Blockchain odemyká budoucnost: V roce 2024 se představí nejlepší technologie

Co je blockchain?

Blockchain je distribuovaná databáze nebo účetní kniha sdílená mezi uzly počítačové sítě. Jsou známé pro svou klíčovou roli při udržování bezpečných a decentralizovaných záznamů transakcí v kryptoměnových systémech, jejich využití však přesahuje rámec kryptoměn. Díky blockchainům mohou být data v jakémkoli odvětví neměnná – to znamená, že je nelze změnit.

Nemožnost měnit bloky znamená, že důvěra je nutná pouze tam, kde data vkládají uživatelé nebo programy. To snižuje závislost na důvěryhodných třetích stranách, často auditorech nebo jiných osobách, které vnášejí náklady a chyby.

Od uvedení Bitcoinu v roce 2009 se využití blockchainu prudce zvýšilo díky vytvoření různých kryptoměn, decentralizovaných finančních aplikací (DeFi), nezaplatitelných tokenů (NFT) a inteligentních smluv.

Klíčové body o blockchainu

• Blockchain je sdílená databáze, která se od typických databází liší způsobem ukládání informací; ukládá data v kryptograficky propojených blocích.
• V blockchainu mohou být uloženy různé typy informací, nejčastěji se však používá jako účetní kniha pro transakce.
• Co se týče Bitcoinu, blockchain je decentralizovaný, což znamená, že nad ním nemá kontrolu žádný jednotlivec nebo skupina; místo toho je kontrola sdílena mezi všemi uživateli.
• Decentralizované blockchainy jsou neměnné, což znamená, že jednou zadaná data nelze zvrátit. V případě Bitcoinu jsou transakce trvale zaznamenány a jsou přístupné komukoli.

Jak to funguje?

Možná znáte tabulky nebo databáze. Blockchain je podobný v tom, že se jedná o databázi pro zadávání a ukládání informací. Hlavní rozdíl mezi tradičními databázemi nebo tabulkami a blockchainem je však ve struktuře a přístupu k datům.

Blockchainy se skládají z programů zvaných skripty, které provádějí úkoly, jež se běžně provádějí v databázi: zadávání a přístup k informacím a jejich ukládání a ukládání na nějaké místo. Blockchainy jsou distribuované, což znamená, že na mnoha počítačích je uloženo více kopií, které se musí shodovat, aby byly platné.

Blockchainy shromažďují informace o transakcích a vkládají je do bloku, podobně jako tabulkový procesor obsahuje informace v buňkách. Po naplnění projdou informace kryptografickým algoritmem, který vytvoří hexadecimální číslo známé jako hashovací hodnota.

Tato hodnota hash se pak vloží do záhlaví bloku pod ní a zašifruje se pomocí ostatních informací v bloku. Tím se vytvoří řada propojených bloků.

Proces transakce

1. Transakce probíhají podle určitého procesu v závislosti na blockchainu, ve kterém k transakci dochází. Například v blockchainu bitcoinu spustí zahájení transakce pomocí kryptoměnové peněženky (aplikace, která poskytuje rozhraní k blockchainu) sérii událostí.
2. V Bitcoinu je transakce odeslána do mempoolu, kde je uložena a čeká ve frontě, dokud si ji nevyzvedne těžař nebo validátor. Jakmile je vložena do bloku a tento blok je zaplněn transakcemi, je uzavřen a zašifrován pomocí kryptografického algoritmu. Poté začíná těžba.
3. Na „vyřešení“ hashovacího problému pracuje celá síť současně. Každý generuje náhodný hash, s výjimkou „nonce“, což je zkratka pro jednou použité číslo.
4. Každý těžař začíná s nulovým číslem nonce, které se připojí k náhodně vygenerovanému hashi. Pokud se toto číslo nerovná cílové hodnotě hash nebo je menší než cílová hodnota hash, je k nonce přičtena 1 a je vygenerována nová hodnota hash bloku. Takto se pokračuje, dokud těžař nevygeneruje platnou hodnotu hash, nevyhraje závod a neobdrží odměnu.
5. Generování náhodných hash hodnot, dokud není nalezena konkrétní hodnota, je to, co často slyšíte označovat jako „důkaz práce“ – „dokazuje“, že těžař vykonal práci. Množství práce potřebné k ověření hodnoty hash je důvodem, proč síť Bitcoinu spotřebovává tolik výpočetního výkonu a energie.
6. Jakmile je blok uzavřen, je transakce dokončena. Blok se však nepovažuje za potvrzený, dokud jej nepotvrdí dalších pět bloků. Dokončení potvrzení trvá síti přibližně hodinu, protože každý blok trvá v průměru méně než 10 minut (první blok obsahující transakce a následných pět bloků vynásobených 10 se rovná přibližně 60 minutám).
7. Ne všechny blockchainy se řídí tímto postupem. Například síť Ethereum náhodně vybírá validátora ze všech uživatelů, kteří sázejí Ethereum, aby ověřil blok, který je pak potvrzen sítí. Tento postup je rychlejší a spotřebovává méně energie než proces Bitcoinu.

Co je to decentralizace

Blockchain umožňuje distribuovat data v databázi mezi více uzlů sítě (počítačů nebo zařízení se softwarem blockchain). Tím se nejen vytváří redundance, ale také se zachovává věrnost dat. Pokud by se například někdo pokusil změnit záznam v jedné instanci databáze, ostatní uzly by tomu zabránily. Tímto způsobem nemůže žádný jednotlivý uzel v síti změnit informace v ní uložené.

Díky této distribuci a kryptografickému důkazu o dokončené práci jsou informace a záznamy (stejně jako transakce v kryptoměnách) nevratné. Takovými záznamy může být seznam transakcí (jako v kryptoměnách), ale blockchainy mohou uchovávat i různé jiné typy informací, například právní smlouvy, doklady o totožnosti nebo inventáře firem.

Transparentnost

Vzhledem k decentralizované povaze blockchainu bitcoinu lze všechny transakce transparentně zobrazit, pokud vlastníte osobní uzel nebo použijete blockchain explorer, který umožňuje komukoli zobrazit transakce v reálném čase. Každý uzel má svou kopii řetězce, aktualizovanou potvrzováním a přidáváním nových bloků. To znamená, že můžete sledovat Bitcoin, ať už se pohybuje kdekoli, pokud si to přejete.

V minulosti byly například hacknuty burzy, což vedlo ke ztrátě velkého množství kryptoměn. Zatímco hackeři mohou být anonymní (kromě adres svých peněženek), kryptoměnu, kterou vytěžili, lze snadno sledovat, protože adresy peněženek jsou zveřejněny v blockchainu.

Záznamy uložené v blockchainu bitcoinu (a většině ostatních blockchainů) jsou samozřejmě šifrované. To znamená, že jejich identitu může odhalit pouze osoba, které byla adresa přidělena. Uživatelé blockchainu proto mohou zůstat v anonymitě a zároveň si zachovat transparentnost.

Je blockchain bezpečný?

Technologie blockchain dosahuje decentralizované bezpečnosti a důvěryhodnosti několika způsoby. Za prvé, nové bloky jsou vždy ukládány lineárně a chronologicky. To znamená, že jsou vždy přidávány na „konec“ blockchainu. Jakmile je blok přidán na konec blockchainu, je velmi obtížné vrátit se zpět a změnit obsah bloku, pokud k tomu nedosáhne většina sítě konsenzu.

Jakákoli změna dat v bloku by změnila jeho hodnotu hash. Protože každý blok obsahuje hodnotu hash předchozího bloku, jedna změna by ovlivnila všechny následující bloky. Síť by odmítla jakýkoli změněný blok, protože hodnoty hash by se neshodovaly.

Ne všechny blockchainy jsou stoprocentně neproniknutelné. Jsou to distribuované účetní knihy, které používají kód k vytvoření známé úrovně zabezpečení. Pokud jsou v kódu zranitelnosti, lze je zneužít.

Předpokládejme například, že hacker spustí uzel v síti blockchain a chce změnit blockchain, aby ukradl kryptoměnu ostatním. Pokud by chtěl změnit svou kopii, musel by ostatní uzly přesvědčit, že jejich kopie je ta platná.

K tomu by museli ovládat většinu sítě a vložit ji ve správný okamžik. Tomuto útoku se říká 51% útok, protože k pokusu o něj by bylo třeba ovládat více než 50 % sítě.

Při těchto typech útoků záleží na načasování – síť by se pravděpodobně přesunula za blok, který se snaží změnit, v době, kdy by hacker učinil jakýkoli krok. Je to proto, že tyto sítě hashují neuvěřitelně rychle – k 21. dubnu 2023 byla rychlost hashování sítě Bitcoin 348,1 exahashe za sekundu (to je 18 nul).

Bitcoin a blockchain

Technologii blockchainu poprvé nastínili v roce 1991 výzkumníci Stuart Haber a W. Scott Stornetta, kteří chtěli zavést systém, v němž by nebylo možné manipulovat s časovými značkami dokumentů. K prvnímu použití blockchainu v reálném světě však došlo až téměř o dvacet let později, v lednu 2009, kdy byl spuštěn Bitcoin.

Protokol Bitcoin je postaven na blockchainu. Pseudonymní tvůrce Bitcoinu, Satoshi Nakamoto, jej ve své výzkumné zprávě představující digitální měnu popsal jako „nový systém elektronických peněz, který je plně peer-to-peer, bez důvěryhodné třetí strany“.

Klíčem k pochopení je, že Bitcoin využívá blockchain jako prostředek k transparentnímu záznamu knihy plateb mezi stranami nebo jiných transakcí.

Blockchain může trvale zaznamenávat libovolný počet datových bodů. Může jít o transakce, volební hlasování, soupisy výrobků, státní identifikace, domovní listy a další.

V současné době se desítky tisíc projektů snaží blockchain implementovat různými způsoby, aby pomohly společnosti, a to nejen při zaznamenávání transakcí, ale například jako způsob bezpečného hlasování v demokratických volbách.

Neměnnost blockchainu znamená, že podvodné hlasování by bylo mnohem obtížnější. Hlasovací systém by například mohl každému občanovi země přidělit jednu kryptoměnu nebo token.

Každý kandidát by pak obdržel konkrétní adresu peněženky a voliči by poslali svůj token nebo kryptoměnu na adresu kandidáta, pro kterého chtějí hlasovat. Transparentní a sledovatelná povaha blockchainu by eliminovala potřebu ručního sčítání hlasů i možnost zlých aktérů manipulovat s fyzickými hlasovacími lístky.

Jak se blockchain používá?

Je dobře známo, že bloky v blockchainu bitcoinu ukládají data o transakcích. V současnosti na blockchainu běží více než 23 000 dalších kryptoměnových systémů. Ukazuje se však, že blockchain je spolehlivým způsobem ukládání dat i o jiných typech transakcí.

Mezi společnosti, které experimentují s blockchainem, patří například Walmart, Pfizer, AIG, Siemens a Unilever. Například společnost IBM vytvořila blockchain Food Trust, který sleduje cestu potravin na místo určení.

Proč to děláte? Potravinářský průmysl byl svědkem nesčetných případů výskytu bakterií E. coli, salmonely a listerií; v některých případech se škodlivé látky dostaly do potravin neúmyslně. V minulosti mohlo trvat týdny, než se podařilo najít zdroj těchto epidemií nebo příčinu onemocnění z toho, co lidé jedli.

Díky blockchainu mohou značky sledovat cestu potravin od jejich původu, přes každou zastávku až po doručení. A nejen to, tyto společnosti nyní vidí i vše ostatní, s čím mohly přijít do styku, což jim umožňuje rychleji identifikovat problémy a potenciálně zachránit životy. Toto je jeden z příkladů blockchainu v praxi, ale existuje mnoho dalších forem implementace blockchainu.

Podtrženo, sečteno

Vzhledem k tomu, že tato technologie již zaznamenala mnoho praktických aplikací a byla prozkoumána, blockchain se konečně prosadil především díky Bitcoinu a kryptoměnám. Jako módní slovo, které má na jazyku každý investor po celé zemi, blockchain znamená, že obchodní a vládní operace budou přesnější, efektivnější, bezpečnější a levnější, s menším počtem prostředníků.

Na prahu třetí dekády blockchainu už není otázkou, zda tradiční společnosti tuto technologii doženou, ale kdy. Dnes jsme svědky prudkého nárůstu NFT a tokenizace aktiv. Nadcházející desetiletí tak bude pro blockchain obdobím významného růstu.

Odkazy

wikipedia