Blockchain

Czym jest blockchain?

Blockchain to niezmienny rozproszony rejestr używany do walidacji i przechowywania cyfrowych danych transakcyjnych.

Blockchain jest zdecentralizowany, co oznacza, że żadna pojedyncza instytucja nie jest odpowiedzialna za utrzymanie blockchaina.

Zamiast tego, komputery zwane węzłami w sieci typu peer-to-peer (P2P) przechowują kopię rejestru. Specjalizowane węzły weryfikują transakcje poprzez zdecentralizowany mechanizm konsensusu, aby osiągnąć porozumienie co do stanu sieci.

Transakcje są przechowywane w stałych, zapisanych w czasie jednostkach zwanych blokami, a każdy blok jest połączony (tworzy łańcuch) z poprzednim blokiem za pomocą kryptograficznego hasha, który jest tworzony przy użyciu danych poprzedniego bloku.

Łącze składające się z haszy sprawia, że ​​niemożliwe jest zmienianie danych w jednym bloku bez wprowadzania zmian w każdym następnym bloku.

Każda próba zmiany lub usunięcia transakcji w bloku przerwie łańcuch kryptograficzny i natychmiast powiadomi wszystkie węzły w sieci, że wystąpił problem.

Blockchainy publiczne i prywatne

W blockchainie publicznym każdy może przeglądać rejestr i uczestniczyć w mechanizmie konsensusu.

W blockchainie prywatnym mechanizm konsensusu jest ograniczony do określonych węzłów sieci, a widoki prywatnego rejestru mogą być również ograniczone.

Hybrydowe blockchainy mają zarówno prywatny, jak i publiczny dostęp, z uprawnionym dostępem do prywatnych danych na łańcuchu.

Początkowo stworzony do tworzenia kryptowalut takich jak Bitcoin, blockchain jest teraz wykorzystywany przez wiele branż i organizacji.

Zastosowania obejmują inteligentne umowy, czyli programy komputerowe działające na blockchainie, zarządzanie rekordami dla opieki zdrowotnej oraz zarządzanie tożsamością i dostępem (IAM) lub wykorzystanie w łańcuchu dostaw.

Projekty związane z zdecentralizowanymi finansami (DeFi), grami P2E oraz metawersami wykorzystują technologię blockchain w celu zapewnienia równego dostępu do posiadania cyfrowych aktywów.

Techopedia wyjaśnia znaczenie Blockchain

Blockchain można uznać za technologię rozproszonej bazy danych, która jest utrzymywana przez wiele komputerów w sieci.

Dane i transakcje są przechowywane w blokach, z których każdy jest powiązany z poprzednim blokiem za pomocą kryptograficznego hasha, tworząc łańcuch, który porządkuje transakcje i zdarzenia w niezmiennej księdze.

Bezpieczeństwo tego systemu opiera się na idei, że koszt finansowy przeprowadzenia fałszywej transakcji będzie znacznie wyższy niż jakakolwiek potencjalna nagroda.

Różne rodzaje mechanizmów konsensusu są używane do zapewnienia zachęt lub odstraszania, które pobudzają lub zniechęcają do zachowania węzłów używanych do konsensusu.

Na przykład Bitcoin używa mechanizmu Proof of Work (PoW), w którym górnicy kopią Bitcoina. Oznacza to, że przy pomocy koparek kryptowalutowych muszą rozwiązać kryptograficzne zagadki, generując hashe, aż zostanie znaleziony poprawny hash do wydobywania bloku, który będzie zawierał nowe transakcje.

Jako zachęta górnik otrzymuje nagrodę za wydobyty blok. Jednak koszt wydobycia nowego bloku i kolejnych połączonych bloków tworzy odstraszającą zachętę do fałszywych transakcji.

Historia blockchain

Teoria blockchain istnieje od dłuższego czasu. David Lee Chaum jest uznawany za osobę, która zaproponowała ten pomysł w 1982 roku.

Chociaż przedstawił teorię w swojej rozprawie doktorskiej pod tytułem „Komputerowe systemy ustanawiane, utrzymywane i uznawane przez wzajemnie podejrzane grupy”, to dopiero w 2008 roku technologia blockchain została wprowadzona na świat wraz z cyfrową walutą Bitcoin.

Po wprowadzeniu Bitcoin w 2009 roku pojawiło się kilka innych projektów, w tym Litecoin i Peercoin, wprowadzone odpowiednio w 2011 i 2012 roku. Ten ostatni wprowadził nowy mechanizm konsensusu o nazwie Proof of Stake (PoS).

Obecnie Ethereum, drugi projekt blockchain pod względem kapitalizacji rynkowej, wykorzystuje PoS do walidacji transakcji, wykorzystując kryptowaluty jako zabezpieczenie, aby zapewnić odpowiednie zachowanie węzłów walidacyjnych.

Jak działa blockchain

Blockchainy wyłąpują transmisje nowych transakcji z adresów portfeli kryptowalutowych. Węzły w sieci grupują te transakcje w bloki i weryfikują je, aby zapobiec podwójnemu wydawaniu lub duplikowaniu transakcji.

Różne blockchainy używają swojego własnego protokołu do określenia, które transakcje są ważne i w jaki sposób sieć osiąga porozumienie (konsensus) w sprawie stanu sieci, w tym kolejności transakcji i sald portfeli.

Każdy blok transakcji jest tworzony i dodawany do łańcucha, a także każdy blok zawiera także odnośnik do poprzedniego bloku, tworząc łańcuch.

Jeśli jakiekolwiek dane w poprzednim bloku zostaną zmienione, ten odnośnik również zmienia wartość skrótu w następnych blokach, tworząc rozgałęzienie w łańcuchu, tzw. Soft Fork lub Hard Fork, wtedy powstaje inny blockchain jak np. Bitcoin Cash.

W innym przypadku inne węzły w sieci odrzucają zmieniony blok i jego następne bloki jako nieprawidłowe, eliminując jakiekolwiek finansowe korzyści z zmiany wcześniej wydobytego bloku.

Ten aspekt konsensusu sprawia, że ​​blockchainy są niezmienne, co oznacza, że dane przechowywane w potwierdzonych blokach nie mogą być zmienione bez dużego kosztu.

Sieci blockchain używają jednego z dwóch głównych mechanizmów konsensusu: Proof of Work (PoW) i Proof of Stake (PoS).

Ten ostatni z nich stał się bardziej popularny w nowszych blockchainach, ponieważ zużywa dużo mniej energii. Na przykład w 2022 roku Ethereum przeszło z PoW na PoS, co zmniejszyło ślad węglowy sieci o szacowane 99,992%.

Roczne zużycie energii w TWh/rok

Komputery w sieci peer-to-peer blockchain synchronizują się okresowo, aby zapewnić, że wszystkie kopie wspólnej bazy danych zawierają dokładnie te same informacje, ale to właśnie połączenie między blokami utrzymuje bezpieczeństwo rejestrów blockchain.

Kluczowe elementy blockchainu

Blockchainy różnią się w szczegółach działania, ale większość dzieli kilka kluczowych elementów.

Warto zauważyć, że chociaż często kojarzymy blockchainy z kryptowalutami, nie wszystkie blockchainy używają kryptowalut. Prywatne blockchainy mogą nie wymagać natywnej jednostki do dodawania nowych danych lub transakcji do blockchaina.

Typy blockchainów

Istnieją cztery rodzaje blockchainów:

1. Publiczne: każdy z dostępem do internetu może wziąć udział w procesie konsensusu.
2. Prywatne: decydujące czynniki kontroluje pojedynczy, centralny organ.
3. Konsorcjalne (lub federacyjne): wiele organizacji ma status uprawnionego organu.
4. Hybrydowe: elementy są dostępne publicznie, ale władza jest prywatnie kontrolowana.

Protokoły Blockchain

Protokoły to zestawy zasad stosowane przez blockchainy. Protokoły blockchainowe obejmują zarówno otwarte, publiczne sieci open-source, takie jak Bitcoin, jak i narzędzia przeznaczone do użytku korporacyjnego, np. Quorum.

Protokoły publicznych blockchainów:

• Bitcoin
• Ethereum
• Solana
• Cardano
• Tron

Protokoły blockchainów do użytku korporacyjnego:

• Hyperledger
• Quorum
• Corda

Warto zauważyć, że istnieje pewne nakładanie się między tymi dwoma grupami protokołów. Na przykład Quorum opiera się na Ethereum, wspierając wiele tych samych funkcji, takich jak smart kontrakty.

Blockchain i Bitcoin

Biała księga Bitcoin: system płatności elektronicznych peer-to-peer przedstawiała implementację technologii blockchain Bitcoin.

Dokument został opublikowany przez Satoshi Nakamoto, osobę lub grupę, która stworzyła Bitcoin, ale to nazwisko powszechnie uważane jest za pseudonim.

Nakamoto twierdzi, że problemem obecnych instytucji finansowych jest ich poleganie na zaufaniu. Odbiorcy muszą ufać bankowi, a bank musi ręczyć za płatności.

Blockchain natomiast daje użytkownikom dowód na transakcje i eliminuje konieczność scentralizowanego zarządzania i zaufania do pośrednika, zapewniając niezmienialny zapis wszystkich transakcji dostępny dla wszystkich stron.

Rewolucja blockchainowa rozpoczęła się od projektu niezawodnego systemu płatności peer-to-peer, jakim jest Bitcoin. W przyszłości technologia blockchain doprowadzi do znacznie bardziej zaawansowanych zastosowań, niektórych z nich jeszcze nie możemy sobie wyobrazić.

Cechy technologii blockchain

Cechy technologii blockchain mogą się różnić w zależności od rodzaju używanego blockchaina, tj. publicznego lub prywatnego. Publiczne blockchainy zazwyczaj posiadają następujące cechy.

• Decentralizacja: publiczne blockchainy przechowują zaktualizowane kopie księgi na wielu komputerach zwanych węzłami. Węzły lekkie przechowują skróconą wersję księgi blockchain, podczas gdy węzły pełne przechowują kompletną kopię księgi.
• Niezmienność: kryptograficzne połączenia między blokami sprawiają, że blockchainy są niemal niemożliwe do zmiany.
• Transparentność: publiczne blockchainy sprawiają, że dane transakcyjne są widoczne dla każdego, łącząc transakcje z adresami portfeli.
• Tokenizacja: blockchainy mogą przechowywać wartość w formie tokenów. Znajduje to zastosowanie np. w tokenizacji aktywów w świecie rzeczywistym.
• Brak zaufania: publiczne blockchainy pozwalają użytkownikom na dokonywanie transakcji z innymi użytkownikami lub smart kontraktami bez konieczności ufania pośrednikowi w ich realizacji.

Przykłady użycia blockchain

Rola blockchainów w zabezpieczaniu transakcji i danych sprawia, że blockchainy są odpowiednie dla wielu przypadków użycia.

Obejmują one bardziej efektywny i sprawiedliwy dostęp do usług zdecentralizowanych finansów (DeFi), a także usługi rządowe, w tym głosowanie.

Wady i zalety blockchaina

Blockchainy mogą zastępować lub uzupełniać wiele obecnych rozwiązań, zazwyczaj obsługiwanych przez scentralizowane bazy danych lub dostawców scentralizowanych. W porównaniu do innych technologii, blockchain ma kilka zalet, ale może być mniej odpowiedni do innych zastosowań.

Bezpieczeństwo blockchaina

Wiele publicznych blockchainów jest open-source, co oznacza, że kod jest publicznie dostępny do wglądu. Ta przejrzystość wspiera bezpieczeństwo, umożliwiając dostęp do kodu dla światowej społeczności programistów i ekspertów ds. bezpieczeństwa.

Renomowane projekty blockchainowe korzystają również z audytów zewnętrznych, aby pomóc w identyfikacji potencjalnych zagrożeń lub nieprzewidzianego zachowania.

Wewnętrznie blockchainy korzystają z różnych rodzajów mechanizmów konsensusu, aby walidować transakcje i uzgodnić stan blockchaina.

Najbardziej powszechne z nich to Proof of Work (dowód pracy) i Proof of Stake (dowód udziału), ale inne opcje obejmują Proof of History (dowód historii), używany przez Solanę, oraz Proof of Capacity (dowód pojemności) lub PoC+, używany przez Signum i wiele innych.

Łańcuchy są tworzone poprzez łączenie każdego bloku z poprzednim blokiem za pomocą kryptograficznego skrótu nagłówka poprzedniego bloku.

Każda próba zmiany istniejącego bloku powoduje zmianę każdego kolejnego bloku. Protokół sieciowy powoduje, że węzły oznaczają te zmienione bloki jako nieważne.

Połączenie z mechanizmem konsensusu sprawia, że blockchainy są niemodyfikowalne, co czyni je bardziej bezpiecznymi w porównaniu z rekordami w bazach danych, które mogą być łatwo zmieniane.

Przyszłość blockchaina

Już teraz wykorzystują technologię blockchain do zarządzania łańcuchem dostaw oraz wewnętrznego zarządzania aktywami. Poprawiona interoperacyjność między blockchainami może otworzyć świat możliwości, w którym aktywa przechowywane na jednym blockchainie mogą być wykorzystywane gdzie indziej.

Technologie w sieciach blockchain przyszłości mogą różnić się jednak od blockchainów dzisiaj.

Wiele ulepszeń dotyczących skalowania blockchainów jest już wdrażanych, takich jak aktualizacja Dencun Ethereum, która może zwiększyć prędkość sieci do 100 000 transakcji na sekundę (TPS), w porównaniu do Vissy, która przetwarza około 1 700 TPS.

Projekty takie jak Chainlink i blockchainy takie jak Avalanche i Polkadot już teraz pracują nad poprawą interoperacyjności między sieciami.

Nowoczesna technologia blockchain może również zmienić sposób myślenia o architekturze zdecentralizowanego rejestru, a nawet rozszerzyć szeroką definicję blockchaina.

Projekty takie jak Avalanche, Hedera i Kaspa korzystają z grafów skierowanych acyklicznie (DAG) zamiast łańcuchów bloków.

Ta struktura pozwala na równoległą walidację bloków, uporządkowując je w miarę walidacji, co przynosi znacznie szybsze prędkości transakcji w porównaniu z wieloma starszymi sieciami.

Podsumowanie

Blockchainy zapewniają niepodatny na manipulacje i zdecentralizowany sposób rozliczania transakcji oraz przechowywania danych. Publiczne blockchainy, takie jak Bitcoin i Ethereum, oferują równy dostęp i możliwość przeprowadzania transakcji bez pośredników.

Sieci umożliwiające inteligentne kontrakty, takie jak Ethereum czy Solana, dają również możliwość hostowania programów komputerowych na blockchainie, otwierając nowy świat funkcjonalności od gier po finanse i sprzedaż nieruchomości.

Istnieją także liczne zastosowania w sektorze prywatnym i publicznym, gdzie blockchain jest już używany w wielu branżach i aplikacjach, od zarządzania łańcuchem dostaw po finanse.

Jeśli poszukujesz dodatkowych informacji i najświeższych aktualności na temat technologii blockchain, sprawdź nasze regularnie aktualizowane przewodniki.

FAQ