Johdanto
Kun Bitcoin lanseerattiin, se loi perustan toimialalle, joka pyörii protokollan taustalla olevan tekniikan eli lohkoketjun ympärillä. Innokkaat innovaattorit ovat nyt löytäneet tekniikan potentiaalin ja tutkivat sen sovelluksia kaikilla mahdollisilla aloilla.
Bitcoin on niin sanottu kryptovaluutta – digitaalisen käteisen muoto, jota mikään yksittäinen taho ei hallitse. Sen sijaan se hyödyntää hajautetun tietokantatekniikan, taloudellisten kannustimien ja kryptografisten tekniikoiden yhdistelmää, jotta laaja ekosysteemi voi koordinoida toimintaansa ilman johtajia tai hallinnoijia.
Bitcoin-verkon käyttämä tietorakenne on houkutellut useita kehittäjiä verkon yli kymmenvuotisen taipaleen aikana. Nyt lohkoketjutekniikkaa kokeillaan aloilla, jotka vaihtelevat rahoituksesta ja toimitusketjuista oikeusjärjestelmiin ja hallitukseen.
Jos et ole vielä tutustunut lohkoketjutekniikan aloittelijan oppaaseemme: lohkoketju on yksinkertainen tietorakenne, jonka merkintöjä ei voida muokata, vaan niitä voidaan vain lisätä. Käsitteen ymmärtämistä voi auttaa sen ajatteleminen laskentataulukkona, jossa jokainen solu viittaa takaisin edelliseen, joten kaikki yritykset muokata aikaisempaa solua ovat heti ilmeisiä. Yleensä lohkoketju tallentaa tietoja rahoitustransaktioista, mutta sitä voidaan käyttää minkä tahansa digitaalisen datan kanssa.
Jos jatkamme laskentataulukkoanalogiaamme, itse asiakirja olisi monien osapuolten hallussa. Jokainen osapuoli käyttäisi laitteellaan erikoisohjelmistoa, joka muodostaa yhteyden muihin ohjelmistoa käyttäviin laitteisiin niin, että kaikilla osallistujilla on ajan tasalla oleva tietokanta.
Ei ole olemassa keskeistä lähdettä, josta osallistujat saavat nämä tiedot (eli verkko on jaettu). Tämä tarkoittaa, että tiedon leviäminen on hitaampaa, mutta tämä tekee verkosta vahvemman turvallisuuden ja redundanssin kannalta.
Seuraavassa kappaleessa tarkastelemme kolmenlaisia lohkoketjuja: yksityisiä, julkisia ja konsortioketjuja. Käydään ennen sitä läpi joitain keskeisiä ominaisuuksia, jotka ovat kaikille kolmelle yhteisiä:
Vain liittäminen on mahdollista – jotta järjestelmä voidaan luokitella lohkoketjuksi, sen on noudatettava lohkojen ketjumaista rakennetta, jossa jokainen lohko on linkitetty edelliseen. Jos lohkoketjumme on kokoelma soluja laskentataulukossamme, lohkot ovat yksittäisiä soluja.
Vertaisverkosto – jokaisella verkon osallistujalla on kopio lohkoketjusta. Näitä osallistujia kutsutaan solmuiksi, ja ne ovat vuorovaikutuksessa toisiinsa vertaisverkossa .
Konsensusmekanismi – solmuilla on oltava mekanismi sopia verkossa levitettyjen transaktioiden oikeellisuudesta sen varmistamiseksi, että ketjuun ei lisätä vääriä tietoja.
Alla olevassa taulukossa on yhteenveto joistakin merkittävimmistä eroista.
Julkiset lohkoketjut
Jos olet käyttänyt kryptoja viime aikoina, olet todennäköisesti ollut vuorovaikutuksessa julkisen lohkoketjun kanssa. Nämä muodostavat ylivoimaisen enemmistön nykyisistä hajautetuista pääkirjoista. Kutsumme niitä julkisiksi, koska kuka tahansa voi tarkastella tapahtuvia transaktioita, ja verkkoon liittymiseksi tarvitsee vain ladata tarvittavat ohjelmistot.
Käytämme julkisen rinnalla usein myös termiä "ilman ulkopuolista lupaa toimiva". Yksikään portinvartija ei voi estää osallistumista, ja kuka tahansa voi osallistua konsensusmekanismiin (esimerkiksi louhimalla tai steikkaamalla). Koska kuka tahansa voi vapaasti liittyä ja saada palkkioita roolistaan konsensuksen saavuttamisessa, topologia on mitä luultavimmin erittäin hajautettu ja verkko toimii julkisessa ketjussa.
Samalla tavalla odotamme julkisen lohkoketjun olevan sensuurin kestävämpi kuin yksityinen (tai puoliksi yksityinen). Koska kuka tahansa voi liittyä verkkoon, protokollan on sisällettävä tiettyjä mekanismeja, joilla estetään haitallisia toimijoita saamasta nimettömästi etua.
Julkisten ketjujen turvallisuuspainotteiseen lähestymistapaan liittyy kuitenkin kompromisseja suorituskyvyn osalta. Monet ketjut kohtaavat skaalausesteitä, ja transaktioiden käsittelykyky on yleensä suhteellisen heikko. Lisäksi muutosten työntäminen verkkoon ilman sirpaloitumista voi olla haaste, koska on harvinaista, että kaikki osallistujat ovat samaa mieltä ehdotetuista muutoksista.
Yksityiset lohkoketjut
Julkisten lohkoketjujen ilman ulkopuolista lupaa toimivuuteen verrattuna yksityiset lohkoketjut laativat säännöt, jotka sanelevat, kuka voi tarkastella ketjun tietoja ja kirjoittaa siihen (eli ne ovat luvanvaraisia ympäristöjä). Nämä järjestelmät eivät ole hajautettuja, sillä valvonnan suhteen on selkeä hierarkia. Ne ovat kuitenkin jakautuneita siinä mielessä, että monet solmut ylläpitävät edelleen koneillaan kopiota ketjusta.
Yksityiset ketjut sopivat paremmin yrityksiin, joissa organisaatio haluaa hyödyntää lohkoketjun ominaisuuksia tekemättä verkostaan ulkoisesti saavutettavaa.
Työntodistemekanismi on tuhlaavaa, mutta se on osoittautunut tarpeelliseksi avoimessa ympäristössä, kun otetaan huomioon turvallisuusmalli. Yksityisessä lohkoketjussa työntodisteen torjumat uhat eivät kuitenkaan ole yhtä haitallisia – jokaisen osallistujan henkilöllisyys on tiedossa ja hallinto on käytännönläheistä.
Tällöin tehokkaampi algoritmi on sellainen, jossa on nimettyjä vahvistajia eli solmuja, jotka on valittu hoitamaan tiettyjä toimintoja transaktioiden vahvistamiseksi. Yleisesti ottaen tämä sisältää valikoiman solmuja, joiden on allekirjoitettava jokainen lohko. Jos solmut alkavat toimia haitallisesti, ne voidaan nopeasti havaita ja poistaa verkosta. Kun otetaan huomioon tällaisen lohkoketjun ylhäältä alas -hallinta, peruutukset ovat suhteellisen helppoja koordinoida.
Konsortion lohkoketjut
Konsortion lohkoketju sijaitsee julkisten ja yksityisten ketjujen välisessä tilassa, ja siinä yhdistyy elementtejä molemmista. Merkittävin ero kumpaankin järjestelmään voidaan havaita konsensustasolla. Sen sijaan, että järjestelmä olisi avoin ja kuka tahansa voisi vahvistaa lohkoja, tai suljettu järjestelmä, jossa vain yksi taho nimeäisi lohkojen tuottajat, konsortioketjussa kourallinen yhtä voimakkaita osapuolia toimii vahvistajina.
Tällaisen järjestelmän säännöt ovat joustavia: ketjun näkyvyys voidaan rajoittaa vahvistajiin, jotka ovat valtuutettujen henkilöiden tai kaikkien nähtävissä. Edellyttäen, että vahvistajat saavuttavat konsensuksen, muutokset voidaan ottaa helposti käyttöön. Mitä tulee lohkoketjun toimintaan, jos tietty osa näistä osapuolista käyttäytyy rehellisesti, järjestelmä ei kohtaa ongelmia.
Konsortion lohkoketju olisi hyödyllisin ympäristössä, jossa useat organisaatiot toimivat samalla toimialalla ja edellyttävät yhteistä perustaa transaktioiden suorittamiseksi tai tietojen välittämiseksi. Tällaiseen konsortioon liittyminen voisi olla hyödyllistä organisaatiolle, sillä se saisi mahdollisuuden jakaa näkemyksiä toimialastaan muiden toimijoiden kanssa.
Mikä näistä on paras?
Pohjimmiltaan julkiset, yksityiset ja konsortion lohkoketjut eivät ole ristiriidassa keskenään – ne ovat erilaisia tekniikoita:
Hyvin suunnitelluilla julkisilla ketjuilla on taipumus loistaa sensuurin kestävyydessä nopeuden ja suorituskyvyn kustannuksella. Tällaiset ketjut ovat parhaimpia vaihtoehtoja parempien turvallisuustakuiden saamiseksi transaktioiden selvitykseen (tai älysopimuksiin) liittyen.
Yksityinen ketju voi priorisoida järjestelmän nopeuden, koska sen ei tarvitse huolehtia keskeisistä epäonnistumispisteistä siinä määrin kuin julkisten lohkoketjujen tarvitsee. Näitä käytetään ihanteellisesti tilanteissa, joissa yksilön tai organisaation on pysyttävä hallinnassa ja tiedot on pidettävä yksityisinä.
Konsortioketjut lieventävät joitakin yksityisen ketjun vastapuoliriskejä (poistamalla keskitetyn valvonnan), ja pienempi solmujen määrä antaa niille yleensä mahdollisuuden toimia paljon julkista ketjua tehokkaammin. Konsortiot vetoavat todennäköisesti organisaatioihin, jotka haluavat virtaviivaistaa keskinäistä viestintäänsä.
Yhteenveto
Lukemattomia lohkoketjuvaihtoehtoja on tarjolla yksityishenkilöille ja yrityksille, jotka harjoittavat erilaisia toimintoja. Jopa julkisten, yksityisten ja konsortion lohkoketjujen luokissa on useita eri vaihtoehtoja, jotka johtavat erilaisiin käyttökokemuksiin. Käyttötapauksesta riippuen käyttäjien on valittava se, joka sopii parhaiten heidän omien tavoitteidensa saavuttamiseen.