Κεφάλαια
Κεφάλαιο 1 - Blockchain 101
Περιεχόμενα
Τι είναι το blockchain;
Το blockchain είναι ένας ειδικός τύπος βάσης δεδομένων. Μπορεί επίσης να έχετε ακούσει τον όρο τεχνολογία κατανεμημένου καθολικού (distributed ledger technology, ή DLT) – σε πολλές περιπτώσεις, αναφέρονται στο ίδιο πράγμα.
Ένα blockchain έχει ορισμένες μοναδικές ιδιότητες. Υπάρχουν κανόνες σχετικά με το πώς μπορούν να προστεθούν δεδομένα και αφότου τα δεδομένα αποθηκευτούν, είναι σχεδόν αδύνατο να τα τροποποιήσετε ή να τα διαγράψετε.
Τα δεδομένα προστίθενται με την πάροδο του χρόνου σε δομές που ονομάζονται μπλοκ. Κάθε μπλοκ είναι δομημένο πάνω στο τελευταίο και περιλαμβάνει ένα κομμάτι πληροφοριών που συνδέεται με το προηγούμενο. Εξετάζοντας το πιο ενημερωμένο μπλοκ, μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι έχει δημιουργηθεί μετά το τελευταίο. Έτσι, αν συνεχίσουμε στην "αλυσίδα", θα φτάσουμε στο πρώτο μας μπλοκ – γνωστό και ως μπλοκ γένεσης.
Κατ' αναλογία, ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα λογιστικό φύλλο με δύο στήλες. Στο πρώτο κελί της πρώτης σειράς, εισαγάγετε δεδομένα που θέλετε να κρατήσετε.
Τα δεδομένα του πρώτου κελιού μετατρέπονται σε ένα αναγνωριστικό δύο γραμμάτων, το οποίο στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί ως μέρος της επόμενης εισαγωγής. Σε αυτό το παράδειγμα, το αναγνωριστικό δύο γραμμάτων KP πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη συμπλήρωση του επόμενου κελιού στη δεύτερη σειρά (defKP). Αυτό σημαίνει ότι αν αλλάξετε τα δεδομένα της πρώτης εισαγωγής (abcAA), θα λάβετε διαφορετικό συνδυασμό γραμμάτων σε κάθε άλλο κελί.
Μια βάση δεδομένων στην οποία κάθε καταχώρηση συνδέεται με την προηγούμενη.
Κοιτώντας τώρα τη σειρά 4, το τελευταίο αναγνωριστικό μας είναι TH. Θυμάστε που είπαμε ότι δεν μπορείτε να επιστρέψετε και να αφαιρέσετε ή να διαγράψετε καταχωρίσεις; Αυτό συμβαίνει επειδή θα ήταν εύκολο για οποιονδήποτε να ισχυριστεί ότι συνέβη και απλώς να αγνοήσει την απόπειρα αλλαγής σας.
Ας υποθέσουμε ότι αλλάζετε τα δεδομένα στο πρώτο κελί – θα λαμβάνατε ένα διαφορετικό αναγνωριστικό, το οποίο θα σήμαινε ότι το δεύτερο μπλοκ σας θα είχε διαφορετικά δεδομένα, οδηγώντας σε διαφορετικό αναγνωριστικό στη σειρά 2 και ούτω καθεξής. Το αναγνωριστικό TH είναι, στην ουσία, ένα προϊόν όλων των πληροφοριών που έρχονται πριν από αυτό.
Πώς συνδέονται τα μπλοκ;
Αυτά που συζητήσαμε προηγουμένως – με τα αναγνωριστικά δύο γραμμάτων – είναι μια απλοποιημένη αναλογία του τρόπου με τον οποίο ένα blockchain χρησιμοποιεί τις λειτουργίες hash. Το hashing είναι ο συνδετικός κρίκος μεταξύ των μπλοκ. Αποτελείται από τη λήψη δεδομένων οποιουδήποτε μεγέθους και τη διαβίβασή τους, μέσω μιας μαθηματικής πράξης, για να παραχθεί μια εκροή (ένα hash), το οποίο έχει πάντα το ίδιο μήκος.
Τα hash που χρησιμοποιούνται στα blockchain είναι ενδιαφέροντα, καθώς οι πιθανότητες να βρείτε δύο δεδομένα που δίνουν ακριβώς την ίδια εκροή είναι εξαιρετικά χαμηλές. Όπως και τα παραπάνω αναγνωριστικά, η παραμικρή τροποποίηση των δεδομένων εισροής θα δώσει μια εντελώς διαφορετική εκροή.
Ας χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα του SHA256, μια λειτουργία που χρησιμοποιείται εκτενώς στο Bitcoin. Όπως μπορείτε να δείτε, ακόμη και η χρήση κεφαλαίων γραμμάτων είναι αρκετή για να αλλάξει πλήρως την εκροή.
Το γεγονός ότι δεν υπάρχουν γνωστές συγκρούσεις SHA256 (δηλαδή, δύο διαφορετικές εισροές που μας δίνουν την ίδια εκροή) είναι εξαιρετικά πολύτιμο στο πλαίσιο των blockchain. Σημαίνει ότι κάθε μπλοκ μπορεί να οδηγήσει πίσω στο προηγούμενο, συμπεριλαμβάνοντας το hash του, και οποιαδήποτε προσπάθεια επεξεργασίας παλαιότερων μπλοκ θα γίνει αμέσως αντιληπτή.
Κάθε μπλοκ περιέχει το δακτυλικό αποτύπωμα του προηγούμενου.
Blockchain και αποκέντρωση
Εξηγήσαμε τη βασική δομή ενός blockchain. Αλλά όταν ακούτε κόσμο να μιλά για την τεχνολογία blockchain, πιθανότατα δεν αναφέρεται μόνο στην ίδια τη βάση δεδομένων, αλλά στα οικοσυστήματα που δημιουργούνται γύρω από τα blockchain.
Ως αυτόνομες δομές δεδομένων, τα blockchain είναι πραγματικά χρήσιμα μόνο σε εξειδικευμένες εφαρμογές. Εκεί που τα πράγματα γίνονται ενδιαφέροντα είναι όταν τα χρησιμοποιούμε ως εργαλεία για να συντονιστούν άγνωστοι μεταξύ τους. Σε συνδυασμό με άλλες τεχνολογίες και λίγη θεωρία παιγνίων, ένα blockchain μπορεί να λειτουργήσει ως κατανεμημένο καθολικό το οποίο δεν ελέγχεται από κανέναν.
Αυτό σημαίνει ότι κανένας δεν έχει τη δυνατότητα να επεξεργαστεί τις καταχωρήσεις εκτός των κανόνων του συστήματος (περισσότερα για τους κανόνες σύντομα). Υπό αυτήν την έννοια, θα μπορούσαμε να υποστηρίξουμε ότι το καθολικό ανήκει ταυτόχρονα σε όλους: οι συμμετέχοντες καταλήγουν σε συμφωνία για το πώς φαίνεται ανά πάσα στιγμή.
Το πρόβλημα των βυζαντινών αρχηγών
Η πραγματική πρόκληση, η οποία στέκεται εμπόδιο σε ένα σύστημα όπως αυτό που περιγράφηκε παραπάνω, είναι το Πρόβλημα των βυζαντινών στρατηγών. Διατυπώθηκε τη δεκαετία του 1980 και περιγράφει ένα δίλημμα στο οποίο οι απομονωμένοι συμμετέχοντες πρέπει να επικοινωνήσουν για να συντονίσουν τις ενέργειές τους. Το συγκεκριμένο δίλημμα περιλαμβάνει μερικούς στρατηγούς του στρατού, οι οποίοι περικυκλώνουν μια πόλη και προσπαθούν να αποφασίσουν αν θα της επιτεθούν. Οι στρατηγοί μπορούν να επικοινωνούν μόνο μέσω αγγελιοφόρου.
Ο καθένας πρέπει να αποφασίσει αν θα επιτεθεί ή αν θα υποχωρήσει. Δεν έχει σημασία αν θα επιτεθούν ή θα υποχωρήσουν, αρκεί όλοι οι στρατηγοί να συμφωνήσουν σε μια κοινή απόφαση. Εάν αποφασίσουν να επιτεθούν, θα έχουν επιτυχία μόνο εάν κινηθούν ταυτόχρονα. Πώς μπορούν, λοιπόν, να διασφαλίσουν ότι θα το καταφέρουν;
Σίγουρα, θα μπορούσαν να επικοινωνήσουν μέσω αγγελιοφόρου. Αλλά τι γίνεται αν ο αγγελιοφόρος, ο οποίος μεταφέρει το μήνυμα "επιτιθέμεθα την αυγή", αναχαιτιστεί και το μήνυμα αντικατασταθεί με "επιτιθέμεθα απόψε"; Τι γίνεται αν ένας από τους στρατηγούς είναι κακόβουλος και παραπλανήσει σκόπιμα τους άλλους για να εξασφαλίσει ότι θα ηττηθούν;
Όλοι οι στρατηγοί είναι επιτυχημένοι όταν επιτίθενται (αριστερά). Εάν κάποιοι υποχωρήσουν ενώ άλλοι επιτίθενται, θα ηττηθούν (δεξιά).
Χρειαζόμαστε μια στρατηγική με την οποία μπορεί να επιτευχθεί συναίνεση, ακόμη και αν οι συμμετέχοντες γίνουν κακόβουλοι ή τα μηνύματα υποκλαπούν. Το να μην μπορείς να διατηρήσεις μια βάση δεδομένων δεν είναι μια κατάσταση ζωής και θανάτου όπως η επίθεση σε μια πόλη χωρίς ενισχύσεις, αλλά ισχύει η ίδια αρχή. Εάν δεν υπάρχει κανείς να επιβλέπει το blockchain και να δίνει στους χρήστες "σωστές" πληροφορίες, τότε οι χρήστες πρέπει να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους.
Για να ξεπεραστεί η πιθανή αποτυχία ενός (ή περισσότερων) χρηστών, οι μηχανισμοί του blockchain πρέπει να σχεδιαστούν προσεκτικά ώστε να είναι ανθεκτικοί σε τέτοια εμπόδια. Το σύστημα που μπορεί να το πετύχει αυτό αναφέρεται ως ανθεκτικό στο πρόβλημα των βυζαντινών στρατηγών. Όπως θα δούμε σύντομα, οι αλγόριθμοι συναίνεσης χρησιμοποιούνται για την επιβολή ισχυρών κανόνων.
Γιατί πρέπει να είναι αποκεντρωμένα τα blockchain;
Θα μπορούσατε, φυσικά, να λειτουργήσετε μόνοι σας ένα blockchain. Αλλά θα καταλήξετε με μια βάση δεδομένων που είναι δύσχρηστη σε σύγκριση με ανώτερες εναλλακτικές. Οι πραγματικές δυνατότητές της μπορούν να αξιοποιηθούν σε ένα αποκεντρωμένο περιβάλλον – δηλαδή σε ένα περιβάλλον όπου όλοι οι χρήστες είναι ίσοι. Έτσι, το blockchain δεν μπορεί να διαγραφεί ή να καταληφθεί με κακόβουλο τρόπο. Είναι μια μοναδική πηγή αλήθειας, την οποία μπορεί να δει ο καθένας.
Τι είναι το δίκτυο peer-to-peer;
Το δίκτυο peer-to-peer (P2P) είναι το επίπεδο των χρηστών (ή των στρατηγών, σύμφωνα με το προηγούμενο παράδειγμά μας). Δεν υπάρχει διαχειριστής, επομένως, αντί ο χρήστης να επικοινωνεί με έναν κεντρικό διακομιστή όποτε θέλει να ανταλλάξει πληροφορίες με άλλο χρήστη, τις στέλνει απευθείας στους χρήστες (peers).
Εξετάστε το παρακάτω διάγραμμα. Στα αριστερά, ο χρήστης A πρέπει να δρομολογήσει το μήνυμά του μέσω του διακομιστή για να το μεταφέρει στον χρήστη F. Στη δεξιά πλευρά, ωστόσο, είναι συνδεδεμένοι χωρίς μεσάζοντα.
Ένα κεντρικό δίκτυο (αριστερά) και ένα αποκεντρωμένο δίκτυο (δεξιά).
Κανονικά, ο διακομιστής διατηρεί όλες τις πληροφορίες που χρειάζονται οι χρήστες. Όταν αποκτάτε πρόσβαση στην Ακαδημία Binance, ζητάτε από τους διακομιστές της να σας τροφοδοτήσουν με όλα τα άρθρα. Εάν ο ιστότοπος βγει εκτός σύνδεσης, δεν θα μπορείτε να τα δείτε. Ωστόσο, εάν είχατε κάνει λήψη όλου του περιεχομένου, θα μπορούσατε να το φορτώσετε στον υπολογιστή σας χωρίς να το ζητήσετε από την Ακαδημία Binance.
Στην ουσία, αυτό κάνει κάθε peer με το blockchain: ολόκληρη η βάση δεδομένων είναι αποθηκευμένη στον υπολογιστή του. Εάν κάποιος αποχωρήσει από το δίκτυο, οι υπόλοιποι χρήστες θα συνεχίσουν να έχουν πρόσβαση στο blockchain και να μοιράζονται πληροφορίες μεταξύ τους. Όταν προστίθεται ένα νέο μπλοκ στην αλυσίδα, τα δεδομένα διαδίδονται σε όλο το δίκτυο, έτσι ώστε να μπορεί ο καθένας να ενημερώσει το δικό του αντίγραφο του καθολικού.
Ανατρέξτε στην ενότητα Επεξήγηση των δικτύων Peer-to-Peer για μια πιο εις βάθος συζήτηση για αυτόν τον τύπο δικτύου.
Τι είναι οι κόμβοι του blockchain;
Οι κόμβοι είναι απλά αυτό που ονομάζουμε μηχανήματα που συνδέονται στο δίκτυο – είναι αυτά που αποθηκεύουν αντίγραφα του blockchain και μοιράζονται πληροφορίες με άλλα μηχανήματα. Οι χρήστες δεν χρειάζεται να χειρίζονται μη αυτόματα αυτές τις διαδικασίες. Γενικά, το μόνο που χρειάζεται να κάνουν είναι να κατεβάσουν και να εκτελέσουν το λογισμικό του blockchain και τα υπόλοιπα θα εξελιχθούν αυτόματα.
Τα παραπάνω περιγράφουν τι είναι ένας κόμβος με την πιο απλή έννοια, αλλά ο ορισμός μπορεί επίσης να περιλαμβάνει άλλους χρήστες που αλληλεπιδρούν με το δίκτυο με οποιονδήποτε τρόπο. Στα κρυπτονομίσματα, για παράδειγμα, μια απλή εφαρμογή πορτοφολιού στο τηλέφωνό σας είναι γνωστή ως κανονικός κόμβος.
Δημόσια ή ιδιωτικά blockchain
Όπως ίσως γνωρίζετε, το Bitcoin έθεσε τα θεμέλια για να εξελιχθεί ο κλάδος των blockchain σε αυτό που είναι σήμερα. Από τότε που το Bitcoin άρχισε να αποδεικνύεται ως νόμιμο χρηματοοικονομικό στοιχείο ενεργητικού, οι καινοτόμοι σκέφτονται τις δυνατότητες της υποκείμενης τεχνολογίας για άλλους τομείς. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την εξερεύνηση των blockchain για αμέτρητες περιπτώσεις χρήσης εκτός των χρηματοοικονομικών.
Το Bitcoin είναι αυτό που ονομάζουμε δημόσιο blockchain. Αυτό σημαίνει ότι ο καθένας μπορεί να δει τις συναλλαγές σε αυτό και το μόνο που χρειάζεται για την εγγραφή είναι μια σύνδεση στο διαδίκτυο και το απαραίτητο λογισμικό. Εφόσον δεν υπάρχουν άλλες απαιτήσεις για συμμετοχή, μπορούμε να το αναφέρουμε ως περιβάλλον άνευ άδειας.
Αντίθετα, υπάρχουν και άλλοι τύποι blockchain που ονομάζονται ιδιωτικά blockchain. Αυτά τα συστήματα θεσπίζουν κανόνες σχετικά με το ποιος μπορεί να δει και να αλληλεπιδράσει με το blockchain. Ως εκ τούτου, τα αποκαλούμε περιβάλλοντα με άδεια. Παρόλο που τα ιδιωτικά blockchain μπορεί να φαίνονται περιττά στην αρχή, έχουν ορισμένες σημαντικές εφαρμογές – κυρίως σε ρυθμίσεις επιχειρήσεων.
Για περισσότερα σχετικά με το θέμα, ανατρέξτε στην ενότητα Δημόσια, ιδιωτικά και κοινοπραξία Blockchain - Ποια είναι η διαφορά;
Πώς λειτουργούν οι συναλλαγές;
Εάν η Αλίκη θέλει να πληρώσει τον Γιώργο μέσω τραπεζικού εμβάσματος, ειδοποιεί την τράπεζά της. Ας υποθέσουμε ότι τα δύο μέρη χρησιμοποιούν την ίδια τράπεζα, για λόγους απλοποίησης. Η τράπεζα ελέγχει ότι η Αλίκη έχει τα κεφάλαια για να πραγματοποιήσει τη συναλλαγή, πριν ενημερώσει τη βάση δεδομένων της (π.χ. -50 $ στην Αλίκη, +50 $ στον Γιώργο).
Δεν είναι πολύ διαφορετικό από αυτό που συμβαίνει σε ένα blockchain. Άλλωστε, είναι και βάση δεδομένων. Η βασική διαφορά είναι ότι δεν υπάρχει ένα μέλος που να εκτελεί τους ελέγχους και να ενημερώνει τους υπόλοιπους. Πρέπει να το κάνουν όλοι οι κόμβοι.
Εάν η Αλίκη θέλει να στείλει πέντε bitcoin στον Γιώργο, εκπέμπει ένα μήνυμα ενημερώνοντας το δίκτυο. Δεν θα προστεθεί αμέσως στο blockchain – οι κόμβοι θα το δουν, αλλά πρέπει να ολοκληρωθούν άλλες ενέργειες για να επιβεβαιωθεί η συναλλαγή. Ανατρέξτε στην ενότητα Πώς προστίθενται τα μπλοκ στο blockchain;
Μόλις αυτή η συναλλαγή προστεθεί στο blockchain, όλοι οι κόμβοι μπορούν να δουν ότι έχει πραγματοποιηθεί. Θα ενημερώσουν το αντίγραφο του blockchain που έχουν στην κατοχή τους για να το αντικατοπτρίζει. Τώρα, η Αλίκη δεν μπορεί να στείλει αυτές τις ίδιες πέντε μονάδες στην Άννα (άρα, διπλή δαπάνη), επειδή το δίκτυο γνωρίζει ότι τις έχει ήδη ξοδέψει σε προηγούμενη συναλλαγή.
Δεν υπάρχει η έννοια των ονομάτων χρήστη και των κωδικών πρόσβασης – χρησιμοποιείται κρυπτογράφηση με δημόσιο κλειδί για να αποδείξει την ιδιοκτησία των κεφαλαίων. Για να λάβει τα κεφάλαια εξαρχής, ο Bob πρέπει να δημιουργήσει ένα ιδιωτικό κλειδί. Αυτό είναι απλώς ένας πολύ μεγάλος τυχαίος αριθμός που θα ήταν πρακτικά αδύνατο να τον μαντέψει οποιοσδήποτε, ακόμη και αν είχε εκατοντάδες χρόνια στη διάθεσή του. Αλλά αν πει σε κάποιον το ιδιωτικό του κλειδί, εκείνος θα είναι σε θέση να αποδείξει την ιδιοκτησία (και επομένως να ξοδέψει) τα κεφάλαιά του. Είναι λοιπόν σημαντικό να το κρατήσει κρυφό.
Αυτό που μπορεί να κάνει ο Γιώργος, ωστόσο, είναι να αντλήσει ένα δημόσιο κλειδί από το ιδιωτικό του. Στη συνέχεια, μπορεί να δώσει το δημόσιο κλειδί σε οποιονδήποτε, καθώς είναι σχεδόν αδύνατη η αναστροφή του κλειδιού για την απόκτηση του ιδιωτικού κλειδιού. Στις περισσότερες περιπτώσεις, θα εκτελέσει μια άλλη λειτουργία (όπως hashing) στο δημόσιο κλειδί για να λάβει μια δημόσια διεύθυνση.
Θα δώσει στην Αλίκη τη δημόσια διεύθυνση, ώστε να ξέρει πού να στείλει κεφάλαια. Κατασκευάζει μια συναλλαγή με την οδηγία να γίνει πληρωμή αυτών των κεφαλαίων σε αυτήν τη δημόσια διεύθυνση. Στη συνέχεια, προκειμένου να αποδείξει στο δίκτυο ότι δεν προσπαθεί να ξοδέψει κεφάλαια που δεν είναι δικά της, δημιουργεί μια ψηφιακή υπογραφή χρησιμοποιώντας το δικό της ιδιωτικό κλειδί. Οποιοσδήποτε μπορεί να λάβει το υπογεγραμμένο μήνυμα της Αλίκης και να το συγκρίνει με το δημόσιο κλειδί της και να πει με βεβαιότητα ότι έχει το δικαίωμα να στείλει αυτά τα κεφάλαια στον Γιώργο.
Πώς γίνονται οι συναλλαγές Bitcoin
Για να δείξουμε πώς μπορείτε να πραγματοποιείτε συναλλαγές με Bitcoin, ας φανταστούμε δύο διαφορετικά σενάρια. Το πρώτο αποτελείται από την ανάληψη bitcoin από την Binance και το δεύτερο από την αποστολή κεφαλαίων από το TrustWallet στο πορτοφόλι Electrum.
Πώς γίνεται η ανάληψη Bitcoin από την Binance
1. Συνδεθείτε στον λογαριασμό σας στην Binance. Εάν δεν έχετε ακόμη bitcoin, ρίξτε μια ματιά στον οδηγό μας για τα Bitcoin και το πώς γίνεται η αγορά τους.
2. Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω από το Πορτοφόλι και επιλέξτε Πορτοφόλι Spot.
3. Κάντε κλικ στην επιλογή Ανάληψη στην αριστερή πλαϊνή γραμμή.
4. Επιλέξτε το νόμισμα που θέλετε να κάνετε ανάληψη – σε αυτήν την περίπτωση, το BTC.
5. Αντιγράψτε τη διεύθυνση στην οποία θέλετε να κάνετε ανάληψη των bitcoin σας και επικολλήστε τη στη Διεύθυνση BTC του παραλήπτη.
6. Καθορίστε το ποσό που θέλετε να κάνετε ανάληψη.
7. Κάντε κλικ στην επιλογή Υποβολή.
8. Θα λάβετε σύντομα ένα email επιβεβαίωσης. Ελέγξτε προσεκτικά εάν η διεύθυνση είναι σωστή. Εάν είναι, επιβεβαιώστε τη συναλλαγή στο email.
9. Περιμένετε να ολοκληρωθεί η συναλλαγή σας στο blockchain. Μπορείτε να παρακολουθήσετε την κατάστασή της στην καρτέλα Ιστορικό καταθέσεων και αναλήψεων ή χρησιμοποιώντας έναν block explorer.
Πώς γίνεται η αποστολή Bitcoin από το Trust Wallet στο Electrum
Σε αυτό το παράδειγμα, θα στείλουμε μερικά bitcoin από το Trust Wallet στο Electrum.
1. Ανοίξτε την εφαρμογή του Trust Wallet.
2. Πατήστε στον λογαριασμό Bitcoin.
3. Πατήστε στην επιλογή Αποστολή.
4. Ανοίξτε το πορτοφόλι Electrum.
5. Κάντε κλικ στην καρτέλα Λήψη στο Electrum και αντιγράψτε τη διεύθυνση.
Εναλλακτικά, μπορείτε να επιστρέψετε στο Trust Wallet και να πατήσετε στο εικονίδιο [–], για να σαρώσετε τον κωδικό QR που δείχνει τη διεύθυνσή σας στο Electrum.
6. Επικολλήστε τη διεύθυνση Bitcoin σας στη διεύθυνση παραλήπτη στο Trust Wallet.
7. Καθορίστε το ποσό.
8. Εάν όλα φαίνονται σωστά, επιβεβαιώστε τη συναλλαγή.
9. Είστε έτοιμοι! Περιμένετε να επιβεβαιωθεί η συναλλαγή σας στο blockchain. Μπορείτε να παρακολουθήσετε την κατάστασή της, αντιγράφοντας τη διεύθυνσή σας σε έναν block explorer.
Ποιος εφηύρε την τεχνολογία blockchain;
Η τεχνολογία blockchain επισημοποιήθηκε το 2009 με την κυκλοφορία του Bitcoin – του πρώτου και πιο δημοφιλούς blockchain. Ωστόσο, ο δημιουργός του, με το ψευδώνυμο Satoshi Nakamoto, εμπνεύστηκε από προηγούμενες τεχνολογίες και προτάσεις.
Οι αλυσίδες μπλοκ κάνουν έντονη χρήση λειτουργιών hash και κρυπτογράφησης, οι οποίες υπήρχαν για δεκαετίες πριν από την κυκλοφορία του Bitcoin. Είναι ενδιαφέρον ότι η δομή του blockchain θα μπορούσε να ανιχνευθεί στις αρχές της δεκαετίας του 1990, αν και χρησιμοποιούνταν απλώς για τη χρονοσήμανση εγγράφων, έτσι ώστε να μην μπορούν να τροποποιηθούν αργότερα.
Για περισσότερα επί του θέματος, ανατρέξτε στην ενότητα Ιστορική αναδρομή στο Blockchain.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνολογίας blockchain
Τα σωστά σχεδιασμένα blockchain λύνουν ένα πρόβλημα που μαστίζει τους ενδιαφερόμενους σε διάφορους κλάδους, που κυμαίνονται από τη χρηματοδότηση έως τη γεωργία. Ένα κατανεμημένο δίκτυο παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με το παραδοσιακό μοντέλο πελάτη-διακομιστή, αλλά συνοδεύεται επίσης από ορισμένες συμβιβασμούς.
Πλεονεκτήματα
Ένα από τα άμεσα οφέλη που σημειώνονται στη λευκή βίβλο του Bitcoin είναι ότι οι πληρωμές θα μπορούσαν να μεταδίδονται χωρίς τη συμμετοχή μεσάζοντα. Τα επόμενα blockchain έχουν κάνει ακόμη μεγαλύτερη πρόοδο, επιτρέποντας στους χρήστες να στέλνουν κάθε είδους πληροφορίες. Η εξάλειψη των αντισυμβαλλομένων σημαίνει ότι υπάρχει μικρότερος κίνδυνος για τους εμπλεκόμενους χρήστες και έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερες προμήθειες, καθώς δεν υπάρχει μεσάζων που παίρνει μερίδιο.
Όπως αναφέραμε προηγουμένως, ένα δημόσιο δίκτυο blockchain είναι επίσης άνευ άδειας – δεν υπάρχει κανένα εμπόδιο στην είσοδο, αφού δεν υπάρχει κάποιος υπεύθυνος. Εάν ένας υποψήφιος χρήστης μπορεί να συνδεθεί στο διαδίκτυο, τότε θα είναι σε θέση να αλληλεπιδράσει με άλλους χρήστες στο δίκτυο.
Πολλοί θα υποστήριζαν ότι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των blockchain είναι ότι έχουν υψηλό βαθμό ανθεκτικότητας στη λογοκρισία. Εάν ένας κακόβουλος παράγοντας επιθυμούσε να παραλύσει μια κεντρική υπηρεσία, το μόνο που θα χρειαζόταν να κάνει θα ήταν να στοχοποιήσει έναν διακομιστή. Αλλά σε ένα δίκτυο peer-to-peer, κάθε κόμβος λειτουργεί ως ένας ανεξάρτητος διακομιστής.
Ένα σύστημα όπως το Bitcoin έχει πάνω από 10.000 ορατούς κόμβους διασκορπισμένους σε όλο τον κόσμο, καθιστώντας ουσιαστικά αδύνατο για έναν εισβολέα με επαρκείς πόρους να θέσει σε κίνδυνο το δίκτυο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν επίσης πολλοί κρυφοί κόμβοι, οι οποίοι δεν είναι ορατοί στο ευρύτερο δίκτυο.
Αυτά είναι μερικά γενικά πλεονεκτήματα. Υπάρχουν πολλές συγκεκριμένες περιπτώσεις χρήσης τις οποίες μπορούν να καλύψουν τα blockchain, όπως θα δείτε στην ενότητα Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται το blockchain;
Μειονεκτήματα
Τα blockchain όμως δεν είναι πανάκεια για όλα τα προβλήματα. Καθώς βελτιστοποιούνται για τα πλεονεκτήματα της προηγούμενης ενότητας, καταλήγουν να υστερούν σε άλλους τομείς. Το πιο προφανές εμπόδιο στη μαζική υιοθέτηση των blockchain είναι ότι δεν γίνεται πολύ καλή κλιμάκωση.
Αυτό ισχύει για κάθε κατανεμημένο δίκτυο. Δεδομένου ότι όλοι οι συμμετέχοντες πρέπει να παραμένουν συγχρονισμένοι, οι νέες πληροφορίες δεν μπορούν να προστίθενται πολύ γρήγορα, καθώς οι κόμβοι δεν θα μπορούσαν να συμβαδίσουν. Επομένως, οι προγραμματιστές τείνουν να περιορίζουν σκόπιμα την ταχύτητα με την οποία το blockchain έχει τη δυνατότητα να ενημερώνει, για να διασφαλίσει ότι το σύστημα παραμένει αποκεντρωμένο.
Για τους χρήστες ενός δικτύου, αυτό μπορεί να εκδηλωθεί σε μεγάλες περιόδους αναμονής, εάν πάρα πολλά άτομα προσπαθούν να πραγματοποιήσουν συναλλαγές. Τα μπλοκ διαθέτουν χωρητικότητα συγκεκριμένης ποσότητας δεδομένων και δεν προστίθενται στην αλυσίδα αμέσως. Εάν υπάρχουν περισσότερες συναλλαγές από όσες μπορούν να χωρέσουν στο μπλοκ, τότε οι επιπλέον συναλλαγές θα πρέπει να περιμένουν το επόμενο μπλοκ.
Ένα ακόμα πιθανό μειονέκτημα των αποκεντρωμένων συστημάτων blockchain είναι ότι δεν μπορούν να αναβαθμιστούν εύκολα. Εάν δημιουργείτε το δικό σας λογισμικό, μπορείτε να προσθέσετε νέες δυνατότητες, όπως επιθυμείτε. Δεν χρειάζεται να συνεργαστείτε με άλλους ή να ζητήσετε άδεια για να κάνετε τροποποιήσεις.
Σε ένα περιβάλλον με δυνητικά εκατομμύρια χρήστες, η πραγματοποίηση αλλαγών είναι πολύ πιο δύσκολη. Θα μπορούσατε να αλλάξετε κάποιες παραμέτρους του λογισμικού του κόμβου σας, αλλά τελικά θα βρεθείτε διαχωρισμένοι από το δίκτυο. Εάν το τροποποιημένο λογισμικό δεν είναι συμβατό με άλλους κόμβους, θα το αναγνωρίσουν και θα αρνηθούν την αλληλεπίδραση με τον κόμβο σας.
Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να αλλάξετε έναν κανόνα σχετικά με το μέγεθος των μπλοκ (από 1 MB σε 2 MB). Θα μπορούσατε να επιχειρήσετε να στείλετε αυτό το μπλοκ σε κόμβους με τους οποίους είστε συνδεδεμένοι, αλλά έχουν έναν κανόνα που λέει "μην αποδέχεστε μπλοκ άνω του 1 MB". Εάν λάβουν κάτι μεγαλύτερο, δεν θα το συμπεριλάβουν στο αντίγραφό τους στο blockchain.
Ο μόνος τρόπος για να προωθήσετε τις αλλαγές είναι να τις αποδεχτεί η πλειοψηφία του οικοσυστήματος. Στα μεγάλα blockchain, μπορεί να χρειαστούν μήνες – ή και χρόνια – εντατικής συζήτησης σε φόρουμ προτού συντονιστούν οι αλλαγές. Δείτε την ενότητα Σκληρές διακλαδώσεις και ήπιες διακλαδώσεις για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το θέμα.
Κεφάλαιο 2 - Πώς λειτουργεί το Blockchain;
Περιεχόμενα
Πώς προστίθενται τα μπλοκ στο blockchain;
Έχουμε καλύψει πολύ έδαφος μέχρι τώρα. Γνωρίζουμε ότι οι κόμβοι είναι διασυνδεδεμένοι και ότι αποθηκεύουν αντίγραφα του blockchain. Κοινοποιούν πληροφορίες για συναλλαγές και νέα μπλοκ μεταξύ τους. Έχουμε ήδη αναλύσει τι είναι οι κόμβοι, αλλά ίσως αναρωτιέστε: πώς προστίθενται νέα μπλοκ στο blockchain;
Δεν υπάρχει μία, μοναδική πηγή που να λέει στους χρήστες τι πρέπει να κάνουν. Καθώς όλοι οι κόμβοι έχουν ίση ισχύ, πρέπει να υπάρχει ένας μηχανισμός που να αποφασίζει δίκαια ποιος μπορεί να προσθέσει μπλοκ στο blockchain. Χρειαζόμαστε ένα σύστημα που να καθιστά την εξαπάτηση ακριβή για τους χρήστες, αλλά να τους ανταμείβει επειδή ενεργούν με ειλικρίνεια. Κάθε λογικός χρήστης θα θέλει να ενεργήσει με τρόπο που είναι οικονομικά επωφελής για αυτόν.
Επειδή το δίκτυο είναι άνευ άδειας, η δημιουργία μπλοκ πρέπει να είναι προσβάσιμη σε οποιονδήποτε. Τα πρωτόκολλα συχνά το εξασφαλίζουν, απαιτώντας από τον χρήστη να κάνει κάποιες προσωπικές επενδύσεις – πρέπει να διακινδυνεύσει τα δικά του χρήματα. Κάτι τέτοιο θα τους επιτρέψει να συμμετάσχουν στη δημιουργία μπλοκ και εάν δημιουργήσουν ένα έγκυρο, θα τους καταβληθεί μια ανταμοιβή.
Ωστόσο, εάν επιχειρήσουν να εξαπατήσουν, το υπόλοιπο δίκτυο θα το καταλάβει. Ό,τι διακύβευμα έχουν βάλει θα χαθεί. Ονομάζουμε αυτούς τους μηχανισμούς αλγόριθμους συναίνεσης, επειδή επιτρέπουν στους συμμετέχοντες στο δίκτυο να επιτύχουν συναίνεση σχετικά με το ποιο μπλοκ θα πρέπει να προστεθεί στη συνέχεια.
Εξόρυξη (αποδεικτικό εργασίας)
Η εξόρυξη είναι μακράν ο αλγόριθμος συναίνεσης που χρησιμοποιείται συχνότερα. Στην εξόρυξη χρησιμοποιείται αλγόριθμος με αποδεικτικό εργασίας (Proof of Work, ή PoW). Αυτό απαιτεί από τους χρήστες να θυσιάσουν υπολογιστική ισχύ για να προσπαθήσουν να συμπληρώσουν ένα παζλ, το οποίο ορίζεται από το πρωτόκολλο.
Το παζλ απαιτεί από τους χρήστες να κάνουν hash τις συναλλαγές και άλλες πληροφορίες που περιλαμβάνονται στο μπλοκ. Αλλά για να θεωρηθεί έγκυρο το hash, πρέπει να είναι χαμηλότερο από έναν συγκεκριμένο αριθμό. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει τρόπος να προβλέψουμε μια συγκεκριμένη εκροή, οι εξορύκτες πρέπει να συνεχίσουν το hashing σε ελαφρώς τροποποιημένα δεδομένα, μέχρι να βρουν μια έγκυρη λύση.
Προφανώς, το επανειλημμένο hashing δεδομένων είναι υπολογιστικά ακριβό. Στα blockchain με αποδεικτικό εργασίας, οι ενέργειες Staking που προβάλλουν οι χρήστες είναι τα χρήματα που επενδύονται σε υπολογιστές εξόρυξης και η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία τους. Το κάνουν με την ελπίδα να λάβουν μια ανταμοιβή μπλοκ.
Θυμάστε που είπαμε νωρίτερα ότι είναι πρακτικά αδύνατο να αντιστρέψετε ένα hash, αλλά είναι εύκολο να το ελέγξετε; Όταν ένας εξορύκτης στέλνει ένα νέο μπλοκ στο υπόλοιπο δίκτυο, οι υπόλοιποι κόμβοι το χρησιμοποιούν ως εισροή σε μια λειτουργία hash. Πρέπει απλώς να την εκτελέσουν μία φορά για να επαληθεύσουν ότι το μπλοκ είναι έγκυρο σύμφωνα με τους κανόνες του blockchain. Εάν δεν είναι, ο εξορύκτης δεν λαμβάνει την ανταμοιβή και θα έχει σπαταλήσει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς λόγο.
Το πρώτο blockchain με αποδεικτικό εργασίας ήταν του Bitcoin. Από τη δημιουργία του, πολλά άλλα blockchain έχουν υιοθετήσει τον μηχανισμό PoW.
Πλεονεκτήματα του αποδεικτικού εργασίας
Δοκιμασμένος – μέχρι σήμερα, το αποδεικτικό εργασίας είναι ο πιο ώριμος αλγόριθμος συναίνεσης και έχει εξασφαλίσει αξία εκατοντάδων δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Άνευ άδειας – οποιοσδήποτε μπορεί να συμμετάσχει στον διαγωνισμό εξόρυξης ή απλώς να εκτελέσει έναν κόμβο επικύρωσης.
Αποκέντρωση – οι εξορύκτες ανταγωνίζονται μεταξύ τους για την παραγωγή μπλοκ, το οποίο σημαίνει ότι η ισχύς hash δεν ελέγχεται ποτέ από ένα μόνο μέρος.
Μειονεκτήματα του αποδεικτικού εργασίας
Σπάταλο – η εξόρυξη καταναλώνει τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυξανόμενα εμπόδια εισόδου – καθώς περισσότεροι εξορύκτες εντάσσονται στο δίκτυο, τα πρωτόκολλα αυξάνουν τη δυσκολία του παζλ εξόρυξης. Για να παραμείνουν ανταγωνιστικοί, οι χρήστες πρέπει να επενδύουν σε καλύτερο εξοπλισμό. Αυτό μπορεί να είναι πολύ δαπανηρό για πολλούς εξορύκτες.
Επίθεση του 51% – αν και η εξόρυξη προωθεί την αποκέντρωση, υπάρχει η πιθανότητα ένας εξορύκτης να αποκτήσει το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος hash. Εάν το κάνει, μπορεί θεωρητικά να αναιρέσει τις συναλλαγές και να υπονομεύσει την ασφάλεια του blockchain.
Ενέργεια Staking (αποδεικτικό ενέργειας Staking)
Στα συστήματα με αποδεικτικό εργασίας, αυτό που σας παρακινεί να ενεργήσετε με ειλικρίνεια είναι τα χρήματα που έχετε πληρώσει για τους υπολογιστές εξόρυξης και την ηλεκτρική ενέργεια. Δεν θα λάβετε απόδοση για την επένδυσή σας εάν δεν εξορύξετε τα μπλοκ σωστά.
Με το αποδεικτικό ενέργειας Staking (Proof of Stake, ή PoS), δεν υπάρχει εξωτερικό κόστος. Αντί για εξορύκτες, έχουμε επικυρωτές, οι οποίοι προτείνουν (ή "διαμορφώνουν") μπλοκ. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν κοινό υπολογιστή για να δημιουργήσουν νέα μπλοκ, αλλά πρέπει να αφιερώσουν ένα σημαντικό μέρος των κεφαλαίων τους για το προνόμιο. Η ενέργεια Staking γίνεται με μια προκαθορισμένη ποσότητα του εγγενούς κρυπτονομίσματος του blockchain, σύμφωνα με τους κανόνες κάθε πρωτοκόλλου.
Διαφορετικές εφαρμογές έχουν διαφορετικές παραλλαγές, αλλά μόλις ένας επικυρωτής πραγματοποιήσει ενέργεια Staking με τις μονάδες του, μπορεί να επιλεγεί τυχαία από το πρωτόκολλο για να ανακοινώσει το επόμενο μπλοκ. Εάν το κάνει σωστά, θα λάβει μια ανταμοιβή. Εναλλακτικά, ενδέχεται να υπάρχουν πολλοί επικυρωτές που συμφωνούν για το επόμενο μπλοκ και μια ανταμοιβή κατανέμεται αναλογικά με την ενέργεια Staking που έχει υποβάλει ο καθένας.
Τα blockchain με "καθαρό" PoS είναι πιο σπάνια από αυτά με εξουσιοδοτημένο αποδεικτικό ενέργειας Staking (Delegated Proof of Stake, ή DPoS), το οποίο απαιτεί από τους χρήστες να ψηφίζουν για κόμβους (μάρτυρες) για την επικύρωση μπλοκ για ολόκληρο το δίκτυο.
Το Ethereum, το κορυφαίο blockchain έξυπνων συμβάσεων, θα μεταβεί σύντομα στο αποδεικτικό ενέργειας Staking, κατά τη μετεγκατάστασή του στο ETH 2.0.
Πλεονεκτήματα του αποδεικτικού ενέργειας Staking
Φιλικό προς το περιβάλλον – το αποτύπωμα άνθρακα του PoS είναι ένα κλάσμα αυτού της εξόρυξης PoW. Η ενέργεια Staking αφαιρεί την ανάγκη για λειτουργίες hashing με εκτεταμένη χρήση πόρων.
Πιο γρήγορες συναλλαγές – καθώς δεν χρειάζεται να ξοδεύεται επιπλέον υπολογιστική ισχύ σε αυθαίρετα παζλ που ορίζονται από το πρωτόκολλο, ορισμένοι υποστηρικτές του PoS υποστηρίζουν ότι θα μπορούσε να αυξήσει τη διεκπεραιωτική ικανότητα των συναλλαγών.
Ανταμοιβές και επιτόκια ενέργειας Staking – αντί να πηγαίνουν στους εξορύκτες, οι ανταμοιβές για την ασφάλεια του δικτύου καταβάλλονται απευθείας στους κατόχους token. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το PoS επιτρέπει στους χρήστες να λάβουν παθητικό εισόδημα με τη μορφή airdrop ή επιτοκίου, πραγματοποιώντας απλώς ενέργεια Staking με τα χρήματά τους.
Μειονεκτήματα του αποδεικτικού ενέργειας Staking
Σχετικά μη δοκιμασμένο – τα πρωτόκολλα PoS δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί σε μεγάλη κλίμακα. Ενδέχεται να υπάρχουν κάποια αδύναμα σημεία τα οποία δεν έχουν αποκαλυφθεί στην υλοποίησή του ή στην κρυπτοοικονομία.
Πλουτοκρατία – υπάρχουν ανησυχίες ότι το PoS ενθαρρύνει ένα οικοσύστημα όπου οι "πλούσιοι γίνονται πλουσιότεροι", καθώς οι επικυρωτές με μεγάλο μερίδιο τείνουν να κερδίζουν περισσότερες ανταμοιβές.
Πρόβλημα μηδαμινού ρίσκου – στο PoW, οι χρήστες μπορούν να "στοιχηματίσουν" μόνο σε μια αλυσίδα – κάνουν εξορύξεις στην αλυσίδα που πιστεύουν ότι είναι πιο πιθανό να πετύχουν. Κατά τη διάρκεια μιας σκληρής διακλάδωσης, δεν μπορούν να στοιχηματίσουν σε πολλές με την ίδια ισχύ hash. Ωστόσο, οι επικυρωτές στο PoS μπορούν να λειτουργήσουν σε πολλαπλές αλυσίδες με μικρό πρόσθετο κόστος, το οποίο μπορεί να προκαλέσει οικονομικά προβλήματα.
Άλλοι αλγόριθμοι συναίνεσης
Το αποδεικτικό εργασίας και το αποδεικτικό ενέργειας Staking είναι οι πιο συνηθισμένοι αλγόριθμοι συναίνεσης, αλλά υπάρχουν πολλοί άλλοι. Μερικοί είναι υβρίδια που συνδυάζουν στοιχεία και από τα δύο συστήματα, ενώ άλλοι ακολουθούν εντελώς διαφορετικές μεθόδους.
Δεν θα τις αναλύσουμε εδώ, αλλά αν σας ενδιαφέρει, ρίξτε μια ματιά στα παρακάτω άρθρα:
Μπορώ να αναστρέψω τις συναλλαγές blockchain;
Τα blockchain είναι, από άποψη σχεδιασμού, πολύ ισχυρές βάσεις δεδομένων. Οι εγγενείς ιδιότητές τους καθιστούν εξαιρετικά δύσκολη την αφαίρεση ή την τροποποίηση δεδομένων του blockchain μετά την καταγραφή τους. Όσον αφορά το Bitcoin και άλλα μεγάλα δίκτυα, είναι σχεδόν αδύνατο. Έτσι, όταν πραγματοποιείτε μια συναλλαγή σε ένα blockchain, είναι καλύτερο να σκεφτείτε ότι είναι μόνιμη.
Με αυτό το δεδομένο, υπάρχουν πολλές διαφορετικές εφαρμογές των blockchain και η πιο θεμελιώδης διαφορά μεταξύ τους είναι ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνουν συναίνεση εντός του δικτύου. Αυτό σημαίνει ότι, σε ορισμένες εφαρμογές, μια σχετικά μικρή ομάδα συμμετεχόντων μπορεί να συγκεντρώσει αρκετή ισχύ εντός του δικτύου για την αποτελεσματική επαναφορά συναλλαγών. Αυτό είναι ιδιαίτερα ανησυχητικό για τα altcoin, τα οποία λειτουργούν σε μικρά δίκτυα (με χαμηλά ποσοστά hash, λόγω του μικρού ανταγωνισμού εξόρυξης).
Τι είναι η κλιμάκωση του blockchain;
Η κλιμάκωση του blockchain χρησιμοποιείται συνήθως ως ευρύτερος όρος για αναφορά στην ικανότητα ενός συστήματος blockchain να εξυπηρετεί την αυξανόμενη ζήτηση. Ενώ τα blockchain έχουν ελκυστικές ιδιότητες (όπως αποκέντρωση, ανθεκτικότητα στη λογοκρισία, το αμετάβλητο), οι ιδιότητες αυτές έχουν κόστος.
Σε αντίθεση με τα αποκεντρωμένα συστήματα, μια κεντρική βάση δεδομένων μπορεί να λειτουργήσει με σημαντικά καλύτερη ταχύτητα και απόδοση. Είναι λογικό, αφού δεν υπάρχει ανάγκη για χιλιάδες κόμβους διάσπαρτους σε όλο τον κόσμο για να συγχρονίζονται με το δίκτυο κάθε φορά που τροποποιείται το περιεχόμενό του. Αλλά αυτό δεν ισχύει για τα blockchain. Ως αποτέλεσμα, η κλιμάκωση είναι ένα θέμα που συζητείται έντονα μεταξύ των προγραμματιστών blockchain εδώ και χρόνια.
Ένας αριθμός διαφορετικών λύσεων είτε έχει προταθεί είτε έχει εφαρμοστεί για να μετριαστούν ορισμένα από τα μειονεκτήματα της απόδοσης των blockchain. Σε αυτό το σημείο, ωστόσο, δεν υπάρχει μια σαφής καλύτερη προσέγγιση. Είναι πιθανό ότι πολλές διαφορετικές λύσεις πρέπει να δοκιμαστούν μέχρι να υπάρξουν πιο ξεκάθαρες απαντήσεις για το πρόβλημα της κλιμάκωσης.
Σε ένα ευρύτερο επίπεδο, υπάρχει ένα θεμελιώδες ερώτημα σχετικά με την κλιμάκωση: Πρέπει να βελτιώσουμε την απόδοση του ίδιου του blockchain (κλιμάκωση στην αλυσίδα) ή πρέπει να επιτρέψουμε την εκτέλεση συναλλαγών χωρίς να διογκώνεται το κύριο blockchain (κλιμάκωση εκτός αλυσίδας);
Ίσως υπάρχουν σαφή πλεονεκτήματα και στα δύο. Οι λύσεις κλιμάκωσης στην αλυσίδα θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη μείωση του μεγέθους των συναλλαγών ή ακόμα και τη βελτιστοποίηση του τρόπου αποθήκευσης των δεδομένων σε μπλοκ. Από την άλλη πλευρά, οι λύσεις εκτός αλυσίδας περιλαμβάνουν τη συγκέντρωση συναλλαγών εκτός του κύριου blockchain, για να προστεθούν αργότερα. Μερικές από τις πιο αξιοσημείωτες λύσεις εκτός αλυσίδας ονομάζονται παράπλευρες αλυσίδες και κανάλια πληρωμής.
Αν θέλετε να εμβαθύνετε σε αυτό το θέμα, διαβάστε το άρθρο Κλιμάκωση Blockchain - παράπλευρες αλυσίδες και κανάλια πληρωμής.
Γιατί είναι απαραίτητη η κλιμάκωση του blockchain;
Εάν τα συστήματα blockchain πρόκειται να ανταγωνιστούν τα αντίστοιχα κεντρικά, πρέπει να είναι τουλάχιστον εξίσου αποτελεσματικά με αυτά. Ρεαλιστικά, ωστόσο, πιθανότατα θα πρέπει να αποδίδουν ακόμη καλύτερα για να δώσουν κίνητρα στους προγραμματιστές και τους χρήστες να μεταβούν σε πλατφόρμες και εφαρμογές που βασίζονται σε blockchain.
Αυτό σημαίνει ότι σε σύγκριση με κεντρικά συστήματα, η χρήση των blockchain πρέπει να είναι ταχύτερη, φθηνότερη και ευκολότερη τόσο για τους προγραμματιστές όσο και για τους χρήστες. Δεν είναι εύκολο να επιτευχθεί, διατηρώντας τα καθοριστικά χαρακτηριστικά των blockchain που συζητήσαμε νωρίτερα.
Τι είναι η διακλάδωση του blockchain;
Όπως κάθε λογισμικό, τα blockchain χρειάζονται αναβαθμίσεις για να διορθώσουν προβλήματα, να προσθέσουν νέους κανόνες ή να αφαιρέσουν παλιούς. Δεδομένου ότι τα περισσότερα λογισμικά blockchain είναι ανοιχτού κώδικα, θεωρητικά, ο καθένας μπορεί να προτείνει την προσθήκη νέων ενημερώσεων στο λογισμικό που διέπει το δίκτυο.
Λάβετε υπόψη ότι τα blockchain είναι κατανεμημένα δίκτυα. Μόλις αναβαθμιστεί το λογισμικό, χιλιάδες κόμβοι διάσπαρτοι σε όλο τον κόσμο πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνούν και να υλοποιούν τη νέα έκδοση. Τι συμβαίνει όμως εάν οι συμμετέχοντες δεν μπορούν να συμφωνήσουν για την αναβάθμιση που θα εφαρμόσουν; Συνήθως, δεν υπάρχει οργανισμός με καθιερωμένη ροή αποφάσεων για να αποφασίσει. Αυτό μας οδηγεί σε σκληρές και ήπιες διακλαδώσεις.
Ήπιες διακλαδώσεις
Εάν υπάρχει μια γενική συμφωνία για το πώς πρέπει να είναι μια αναβάθμιση, το ζήτημα είναι σχετικά απλό. Σε ένα τέτοιο σενάριο, το λογισμικό ενημερώνεται με μια αλλαγή συμβατή με τις προηγούμενες εκδόσεις, το οποίο σημαίνει ότι οι κόμβοι που ενημερώνονται μπορούν ακόμα να αλληλεπιδρούν με κόμβους που δεν ενημερώνονται. Στην πραγματικότητα, ωστόσο, αναμένεται ότι σχεδόν όλοι οι κόμβοι θα αναβαθμιστούν εν καιρώ. Αυτό ονομάζεται ήπια διακλάδωση.
Σκληρές διακλαδώσεις
Η σκληρή διακλάδωση είναι πιο περίπλοκη. Μόλις εφαρμοστούν, οι νέοι κανόνες δεν θα είναι συμβατοί με τους παλιούς κανόνες. Έτσι, εάν ένας κόμβος ο οποίος εκτελεί τους νέους κανόνες προσπαθήσει να αλληλεπιδράσει με έναν κόμβο που εκτελεί τους παλιούς κανόνες, η επικοινωνία δεν θα είναι δυνατή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να χωρίζεται το blockchain στα δύο – στο ένα εκτελείται το παλιό λογισμικό, στο άλλο εφαρμόζονται οι νέοι κανόνες.
Μετά τη σκληρή διακλάδωση, υπάρχουν ουσιαστικά δύο διαφορετικά δίκτυα που εκτελούν δύο διαφορετικά πρωτόκολλα παράλληλα. Αξίζει να σημειωθεί ότι τη στιγμή της διακλάδωσης, τα υπόλοιπα της εγγενούς μονάδας του blockchain κλωνοποιούνται από το παλιό δίκτυο. Έτσι, αν είχατε υπόλοιπο στην παλιά αλυσίδα τη στιγμή της διακλάδωσης, θα έχετε υπόλοιπο και στη νέα.
Δείτε την ενότητα Σκληρές διακλαδώσεις και ήπιες διακλαδώσεις για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το θέμα.
Κεφάλαιο 3 - Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται το blockchain;
Περιεχόμενα
Η τεχνολογία Blockchain μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα περιπτώσεων χρήσης. Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικές από αυτές.
Blockchain για τις εφοδιαστικές αλυσίδες
Οι αποτελεσματικές εφοδιαστικές αλυσίδες βρίσκονται στον πυρήνα πολλών επιτυχημένων επιχειρήσεων και ασχολούνται με το χειρισμό των αγαθών από τον προμηθευτή στον καταναλωτή. Ο συντονισμός πολλών ενδιαφερομένων σε έναν συγκεκριμένο κλάδο έχει αποδειχθεί παραδοσιακά δύσκολος. Ωστόσο, η τεχνολογία blockchain θα μπορούσε να επιτρέψει νέα επίπεδα διαφάνειας σε πολλούς κλάδους. Ένα διαλειτουργικό οικοσύστημα εφοδιαστικής αλυσίδας που περιστρέφεται γύρω από μια αμετάβλητη βάση δεδομένων είναι ακριβώς αυτό που χρειάζονται πολλές βιομηχανίες για να γίνουν πιο ισχυρές και αξιόπιστες.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Εφοδιαστική αλυσίδα.
Blockchain για τη βιομηχανία του gaming
Η βιομηχανία του gaming έχει γίνει μία από τις μεγαλύτερες βιομηχανίες ψυχαγωγίας στον κόσμο και θα μπορούσε να επωφεληθεί πολύ από την τεχνολογία blockchain. Συνήθως, οι παίκτες τείνουν να βρίσκονται στο έλεος των προγραμματιστών παιχνιδιών. Στα περισσότερα διαδικτυακά παιχνίδια, οι παίκτες αναγκάζονται να βασίζονται στον χώρο του διακομιστή των προγραμματιστών και να ακολουθούν τους συνεχώς μεταβαλλόμενους κανόνες τους. Σε αυτό το πλαίσιο, το blockchain θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκέντρωση της ιδιοκτησίας, της διαχείρισης και της συντήρησης των διαδικτυακών παιχνιδιών.
Αυτό που μπορεί να είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα, ωστόσο, είναι ότι τα αντικείμενα των παιχνιδιών δεν μπορούν να υπάρχουν εκτός των τίτλων, εξαλείφοντας τις πιθανότητες πραγματικής ιδιοκτησίας και δευτερογενών αγορών. Ακολουθώντας μια προσέγγιση που βασίζεται σε blockchain, τα παιχνίδια θα μπορούσαν να γίνουν πιο βιώσιμα, μακροπρόθεσμα, και τα αντικείμενα εντός του παιχνιδιού, τα οποία εκδίδονται ως συλλεκτικά είδη κρύπτο θα μπορούσαν να αποκτήσουν πραγματική αξία.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Gaming.
Blockchain για την υγειονομική περίθαλψη
Η αποθήκευση ιατρικών αρχείων με αξιόπιστο τρόπο είναι ζωτικής σημασίας για κάθε σύστημα υγειονομικής περίθαλψης και η εξάρτηση από κεντρικούς διακομιστές αφήνει ευαίσθητες πληροφορίες σε ευάλωτη θέση. Η διαφάνεια και η ασφάλεια της τεχνολογίας blockchain την καθιστούν ιδανική πλατφόρμα για την αποθήκευση ιατρικών αρχείων.
Με την ασφάλεια των αρχείων τους, μέσω κρυπτογράφησης, σε ένα blockchain, οι ασθενείς θα μπορούσαν να διατηρήσουν το απόρρητό τους, ενώ θα μπορούσαν να κοινοποιούν τις ιατρικές τους πληροφορίες με οποιοδήποτε ίδρυμα υγειονομικής περίθαλψης. Εάν όλοι οι συμμετέχοντες στο σημερινό κατακερματισμένο σύστημα υγειονομικής περίθαλψης μπορούσαν να αξιοποιήσουν μια ασφαλή, παγκόσμια βάση δεδομένων, η ροή πληροφοριών θα κυλούσε πολύ πιο γρήγορα μεταξύ τους.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Υγειονομική περίθαλψη.
Έμβασμα blockchain
Η αποστολή χρημάτων διεθνώς είναι μια ταλαιπωρία με το παραδοσιακό τραπεζικό σύστημα. Κυρίως λόγω ενός μπερδεμένου δικτύου μεσαζόντων, οι προμήθειες και οι χρόνοι διακανονισμού καθιστούν τη χρήση παραδοσιακών τραπεζών ακριβή και αναξιόπιστη για επείγουσες συναλλαγές.
Τα κρυπτονομίσματα και τα blockchain εξαλείφουν αυτό το οικοσύστημα μεσαζόντων και μπορούν να επιτρέψουν φθηνές και γρήγορες μεταφορές σε όλο τον κόσμο. Ενώ τα blockchain αναμφίβολα θυσιάζουν την απόδοση για ορισμένες από τις επιθυμητές ιδιότητές τους, μια σειρά από έργα αξιοποιούν την τεχνολογία και έτσι επιτρέπουν φθηνές, σχεδόν στιγμιαίες συναλλαγές.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Έμβασμα.
Θέλετε να ξεκινήσετε με τα κρυπτονομίσματα; Αγοράστε Bitcoin στην Binance!
Blockchain και ψηφιακή ταυτότητα
Η ασφαλής διαχείριση της ταυτότητας στο διαδίκτυο χρειάζεται άμεση λύση. Ένα σημαντικό μέρος των προσωπικών μας δεδομένων αποθηκεύεται σε κεντρικούς διακομιστές και αναλύεται από αλγόριθμους μηχανικής μάθησης χωρίς τη γνώση ή τη συγκατάθεσή μας.
Η τεχνολογία Blockchain επιτρέπει στους χρήστες να έχουν την ιδιοκτησία των δεδομένων τους και να αποκαλύπτουν επιλεκτικά πληροφορίες σε τρίτους, μόνο όταν είναι απαραίτητο. Αυτή η μαγεία της κρυπτογράφησης θα μπορούσε να επιτρέψει μια πιο ομαλή εμπειρία στο διαδίκτυο, χωρίς να θυσιάζει το απόρρητο.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Ψηφιακή ταυτότητα.
Blockchain και το διαδίκτυο των πραγμάτων (Internet of Things, ή IoT)
Ένας εξαιρετικά μεγάλος αριθμός φυσικών συσκευών συνδέεται στο διαδίκτυο και αυτός ο αριθμός προβλέπεται μόνο να αυξηθεί. Μερικοί εικάζουν ότι η επικοινωνία και η συνεργασία μεταξύ αυτών των συσκευών θα μπορούσε να ενισχυθεί σημαντικά από την τεχνολογία blockchain. Οι αυτοματοποιημένες μικροπληρωμές μηχανής σε μηχανή (machine-to-machine, ή M2M) θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια νέα οικονομία, η οποία θα βασίζεται σε μια ασφαλή λύση βάσης δεδομένων με υψηλή διεκπεραιωτική ικανότητα.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT).
Blockchain για διακυβέρνηση
Τα κατανεμημένα δίκτυα μπορούν να ορίσουν και να επιβάλουν τις δικές τους μορφές κανονισμού, με τη μορφή κώδικα υπολογιστή. Δεν προκαλεί έκπληξη λοιπόν ότι το blockchain μπορεί να έχει την ευκαιρία να διαμεσολαβήσει σε διάφορες διαδικασίες διακυβέρνησης σε τοπικό, εθνικό ή ακόμη και διεθνές επίπεδο.
Επιπλέον, θα μπορούσε να λύσει ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν αυτήν τη στιγμή τα περιβάλλοντα ανάπτυξης ανοιχτού κώδικα – έλλειψη αξιόπιστου μηχανισμού για τη διανομή της χρηματοδότησης. Η διακυβέρνηση του Blockchain διασφαλίζει ότι όλοι οι συμμετέχοντες μπορούν να συμμετέχουν στη λήψη αποφάσεων και παρέχει μια διαφανή επισκόπηση των πολιτικών που εφαρμόζονται.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Διακυβέρνηση.
Blockchain για τη φιλανθρωπία
Οι φιλανθρωπικές οργανώσεις συχνά συναντούν εμπόδια, λόγω των περιορισμών στον τρόπο με τον οποίο μπορούν να δεχτούν κεφάλαια. Ακόμη χειρότερα, ο τελικός προορισμός των δωρεών μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστεί με ακρίβεια, γεγονός που αναμφίβολα αποθαρρύνει πολλούς από το να στηρίξουν αυτούς τους οργανισμούς.
Η "κρυπτο-φιλανθρωπία" ασχολείται με τη χρήση της τεχνολογίας blockchain για την παράκαμψη αυτών των περιορισμών. Βασιζόμενος στις εγγενείς ιδιότητες της τεχνολογίας για να διασφαλίσει μεγαλύτερη διαφάνεια, παγκόσμια συμμετοχή και μειωμένα έξοδα, ο ανερχόμενος τομέας επιδιώκει να μεγιστοποιήσει τον αντίκτυπο των φιλανθρωπικών οργανώσεων. Ένας τέτοιος οργανισμός είναι ο Blockchain Charity Foundation.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Φιλανθρωπία.
Blockchain για κερδοσκοπία
Αναμφίβολα, μία από τις πιο δημοφιλείς χρήσεις της τεχνολογίας blockchain είναι η κερδοσκοπία. Οι ομαλές μεταφορές μεταξύ ανταλλακτηρίων, οι λύσεις συναλλαγών χωρίς θεματοφύλαξη και το αναπτυσσόμενο οικοσύστημα προϊόντων παραγώγων, το καθιστούν ιδανικό πεδίο δράσης για όλους τους τύπους κερδοσκόπων.
Λόγω των εγγενών ιδιοτήτων του, το blockchain είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για όσους επιθυμούν να αναλάβουν τον κίνδυνο συμμετοχής σε μια τέτοια κατηγορία στοιχείων ενεργητικού. Μερικοί πιστεύουν ακόμη, ότι μόλις ωριμάσει η τεχνολογία και οι σχετικοί κανονισμοί, οι παγκόσμιες κερδοσκοπικές αγορές μπορεί να πάρουν τη μορφή token στο blockchain.
Εάν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στην ενότητα Περιπτώσεις χρήσης Blockchain: Αγορές πρόβλεψης.
Πληθοχρηματοδότηση με blockchain
Οι διαδικτυακές πλατφόρμες πληθοχρηματοδότησης θέτουν τις βάσεις για την οικονομία peer-to-peer εδώ και περίπου μια δεκαετία. Η επιτυχία αυτών των ιστοτόπων αποδεικνύει ότι υπάρχει πραγματικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη προϊόντων με πληθοχρηματοδότηση. Ωστόσο, καθώς αυτές οι πλατφόρμες λειτουργούν ως θεματοφύλακες των κεφαλαίων, ενδέχεται να λάβουν σημαντικό μέρος αυτών ως προμήθεια. Επιπλέον, η κάθε μία θα έχει το δικό της σύνολο κανόνων για τη διευκόλυνση της συμφωνίας μεταξύ των διαφορετικών συμμετεχόντων.
Η τεχνολογία Blockchain, και πιο συγκεκριμένα οι έξυπνες συμβάσεις, θα μπορούσαν να επιτρέψουν πιο ασφαλή, αυτοματοποιημένη πληθοχρηματοδότηση, στην οποία οι όροι των συμφωνιών ορίζονται σε κώδικα υπολογιστή.
Μια άλλη εφαρμογή της πληθοχρηματοδότησης με χρήση blockchain είναι οι Αρχικές Προσφορές Νομισμάτων (Initial Coin Offering, ή ICO) και οι Αρχικές Προσφορές Ανταλλακτηρίου (Initial Exchange Offering, ή IEO). Σε πωλήσεις token όπως αυτές, οι επενδυτές συγκεντρώνουν κεφάλαια με την ελπίδα ότι το δίκτυο θα είναι επιτυχές στο μέλλον και ότι θα λάβουν απόδοση της επένδυσής τους.
Blockchain και κατανεμημένα συστήματα αρχείων
Η διανομή αποθήκευσης αρχείων στο διαδίκτυο έχει πολλά πλεονεκτήματα, σε σύγκριση με τις συμβατικές κεντρικές εναλλακτικές λύσεις. Μεγάλο μέρος των δεδομένων που αποθηκεύονται στο cloud βασίζεται σε κεντρικούς διακομιστές και παρόχους υπηρεσιών, οι οποίοι τείνουν να είναι πιο ευάλωτοι σε επιθέσεις και απώλεια δεδομένων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι χρήστες ενδέχεται επίσης να αντιμετωπίσουν προβλήματα προσβασιμότητας, λόγω λογοκρισίας από κεντρικούς διακομιστές.
Από την πλευρά του χρήστη, οι λύσεις αποθήκευσης αρχείων blockchain λειτουργούν όπως και άλλες λύσεις αποθήκευσης στο cloud – μπορείτε να ανεβάσετε, να αποθηκεύσετε και να έχετε πρόσβαση σε αρχεία. Αυτό που συμβαίνει στο παρασκήνιο, ωστόσο, είναι αρκετά διαφορετικό.
Όταν ανεβάζετε ένα αρχείο σε έναν αποθηκευτικό χώρο του blockchain, αυτό διανέμεται και αναπαράγεται σε πολλούς κόμβους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, κάθε κόμβος θα αποθηκεύσει ένα διαφορετικό τμήμα του αρχείου σας. Οι κόμβοι δεν μπορούν να κάνουν πολλά πράγματα με τα επιμέρους δεδομένα, αλλά μπορείτε αργότερα να τους ζητήσετε να παρέχουν κάθε τμήμα, ώστε να μπορείτε να τα συνδυάσετε για να λάβετε πίσω ολόκληρο το αρχείο.
Ο αποθηκευτικός χώρος προέρχεται από τους συμμετέχοντες που παρέχουν τον αποθηκευτικό χώρο και το εύρος ζώνης τους στο δίκτυο. Συνήθως, αυτοί οι συμμετέχοντες έχουν οικονομικά κίνητρα για να παρέχουν αυτούς τους πόρους και τιμωρούνται οικονομικά εάν δεν ακολουθήσουν τους κανόνες ή αποτύχουν να αποθηκεύσουν και να εξυπηρετήσουν αρχεία.
Φανταστείτε ότι αυτός ο τύπος δικτύου είναι παρόμοιος με αυτόν του Bitcoin. Σε αυτήν την περίπτωση, ωστόσο, ο κύριος στόχος του δικτύου δεν είναι να υποστηρίζει μεταφορές νομισματικής αξίας, αλλά να ενεργοποιήσει την αποκεντρωμένη αποθήκευση αρχείων, η οποία είναι ανθεκτική στη λογοκρισία.
Άλλα πρωτόκολλα ανοιχτού κώδικα, όπως το Διαπλανητικό σύστημα αρχείων (InterPlanetary File System, ή IPFS) ανοίγουν ήδη τον δρόμο για αυτόν τον νέο, πιο μόνιμο και κατανεμημένο Ιστό. Ενώ το IPFS είναι ένα πρωτόκολλο και ένα δίκτυο peer-to-peer, δεν είναι ακριβώς ένα blockchain. Ωστόσο, εφαρμόζει ορισμένες αρχές της τεχνολογίας blockchain για την ενίσχυση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας.