralizowaną a scentralizowaną
Przez sieć rozproszoną rozumiemy blockchain, a przez sieć scentralizowaną — zwykły serwer internetowy (stronę, platformę itp.). Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z tych rodzajów.
Jak ustaliliśmy wcześniej, sieć rozproszona działa na zasadzie synchronizacji różnych węzłów, które wymieniają dane, tworząc jeden łańcuch. Sieci rozproszone można łatwo skalować, ponieważ dodanie nowych węzłów nie powoduje znacznego obciążenia systemu centralnego.
W sieci scentralizowanej istnieje jeden główny węzeł (serwer), który zarządza wszystkimi danymi i zasobami i z którym współpracują wszystkie pozostałe węzły (użytkownicy). Rozbudowa sieci scentralizowanej może być ograniczona wydajnością węzła centralnego.
Jakie są rodzaje sieci blockchain
Sieci blockchain dzielą się na cztery rodzaje: publiczne, prywatne, hybrydowe i konsorcjalne. Przyjrzyjmy się każdemu z nich bardziej szczegółowo:
- Publiczny blockchain umożliwia wszystkim zainteresowanym uczestnictwo w życiu sieci. Każdy użytkownik może czytać i dodawać dane. Na tej zasadzie działają blockchainy Bitcoin, Litecoin i inne;
- Prywatny blockchain zapewnia dostęp do sieci tylko niektórym użytkownikom. Taki blockchain jest mniej zdecentralizowany, ponieważ jest zarządzany przez określoną organizację. Prywatny blockchain jest używany przez firmy Walmart, Amazon i Facebook;
- Hybrydowy blockchain łączy w sobie elementy sieci publicznej i prywatnej, zapewniając kontrolowany dostęp do danych. Pozwala on wybrać, które informacje mają być dostępne dla wszystkich uczestników sieci, a które tylko dla określonych użytkowników. Hybrydny blockchain jest używany przez Dragonchain, XinFin, IBM Food Trust i inne;
- Konsorcjum blockchain to prywatny blockchain, do którego dostęp ma tylko określona grupa organizacji. Kilku uczestników wspólnie zarządza siecią i kontroluje jej działanie, co pomaga poprawić bezpieczeństwo i przejrzystość ich wspólnych działań. Konsorcjum blockchain wykorzystują takie firmy jak Energy Web Chain, R3 Corda, B3i (Blockchain Insurance Industry Initiative) i inne.
W jakich dziedzinach wykorzystuje się blockchain
Obecnie blockchain jest wykorzystywany w wielu branżach. Przyjrzyjmy się najpopularniejszym z nich:
- Finanse. Dzięki blockchain istnieje kryptowaluta. Ponadto wiele gospodarek na świecie zaczyna stosować blockchain do cyfryzacji waluty państwowej (cyfrowy rubel, cyfrowy juan itp.);
- Tokenizacja nieruchomości. Jest to proces przekształcania rzeczywistych aktywów, takich jak nieruchomości, w cyfrowe tokeny w blockchainie. Tokeny te stanowią udział we własności nieruchomości i mogą być przekazywane lub sprzedawane innym osobom;
- Sztuka. Obrazy, muzyka, książki i inne dzieła sztuki można tokenizować w postaci NFT;
- Logistyka. Dzięki łańcuchom bloków można łatwo śledzić drogę towaru od producenta do konsumenta końcowego. Bardzo wygodne jest również wykorzystanie zdecentralizowanej sieci do przekazywania wszelkiej dokumentacji;
- Opieka zdrowotna. Blockchain może być również wykorzystywany w medycynie: do zapisów lekarskich, kart pacjentów, recept na leki. Dzięki blockchainowi można zapewnić bezpieczne przechowywanie tych danych. Jest to szczególnie istotne przy weryfikacji autentyczności leków poprzez śledzenie ich w całym łańcuchu dostaw;
- Usługi publiczne. Wszystkie rejestry, bazy danych, katastry gruntów i inne ważne dokumenty można przenieść do blockchain, aby uniknąć ich kompromitacji. Blockchain można również wykorzystać w elektronicznych systemach głosowania, co zwiększy ich przejrzystość i ochroni przed fałszerstwami.
Perspektywy rozwoju blockchain
Technologie nie stoją w miejscu. Każdego dnia programiści, kryptografowie i inni naukowcy pracują nad udoskonaleniem technologii blockchain. Firmy konkurują między sobą, aby stworzyć nowe i doskonalsze rozwiązania w tej dziedzinie.
Uważamy, że w przyszłości możliwa jest szersza integracja kryptografii i blockchaina w codziennych dziedzinach życia. Już teraz wiele branż może pochwalić się wykorzystaniem tej technologii, a z każdym dniem ich liczba będzie tylko rosnąć. Powstaną blockchainy trzeciej, czwartej i kolejnych generacji, które uzupełnią i udoskonalą już istniejące rozwiązania.
Wady blockchaina
Ze względu na swoją strukturę każda dokonana transakcja w blockchainie jest nieodwracalna. Jeśli przez nieuwagę wyślesz kryptowalutę na niewłaściwy adres lub pomylisz sieć monet, nie będzie można poprosić pomocy technicznej o zwrot środków.
Nie można nie wspomnieć o szkodliwości dla środowiska, która wynika z dużego zużycia energii elektrycznej. Aby zapewnić zasilanie urządzeń wydobywczych, rocznie zużywa się terawaty-godziny energii elektrycznej.
Pierwsze, co przychodzi na myśl przy słowie „blockchain”, to anonimowość. Z jednej strony jest to dobre, ale z drugiej – czynnik ten zwiększa możliwości przestępczej działalności: prania brudnych pieniędzy, finansowania terroryzmu, handlu narkotykami itp. 👍
