Najważniejsze informacje
Sieć blockchain to księga cyfrowa, która służy do bezpiecznego rejestrowania danych o transakcjach w sieci rozsianych komputerów.
Blockchain zapewnia spójność danych, ponieważ jest z natury niezmienny dzięki kryptografii i mechanizmom konsensusu, co oznacza, że raz zapisanych informacji nie da się zmienić z mocą wsteczną.
Sieć blockchain stanowi podstawę kryptowalut, np. bitcoina czy eteru, i odgrywa zasadniczą rolę w zwiększaniu przejrzystości, bezpieczeństwa oraz zaufania w różnych sektorach – nie tylko finansowym.
Wprowadzenie
Technologia blockchain zmienia różne branże – zwłaszcza finansową – ponieważ wprowadza zdecentralizowany, przejrzysty oraz bezpieczny sposób kontroli danych i transakcji. Chociaż początkowo stanowiła fundament kryptowalut, np. bitcoina, w zakres jej zastosowań weszła w międzyczasie m.in. kontrola łańcucha dostaw, opieka zdrowotna oraz systemy do głosowania.
Czym jest blockchain?
Sieć blockchain to szczególny rodzaj bazy danych. Jest to zdecentralizowana księga cyfrowa prowadzona przez sieć rozsianych komputerów. Dane w sieci blockchain są zorganizowane w bloki, które są uporządkowane chronologicznie i zabezpieczone kryptograficznie.
Dzięki takiej strukturze dane są przejrzyste, bezpieczne i niezmienne. Zmiana danych zapisanych w bloku po potwierdzeniu i dodaniu bloku do łańcucha jest praktycznie niemożliwa. Zdecentralizowana struktura eliminuje również potrzebę istnienia organu centralnego. W technologii blockchain zawieranie transakcji między użytkownikami jest możliwe bez potrzeby korzystania z pośredników.
Są różne rodzaje sieci blockchain o różnym stopniu decentralizacji. Termin blockchain zwykle odnosi się jednak do zdecentralizowanej księgi cyfrowej służącej do rejestrowania transakcji kryptowalutowych.
Krótka historia technologii blockchain
Najwcześniejszy model sieci blockchain został stworzony na początku lat 90., kiedy to informatyk Stuart Haber i fizyk W. Scott Stornetta zastosowali techniki kryptograficzne w łańcuchu bloków jako sposób na zabezpieczenie dokumentów cyfrowych przed ingerencją w dane.
Haber i Stornetta zainspirowali prace wielu innych informatyków oraz entuzjastów kryptografii, co ostatecznie doprowadziło do stworzenia bitcoina jako pierwszej kryptowaluty w technologii blockchain. Od tego czasu upowszechnienie technologii blockchain znacznie wzrosło, a kryptowaluty są obecnie zjawiskiem globalnym.
Chociaż technologia blockchain często służy do rejestrowania transakcji kryptowalutowych, nadaje się do rejestrowania wielu innych rodzajów danych cyfrowych i może służyć w szerokim zakresie zastosowań praktycznych.
Najważniejsze właściwości i zalety technologii blockchain
Decentralizacja: Informacje są zapisane w sieci komputerów (węzłów), a nie na jednym serwerze centralnym. Duże sieci zdecentralizowane, np. sieć Bitcoin, są wysoce odporne na ataki.
Przejrzystość: Większość sieci blockchain jest ogólnodostępna, co oznacza, że wszyscy uczestnicy mają dostęp do tej samej bazy danych. Transakcje są widoczne dla wszystkich uczestników.
Niezmienność: Po dodaniu danych do sieci blockchain ich zmiana nie jest możliwa bez konsensusu sieci.
Bezpieczeństwo danych: Kryptografia i mechanizmy konsensusu zapewniają porządną ochronę przed naruszeniem danych.
Sprawność: Technologia blockchain może umożliwiać szybsze i tańsze transakcje, co eliminuje konieczność korzystania z pośredników. Realizacja transakcji odbywa się prawie na bieżąco.
Czym jest decentralizacja w technologii blockchain?
Decentralizacja w technologii blockchain to zamysł polegający na tym, że kontrola oraz moc decyzyjna nad siecią jest rozproszona wśród jej użytkowników i nie zależy od jednego podmiotu, np. banku, władzy czy korporacji.
W zdecentralizowanej sieci blockchain nie ma centralnego organu ani pośrednika, który kontrolowałby przepływ danych lub transakcji. Transakcje są natomiast weryfikowane i rejestrowane przez rozproszoną sieć komputerów, które we wzajemnej współpracy utrzymują spójność sieci.
Jak Działa Blockchain?
Sieć blockchain to w zasadzie cyfrowa księga, która służy do bezpiecznego rejestrowania danych o transakcjach między dwoma podmiotami w sposób odporny na ingerencje. Owe dane o transakcjach rejestruje sieć rozsianych po całym świecie komputerów (węzłów).
Kiedy Alicja wysyła Robertowi bitcoina, następuje rozgłoszenie transakcji w sieci. Każdy węzeł poświadcza transakcję poprzez weryfikację podpisów cyfrowych i innych danych transakcyjnych. Po sprawdzeniu transakcji następuje jej dodanie do bloku wraz z innymi transakcjami. Poszczególne bloki można sobie wyobrazić jako strony księgi cyfrowej.
Bloki są połączone metodami kryptograficznymi i tworzą sieć blockchain. Sprawdzanie transakcji oraz ich dodawanie do sieci blockchain odbywa się poprzez mechanizm konsensusu, czyli zbiór zasad, które decydują o tym, w jaki sposób węzły w sieci dochodzą do porozumienia w sprawie stanu sieci blockchain i poprawności transakcji.
Sieć blockchain w pigułce
1. Rejestrowanie transakcji
Kiedy dochodzi do zainicjowania transakcji (np. przelewu kryptowaluty), następuje jej rozgłoszenie w sieci węzłów. Każdy węzeł zatwierdza transakcję przy użyciu wcześniej ustalonych reguł.
2. Tworzenie bloków
Zweryfikowane transakcje są grupowane w blok. Każdy blok zawiera:
Dane (np. szczegóły transakcji)
Znacznik czasowy
Skrót kryptograficzny: Specjalny identyfikator utworzony w drodze przepuszczenia danych bloku przez algorytm szyfrujący.
Skrót poprzedniego bloku: To właśnie on łączy ze sobą bloki i tworzy łańcuch.
3. Mechanizm konsensusu
Aby dodać blok do łańcucha, uczestnicy sieci muszą uznać, że jest prawidłowy. Osiąga się to za pomocą algorytmu konsensusu, np. Proof of Work (PoW) czy Proof of Stake (PoS). Wkrótce omówimy je bardziej szczegółowo, ale tutaj znajduje się krótkie podsumowanie:
Proof of Work (PoW): Wymogiem stosowanego w sieci Bitcoin protokołu PoW jest rozwiązywanie złożonych zadań matematycznych przez walidatorów bloków.
Proof of Stake (PoS): Stosowany w nowszych sieciach blockchain, np. Ethereum, w których walidatorów bloków wybiera się według ich stawki w sieci.
4. Łączenie łańcuchów
Po zatwierdzeniu następuje dodanie bloku do sieci blockchain. Każdy kolejny blok nawiązuje do poprzedniego, co zapewnia strukturę odporną na ingerencje. Innymi słowy, aby możliwe było zatwierdzenie nowego bloku, musi on mieć identyfikator poprzedniego bloku.
5. Przejrzystość
Kolejna właściwość sieci blockchain to jej przejrzystość. Ogólnie rzecz biorąc, każdy może sprawdzić dane sieci blockchain – łącznie ze wszystkimi danymi transakcji i danymi bloków – na publicznych stronach zwanych eksploratorami sieci blockchain.
Widać tu np. każdą transakcję, jaka kiedykolwiek została zarejestrowana w sieci Bitcoin, łącznie z adresem portfela nadawcy i odbiorcy czy kwotą przelewu. Można również sprawdzić wstecz wszystkie bloki sieci Bitcoin aż do pierwszego, czyli tzw. bloku genezy.
Kryptografia w technologii blockchain
Kryptografia jest kluczem do utrzymania przez sieć blockchain bezpiecznego, przejrzystego i odpornego na manipulacje zapisu transakcji. Przykładem ważnej metody kryptograficznej stosowanej w sieciach blockchain jest haszowanie. Jest to proces kryptograficzny polegający na konwersji danych wejściowych o dowolnym rozmiarze w ciąg znaków o stałym rozmiarze.
Funkcje skrótu stosowane w sieciach blockchain są ogólnie rzecz biorąc odporne na kolizje, co oznacza, że szanse na znalezienie dwóch fragmentów danych, które dają ten sam wynik, są astronomicznie małe. Kolejną właściwością jest tzw. efekt lawiny, czyli zjawisko polegające na tym, że każda niewielka zmiana danych wejściowych powoduje drastyczną zmianę danych wyjściowych.
Zilustrujmy to na przykładzie SHA256, funkcji stosowanej w sieci Bitcoin. Jak widać, z powodu zmiany wielkości liter wyszedł diametralnie inny wynik. Funkcje skrótu są również funkcjami jednokierunkowymi, ponieważ ustalenie danych wejściowych poprzez analizę wsteczną danych wyjściowych skrótu jest obliczeniowo niewykonalne.
W każdym bloku sieci blockchain drzemie bezpiecznie skrót poprzedniego bloku, dzięki czemu powstaje solidny łańcuch bloków. Każdy, kto chciałby zmienić jeden blok, musiałby zmienić wszystkie kolejne bloki, co jest zadaniem nie tylko trudnym technicznie, ale także zbyt kosztownym.
Kolejną metodą kryptograficzną szeroko stosowaną w technologii blockchain jest kryptografia klucza publicznego. Metoda ta, nazywana również kryptografią asymetryczną, ułatwia ustanawianie bezpiecznych i weryfikowalnych transakcji między użytkownikami.
Wygląda to tak. Każdy uczestnik ma niepowtarzalną parę kluczy: klucz prywatny, który trzyma w tajemnicy, oraz klucz publiczny, który jest udostępniany jawnie. Kiedy użytkownik inicjuje transakcję, podpisuje ją swoim kluczem prywatnym, tworząc podpis cyfrowy.
Inni użytkownicy w sieci mogą następnie weryfikować autentyczność transakcji, przykładając klucz publiczny nadawcy do podpisu cyfrowego. Takie podejście zapewnia bezpieczeństwo transakcji, ponieważ transakcję może zatwierdzić tylko prawowity właściciel klucza prywatnego, a weryfikować podpisy przy użyciu klucza publicznego mogą wszyscy.
Czym jest mechanizm konsensusu?
Algorytm konsensusu to mechanizm umożliwiający użytkownikom lub maszynom wzajemną koordynację w środowisku rozproszonym. Musi dbać o to, aby wszystkie podmioty w systemie były w stanie uzgodnić jedno źródło prawdy – nawet jeżeli niektóre podmioty przestaną działać.
Mechanizmy konsensusu dbają o to, aby wszystkie węzły w sieci miały tę samą kopię księgi, która zawiera zapis wszystkich transakcji.
Kiedy kopię danych sieci blockchain mają dziesiątki tysięcy węzłów, szybko mogą się pojawić pewne problemy, np. ze spójnością danych i węzłami o złośliwych intencjach. Do zapewniania spójności sieci blockchain służą różne mechanizmy konsensusu, które zawiadują metodą osiągania porozumienia przez węzły sieci. Przyjrzyjmy się bliżej najważniejszym mechanizmom konsensusu.
Rodzaje mechanizmów konsensusu
Czym jest Proof of Work?
Proof of Work (PoW) to mechanizm konsensusu, który w wielu sieciach blockchain służy do weryfikowania transakcji i utrzymywania spójności sieci blockchain. Jest to pierwotny mechanizm konsensusu stosowany w sieci Bitcoin.
W ramach PoW górnicy rywalizują o to, kto pierwszy rozwiąże złożone zadanie matematyczne i doda kolejny blok do sieci blockchain. W ramach procedury zwanej kopaniem pierwszy górnik, który rozwiąże zadanie, dostaje w nagrodę kryptowalutę.
Górnicy muszą kopać nowe monety i zabezpieczać sieć, rozwiązując problemy matematyczne przy użyciu potężnych komputerów. Dlatego do kopania potrzebne są znaczne ilości zasobów (mocy obliczeniowej i energii).
Czym jest Proof of Stake?
Proof of Stake (PoS) to mechanizm konsensusu, który ma eliminować część wad mechanizmu Proof of Work (PoW). W systemie PoS zatwierdzanie transakcji i dodawanie nowych bloków do sieci blockchain nie odbywa się poprzez rywalizację górników o rozwiązanie złożonych problemów matematycznych, a wybór walidatorów przebiega według wysokości stawki kryptowaluty, jaką mają w sieci.
Stawka reprezentuje ilość kryptowaluty trzymaną przez walidatorów w charakterze zabezpieczenia. Walidatorzy PoS są zwykle wybierani losowo do tworzenia nowych bloków i zatwierdzania transakcji według wielkości stawki. Dostają opłaty transakcyjne w nagrodę za tworzenie nowych bloków i na zachętę do działania w najlepiej pojętym interesie sieci. Jeżeli działają w złej wierze, ryzykują utratę stawki krypto.
Inne popularne mechanizmy konsensusu
Proof of Work i Proof of Stake to najpopularniejsze algorytmy konsensusu, ale jest ich dużo więcej. Niektóre z nich to hybrydy będące połączeniem elementów obu systemów, a niektóre stanowią zupełnie odrębne metody.
Np. algorytm delegated Proof of Stake (DPoS) jest podobny do PoS, ale zamiast upoważniać do tworzenia nowych bloków wszystkich walidatorów, posiadacze tokenów wybierają mniejszą grupę delegatów, którzy robią to w ich imieniu.
Z kolei w ramach algorytmu Proof of Authority (PoA) identyfikacja walidatorów przebiega według ich reputacji lub tożsamości, a nie ilości posiadanej kryptowaluty. Walidatorów wybiera się na podstawie ich wiarygodności i można ich usunąć z sieci, jeżeli zaczną działać w złej wierze.
Jakie są rodzaje sieci blockchain?
Publiczne sieci blockchain
Publiczna sieć blockchain to zdecentralizowana sieć, która jest otwarta dla każdego, kto chce w niej uczestniczyć. Sieci te są zazwyczaj otwartoźródłowe, przejrzyste i niewymagające pozwolenia, co oznacza, że każdy może uzyskać do nich dostęp oraz z nich korzystać. Bitcoin i Ethereum to przykłady publicznych sieci blockchain.
Prywatne sieci blockchain
Prywatna sieć blockchain to, jak sama nazwa wskazuje, sieć blockchain, która nie jest publicznie dostępna. Prywatne sieci blockchain zazwyczaj obsługuje jeden podmiot, np. firma, i służą do celów oraz praktycznych zastosowań wewnętrznych.
Prywatne sieci blockchain to wymagające pozwolenia środowiska o ustalonych zasadach, które dyktują, kto widzi i kto może dokonywać zapisu w łańcuchu. Nie są to systemy zdecentralizowane, ponieważ istnieje wyraźna hierarchia kontroli. Mogą jednak być rozproszone, ponieważ kopię łańcucha ma na swoich maszynach wiele węzłów.
Blockchainy konsorcyjne
Blockchain konsorcyjny to hybryda publicznego i prywatnego blockchaina]. W konsorcyjnej sieci blockchain kilka organizacji łączy się i tworzy wspólną sieć blockchain ze wspólnym zarządzaniem i administracją. Sieci te mogą być otwarte lub zamknięte – w zależności od potrzeb członków konsorcjum.
Zamiast systemu otwartego, w którym bloki może zatwierdzać każdy, lub systemu zamkniętego, w którym producentów bloków wyznacza tylko jeden podmiot, w łańcuchu konsorcyjnym funkcję walidatorów pełni garstka podmiotów o takiej samej władzy.
Zasady systemu są elastyczne: widoczność łańcucha może być ograniczona do walidatorów, może on być widoczny dla osób upoważnionych lub widoczny dla wszystkich. Jeżeli walidatorzy są w stanie dojść do konsensusu, można łatwo wdrożyć zmiany. Jeżeli chodzi o działanie sieci blockchain, to jeżeli pewna progowa liczba tych podmiotów zachowuje się uczciwie, system nie natrafia na problemy.
Do czego wykorzystuje się blockchain?
Chociaż technologia blockchain jest wciąż w powijakach, już teraz znajduje zastosowanie w wielu różnych branżach. Kilka aktualnie najczęstszych zastosowań technologii blockchain to m.in.:
1. Kryptowaluty
Technologia blockchain została opracowana po to, aby wspomagać tworzenie kryptowalut, które wykorzystują sieć blockchain jako bezpieczną i zdecentralizowaną księgę do rejestrowania transakcji.
O ile tradycyjne transakcje transgraniczne wiążą się z pośrednikami i wysokimi opłatami, o tyle technologia blockchain umożliwia szybsze, tańsze i bardziej przejrzyste przelewy międzynarodowe. Poza korzystaniem z właściwości tezauryzacyjnych wiele osób realizuje przy użyciu bitcoina i innych kryptowalut globalne przekazy pieniężne.
2. Smart kontrakty
Smart kontrakty to samowykonujące się umowy, które można zaprogramować tak, aby wykonywały się automatycznie po spełnieniu określonych warunków. Technologia blockchain umożliwia tworzenie oraz wykonywanie smart kontraktów w sposób bezpieczny i zdecentralizowany.
Jednym z najpopularniejszych zastosowań smart kontraktów są aplikacje zdecentralizowane (DApp) i organizacje zdecentralizowane (DAO), które stanowią dużą część platform finansów zdecentralizowanych (DeFi). Platformy DeFi przy użyciu technologii blockchain świadczą usługi finansowe, np. udzielanie i zaciąganie pożyczek czy handel bez udziału instytucji tradycyjnych. Demokratyzuje to dostęp do narzędzi finansowych.
3. Tokenizacja
Aktywa świata rzeczywistego (RWA), np. nieruchomości, akcje czy dzieła sztuki, można tokenizować (przekształcać w tokeny cyfrowe w sieci blockchain). Może to poprawiać płynność i zwiększać dostęp do okazji inwestycyjnych.
4. Tożsamość cyfrowa
Blockchain może służyć do tworzenia bezpiecznych i odpornych na manipulacje tożsamości cyfrowych, które mogą służyć do weryfikacji danych osobowych oraz innych danych wrażliwych. Ten aspekt może nabierać coraz większej wagi w miarę jak coraz więcej naszych danych osobowych i aktywów przenosi się do Internetu.
5. Głosowanie
Dzięki temu, że technologia blockchain gwarantuje zdecentralizowany, odporny na manipulacje rejestr wszystkich oddanych głosów, może posłużyć do stworzenia bezpiecznego oraz przejrzystego systemu głosowania, który eliminuje możliwość oszustwa wyborczego i zapewnia uczciwość procedury głosowania.
6. Organizacja łańcucha dostaw
Przy użyciu technologii blockchain można prowadzić rejestr wszystkich transakcji w łańcuchu dostaw. Każdą transakcję (lub grupę transakcji) można zarejestrować jako blok w sieci blockchain, tworząc niezmienny i przejrzysty zapis całego procesu łańcucha dostaw.
Wnioski Końcowe
Technologia blockchain stanowi bezpieczny i przejrzysty sposób rejestrowania transakcji oraz przechowywania danych. Jest to technologia, która rewolucjonizuje różne branże, wnosząc do cyfrowego świata nowy poziom zaufania i bezpieczeństwa.
Niezależnie od tego, czy technologia blockchain służy do transakcji peer-to-peer, tworzenia nowych form aktywów cyfrowych, czy też zawiadywania zdecentralizowanymi aplikacjami, otwiera świat nowych możliwości. Ponieważ technologia ta nadal ewoluuje i coraz bardziej się upowszechnia, możemy liczyć na to, że w kolejnych latach będą się pojawiać jeszcze bardziej nowatorskie i transformacyjne zastosowania praktyczne.
Dalsza Lektura
Wyłączenie odpowiedzialności: Niniejsza treść jest prezentowana bez rękojmi, wyłącznie w celach ogólnoinformacyjnych i edukacyjnych, bez jakichkolwiek deklaracji ani gwarancji. Nie należy jej rozumieć jako porady finansowej, prawnej ani innego rodzaju porady specjalistycznej. Nie ma ona również charakteru zachęty do zakupu jakiegokolwiek konkretnego produktu ani usługi. Użytkownik powinien zasięgnąć własnej porady u odpowiednich zawodowych doradców. Jeżeli artykuł jest napisany przez osobę z zewnątrz, należy pamiętać, że wyrażone poglądy są poglądami tej osoby i nie muszą odzwierciedlać poglądów Akademii Binance. Więcej informacji można znaleźć w naszym pełnym wyłączeniu odpowiedzialności tutaj. Ceny aktywów cyfrowych bywają zmienne. Wartość Twojej inwestycji może spaść lub wzrosnąć i możliwe, że nie odzyskasz zainwestowanej kwoty. Ponosisz wyłączną odpowiedzialność za swoje decyzje inwestycyjne, a Akademia Binance nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne straty. Niniejszego materiału nie należy rozumieć jako porady z zakresu finansów, prawa ani innej dziedziny. Więcej informacji znajdziesz w naszych Warunkach użytkowania i Ostrzeżeniu o ryzyku.