TL;DR
Blockchain je decentralizovaná digitální účetní kniha, která bezpečně zaznamenává údaje o transakcích na mnoha specializovaných počítačích v síti.
Nezměnitelná povaha blockchainu vycházející z kryptografie a mechanismů konsenzu zajišťuje integritu dat, takže jakmile se nějaká informace jednou zaznamená, nelze ji zpětně změnit.
Blockchain je páteří kryptoměn, jako jsou Bitcoin a Ethereum, a má zásadní význam pro udržování transparentnosti, bezpečnosti a důvěry i v dalších odvětvích mimo finance.
Co je blockchain?
Blockchain je speciální typ databáze, které se také říká decentralizovaná digitální účetní kniha a kterou spravuje mnoho počítačů rozmístěných po celém světě. Blockchainová data se uspořádávají do chronologicky seřazených bloků, které jsou zabezpečeny kryptografií.
Nejstarší model blockchainu pochází z počátku 90. let 20. století, kdy informatik Stuart Haber a fyzik W. Scott Stornetta použili kryptografické techniky v řetězci bloků k zabezpečení digitálních dokumentů před manipulací s daty.
Práce Habera a Stornetty inspirovala práci mnoha dalších počítačových vědců a nadšenců do kryptografie, což nakonec vedlo k vzniku první kryptoměny používající blockchainovou technologii – Bitcoinu. Od té doby se přijetí blockchainové technologie postupně rozšiřuje a kryptoměny používá stále více lidí po celém světě.
I když se blockchainová technologie často používá k záznamu kryptoměnových transakcí, je vhodná i k zaznamenávání mnoha dalších typů digitálních dat s celou řadou možností využití.
Co pro blockchain znamená decentralizace?
Decentralizace v rámci blockchainu znamená, že řízení a rozhodovací pravomoce sítě jsou rozděleny mezi její uživatele, takže síť neřídí jediný subjekt jako například vláda nebo korporace. Tato struktura může být užitečná v situacích, kdy se lidé potřebují dohodnout s cizími lidmi nebo chtějí zajistit bezpečnost a integritu svých dat.
Decentralizovaná blockchainová síť nemá žádný ústřední orgán ani zprostředkovatele, který by řídil tok dat nebo transakcí. Transakce jsou ověřovány a zaznamenávány distribuovanou sítí počítačů, které společně zachovávají integritu sítě.
Když lidé mluví o blockchainové technologii, často nemluví jen o databázi. Blockchainová technologie umožňuje existenci kryptoměn a nezaměnitelných tokenů (NFT) a lidem dovoluje vzájemně spolupracovat a provádět transakce bez závislosti na ústředním orgánu.
Jak funguje blockchain?
Středobodem blockchainu je digitální účetní kniha, která bezpečně zaznamenává transakce mezi dvěma stranami způsobem odolným proti manipulaci. Tyto údaje o transakcích zaznamenává síť globálně distribuovaných počítačů, kterým se říká uzly.
Když se uživatel rozhodne provést transakci, například odeslat určité množství kryptoměny jinému uživateli, transakce se odešle do sítě. Každý uzel ověří kontrolou digitálních podpisů a dalších údajů o transakci pravost transakce.
Po ověření transakce dojde k jejímu přidání do bloku, který je tvořen dalšími ověřenými transakcemi. Bloky se řetězí pomocí kryptografických metod a utváří blockchain (řetězec bloků). Proces ověřování transakcí a jejich přidávání do blockchainu řídí mechanismus konsenzu – soubor pravidel, který určuje způsob, jakým se uzly v síti shodují na stavu blockchainu a platnosti transakcí.
Klíčem k udržení bezpečného a transparentního záznamu transakcí odolného proti manipulaci je kryptografie. Hlavní kryptografická metoda, kterou používají blockchainy, se nazývá hashování. Je to kryptografický proces, který převádí vstup libovolné velikosti na řetězec znaků s pevnou délkou.
Hashovací funkce používané blockchainy jsou obecně odolné proti kolizím, což znamená, že pravděpodobnost nalezení dvou údajů se stejným výstupem je astronomicky malá. Další vlastností je takzvaný lavinový efekt, který označuje jev, kdy jakákoli nepatrná změna vstupních dat způsobí drasticky odlišný výstup.
Ukážeme si to na funkci SHA256, kterou používá Bitcoin. Jak můžete vidět, pouhá změna velkých písmen způsobila výraznou změnu výstupu. Hashovací funkce jsou jednosměrné funkce – získat vstupní data zpětným inženýrstvím z výstupu hashovací funkce je výpočetně neproveditelné.
Každý blok v blockchainu obsahuje zabezpečený hash předchozího bloku, díky kterému vzniká robustní řetězec bloků. Kdokoli, kdo by chtěl změnit jeden blok, by musel upravit i všechny následující bloky, což je nejen technicky náročné, ale také neúměrně nákladné.
Další hojně využívanou kryptografickou metodou v rámci blockchainu je kryptografie s veřejným klíčem. Označuje se také jako asymetrická kryptografie a pomáhá mezi uživateli organizovat bezpečné a ověřitelné transakce.
Funguje to následovně. Každý účastník sítě má jedinečný pár klíčů: soukromý klíč, který drží v tajnosti, a veřejný klíč, který může otevřeně sdílet. Když se uživatel rozhodne provést transakci, podepíše ji soukromým klíčem, a vytvoří tím digitální podpis.
Ostatní uživatelé v síti pak mohou pravost transakce ověřit porovnáním veřejného klíče odesílatele s digitálním podpisem. Tento přístup zajišťuje bezpečné transakce, protože transakci může schválit pouze oprávněný vlastník soukromého klíče, ale podpisy může pomocí veřejného klíče ověřit každý.
Další vlastností blockchainu je jeho transparentnost. Na veřejných blockchainech může data, včetně všech údajů o transakcích a blocích, zkontrolovat v podstatě kdokoli. Například na stránkách průzkumníků blockchainů si můžete prohlédnout každou transakci, která kdy byla na bitcoinové síti zaznamenána, včetně identifikátoru odesílatele a příjemce, částky převodu a seznamu vlastníků všech bitcoinů. Můžete procházet bloky od dnešního dne (blok 788 995 k 18:52:21 GMT dne 29. května 2023) až k úplně prvnímu bloku.
Co je mechanismus konsenzu?
Algoritmus konsenzu je mechanismus, který umožňuje koordinaci uživatelů nebo počítačů v distribuovaném prostředí. Musí zajistit, aby se všichni účastníci v systému dokázali shodnout na jediném zdroji pravdy, i když někteří účastníci selžou. Zajišťuje, aby všechny uzly v síti měly stejnou kopii účetní knihy, která obsahuje záznam všech transakcí. Mechanismy konsenzu jsou pro blockchainy nezbytné, protože nemají žádný ústřední orgán, který by ověřoval transakce a udržoval integritu sítě.
Když kopii blockchainových dat uchovávají desítky tisíc uzlů, mohou snadno nastat problémy, například s konzistencí dat nebo uzly s nekalými úmysly. K zajištění integrity blockchainu se používají různé mechanismy konsenzu, které řídí způsob, jakým uzly sítě dosahují dohody. V následující části se podíváme na ty hlavní.
Typy mechanismů konsenzu
Co je Proof of Work?
Proof-of-work (PoW) je mechanismus konsenzu používaný mnoha blockchainovými sítěmi k ověřování transakcí a udržování integrity blockchainu. Jedná se o původní mechanismus konsenzu, který používá Bitcoin.
PoW spočívá v tom, že těžaři soutěží, kdo jako první vyřeší složitý matematický problém a bude moct přidat na blockchain další blok. Tomuto procesu se říká těžba a těžař, který vyřeší problém jako první, je odměněn kryptoměnou.
Těžaři musí k řešení matematických problémů používat výkonné počítače, pomocí kterých těží nové kryptoměny a zabezpečují síť. Proces těžby proto vyžaduje značné množství výpočetního výkonu, a tedy i energie.
Co je Proof of Stake?
Proof-of-stake (PoS) je mechanismus konsenzu, který má řešit některé nevýhody algoritmu proof-of-work (PoW). V systému PoS se místo těžařů, kteří soutěží v řešení složitých matematických problémů při ověřování transakcí a přidávání nových bloků na blockchain, vybírají validátoři na základě množství kryptoměny „stakované“ na síti.
Validátoři poskytují určité množství kryptoměny jako zajištění nebo „stake“, aby se mohli podílet na konsenzu. Na základě velikosti podílu jsou pak náhodně vybíráni k vytváření nových bloků a ověřování transakcí. Validátoři jsou za vytváření nových bloků a jednání v nejlepším zájmu sítě odměňováni transakčními poplatky.
Další oblíbené mechanismy konsenzu
Proof-of-work a proof-of-stake jsou nejběžnější algoritmy konsenzu, ale existuje i mnoho dalších. Některé jsou hybridní a kombinují prvky obou systémů a používají zcela odlišné metody.
Například delegated proof-of-stake (DPoS) je podobný algoritmu PoS s tím rozdílem, že nové bloky nemohou vytvářet všichni validátoři. Držitelé tokenů volí menší skupinu delegátů, kteří tak činí jejich jménem.
V případě algoritmu proof-of-authority (PoA) se zase validátoři vybírají podle své reputace nebo identity a ne podle množství kryptoměn, které drží. Validátoři jsou vybíráni na základě důvěryhodnosti a mohou být ze sítě vyloučeni, pokud se nechovají odpovídajícím způsobem.
Výhody blockchainu
1. Decentralizace
Decentralizovaná povaha znamená, že blockchain nemá jediný bod kontroly či selhání, takže je bezpečnější a odolnější vůči útokům i porušení zabezpečení údajů.
2. Transparentnost
Transakce na blockchainu si mohou prohlédnout všichni účastníci, což usnadňuje sledování a ověřování transakcí a zajišťuje jejich správnost.
3. Nezměnitelnost
Jakmile je transakce jednou zaznamenaná na blockchainu, není možné ji změnit ani odstranit. Vytváří trvalý záznam všech transakcí, který může ověřit kdokoli s přístupem k blockchainové síti. To je výrazný odklon od tradičních systémů, kde jsou transakce vratné.
4. Efektivnost
Blockchain umožňuje rychlejší a efektivnější transakce, protože nevyžaduje zprostředkovatele, jako jsou banky.
5. Nižší poplatky
Eliminace zprostředkovatelů a automatizace procesů snižuje na blockchainu transakční náklady a zefektivňuje některé obchodní operace.
6. Nepotřebnost důvěry
Blockchainová technologie umožňuje transparentní transakce, které ověřují a potvrzují bez důvěryhodných zprostředkovatelů sami účastníci sítě.
Jaké typy blockchainových sítí existují?
Veřejné blockchainy
Veřejný blockchain je decentralizovaná síť, která je otevřená každému, kdo ji chce používat. Tyto sítě obvykle používají otevřený zdrojový kód, jsou transparentní a nemají kontrolu přístupu, takže je může používat kdokoli. Mezi veřejné blockchainy se řadí například Bitcoin a Ethereum.
Soukromé blockchainy
Soukromý blockchain, jak už název napovídá, je blockchainová síť, která není přístupná veřejnosti. Soukromý blockchain obvykle provozuje jeden subjekt, například společnost, a používá se pro interní účely.
Soukromé blockchainy jsou prostředí s kontrolou přístupu, která stanovuje, kdo může blockchain prohlížet a zapisovat na něj nové informace. Nejedná se o decentralizované systémy, protože mají jasnou hierarchii řízení. Mohou ale být pořád distribuované, protože kopii blockchainu na svých počítačích pořád udržuje mnoho uzlů.
Konsorciové blockchainy
Konsorciový blockchain je hybrid veřejného a soukromého blockchainu. Konsorciový blockchain spojuje víc organizací, které společně spravují a řídí sdílenou blockchainovou síť. Tyto sítě mohou být v závislosti na potřebách členů konsorcia otevřené, nebo uzavřené.
Na rozdíl od otevřeného systému, ve kterém může bloky ověřovat kdokoli, a uzavřeného systému, ve kterém validátory jmenuje pouze jeden subjekt, má konsorciový blockchain několik sobě rovných validátorů.
Pravidla tohoto systému jsou flexibilní: viditelnost chainu může být omezena na validátory, oprávněné osoby nebo nemusí být omezená vůbec. Když se na změnách dokážou validátoři shodnout, jejich zavedení je poměrně snadné. Pokud jde o fungování tohoto blockchainu, tak dokud určité množství validátorů jedná čestně, systém se nedostane do problémů.
K čemu se blockchain používá?
Blockchainová technologie je sice stále v plenkách, ale své využití našla v mnoha různých odvětvích. Mezi nejčastější současná využití blockchainové technologie patří:
1. Kryptoměny
Blockchainová technologie byla vyvinuta k podpoře vzniku kryptoměn, které používají blockchain jako bezpečnou a decentralizovanou účetní knihu k zaznamenávání transakcí.
2. Digitální identita
Blockchain je možné použít k vytvoření bezpečných digitálních identit odolných proti manipulaci, kterými lze ověřovat osobní a další citlivé údaje. Toto využití může nabírat na důležitosti, protože stále více našich osobních informací a aktiv se přesouvá na internet.
3. Hlasování
Blockchainová technologie přinesla také decentralizovanou knihu všech odevzdaných hlasů, která je odolná proti manipulaci, takže je možné vytvořit bezpečný a transparentní hlasovací systém, který eliminuje možnost volebního podvodu a zaručuje integritu hlasovacího procesu.
4. Řízení dodavatelského řetězce
Blockchainovou technologii je možné v rámci dodavatelského řetězce použít k vytvoření účetní knihy všech transakcí. Každou transakci je možné zaznamenat jako blok v blockchainu, čímž vznikne neměnný a transparentní záznam celého dodavatelského řetězce.
5. Chytré kontrakty
Chytré kontrakty jsou samovykonatelné smlouvy, které je možné naprogramovat tak, aby se při splnění určitých podmínek automaticky realizovaly. Blockchainová technologie umožňuje bezpečnou a decentralizovanou tvorbu a realizaci chytrých kontraktů. Jedním z nejslibnějších využití chytrých kontraktů jsou decentralizované aplikace (dApps) a organizace (DAO).
Závěrem
Blockchainová technologie nabízí bezpečný a transparentní způsob zaznamenávání transakcí a ukládání dat. Má potenciál vyvolat v různých odvětvích revoluci tím, že do digitálního světa vnese novou úroveň důvěry a bezpečnosti.
Blockchainová technologie přináší řadu možností využití, ať už jsou to peer-to-peer transakce, tvorba nových forem digitálních aktiv nebo programování decentralizovaných aplikací. S pokračujícím vývojem a rozšiřováním této technologie můžeme očekávat, že v příštích letech přinese další inovativní a transformativní využití.
Související články:
Vyloučení odpovědnosti a upozornění na rizika: tento obsah je vám předkládán ve stavu, v jakém je, pouze pro obecné informační a vzdělávací účely, bez jakéhokoli prohlášení nebo záruky. Neměl by být chápán jako finanční, právní nebo jiné odborné poradenství ani není jeho cílem doporučit nákup jakéhokoli konkrétního produktu nebo služby. Měli byste se poradit s příslušnými odbornými poradci. Upozorňujeme, že pokud je článek příspěvkem od třetí strany, vyjádřené názory patří této třetí straně a nemusí se nutně shodovat s názory Akademie Binance. Další podrobnosti se dozvíte v našem úplném prohlášení o vyloučení odpovědnosti zde. Ceny digitálních aktiv mohou být volatilní. Hodnota vaší investice může klesnout nebo stoupnout a investovaná částka se vám nemusí vrátit. Za svá investiční rozhodnutí nesete výhradní odpovědnost vy sami a Akademie Binance nenese odpovědnost za žádné ztráty, které vám mohou vzniknout. Tento materiál by neměl být chápán jako finanční, právní nebo jiné odborné poradenství. Další informace získáte v našich podmínkách použití a upozornění na rizika.