Mis on plokiahel ja kuidas see töötab?
Avaleht
Artiklid
Mis on plokiahel ja kuidas see töötab?

Mis on plokiahel ja kuidas see töötab?

Algaja
Avaldatud May 15, 2023Värskendatud Dec 11, 2023
11m

TL;DR

  • Plokiahel on detsentraliseeritud digitaalne tehinguraamat, mis salvestab turvaliselt tehinguandmeid paljudes võrgus olevates spetsiaalsetes arvutites.

  • 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 krüptovaluutade, nagu Bitcoin ja Ethereum, selgroo ning aitab edendada läbipaistvust, turvalisust ja usaldust erinevates sektorites väljaspool tavapärast rahandust. 

Mis on plokiahel?

Plokiahel on spetsiaalne andmebaas, mida nimetatakse ka detsentraliseeritud digitaalseks tehinguraamatuks ja mida haldavad arvukad arvutid üle maailma. Plokiahela andmed on jaotatud plokkideks, mis on kronoloogiliselt järjestatud ja kaitstud krüptograafia abil.

Varaseim plokiahela mudel loodi 1990. aastate alguses, kui arvutiteadlane Stuart Haber ja füüsik W. Scott Stornetta kasutasid krüptograafilisi tehnikaid plokkide ahelas, et kaitsta digitaalseid dokumente andmete muutmise eest.

Haberi ja Stornetta tööd inspireerisid paljusid teisi arvutiteadlasi ja krüptograafiahuvilisi, mis viis lõpuks esimese plokiahela tehnoloogial töötava krüptovaluuta ehk bitcoini loomiseni. Sellest ajast alates on plokiahela tehnoloogia kasutuselevõtt järk-järgult laienenud ja krüptovaluutasid kasutab kogu maailmas üha rohkem inimesi.

Kuigi plokiahela tehnoloogiat kasutatakse sageli krüptovaluuta tehingute salvestamiseks, sobib see ka paljude muud tüüpi digitaalsete andmete salvestamiseks ja sellel on palju kasutusvõimalusi.

Mis on detsentraliseerimine plokiahelas?

Detsentraliseerimine plokiahelas tähendab seda, et võrgu juhtimis- ja otsustusõigus on jaotatud kasutajate vahel ja seda ei kontrolli üksainus üksus, näiteks valitsus või ettevõte. See võib olla abiks olukordades, kus inimestel on vaja võõrastega tegevusi kooskõlastada või kui nad soovivad tagada oma andmete turvalisuse ja terviklikkuse.

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.

Kui räägitakse plokiahela tehnoloogiast, ei mõelda sellega ainult andmebaase. Plokiahela tehnoloogia toetab selliseid rakendusi nagu krüptovaluutad ja mittevahetatavad tokenid (NFT‑d), võimaldades inimestel teha koostööd ja tehinguid ilma keskse juhtimiseta.

Kuidas plokiahel toimib?

Oma põhiolemuselt on plokiahel digitaalne tehinguraamat, mis salvestab kahe osapoole vahelisi tehinguid turvaliselt ja võltsimiskindlalt. Need tehinguandmed salvestatakse ülemaailmselt hajutatud võrgus, mille moodustavad spetsiaalsed arvutid ehk sõlmed.

Kui kasutaja algatab tehingu, näiteks saadab teisele kasutajale teatud koguse krüptovaluutat, edastatakse see tehing võrku. Iga sõlm peab tehingu kinnitama, kontrollides digitaalallkirju ja muid tehinguandmeid.

Kui tehing on kinnitatud, lisatakse see plokki koos teiste juba kinnitatud tehingutega. Plokid aheldatakse krüptograafiliste meetodite abil kokku, moodustades plokiahela. Tehingute kontrollimise ja nende plokiahelasse lisamise protsess toimub konsensusmehhanismi kaudu, reeglite kogumi kaudu, mis reguleerivad seda, kuidas võrgu sõlmed plokiahela oleku ja tehingute kehtivuse osas kokkuleppele jõuavad.

Krüptograafia on plokiahela jaoks võtmetähtsusega, et säilitada tehingu turvaline, läbipaistev ja rikkumiskindel kirje. Näiteks on räsimine oluline krüptograafiline meetod, mida kasutatakse plokiahelates. See on krüptograafiline protsess, mis teisendab mis tahes suurusega sisendi fikseeritud suurusega märgijadaks.

Plokiahelates kasutatavad räsifunktsioonid on üldiselt kollisioonikindlad, mis tähendab, et tõenäosus leida kaks sama väljundit andvat andmeüksust on astronoomiliselt väike. Teine plokiahela omadus nimega laviiniefekt on nähtus, kus iga väike muutus sisendandmetes tooks kaasa drastiliselt erineva väljundi. 

Illustreerime eeltoodut funktsiooniga SHA256, mida kasutatakse laialdaselt bitcoini puhul. Nagu näed, muudab suurtähtede kasutamine väljundi täielikult teistsuguseks. Räsifunktsioonid on samuti ühesuunalised funktsioonid, kuna arvutuslikult on võimatu jõuda sisendandmeteni räsiväljundi pöördprojekteerimise teel. 

Sisendandmed

SHA256 väljund

Binance'i Akadeemia

886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3

Binance'i akadeemia

4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7

binance'i akadeemia

a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181

Iga plokk plokiahelas sisaldab turvaliselt eelmise ploki räsi, luues tugeva plokkide ahela. Igaüks, kes soovib üht plokki muuta, peab muutma kõiki järgnevaid 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 kasutajate vahel turvalisi ja kontrollitavaid 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 kontrollida tehingu autentsust, rakendades digitaalallkirjale saatja avalikku võtit. Selline lähenemine tagab turvalised tehingud, sest ainult privaatse võtme seaduslik omanik saab tehingut algatada, kuid igaüks saab allkirju avaliku võtme abil kontrollida. 

Teine plokiahela omadus on läbipaistvus. Igaüks saab üldiselt kontrollida plokiahela andmeid, sealhulgas kõiki tehinguandmeid ja plokiandmeid, avalikel plokiahela saitidel.  Näiteks võid näha kõiki tehinguid, mis on kunagi bitcoini võrku salvestatud, plokiahela teabesaitidel, sealhulgas saatja ja saaja identifikaatorit, ülekande summat ja kõigi bitcoinide omanike loendit. Samuti saad jälgida plokke tänasest (29. mai 2023 kella 18:52:21 GMT seisuga plokis 788 995) kuni esimese plokini, mida nimetatakse geneesi- ehk algusplokiks.

Mis on konsensuse mehhanism?

Konsensusalgoritm on mehhanism, mis võimaldab kasutajatel või masinatel hajutatud võrgus koostööd teha. See peab tagama, et kõik süsteemi osalised saaksid kokku leppida ühises tões, isegi kui mõned osalised ebaõnnestuvad. Algoritm tagab, et kõigil võrgu sõlmedel on sama tehinguraamatu koopia, mis sisaldab kõigi tehingute kirjeid. Konsensusmehhanismid on plokiahelate jaoks vajalikud, kuna tehingute kontrollimiseks ja võrgu terviklikkuse säilitamiseks puudub keskne juhtimine.

Kui kümned tuhanded sõlmed hoiavad plokiahela andmete koopiaid, võivad kiiresti tekkida probleemid, sealhulgas andmete järjepidevuse ja pahatahtlike sõlmede probleemid. Plokiahela terviklikkuse tagamiseks on olemas erinevad konsensusmehhanismid, mis reguleerivad seda, kuidas võrgusõlmed kokkuleppele jõuavad. Vaatame alljärgnevalt peamisi.

Konsensusmehhanismide tüübid

Mis on töötõendus?

Töötõendus (PoW) on konsensusmehhanism, mida kasutatakse paljudes plokiahelavõrkudes tehingute kontrollimiseks ja plokiahela terviklikkuse säilitamiseks. See on bitcoinis kasutatav algne konsensuse mehhanism.

PoW‑is võistlevad kaevandajad keeruka matemaatilise probleemi lahendamisel, et lisada plokiahelasse järgmine plokk. Selles kaevandamisena tuntud protsessis premeeritakse probleemi esimesena lahendanud kaevandajat krüptovaluutaga. 

Kaevandajad peavad uute müntide kaevandamiseks ja võrgu turvamiseks kasutama matemaatiliste ülesannete lahendamiseks võimsaid arvuteid. Seetõttu nõuab kaevandamisprotsess märkimisväärses koguses arvutusvõimsust ja seega ka energiat. 

Mis on panuse tõendus?

Panuse tõendus (PoS) on konsensuse mehhanism, mis on loodud töötõenduse (PoW) mõningate puuduste kõrvaldamiseks. PoS-süsteemis, selle asemel, et kaevandajad konkureerivad keeruliste matemaatiliste probleemide lahendamise nimel, et tehinguid kinnitada ja plokiahelasse uusi plokke lisada, valitakse valideerijad selle põhjal, kui palju krüptovaluutat nad võrgus panustavad.

Valideerijad hoiavad konsensusprotsessis osalemiseks tagatisena või „panusena“ teatud kogust krüptovaluutat. Seejärel valitakse nad juhuslikult uute plokkide loomiseks ja tehingute kinnitamiseks panuse suuruse alusel. Valideerijaid premeeritakse tehingutasudega uute plokkide loomise eest ja stiimulitega võrgu parimates huvides tegutsemise eest.

Muud populaarsed konsensusmehhanismid

Kõige levinumad konsensusalgoritmid on töötõendus ja panuse tõendus, kuid on ka palju teisi. Mõned neist on hübriidid, mis ühendavad mõlema süsteemi elemente, samas kui teised on hoopis erinevad meetodid.

Näiteks delegeeritud panuse tõendus (DPoS) sarnaneb PoS‑iga, kuid selle asemel, et kõik valideerijad saaksid uusi plokke luua, valivad tokenite omanikud väiksema hulga delegaate, kes plokke nende nimel loovad.

Teisalt tuvastatakse volituste tõenduse (PoA) valideerijad pigem nende maine või identiteedi kui nende valduses oleva krüptovaluuta hulga järgi. Valideerijad valitakse nende usaldusväärsuse alusel ja neid saab pahatahtliku tegevuse korral võrgust eemaldada.

Plokiahela eelised

1. Detsentraliseeritus

Plokiahela detsentraliseeritud olemus tähendab, et sel puudub konkreetne juhtimine või nõrk koht ja selletõttu on plokiahel turvalisem ja rünnakute või andmetega seotud rikkumiste suhtes vastupidavam.

2. Läbipaistvus

Plokiahelas tehtud tehingud on nähtavad kõigile osalejatele, mis teeb tehingute jälgimise ja kontrollimise ning nende täpsuse tagamise lihtsamaks.

3. Muutumatus

Kui tehing on plokiahelasse salvestatud, ei saa seda muuta ega kustutada. See loob püsiva teabe kõigi tehingute kohta, mida saab kontrollida igaüks, kellel on juurdepääs plokiahela võrgule. See on oluliselt erinev traditsioonilistest süsteemidest, kus tehingud on tagasipööratavad.

4. Tõhusus

Plokiahel võimaldab teha kiiremaid ja tõhusamaid tehinguid, kuna see ei vaja vahendajaid, näiteks panku.

5. Madalamad tehingutasud

Tänu vahendajate puudumisele ja protsesside automatiseerimisele saab plokiahel vähendada tehingukulusid ja muuta teatud äritegevused efektiivsemaks.

6. Usalduse vajaduse puudumine

Plokiahela tehnoloogia võimaldab läbipaistvaid tehinguid, mille kontrollivad ja kinnitavad võrgus osalejad ise ilma vahendajateta.

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 piiranguteta, mis tähendab, et igaüks saab neile juurde pääseda ja neid kasutada. Bitcoin ja ethereum on näited avalikest plokiahelatest.

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.

Avatud süsteemi asemel, kus igaüks saab plokke kinnitada, või suletud süsteemi asemel, kus ainult üks üksus määrab plokkide tootjad, on konsortsiumi ahelas käputäis võrdselt võimsaid 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.

2. 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.

3. 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.

4. Tarneahela juhtimine

Plokiahela tehnoloogiat saab kasutada kõigi tarneahela tehingute tehinguraamatu loomiseks. Iga tehingu saab salvestada plokina plokiahelas, luues muutumatu ja läbipaistva kirje kogu tarneahela protsessist.

5. 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 paljutõotavamaid rakendusvaldkondi on detsentraliseeritud rakendused (dApps) ja organisatsioonid (DAO).

Lõppmärkused

Plokiahela tehnoloogia pakub turvalist ja läbipaistvat viisi tehingute ja andmete salvestamiseks. Sellel on potentsiaal muuta tööstusharusid, tuues digitaalmaailma usalduse ja turvalisuse uue taseme.

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 ja riskihoiatus: seda sisu esitatakse sellisel kujul, nagu see on, ainult üldiseks teabeks ning hariduslikel eesmärkidel, ilma igasuguse esinduse või garantiita. Seda ei tohiks tõlgendada kui finants-, juriidilist või muud professionaalset nõustamist ega kui soovitust konkreetse toote või teenuse ostmiseks. Peaksid küsima nõu asjakohastelt professionaalsetelt nõustajatelt. Kui artiklit on koostanud kolmandast osapoolest kaastööline, pane tähele, et väljendatud seisukohad kuuluvad kolmandast osapoolest kaastöölisele ja ei pruugi kajastada Binance'i Akadeemia omasid. Lisateabe saamiseks lugege meie täielikku lahtiütlust siit. Digitaalsete varade hinnad võivad olla kõikuvad. Sinu investeeringu väärtus võib langeda või tõusta ning sa ei pruugi investeeritud summat tagasi saada. Sina vastutad ainuisikuliselt oma investeerimisotsuste eest ja Binance'i Akadeemia ei vastuta võimalike kahjude eest. Seda materjali ei tohiks tõlgendada finants-, juriidilise või muu professionaalse nõustamisena. Lisateabe saamiseks loe meie kasutustingimusi ja riskihoiatust.