Blockchain – wyjaśniamy w 10 minut

Łańcuch bloków – blockchain – nie jest pojęciem nowym. Technologia ta od kilku lat jest podstawą jednego z kluczowych zjawisk z pogranicza IT i finansów, czyli wirtualnej waluty Bitcoin. Nie wszyscy jednak rozumieją, czym dokładnie jest blockchain, co czyni go bezpiecznym i dlaczego to rozwiązanie może zmienić świat.

Początki kariery nowej technologii sięgają końca pierwszej dekady XXI wieku. Spektakularne pękniecie spekulacyjnej bańki na rynku nieruchomości w USA stało się w latach 2007–2008 przyczyną globalnego kryzysu finansowego i spowodowało gwałtowny spadek wartości amerykańskich papierów wartościowych powiązanych z segmentem nieruchomości. Zbyt łatwy dostęp do kredytów mieszkaniowych i przeszacowanie trendów wzrostowych spowodowały powszechne przeświadczenie, że ceny nieruchomości mogą tylko rosnąć. Ostatecznie rynek boleśnie zweryfikował ten pogląd…

Post factum komisja FCIC (Financial Crisis Inquiry Commission), powołana do zbadania przyczyn kryzysu, stwierdziła, że cała ta sytuacja była możliwa do uniknięcia, a jedną z jej istotniejszych przyczyn były powszechne uchybienia w regulacjach związanych z rynkiem finansowym i nadzorze nad nim. Dodajmy do tego wspomniany już zbyt łatwy dostęp do kredytów oraz wynikające z fałszywych przesłanek przeświadczenie o dalszych wzrostach cen. Poważnym problemem był również fakt, że cały świat wierzył, że nad stabilnością rynku finansowego czuwają zaufane instytucje, reprezentujące tzw. trzecią stronę, czyli m.in. banki i organizacje finansowe. To założenie również okazało się błędne, zaś skutkiem była cała seria bankructw, eksmisji i śledztw – wszystko to zaowocowało wydarzeniami, które okazały się największym wstrząsem na rynkach finansowych od czasu Wielkiego Kryzysu z roku 1929.

Zobacz również:

Jedną z odpowiedzi na ów wstrząs była opublikowana w 2008 r. praca niejakiego Satoshi Nakamoto zatytułowana „Bitcoin: Elektroniczny system pieniężny oparty na sieci peer-to-peer” („Bitcoin: A Peer-to-Peer ElectronicCash System”). W pracy tej wyraźnie zasugerowano, że system transakcji finansowych wcale nie potrzebuje owych „zaufanych instytucji”.

Czym jest Bitcoin i co ma wspólnego z blockchainem

Bitcoin jest opartym na sieci peer-to-peer systemem przesyłania podpisanych cyfrowo płatności w ramach sieci Bitcoin. Gdy nazwę tę piszemy dużą literą – Bitcoin – oznacza ona właśnie sieć (jak w zdaniu „Oto, jak działa Bitcoin”), gdy używamy małej litery (bitcoin), mamy na myśli jednostkę waluty (np. cenę – 1 bitcoin). Cyfrowy podpis jest generowany na bazie kluczy publicznych (udostępnianych wszystkim do wysyłania zasobów) oraz prywatnych (pozostających w posiadaniu właściciela zasobów).

Blockchain jest zdecentralizowanym, cyfrowym rejestrem wszystkich operacji – bezpiecznym, anonimowym, odpornym na manipulację oraz niemożliwym do zmodyfikowania wstecz. To swego rodzaju pojedyncze źródło prawdziwych informacji o funkcjonowaniu całej sieci.

Publiczny rejestr wszystkich transakcji dokonywanych w ramach Bitcoin jest nazywany właśnie blockchainem (łańcuchem bloków) – cała sieć działa właśnie na bazie tego rejestru. Jest on globalnym, dystrybuowanym repozytorium/bazą danych o wszystkich transakcjach dokonanych w ramach sieci, przechowywanych w porządku chronologicznym. Blockchain jest więc de facto zdecentralizowanym, cyfrowym rejestrem wszystkich operacji – bezpiecznym, anonimowym, odpornym na manipulację oraz niemożliwym do zmodyfikowania wstecz. To swego rodzaju pojedyncze źródło prawdziwych informacji o funkcjonowaniu całej sieci.

To sprawia, że Blockchain może mieć zastosowanie w każdej branży, w której dochodzi do transferowania danych i która zalicza się jednej z poniższych kategorii:

1. waluty (elektroniczny system płatności, pozbawiony pośredników);

2. systemy płatności (reemisja, przesyłanie pieniędzy);

3. zasoby cyfrowe (wymiana informacji).

4. tożsamość cyfrowa (np. podpisywane elektroniczne dowody tożsamości);

5. weryfikowanie danych (potwierdzanie autentyczności danych lub procesów);

6. inteligentne kontrakty (oprogramowanie, które działa bez udziału stron trzecich).

Jak działa blockchain

Blockchain jest rozwiązaniem, które po raz pierwszy w historii usuwa lub pozbawia znaczenia pośredników w transakcjach biznesowych, zwiększając w ten sposób wartość istniejących produktów, usług i interakcji na poniższe sposoby:

Blockchain jest rozwiązaniem, które po raz pierwszy w historii usuwa lub pozbawia znaczenia pośredników w transakcjach biznesowych, zwiększając w ten sposób wartość istniejących produktów, usług i interakcji.

Zabezpieczając użytkownika przed podwójną płatnością. Blockchain uniemożliwia wydanie dwukrotnie zasobów na ten sam cel – potwierdzając autentyczność każdej transakcji (np. w branży nieruchomości, usługach medycznych, ubezpieczeniach, systemach do e-głosowania, bazach danych czy usługach finansowych).

Zapewniając konsensus. W nowym modelu grupy komputerów współpracują, by osiągnąć porozumienie. Gdy 51% wchodzących w skład takiej sieci maszyn „zgadza się” co do jakiegoś zagadnienia, konsensus zostaje osiągnięty i transakcja/operacja zostaje zapisana do cyfrowego rejestru (blockchaina). Blockchain zawiera nieskończoną listę transakcji, a każdy komputer pełną kopię całego łańcucha. Jeśli więc którykolwiek z komputerów spróbuje dodać do rejestru nielegalną transakcję, konsensus nie zostanie osiągnięty (51% komputerów nie wyrazi na to zgody), a operacja nie zostanie zarejestrowana.

Sieci blockchain działają na podstawie czterech podstawowych zasad. Sieci są:

a. Dystrybuowane – na wszystkich maszynach wchodzących w skład sieci. Sama struktura jest zdecentralizowana, a każdy komputer ma kopię blockchaina.

b. Publiczne – „aktorzy” biorący udział w poszczególnych operacjach są ukryci, jednak każda transakcja jest widoczna dla wszystkich uczestników.

c. Wyposażone w stempel z datą – wszystkie transakcje są oznaczone datą zawarcia, widoczną dla wszystkich.

d. Trwałe – z uwagi na konstrukcję sieci jest ona niewrażliwa na uszkodzenia. Nie zostanie przypadkowo skasowana/zalana/spalona itp.

Jak stworzyć łańcuch bloków

Zasada jest prosta: pojedyncza transakcja jest w tym systemie blokiem, a seria zarejestrowanych transakcji tworzy łańcuch. Stąd nazwa łańcuch bloków – blockchain.

Procedura tworzenia wygląda następująco: „kopacz” (miner, czyli w tym przypadku komputer) tworzy pojedynczy blok, co jest procesem stosunkowo kosztownym i czasochłonnym (to tzw. kopanie). Jeśli blok został stworzony prawidłowo, jest to potwierdzane stosownym przeliczeniem, którego efektem jest pozyskanie tzw. proof of work. Ten proof of work jest trudny do pozyskania, ale łatwy do zweryfikowania przez innych uczestników sieci. W skrócie rzecz ujmując, można przyjąć, że jest on niczym skomplikowana układanka – trudna i czasochłonna na etapie tworzenia, ale po jej powstaniu można błyskawicznie stwierdzić, czy została ułożona poprawnie.

Kolejnymi etapami są przesłanie do sieci pozyskanego proof of work oraz jego weryfikacja przez innych „kopaczy”. Jeśli osiągną oni konsensus (zgodzi się co najmniej 51% uczestników sieci), transakcja zostaje oficjalnie dodana do blockchaina.

Dlaczego to rozwiązanie jest tak bezpieczne

Przede wszystkim dlatego, że technologia ta oferuje proste i skuteczne metody weryfikowania tego, co jest prawdą, a co nią nie jest – każdy uczestnik procesu, zarówno producent, jak i konsument, może łatwo stwierdzić, czy dane są prawdziwie i niemodyfikowanie.

Technologia blockchain oferuje proste i skuteczne metody weryfikowania tego, co jest prawdą, a co nią nie jest – każdy uczestnik procesu, zarówno producent, jak i konsument, może łatwo stwierdzić, czy dane są prawdziwie i niemodyfikowanie.

Do procesu stworzenia nowego bloku, dajmy na to bloku 101, wykorzystywana jest niewielka część danych z poprzedniego bloku (lub jego hash) – nr 100. By później powstał blok 102, należy użyć danych z bloku 101 i tak dalej. Wszystkie nowe transakcje oparte są na poprzednich – trochę jak lampki na choince. Gdyby więc ktoś chciał zmienić jedną transakcję (usunąć jedną z lampek z łańcucha), musiałby zmodyfikować wszystkie poprzednie transakcje zarejestrowane w danym łańcuchu. Prawdopodobieństwo takiej operacji jest praktycznie zerowe, ponieważ do każdej takiej modyfikacji niezbędne byłoby pozyskanie konsensusu.

Rezultatem jest niemożliwy do modyfikowania cyfrowy rejestr wszystkich uzgodnionych i zarejestrowanych transakcji – pojedyncze źródło prawdy. To rozwiązanie naprawdę zmieni świat, znacznie usprawniając funkcjonowanie wszelkich środowisk, w których wymiana informacji ma kluczowe znacznie. Będą to choćby:

księgowość (audyt, wykrywanie oszustw);

branża lotnicza (np. zarządzanie procesem produkcji);

energetyka (inteligentne pomiary zużycia energii i zdecentralizowana sieć);

medycyna (funkcjonowanie urządzeń medycznych oraz wymiana danych o pacjentach);

finanse (wymiany walut, reemisja);

nieruchomości (obsługa transakcji, zarządzanie procesami);

edukacja (sprawniejsze zarządzanie przydziałami/zadaniami).

Blockchain ma potencjał, by zmienić wszystko, z czym spotykamy na co dzień – od naszych ubrań, przez nasze jedzenia, aż po wszystkie kupowane produkty.