Blockchain odblokowuje przyszłość: Najlepsza technologia wprowadzona w 2024 roku

Czym jest Blockchain?

Blockchain to rozproszona baza danych lub rejestr współdzielony przez węzły sieci komputerowej. Znane ze swojej kluczowej roli w utrzymywaniu bezpiecznych i zdecentralizowanych zapisów transakcji w systemach kryptowalutowych, ich zastosowanie wykracza poza kryptowaluty. Łańcuchy bloków mogą sprawić, że dane w dowolnej branży będą niezmienne – co oznacza, że nie można ich zmienić.

Brak możliwości zmiany bloków oznacza, że zaufanie jest konieczne tylko wtedy, gdy dane są wprowadzane przez użytkowników lub programy. Zmniejsza to zależność od zaufanych stron trzecich, często audytorów lub innych osób, które wprowadzają koszty i błędy.

Od czasu wprowadzenia Bitcoina w 2009 roku, wykorzystanie blockchain wzrosło wraz z tworzeniem różnych kryptowalut, zdecentralizowanych aplikacji finansowych (DeFi), niewymienialnych tokenów (NFT) i inteligentnych kontraktów.

Kluczowe punkty dotyczące Blockchain

• Blockchain to współdzielona baza danych, która różni się od typowych baz danych sposobem przechowywania informacji; przechowuje dane w kryptograficznie powiązanych blokach.
• Na blockchainie mogą być przechowywane różne rodzaje informacji, ale najczęściej jest on wykorzystywany jako księga transakcji.
• Jeśli chodzi o Bitcoina, blockchain jest zdecentralizowany, co oznacza, że żadna pojedyncza osoba lub grupa nie ma kontroli; zamiast tego kontrola jest dzielona między wszystkich użytkowników.
• Zdecentralizowane łańcuchy bloków są niezmienne, co oznacza, że raz wprowadzone dane nie mogą zostać cofnięte. W przypadku Bitcoina transakcje są trwale rejestrowane i dostępne dla każdego.

Jak to działa?

Być może znasz arkusze kalkulacyjne lub bazy danych. Blockchain jest podobny, ponieważ jest bazą danych do wprowadzania i przechowywania informacji. Jednak główna różnica między tradycyjnymi bazami danych lub arkuszami kalkulacyjnymi a blockchainem polega na strukturze i dostępie do danych.

Łańcuchy bloków składają się z programów zwanych skryptami, które wykonują zadania normalnie wykonywane w bazie danych: wprowadzanie i uzyskiwanie dostępu do informacji oraz zapisywanie i przechowywanie ich w jakimś miejscu. Łańcuchy bloków są rozproszone, co oznacza, że wiele kopii jest przechowywanych na wielu komputerach i wszystkie muszą być zgodne, aby były ważne.

Łańcuchy bloków zbierają informacje o transakcjach i wprowadzają je do bloku, podobnie jak arkusz kalkulacyjny zawiera informacje w komórkach. Po zapełnieniu, informacje przechodzą przez algorytm kryptograficzny, tworząc liczbę szesnastkową znaną jako wartość hash.

Ta wartość skrótu jest następnie wprowadzana do nagłówka bloku poniżej i szyfrowana przy użyciu innych informacji w bloku. Tworzy to serię połączonych bloków.

Proces transakcji

1. Transakcje podlegają określonemu procesowi, w zależności od łańcucha bloków, w którym transakcja ma miejsce. Przykładowo, na blockchainie Bitcoina zainicjowanie transakcji za pomocą portfela kryptowalutowego (aplikacji zapewniającej interfejs do blockchaina) uruchamia serię zdarzeń.
2. W Bitcoinie transakcja jest wysyłana do mempool, gdzie jest przechowywana i kolejkowana do momentu odebrania jej przez górnika lub walidator. Po wprowadzeniu do bloku i zapełnieniu go transakcjami, jest on zamykany i szyfrowany przy użyciu algorytmu kryptograficznego. Następnie rozpoczyna się wydobywanie.
3. Cała sieć pracuje jednocześnie, aby „rozwiązać” problem hashowania. Każdy generuje losowy hash, z wyjątkiem „nonce”, skrótu dla liczby używanej raz.
4. Każdy górnik zaczyna z nonce równym zero, które jest dołączane do losowo wygenerowanego skrótu. Jeśli liczba ta nie jest równa lub jest mniejsza niż docelowa wartość skrótu, do nonce dodawana jest 1 i generowana jest nowa wartość skrótu bloku. Trwa to tak długo, aż górnik wygeneruje prawidłową wartość skrótu, wygra wyścig i otrzyma nagrodę.
5. Generowanie losowych wartości hash do momentu znalezienia konkretnej wartości jest tym, co często określa się mianem „dowodu pracy” – „dowodzi”, że górnik wykonał pracę. Ilość pracy wymagana do weryfikacji wartości hash jest powodem, dla którego sieć Bitcoin zużywa tak dużo mocy obliczeniowej i energii.
6. Po zamknięciu bloku transakcja zostaje zakończona. Blok nie jest jednak uznawany za potwierdzony, dopóki kolejne pięć bloków go nie zweryfikuje. Sieć potrzebuje około godziny, aby zakończyć potwierdzanie, ponieważ każdy blok zajmuje średnio mniej niż 10 minut (pierwszy blok zawierający transakcje i kolejne pięć bloków pomnożone przez 10 równa się około 60 minut).
7. Nie wszystkie blockchainy stosują ten proces. Na przykład sieć Ethereum losowo wybiera walidator spośród wszystkich użytkowników, którzy stawiają Ethereum, aby zweryfikować blok, a następnie jest on potwierdzany przez sieć. Jest to szybsze i zużywa mniej energii niż proces Bitcoina.

Czym jest decentralizacja

Blockchain umożliwia dystrybucję danych w bazie danych w wielu węzłach sieci (komputerach lub urządzeniach z oprogramowaniem blockchain). Nie tylko tworzy to redundancję, ale także utrzymuje wierność danych. Na przykład, jeśli ktoś spróbuje zmienić rekord w jednej instancji bazy danych, inne węzły uniemożliwią to. W ten sposób żaden pojedynczy węzeł w sieci nie może zmienić przechowywanych w niej informacji.

Ze względu na tę dystrybucję i kryptograficzny dowód ukończonej pracy, informacje i zapisy (takie jak transakcje w kryptowalutach) są nieodwracalne. Takie zapisy mogą być listą transakcji (jak w kryptowalutach), ale łańcuchy bloków mogą również przechowywać różne inne rodzaje informacji, takie jak umowy prawne, dowody tożsamości lub inwentarze firm.

Przejrzystość

Ze względu na zdecentralizowany charakter łańcucha bloków Bitcoin, wszystkie transakcje mogą być przeglądane w przejrzysty sposób poprzez posiadanie osobistego węzła lub korzystanie z eksploratora łańcucha bloków, który umożliwia każdemu przeglądanie transakcji w czasie rzeczywistym. Każdy węzeł ma swoją kopię łańcucha, aktualizowaną wraz z potwierdzaniem i dodawaniem nowych bloków. Oznacza to, że możesz śledzić Bitcoina, gdziekolwiek się znajduje, jeśli chcesz.

Na przykład, giełdy zostały w przeszłości zhakowane, co spowodowało utratę dużych ilości kryptowaluty. Podczas gdy hakerzy mogą być anonimowi (poza adresami ich portfeli), kryptowaluta, którą wydobyli, jest łatwa do śledzenia, ponieważ adresy portfeli są publikowane w łańcuchu bloków.

Oczywiście rekordy przechowywane w łańcuchu bloków Bitcoin (i większości innych łańcuchów bloków) są szyfrowane. Oznacza to, że tylko osoba, której przypisano adres, może ujawnić swoją tożsamość. Dlatego też użytkownicy blockchain mogą pozostać anonimowi, zachowując jednocześnie przejrzystość.

Czy blockchain jest bezpieczny?

Technologia blockchain zapewnia zdecentralizowane bezpieczeństwo i zaufanie na kilka sposobów. Po pierwsze, nowe bloki są zawsze przechowywane liniowo i chronologicznie. Oznacza to, że są one zawsze dodawane na „końcu” łańcucha bloków. Po dodaniu bloku do końca łańcucha bloków, bardzo trudno jest cofnąć się i zmienić zawartość bloku, chyba że większość sieci osiągnęła konsensus w tej sprawie.

Każda zmiana danych w bloku spowodowałaby zmianę jego wartości skrótu. Ponieważ każdy blok zawiera wartość skrótu poprzedniego bloku, jedna zmiana wpłynęłaby na wszystkie kolejne bloki. Sieć odrzuciłaby każdy zmieniony blok, ponieważ wartości skrótu nie byłyby zgodne.

Nie wszystkie blockchainy są w 100% nieprzenikalne. Są to rozproszone księgi rachunkowe, wykorzystujące kod do stworzenia znanego poziomu bezpieczeństwa. Jeśli w kodzie znajdują się luki, można je wykorzystać.

Załóżmy na przykład, że haker uruchamia węzeł w sieci blockchain i chce zmienić łańcuch bloków, aby ukraść kryptowalutę innym. Jeśli miałby zmienić swoją kopię, musiałby przekonać inne węzły, że jego kopia jest prawidłowa.

Aby to zrobić, musieliby kontrolować większość sieci i wprowadzić ją w odpowiednim momencie. Jest to znane jako atak 51%, ponieważ trzeba kontrolować ponad 50% sieci, aby podjąć próbę ataku.

W tego typu atakach liczy się przede wszystkim wyczucie czasu – zanim haker wykona jakikolwiek ruch, sieć prawdopodobnie minie blok, który próbuje zmienić. Wynika to z faktu, że sieci te hashują w niewiarygodnie szybkim tempie – na dzień 21 kwietnia 2023 r. szybkość hashowania sieci Bitcoin wynosiła 348,1 exahashy na sekundę (czyli 18 zer).

Bitcoin i Blockchain

Technologia blockchain została po raz pierwszy nakreślona w 1991 roku przez badaczy Stuarta Habera i W. Scotta Stornettę, którzy chcieli wdrożyć system, w którym nie można byłoby manipulować znacznikami czasu dokumentów. Jednak dopiero prawie dwie dekady później, wraz z uruchomieniem Bitcoina w styczniu 2009 roku, blockchain został po raz pierwszy wykorzystany w prawdziwym świecie.

Protokół Bitcoin opiera się na łańcuchu bloków (blockchain). W artykule badawczym wprowadzającym cyfrową walutę, pseudonimowy twórca Bitcoina, Satoshi Nakamoto, opisał go jako „nowy elektroniczny system gotówkowy, który jest w pełni peer-to-peer, bez zaufanej strony trzeciej”.

Kluczem do zrozumienia jest to, że Bitcoin wykorzystuje blockchain jako środek do przejrzystego rejestrowania księgi płatności między stronami lub innych transakcji.

Blockchain może trwale rejestrować dowolną liczbę punktów danych. Mogą to być transakcje, głosy oddane w wyborach, inwentaryzacje produktów, identyfikacje stanowe, akty notarialne i inne.

Obecnie dziesiątki tysięcy projektów chcą wdrożyć blockchain na różne sposoby, aby pomóc społeczeństwu, nie tylko w rejestrowaniu transakcji, ale na przykład jako sposób na bezpieczne głosowanie w demokratycznych wyborach.

Niezmienność łańcucha bloków oznacza, że oszukańcze głosowanie stałoby się znacznie trudniejsze. Na przykład, system głosowania mógłby dać każdemu obywatelowi kraju jedną kryptowalutę lub token.

Każdy kandydat otrzymałby wówczas konkretny adres portfela, a wyborcy wysłaliby swój token lub kryptowalutę na adres kandydata, na którego chcą głosować. Przejrzysty i identyfikowalny charakter łańcucha bloków wyeliminowałby potrzebę ręcznego liczenia głosów, a także zdolność złych aktorów do manipulowania fizycznymi kartami do głosowania.

Jak wykorzystywany jest Blockchain?

Powszechnie wiadomo, że bloki na blockchainie Bitcoina przechowują dane transakcji. Obecnie na blockchainie działa ponad 23 000 innych systemów kryptowalutowych. Okazuje się jednak, że blockchain jest również niezawodnym sposobem przechowywania danych o innych rodzajach transakcji.

Niektóre firmy eksperymentujące z blockchainem to między innymi Walmart, Pfizer, AIG, Siemens i Unilever. Na przykład IBM stworzył blockchain Food Trust, aby śledzić podróż żywności do miejsca przeznaczenia.

Dlaczego warto to robić? Przemysł spożywczy był świadkiem niezliczonych wybuchów epidemii E. coli, salmonelli i listerii; w niektórych przypadkach szkodliwe substancje zostały nieumyślnie wprowadzone do żywności. W przeszłości znalezienie źródła tych ognisk lub przyczyny chorób na podstawie tego, co ludzie jedli, mogło zająć tygodnie.

Dzięki blockchain marki mogą śledzić drogę żywności od jej pochodzenia, przez każdy przystanek, aż po dostawę. Nie tylko to, ale firmy te mogą teraz zobaczyć wszystko inne, z czym mogły mieć kontakt, co pozwala im szybciej identyfikować problemy, potencjalnie ratując życie. Jest to jeden z przykładów zastosowania blockchain w praktyce, ale istnieje wiele innych form jego implementacji.

Podsumowanie

Ponieważ technologia ta doczekała się już wielu praktycznych zastosowań, blockchain w końcu zyskał na popularności w dużej mierze dzięki Bitcoinowi i kryptowalutom. Jako modne słowo na języku każdego inwestora w całym kraju, blockchain może sprawić, że operacje biznesowe i rządowe będą dokładniejsze, wydajniejsze, bezpieczniejsze i tańsze, z mniejszą liczbą pośredników.

Gdy wkraczamy w trzecią dekadę blockchain, pytanie nie brzmi już, czy tradycyjne firmy dogonią tę technologię, ale kiedy. Obecnie obserwujemy gwałtowny wzrost liczby NFT i tokenizacji aktywów. Tak więc nadchodzące dziesięciolecia będą znaczącym okresem wzrostu dla blockchain.

Referencje

wikipedia.