Kompleksowy przewodnik po Technologii Blockchain

Udostępnij
Copied to clipboard!
Kompleksowy przewodnik po Technologii Blockchain
Posłuchaj tego artykułu
00:00 / 00:00

Spis treści


Czym jest blockchain?

Blockchain to specjalny rodzaj bazy danych, w której informacje mogą być tylko dodawane (nie istnieje sposób na usunięcie ich bądź zamianę). Jak sugeruje nazwa, blockchain dosłownie przypomina łańcuch składający się z coraz to kolejnych bloków, zawierających w sobie fragmenty danych wprowadzanych do systemu. Każdy kolejny blok połączony jest z poprzednim poprzez kryptograficzne wskaźniki. Na sam blok składa się kombinacja informacji na temat przesyłanych transakcji, znaczników czasowych i metadanych, potwierdzających jego prawidłowość.

Z uwagi na specyficzne połączenie bloków, niemożliwe jest edytowanie, usunięcie lub zmodyfikowanie w jakikolwiek sposób danych wejściowych, gdyż taka czynność unieważniłaby wszystkie bloki dodawane do łańcucha już po edytowanym bloku.


Jak działa blockchain?

Po tych słowach blockchain może się wydać nieco rozczarowujący – pewnie zastanawiasz się jakie korzyści oferuje ta architektura systemowa nad regularnym arkuszem kalkulacyjnym. Najsilniejsze zalety blockchaina ujawniają się tam, gdzie użytkownicy muszą skoordynować swoje wspólne działania, jednocześnie nie mogąc sobie wzajemnie ufać. Dzięki temu, że blockchain działa jako rozproszona sieć, nie jest możliwe, żeby ktokolwiek przejął nad nim kontrolę.

W celu uruchomienia i niezależnej weryfikacji blockchaina, użytkownik musi pobrać konkretne oprogramowanie. Kiedy wszystko jest już gotowe, oprogramowanie rozpocznie proces łączenia się z innymi niezależnymi węzłami w sieci P2P, aby pobrać cały łańcuch bloków wraz z informacjami o transakcjach. Mając wgląd w stan sieci blockchain w czasie rzeczywistym, jesteśmy w stanie zweryfikować każdy nowy blok i sprawdzić, czy aby na pewno został on dodany w zgodzie z zasadami konsensusu. Po procesie weryfikacji, nasz własny węzeł przekaże te informacje do kolejnych uczestników sieci.

Co z tego otrzymamy? Ekosystem składający się z setek, tysięcy albo nawet setek tysięcy węzłów z całego świata. Każdy z nich posiada uruchomioną i zsynchronizowaną identyczną kopię bazy danych - blockchaina. Dzięki temu sieć jest dostępna dla swoich użytkowników przez całą dobę.


W jaki sposób dodaje się informacje do łańcucha bloków?

Spójność łańcucha bloków jest naruszana jeżeli zarejestruje on błędne lub fałszywe informacje o transakcjach. Wiedząc, że blockchain nie posiada żadnego centralnego organu nadzorczego, ani administratora bądź lidera, w jaki sposób możemy mieć pewność, że użytkownicy systemu z rozproszoną księgą finansową będą działali w sposób uczciwy?

Satoshi Nakamoto, twórca Bitcoina, zaproponował system Proof-of-Work. Pozwala on dodać blok do sieci każdemu. Jednak zaproponowanie bloku nie jest takie proste. W tym celu musimy wykorzystać sporą moc obliczeniową do odgadnięcia rozwiązania zagadki kryptograficznej określonej w protokole (polega to na ciągłym hashowaniu, aby natrafić na odpowiednią liczbę).

Proces ten nazywany jest wydobywaniem kryptowalut. Jeżeli górnik prawidłowo odgadnie rozwiązanie, blok skonstruowany przez niego (złożony z niepotwierdzonych transakcji wysyłanych do nich przez użytkowników sieci) zostanie zatwierdzony i rozszerzy łańcuch bloków. Za swoją pracę dla sieci, górnik otrzymuje nagrodę denominowaną w natywnym tokenie blockchaina.

Hashowanie z jednokierunkową funkcją oznacza, że praktycznie niemożliwe jest odgadnięcie jak wyglądały dane wejściowe. Mimo tego, mając informacje wejściowe, bardzo prosto możemy zweryfikować dane wyjściowe. W ten sposób, każdy użytkownik sieci ma możliwość własnoręcznego zweryfikowania czy dany górnik wyprodukował ‘poprawny’ blok i w ostateczności odrzucić te bloki, które są nieprawidłowe. W takim przypadku górnik nie otrzyma nagrody - zmarnował kapitał na próbie stworzenia niezgodnego z protokołem bloku.

W systemach kryptowalut, poleganie na kryptografii par kluczy publicznych i prywatnych, gwarantuje, że nikt nie ma możliwości podwójnego wydatkowania posiadanych środków. Kryptowaluty są ściśle powiązane z kluczem prywatnym (znanym jedynie właścicielowi) i tylko prawidłowy kryptograficznie podpis, skonstruowany za pomocą obu kluczy, pozwala na przesłanie kryptowalut.

Proof-of-Work jest najbardziej przetestowanym i sprawdzonym algorytmem osiągania konsensusu wśród uczestników sieci, lecz w żadnym wypadku nie jest on jedynym. Alternatywy, takie jak Proof of Stake (POS), są ciągle badane i rozwijane, choć przyjdzie nam jeszcze poczekać, zanim ujrzymy ich pełną implementację (choć hybrydowe mechanizmy konsensusu, na przykład dPoS, znajdziecie już w niektórych kryptowalutach).


Kto wynalazł blockchain?

Początki idei leżącej u podstaw systemu opartego na niezmiennym łańcuchu danych odkryjemy już w latach 90. Badacze Scott Stornetta oraz Stuart Haber opublikowali pracę naukową pod tytułem: "How to Time-Stamp a Digital Document", w którym omówiono jak skutecznie wykorzystywać znaczniki czasu w plikach, tak aby nie można było w te pliki później ingerować.

Podejście Stornetta i Haber okazała się jednak niedoskonałe i nadal wymagało powierzenia zaufania zewnętrznym weryfikatorom. Technologia blockchain wykorzystuje innowacje wymyślone przez licznych informatyków, a Satoshi Nakamoto uznawany jest za ojca systemu, opisanego przez nas we wcześniejszych paragrafach.

Chciałbyś dowiedzieć się więcej o historii blockchain? Przeczytaj nasz artykuł: Historia sieci Blockchain.


Co potrafią blockchainy?

Szybko zrozumiano, że kryptowaluty były zaledwie wierzchołkiem góry lodowej. Po pojawieniu się w pełni zdecentralizowanych pieniędzy, wielu zauważyło potencjał w zdecentralizowanym przetwarzaniu danych. Podczas, gdy blockchainy pierwszej generacji, takie jak Bitcoin, zaprezentowały światu rozproszoną bazę transakcji, druga generacja blockchainów, na przykład Ethereum, wprowadziła inteligentne kontrakty. Smart kontrakty to umowy-programy, pozwalające zarządzać przepływem tokenów.

Smart kontrakty nie polegają na żadnym centralnym serwerze, jeśli chodzi o uruchamianie kodu, co sprawia, że nie istnieje centralny punkt awarii na poziomie hostingu. Użytkownicy mogą kontrolować oprogramowanie (ze względu na jego publiczną dostępność), a deweloperzy są w stanie projektować kontrakty w taki sposób, że niemożliwa będzie ich modyfikacja lub zniszczenie.

Niektóre zastosowania blockchainów:

  • Kryptowaluty – waluty cyfrowe stały się niezwykle potężnym "nośnikiem" do transferu wartości przez internet. Nie mają one pojedynczego punktu awarii, centralnych nadzorców, czy pośredników. Użytkownicy mogą wysyłać i odbierać fundusze między sobą na całym świecie, robiąc to w ułamku czasu (jednocześnie ponosząc minimalne koszty) normalnie potrzebnemu bankowi do wykonania tej samej czynności. Cyfrowe monety nie mogą być skonfiskowane, a same transakcje są nieodwracalne i niemożliwe do zablokowania.
  • Płatności Warunkowe – Alice i Bob nie darzą się wzajemnym zaufaniem, ale pragną założyć się o wynik meczu sportowego. Obydwoje wysyłają 10 ETH do wcześniej zakodowanego inteligentnego kontraktu, pobierającego dane z, tak zwanego oracle. Po zakończeniu się meczu, kontrakt automatycznie sprawdza, który zespół wygrał mecz oraz jakie były warunki umowy, a następnie wypłaca zwycięzcy 20 ETH nagrody.
  • Rozproszone Dane – łańcuchy bloków napotykają pewne problemy ze skalowalnością, jednakże istnieje możliwość zintegrowania ich z rozproszonymi nośnikami pamięci do zarządzania plikami. Punkty dostępu mogą być zarządzane z pomocą smart kontraktów, podczas gdy same dane są hostowane w off-chain'owych "kontenerach".
  • Papiery wartościowe – pomimo że, wprowadzają nieco dodatkowego ryzyka kontrahenta, papiery wartościowe w formie tokenów opartych o blockchain są jedną z potrzebnych innowacji w sektorze finansowym. Zapewniają one dostęp do większej płynności i mobilności portfolio, jednocześnie pozwalając na tokenizację klasycznych aktywów (takich jak nieruchomości i akcje).


Do czego wykorzystuje się blockchain?

Technologia Blockchain znajduje swoje zastosowanie w szerokim spektrum sektorów gospodarki. Poniżej znajdziesz dalsze informacje na ten temat w ramach Akademii Binance:

  • Łańcuchy dostaw: wydajne oraz efektywne łańcuchy dostaw stanowią fundament wielu odnoszących sukcesy przedsiębiorstw. Jednak koordynacja licznych ogniw dystrybucji w łańcuchu dostaw jest potwornie trudna, czasochłonna i kosztowna. Dzięki zastosowaniu technologii blockchain, interoperacyjny system zbudowany na niemożliwej do zmiany bazie danych, może przynieść nowy poziom przejrzystości i transparentności niezliczonym sektorom przemysłu.
  • Gaming: gracze znajdują się na łasce firm, kontrolujących serwery. W grach nie można mówić o prawdziwej własności wirtualnej - gracz nie jest właścicielem przedmiotów, które posiada na swoim koncie. Decydując się na zbudowanie swojej gry na blockchainie, użytkownicy staliby się rzeczywistymi właścicielami swoich aktywów cyfrowych (w formie tokenów), uzyskując możliwość dokonywania transferów owych przedmiotów, między graczami, a nawet samymi grami.
  • Opieka zdrowotna: przejrzystość i bezpieczeństwo technologii blockchain czynią z niej idealną platformę do przechowywania dokumentacji medycznej. Sektor medyczny (złożony ze szpitali, klinik i innych dostawców z zakresu usług zdrowotnych) jest niezwykle rozdrobniony, a poleganie na scentralizowanych serwerach pozostawia wrażliwe informacje pacjentów w ciężkiej sytuacji. Kryptograficznie zabezpieczając swoje dane medyczne na blockchainie, pacjenci zachowują prywatność, jednocześnie będąc w stanie udostępniać informacje każdej instytucji, korzystającej z globalnej bazy danych.
  • Wydajność: międzynarodowe transfery zawsze stanowiły problem dla tradycyjnej bankowości. Opłaty, jak i czas synchronizacji ksiąg rozrachunkowych poszczególnych banków sprawiają, że przesyłanie pieniędzy za granicę jest kosztowne i zajmuje niewiarygodnie dużo czasu. Problem ten jest szczególnie widoczny, kiedy musimy dokonać szybkiego transferu międzynarodowego. Kryptowaluty eliminują wszelkich pośredników, a szereg projektów wykorzystuje obecnie technologię blockchain, aby umożliwić tanie, a także niemalże natychmiastowe przelewy.
  • Tożsamość cyfrowa: świat potrzebuje rozwiązania z zakresu tożsamości, odpowiedniego dla epoki cyfrowej. Fizyczne dokumenty są niezwykle podatne na podrabianie, kradzieże oraz nie są dostępne dla wszystkich - na przykład migrantów. Tak zwana samo-suwerenna tożsamość byłaby przechowywana w blockchainie i bezpośrednio powiązana z właścicielem. Byłby on w stanie selektywnie ujawniać informacje o sobie osobom trzecim, bez rezygnowania z prywatności.
  • Internet Rzeczy (IoT) niektórzy spekulują, że rosnąca ilość fizycznych urządzeń nowej generacji, będących podłączonych do sieci, mogłaby zostać znacząco ulepszona z pomocą technologii blockchain. Zarówno w środowisku domowym, jak i przemysłowym. Uważa się, że rozprzestrzenianie urządzeń IoT będzie wymagało nowych systemów płatności, funkcjonujących między maszynami i wymagających dużej przepustowości dla mikropłatności.
  • Zarządzanie: biorąc pod uwagę, że rozproszone sieci wdrażają własną formę regulacji, nie dziwi fakt, że blockchain można potencjalnie zastosować do uprawnienia procesów zarządzania na szczeblu lokalnym, krajowym, a być może nawet międzynarodowym. Blockchain zapewnia, że każdy z polityków będzie zaangażowany w transparentny proces podejmowania decyzji, dając wgląd obywatelom w to, jakie dokładnie ustawy i rozporządzania zostają przyjęte.
  • Działalność charytatywna organizacjom charytatywnym narzuca się ograniczenia odnośnie tego, jak mogą pozyskiwać fundusze. Kryptofilantropia polega na wykorzystaniu technologii blockchain do ominięcia tych ograniczeń. Bazując na właściwościach blockchaina, takich jak transparentność, przejrzystość oraz globalny charakter sieci rozproszonej, organizacje charytatywne mogą zmaksymalizować swój wpływ na świat.


Słowa końcowe

Publiczne blockchainy są systemami niewymagającymi żadnych szczególnych uprawnień. Oznacza to, że nie ma procedur uwierzytelniania, które musiałbyś przejść, aby dołączyć do sieci i zacząć z niej korzystać. W przypadku Bitcoina i kryptowalut alternatywnych, wszystko czego potrzebujesz to pobranie i uruchomienie oprogramowania open-source.

Biorąc pod uwagę dostępność kryptowalut, wszelkie próby cenzury uczestników sieci są bardzo trudne, a samo zniszczenie sieci jest wręcz niemożliwe. Taki poziom dostępności czyni kryptowaluty atrakcyjnymi dla wszystkich. 

Chociaż ich najpopularniejsze zastosowania dotyczą przesyłania transakcji finansowych, istnieje wiele innych sektorów, w których wdrożenie blockchaina może okazać się długofalowo korzystne.

Loading