Võtmepunktid
Plokiahel on digitaalne arvestusraamat, kuhu registreeritakse hajutatud võrgus asuvates arvutites turvaliselt tehinguandmeid.
Plokiahel tagab andmete terviklikkuse oma muutumatu olemuse kaudu krüptograafia ja konsensusmehhanismide abil, mis tähendab, et pärast teabe salvestamist ei saa seda tagasiulatuvalt muuta.
Plokiahel moodustab krüptorahavõrkude, näiteks Bitcoini ja Ethereumi selgroo ning aitab lisaks rahandusele mitmesugustes muudeski sektorites edendada läbipaistvust, turvalisust ja usaldust.
Sissejuhatus
Plokiaheltehnoloogia on muutnud mitmesuguseid valdkondi, eriti finantssektorit, võimaldades andmeid ja tehinguid hallata detsentraliseeritult, läbipaistvalt ja turvaliselt. Kui alguses töötati see välja krüptoraha (nt Bitcoini) tarbeks, siis nüüdseks on see kasutust leidnud tarneahelate juhtimisel, tervishoius, hääletussüsteemides ja mujal.
Mis on plokiahel?
Plokiahel on erilist liiki andmebaas. See on detsentraliseeritud digitaalne arvestusraamat, mida haldab hajutatud arvutivõrk. Plokiahela andmed on jaotatud plokkideks, mis on järjestatud kronoloogiliselt ja kaitstud krüptograafia abil.
Selline struktuur tagab andmete läbipaistvuse, turvalisuse ja muudetamatuse. Pärast ploki kinnitamist ja ahelasse lisamist on praktiliselt võimatu plokis talletatavaid andmeid muuta. Tänu detsentraliseeritud ülesehitusele pole keskasutust vaja. Kasutajad saavad plokiahelatehinguid teha ilma vahendajateta.
Plokiahelaid on eri liiki ja neil on erinevad detsentraliseeritustasemed. Ent plokiahel on üldjuhul ikkagi detsentraliseeritud digitaalne arvestusraamat, kuhu registreeritakse krüptorahatehingud.
Plokiahela lühiajalugu
Varaseim plokiahela mudel loodi 1990. aastate alguses, kui arvutiteadlane Stuart Haber ja füüsik W. Scott Stornetta kasutasid plokkide ahelas krüptograafilisi tehnikaid, et kaitsta digitaalseid dokumente andmete omavolilise muutmise eest.
Haber ja Stornetta inspireerisid paljude teiste arvutiteadlaste ja krüptograafiahuviliste tööd, mis viis lõpuks esimese plokiaheltehnoloogial töötava krüptoraha ehk bitcoin’i loomiseni. Sellest ajast alates on plokiahelat üha rohkem kasutusele võetud ning krüptoraha on tänapäeval ülemaailmne nähtus.
Kuigi plokiaheltehnoloogiat kasutatakse sageli krüptorahatehingute registreerimiseks, sobib see ka paljude muud tüüpi digitaalsete andmete registreerimiseks ja sellel on palju kasutusvõimalusi.
Plokiahela põhiomadused ja -eelised
Detsentraliseeritus: teavet talletatakse arvutite (sõlmede) võrgus, mitte ühes keskserveris. Suured detsentraliseeritud võrgud, nagu Bitcoin, on rünnetele väga vastupidavad.
Läbipaistvus: enamik plokiahelaid on avalikud, mis tähendab seda, et kõigil osalejatel on juurdepääs samale andmebaasile. Tehinguid saavad vaadata kõik osalejad.
Muudetamatus: plokiahelasse lisatud andmeid ei saa muuta ilma võrgu konsensuseta.
Andmeturve: krüptograafia ja konsensusmehhanismid tagavad töökindla kaitse andmete omavolilise muutmise eest.
Tõhusus: plokiahel võimaldab teha kiiremaid ja odavamaid tehinguid, eemaldades vajaduse vahendajate järele. Tehingud töödeldakse peaaegu reaalajas.
Mis on detsentraliseerimine plokiahelas?
Detsentraliseerimine tähendab plokiahelas seda, et võrgu juhtimis- ja otsustusõigus on jaotatud kasutajate vahel ning see pole üheainsa juriidilise isiku, näiteks mõne panga, valitsuse või ettevõtte kontrolli all.
Detsentraliseeritud plokiahela võrgus pole keskset juhtimist ega vahendajat, kes kontrolliks andmevoogu või tehinguid. Selle asemel kontrollib ja registreerib tehinguid hajutatud arvutite võrk, mis võrgu terviklikkuse säilitamiseks peab koostööd tegema.
Kuidas plokiahel toimib?
Oma põhiolemuselt on plokiahel digitaalne arvestusraamat, mis registreerib kahe osapoole vahelised tehingud turvaliselt ega võimalda neid omavoliliselt muuta. Tehinguandmed registreeritakse ülemaailmselt hajutatud võrku kuuluvates arvutites (sõlmedes).
Kui Alice saadab Bobile bitcoin’e, siis edastatakse tehing võrgule. Iga sõlm peab tehingu autentima, kinnitades digitaalsed allkirjad ja muud tehinguandmed. Kui tehing on kinnitatud, lisatakse see koos teiste tehingutega plokki. Plokke võib kõrvutada digitaalse arveraamatu lehtedega.
Plokid aheldatakse krüptograafiliste meetodite abil kokku, nii et need moodustavad plokiahela. Tehingud kinnitatakse ja need lisatakse plokiahelasse konsensusmehhanismi ehk reeglite kaudu, mis reguleerivad seda, kuidas jõuavad võrgu sõlmed plokiahela oleku ja tehingute kehtivuse asjus kokkuleppele.
Plokiahela lühitutvustus
1. Tehingu registreerimine
Algatatud tehing (nt krüptoraha ülekandmine) edastatakse võrgu sõlmedele. Iga sõlm valideerib tehingu eelmääratud reeglite alusel.
2. Ploki moodustamine
Valideeritud tehingud koondatakse plokki. Iga plokk koosneb järgmistest osadest:
andmed (nt tehingu üksikasjad);
ajatempel;
krüptograafiline räsi: kordumatu identifikaator, mis luuakse ploki andmeid räsialgoritmist läbi lastes;
eelmise ploki räsi: see ühendab plokid omavahel kokku, moodustades ahela.
3. Konsensusmehhanism
Ploki ahelasse lisamiseks peavad võrgus osalejad kokku leppima ploki kehtivuses. Seda tehakse sellise konsensusalgoritmi abil nagu näiteks töötõendus (PoW) või panuse tõendus (PoS). Peagi käsitleme neid põhjalikumalt, aga praegu esitame lühikokkuvõtte.
Töötõendus (PoW): Bitcoin kasutab töötõendust, mis nõuab plokkide valideerijatelt keerukate ülesannete lahendamiseks andmetöötlusvõimsust.
Panuse tõendus (PoS): seda kasutatakse uuemates plokiahelates, näiteks Ethereumis, kus ploki valideerijad valitakse selle põhjal, milline on nende panus võrku.
4. Ahelate ühendamine
Valideeritud plokk lisatakse plokiahelasse. Iga järgmine plokk viitab eelmisele, tagades sel kombel omavolilist muutmist tõkestava ülesehituse. Teisisõnu peab uue ploki valideerimiseks kasutama eelmise ploki identifikaatorit.
5. Läbipaistvus
Teine plokiahela omadus on läbipaistvus. Igaüks saab üldiselt kontrollida plokiahela andmeid (sealhulgas kõiki tehinguandmeid ja plokiandmeid) avalikel veebisaitidel, mida nimetatakse ka plokiahelauurijateks.
Näiteks saad vaadata kõiki tehinguid, mis aegade jooksul on Bitcoini võrgus registreeritud, sealhulgas saatja ja vastuvõtja rahakoti aadressi, ülekande summat ja muud. Samuti saad jälgida Bitcoini plokke kuni esimese plokini, mida nimetatakse esmaplokiks.
Plokiahela krüptograafia
Krüptograafia on plokiahela jaoks võtmetähtsusega, selle eesmärk on tagada tehingute turvaline, läbipaistev ja omavolilist muutmist tõkestav registreerimine. Näiteks on räsimine oluline plokiahelates kasutatav krüptograafiline meetod. See on krüptograafiline protsess, mis teisendab mis tahes suurusega sisendi kindla suurusega märgijadaks.
Plokiahelates kasutatavad räsifunktsioonid on üldiselt kollisioonikindlad, mis tähendab seda, et tõenäosus leida kaks sama väljundit andvat andmeüksust on üliväike. Teine plokiahela omadus nimega laviiniefekt on nähtus, mille korral iga väike sisendandmetes tehtav muudatus tooks kaasa drastiliselt teistsuguse väljundi.
Võtame näiteks funktsiooni SHA256, mida kasutatakse Bitcoini võrgus. Nagu näed, muudab suurtähtede kasutamine väljundi täielikult teistsuguseks. Räsifunktsioonid on ka ühesuunalised funktsioonid, kuna arvutuslikult on võimatu jõuda sisendandmeteni räsiväljundi pöördprojekteerimise teel.
Iga plokiahela plokk sisaldab turvaliselt eelmise ploki räsi, luues töökindla plokkide ahela. Igaüks, kes soovib muuta üht plokki, peab muutma kõiki järgmisi plokke – see ülesanne pole mitte ainult tehniliselt keeruline, vaid ka ülemäära kulukas.
Teine plokiahelas laialdaselt kasutatav krüptograafiameetod on avaliku võtmega krüptograafia. Seda nimetatakse ka asümmeetriliseks krüptograafiaks, see aitab luua turvalisi ja kontrollitavaid kasutajatevahelisi tehinguid.
See toimib järgmiselt. Igal osalejal on kordumatu paar võtmeid: privaatne võti, mida ta hoiab salajas, ja avalik võti, mida avalikult jagatakse. Kui kasutaja algatab tehingu, allkirjastab ta selle oma privaatse võtmega, luues digitaalallkirja.
Teised võrgu kasutajad saavad seejärel kinnitada tehingu autentsuse, rakendades digitaalsele allkirjale saatja avaliku võtme. Selline lähenemine tagab turvalised tehingud, sest tehingu saab algatada ainult privaatvõtme seaduslik omanik, kuid avaliku võtme abil saab allkirju kinnitada igaüks.
Mis on konsensuse mehhanism?
Konsensusalgoritm on mehhanism, mis võimaldab kasutajatel või arvutitel teha hajutatud võrgus koostööd. See peab tagama, et kõik süsteemi osalised saaksid kokku leppida ühises tões, isegi kui mõne osalise tegevus nurjub.
Konsensusmehhanismid tagavad selle, et kõigil võrgu sõlmedel on sama arvestusraamatu eksemplar, mis sisaldab kõigi tehingute kirjeid.
Kui kümnetel tuhandetel sõlmedel on oma plokiahelaandmete eksemplar, võivad kiiresti tekkida probleemid, sealhulgas andmete süsteemsuse ja pahatahtlike sõlmede probleemid. Plokiahela tervikluse tagamiseks on olemas mitmesugused konsensusmehhanismid, mis reguleerivad võrgusõlmede kokkuleppele jõudmist. Vaatame lähemalt peamisi konsensusmehhanisme.
Konsensusmehhanismide tüübid
Mis on töötõendus?
Töötõendus (PoW) on konsensusmehhanism, mida kasutatakse paljudes plokiahelavõrkudes tehingute kinnitamiseks ja plokiahela tervikluse säilitamiseks. See on Bitcoinis kasutatav algne konsensusmehhanism.
Töötõenduse korral võistlevad kaevandajad keeruka matemaatilise ülesande lahendamise nimel, et lisada plokiahelasse järgmine plokk. Selles kaevandamisena tuntud protsessis premeeritakse esimesena ülesande lahendanud kaevandajat krüptorahaga.
Kaevandajad peavad matemaatiliste ülesannete lahendamiseks, uute müntide kaevandamiseks ja võrgu turvamiseks kasutama võimsaid arvuteid. Seetõttu nõuab kaevandusprotsess märkimisväärseid ressursse (andmetöötlusvõimsust ja energiat).
Mis on panuse tõendus?
Panuse tõendus (PoS) on konsensusmehhanism, mis on välja töötatud töötõenduse (PoW) mõne puuduse kõrvaldamiseks. Panuse tõenduse süsteemis ei konkureeri kaevandajad tehingute kinnitamiseks ja plokiahelasse uute plokkide lisamiseks keeruliste matemaatiliste ülesannete lahendamise nimel, vaid selle asemel valitakse valideerijad krüptoraha hulga põhjal, mille nad võrku panustavad.
Panus näitab krüptoraha summat, mis on valideerijatel tagatiseks. Üldjuhul valitakse panuse tõenduse korral valideerijad uute plokkide loomiseks ja tehingute kontrollimiseks juhuslikult panuse suuruse alusel. Neid premeeritakse uute plokkide loomise eest tehingutasudega, mis on ühtlasi võrgu parimates huvides tegutsemise stiimul. Kui nad tegutsevad pahatahtlikult, riskivad nad oma panustatud krüptoraha kaotamisega.
Muud populaarsed konsensusmehhanismid
Töötõendus ja panuse tõendus on kõige levinumad konsensusalgoritmid, kuid on ka palju teisi. Mõni neist on hübriid, mis ühendab mõlema süsteemi elemente, samas kui teistel on hoopis teistsugused meetodid.
Näiteks sarnaneb delegeeritud panuse tõendus (DPoS) panuse tõendusega, kuid selle asemel, et kõik valideerijad saaksid luua uusi plokke, valivad tokenite omanikud väiksema hulga volitatud esindajaid, kes loovad plokke nende nimel.
Teisalt tuvastatakse volituste tõenduse (PoA) korral valideerijad pigem nende maine või identiteedi kui neile kuuluva krüptoraha summa järgi. Valideerijad valitakse nende usaldusväärsuse alusel ja nad saab pahatahtliku tegevuse korral võrgust eemaldada.
Millised on erinevad plokiahela võrkude tüübid?
Avalik plokiahel
Avalik plokiahel on detsentraliseeritud võrk, mis on avatud kõigile, kes soovivad osaleda. Need võrgud on tavaliselt avatud lähtekoodiga, läbipaistvad ja loatud, mis tähendab seda, et igaüks pääseb neile juurde ja saab neid kasutada. Näiteks on avalikud plokiahelad Bitcoin ja Ethereum.
Privaatne plokiahel
Privaatne plokiahel, nagu nimigi ütleb, on plokiahela võrk, mis pole avalikkusele avatud. Privaatseid plokiahelaid haldab tavaliselt mõni üksus, näiteks ettevõte, ning neid kasutatakse sisemistel eesmärkidel ja vajadustel.
Privaatsed plokiahelad on piiratud õigustega keskkonnad, milles on kehtestatud reeglid, mis määravad, kes saab plokiahela teavet näha ja sellesse teavet lisada. Need ei ole detsentraliseeritud süsteemid, sest juhtimise jaoks on olemas selge hierarhia. Need on siiski hajutatud võrgud, kus paljud sõlmed säilitavad oma masinates ahela koopia.
Konsortsiumi plokiahelad
Konsortsiumi plokiahel on avaliku ja privaatse plokiahela hübriid. Konsortsiumi plokiahel ühendab mitut organisatsiooni, mis jagavad plokiahela võrku ning haldavad ja juhivad seda ühiselt. Need võrgud võivad olenevalt konsortsiumi liikmete vajadustest olla avatud või suletud.
Kui avatud süsteemis saab plokke kinnitada igaüks ja suletud süsteemis määrab plokkide tootjad ainult üks üksus, siis konsortsiumiahelas on käputäis võrdsete õigustega osapooli, kes tegutsevad valideerijatena.
Süsteemi reeglid on paindlikud: ahel võib olla nähtav vaid valideerijatele, volitatud isikutele või kõigile. Eeldusel, et valideerijad jõuavad üksmeelele, saab muudatusi hõlpsasti kasutusele võtta. Mis puutub plokiahela toimimisse, siis kui teatud kogus osapooltest käitub ausalt, ei teki süsteemis probleeme.
Milleks plokiahelat kasutatakse?
Kuigi plokiahela tehnoloogia on alles lapsekingades, on sellel juba kasutusvõimalusi paljudes erinevates tööstusharudes. Mõned plokiahela tehnoloogia kõige levinumad praegused rakendused on järgmised:
1. Krüptovaluutad
Plokiahela tehnoloogia töötati välja krüptovaluutade loomise toetamiseks, et kasutada plokiahelat turvalises ja detsentraliseeritud tehinguraamatus tehingute salvestamiseks.
Kui tavalistel piiriülestel tehingutel on vahendajad ja suured teenustasud, siis plokiahel võimaldab kiiremaid, odavamaid ja läbipaistvamaid rahvusvahelisi ülekandeid. Lisaks sellele, et bitcoin on väärtuse säilitaja, kasutavad paljud seda ja muid krüptorahasid ka rahvusvaheliste ülekannete tegemiseks.
2. Nutilepingud
Nutilepingud on isekäivituvad lepingud, mida saab programmeerida automaatselt käivituma, kui teatud tingimused on täidetud. Plokiahela tehnoloogia võimaldab luua ja käivitada nutilepinguid turvalisel ja detsentraliseeritud viisil.
Nutilepingute üks populaarsemaid kasutusvõimalusi on detsentraliseeritud rakendused (DAppid) ja organisatsioonid (DAO-d), mis on detsentraliseeritud rahanduse (DeFi) platvormide oluline osa. Detsentraliseeritud rahanduse platvormid kasutavad plokiahelat näiteks selliste finantsteenuste pakkumiseks nagu laenuandmine, laenuvõtmine ja kauplemine ilma traditsiooniliste asutusteta. See demokratiseerib juurdepääsu finantsinstrumentidele.
3. Tokeniseerimine
Reaalmaailma varad (RWA), nagu kinnisvara, aktsiad või kunst, saab tokeniseerida (muuta plokiahela digitaalseteks tokeniteks). See võib suurendada likviidsust ja parandada juurdepääsu investeerimisvõimalustele.
4. Digitaalne identiteet
Plokiahelat saab kasutada turvalise ja võltsimiskindla digitaalse identiteedi loomiseks, mida omakorda saab kasutada isikuandmete ja muude tundlike andmete kontrollimiseks. See võib muutuda üha olulisemaks, mida rohkem meie isiklikku teavet ja vara liigub võrku.
5. Hääletamine
Pakkudes detsentraliseeritud, võltsimiskindlat tehinguraamatut kõigi antud häälte kohta, saab plokiahela tehnoloogiat kasutada turvalise ja läbipaistva hääletussüsteemi loomiseks, mis välistab valijapettuste võimaluse ja tagab hääletusprotsessi terviklikkuse.
6. Tarneahela juhtimine
Plokiaheltehnoloogiat saab kasutada kõigi tarneahela tehingute arvestusraamatu loomiseks. Iga tehingu (või tehingurühma) saab registreerida plokiahela plokina, nii luuakse muudetamatu ja läbipaistev dokument, mis hõlmab kogu tarneahela protsessi.
Lõppmärkused
Plokiaheltehnoloogia võimaldab turvaliselt ja läbipaistvalt registreerida tehinguid ja talletada andmeid. See on tehnoloogia, mis kujundab ümber paljusid valdkondi, tuues digitaalsesse maailma uuel tasemel usaldusväärsuse ja turvalisuse.
Ükskõik, kas see võimaldab võrdõigusvõrgu tehinguid, loob uusi digitaalsete varade vorme või hõlbustab detsentraliseeritud rakenduste kasutamist, plokiahel avab ukse tehnoloogia võimaluste maailma. Kuna tehnoloogia areneb ja seda võetakse üha laiemalt kasutusele, võime lähiaastatel oodata uuenduslikke ja ümberkujundavaid kasutusjuhtumeid.
Lisalugemist
Lahtiütlus. See sisu esitatakse olemasoleval kujul ainult üldiseks teabeks ning harivatel eesmärkidel, ilma igasuguse esinduse või garantiita. Seda ei tohiks tõlgendada finants-, õigus- või muu professionaalse nõustamisena ega konkreetse toote või teenuse ostmise soovitusena. Peaksid küsima nõu asjaomastelt professionaalsetelt nõustajatelt. Kui artikli on koostanud kolmandast osapoolest kaastööline, pea meeles, et väljendatud seisukohad kuuluvad kolmandast osapoolest kaastöölisele ega pruugi kajastada Binance’i Akadeemia seisukohti. Lisateabe saamiseks loe meie täielikku lahtiütlust, mille leiad siit. Digivarade hinnad võivad kõikuda. Sinu investeeringu väärtus võib langeda või tõusta ning sa ei pruugi investeeritud summat tagasi saada. Oma investeerimisotsuste eest vastutad ainult sina ja Binance’i Akadeemia ei vastuta võimalike kahjude eest. Seda materjali ei tohiks tõlgendada finants-, õigus- või muu professionaalse nõuandena. Lisateabe saamiseks loe meie kasutustingimusi ja riskihoiatust.