Co to jest blockchain?

Kryptowaluty zyskują coraz większą rzeszę fanów oraz krytyków na całym świecie. Temat ten pozostawia wiele niewytłumaczonych bądź niezrozumiałych kwestii. Jedną z nich jest blockchain. Co to jest, na czym polega i o co w ogóle w nim chodzi? W tym krótkim tekście postaram się rozwiać wszelkie wątpliwości oraz wytłumaczyć najbardziej istotne kwestie tego hasła.

Blockchain jest rejestrem danych zawierającym w sobie transakcje lub inne zdigitalizowane wydarzenia, które były zrealizowane za pomocą sieci pomiędzy dwoma stronami. Blockchain powinien składać się z 3 nieodzownych elementów: i) peer to peer network, ii) mechanizmu konsensusu oraz iii) blockchainów (połączonych ze sobą informacjami).

Peer-to-peer network.

Istotnym elementem w zrozumieniu jak działa technologia blockchain jest przyswojenie informacji o komunikacji peer to peer. W tym modelu dany użytkownik jednocześnie tworzy sieć oraz jej używa. Każdemu urządzeniu podłączonemu do sieci (także nazywane jako: node lub peer) nadane są takie same uprawnienia. Poszczególne peer’y bezpośrednio udostępniają część swoich zasobów obliczeniowych dla innych uczestników bez potrzeby centralnej koordynacji. W wyniku takiego dystrybuowania siecią nie jest możliwa ingerencja poprzez zniszczenie centralnego punktu przechowywania danych.

Konsensus

Każda z transakcji jest weryfikowana w drodze konsensusu, do którego dochodzi pod warunkiem “zgody” urządzeń (użytkowników) posiadających do tego uprawnienia. W związku z powyższym mogą to być wszyscy podłączeni do sieci, jak i specjalnie wyselekcjonowani użytkownicy czy serwery. Tradycyjne przeprowadzanie transakcji z pomocą pośrednika wiąże się z ryzykiem wycieku informacji, gdyż podczas każdego bankowego przelewu musimy wyjawić porcje istotnych danych. Technologia blockchain jest w stanie zapobiec takim sytuacjom. Umożliwia uczestnikom wspólną weryfikację atrybutów transakcji oraz wyegzekwowanie jej bez ujawniania tożsamości stronom trzecim. Innymi słowy, mechanizm konsensusu to algorytm wpisany w blockchain. Umożliwia on bezpieczną aktualizację stanu blockchaina zgodnie z określonymi regułami. Rodzaje konsensusu opisywać będę w kolejnych wpisach.

Blockchain

Nazwa “blockchain” wzięła się od sposobu przechowywania danych. Informacje przechowywane są w identycznych blokach, które łączą się ze sobą tworząc łańcuch. Po zapisaniu danych w bloku nie można go zmienić bez ingerencji w każdy inny znajdujący się w łańcuchu.

Blok składa się z trwale zarejestrowanych danych, czyli:

Transakcji (z punktu A do B),
Znacznika czasu (np. 20:50 (z ang. timestamp)
Identyfikatora (np. to jest Blok 52),
Informacji o poprzednim bloku

Jak to wygląda w praktyce?

Jako przykład posłużę się Bitcoinem.

P2P

Jak pisałem wyżej, sieć P2P tworzą podłączone do niej urządzenia. W przypadku Bitcoina wystarczy do tego specjalnie napisana aplikacja w telefonie. Wykonując transakcję komunikuje się ona poprzez telefon z siecią, dając znać innymi użytkownikom o nadchodzącej pracy.

Konsensus

Konsensus jest serią zasad zapisanych w kodzie komputerowym. Oprogramowanie użyte w celu komunikowania się z siecią musi spełniać z góry ustalone reguły charakteryzujące blockchain. W związku z powyższym, jeżeli użyjemy zmodyfikowanej wersji oprogramowania, nasze wiadomości zostaną zignorowane. W ten sposób Bitcoin zabezpiecza się przed urządzeniami próbującymi złamać reguły gry. Należy mieć również na uwadze, że w przypadku gdy 51% urządzeń będzie wysyłać ten sam zainfekowany komunikat, blockchain uzna go jako rzeczywisty stan sieci.

Blockchain

Blockchain, w kontekście bitcoina, jest przetworzonym rejestrem danych zawierającym wszystkie transakcje od 2009 roku.

3 podstawowe rodzaje zastosowania blockchaina

Publiczny blockchain

Publicznie blockchainy są powszechnie dostępne dla wszystkich zainteresowanych. Użytkownicy otrzymują takie same uprawnienia, tym samym eliminując element centralizacji. Gwarantując użytkownikom niepodważalne prawa, ograniczane są oszustwa twórców, którzy mogą podważać stan sieci. Istotnym czynnikiem wpływającym na dostępność blockchaina jest jego transparentność. Każdy ma wgląd do transakcji przetworzonych przez sieć. Jedną ze stron do tego stworzonych jest https://blockchain.info/pl.
Największa zaletą publicznego modelu jest anonimowość. Nikt nie jest zmuszony do udostępniania swojej tożsamości, by korzystać z blockchaina.
Jedną z wad angażowania wszystkich użytkowników w proces weryfikacji transakcji, jest ogromne zużycie energii. Jest to jeden z pierwszych argumentów przeciw mechanizmowi proof of work, któremu poświęcę odrębny wpis.

Przykład: Bitcoin.

Prywatny blockchain

W pełni prywatny blockchain oparty jest na centralizacji (jeden z przyszłych wpisów poświęcę na wytłumaczenie pojęcia centralizacji). Weryfikacja zawieranych transakcji pozostawiona jest w wyłącznej gestii jednego podmiotu. Operowanie blockchainem jest dużo łatwiejsze w porównaniu do jego publicznej odmiany. Centralna jednostka dostosowuje zasady panujące w sieci do zaistniałych potrzeb. Prywatne blockchainy używane są w przeważającej części przez duże firmy oraz korporacje, w których to, tego rodzaju operacje są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania systemu. W związku z powyższym, są to zamknięte blockchainy, dostępne tylko dla wąskiej grupy odbiorców np. pracowników.

Blockchain-konsorcjum (z ang. Consortium blockchain)

Proces konsensusu jest kontrolowany przez wybrane nody (urządzenia podłączone do sieci). Weryfikacja każdej z transakcji przechodzi przez masternody (specjalnie wybrane nody). Blockchainy te przybierają różne postacie. Spotkać można ich publiczną odmianę, jak i sieci ograniczone w dostępie dla uczestników. Z powodu ingerencji wyselekcjonowanych nodów w procesie weryfikacji transakcji, blockchainy te uważane są za częściowo zdecentralizowane.

Przykład: Blockchain R3, w którym uczestniczą 42 banki.

Podsumowując:

• Blockchainy składają się z 3 elementów: peer to peer network, wbudowanym mechanizmem konsensusu oraz łańcuchem bloków (blockchainami).
• Zdecentralizowane blockchainy eliminują udział zaufanej trzeciej strony podczas procesu weryfikacji transakcji. Zamiast tego otrzymujemy mechanizm konsensusu w celu uzgodnienia prawdziwości transakcji.
• Blockchainy mogą cechować się nieskazitelną transparentnością, jak i także ograniczonym dostępem. Mieszane rozwiązania są również często spotykane.

Należy pamiętać, że technologia blockchain rozwija się w błyskawicznym tempie. Z tego też powodu, informacja która dziś wydaje się być niepodważalna, jutro może być okazać się nieaktualną.

Wiadomość dla bardziej wtajemniczonych: W domyśle uznaje publiczny blockchain jako tzw. permissionless, a prywatny jako permissioned.