Vad är blockkedjan och hur fungerar det?

TL;DR

• Blockkedjan är en decentraliserad digital huvudbok som säkert registrerar transaktionsdata över flera specialiserade datorer i nätverket.

• Blockkedjan säkerställer dataintegritet genom sina oföränderliga egenskaper via kryptografi och konsensusmekanismer, vilket innebär att när information registreras kan den inte ändras retroaktivt.

• Blockkedjan utgör ryggraden i kryptovalutor som Bitcoin och Ethereum och är avgörande för att främja öppenhet, säkerhet och förtroende för olika sektorer utanför finansmarknaden. 

Vad är en blockkedja?

En blockkedja är en speciell typ av databas, även kallad en decentraliserad digital huvudbok, som underhålls av många datorer som är distribuerade runt om i världen. Data på blockkedjan är organiserade i block som är kronologiskt ordnade och säkrade med kryptografi.

Den tidigaste modellen av en blockkedja skapades i början av 1990-talet när datavetaren Stuart Haber och fysikern W. Scott Stornetta använde kryptografiska tekniker i en kedja av block som ett sätt att säkra digitala dokument från datamanipulation.

Haber och Stornetta inspirerade många andra datavetares och kryptografientusiasters arbete, vilket så småningom ledde till skapandet av den första kryptovalutan som drivs av blockkedjeteknik, Bitcoin. Sedan dess har antagandet av blockkedjetekniken gradvis utvidgats och kryptovalutor används av ett ökande antal personer globalt.

Blockkedjetekniken används ofta för att registrera kryptovalutatransaktioner, men den passar många andra typer av digitala data och kan tillämpas på ett brett spektrum av användningsområden.

Vad är decentralisering i blockkedjan?

Decentralisering i blockkedjan hänvisar till att kontroll- och beslutsmakten i ett nätverk distribueras mellan dess användare, snarare än att den kontrolleras av en enda enhet, till exempel en regering eller ett företag. Detta kan vara till hjälp i situationer där personer behöver samordna sig med främlingar, eller när de vill säkra och trygga integriteten för sina data.

I ett decentraliserat blockkedjenätverk finns det ingen central myndighet eller mellanhand som styr flödet av data eller transaktioner. Istället verifieras och registreras transaktionerna av ett distribuerat nätverk av datorer, som arbetar tillsammans för att upprätthålla nätverkets integritet.

När folk pratar om blockkedjeteknik pratar de ofta inte bara om databasen. Blockkedjetekniken driver applikationer som kryptovalutor och icke-fungibla token (NFT:er), vilket gör att personer kan samarbeta och handla med varandra utan att förlita sig på en central myndighet.

Hur fungerar blockkedjan?

I grunden är en blockkedja en digital huvudbok som säkert registrerar transaktioner mellan två parter på ett manipuleringssäkert sätt. Dessa transaktionsdata registreras av ett globalt distribuerat nätverk av specialdatorer som kallas noder.

När en användare initierar en transaktion, såsom att skicka en viss mängd kryptovaluta till en annan användare, sänds transaktionen till nätverket. Varje nod autentiserar transaktionen genom att verifiera digitala signaturer och andra transaktionsdata.

När transaktionen har verifierats läggs den till i ett block, tillsammans med andra redan verifierade transaktioner. Block kedjas ihop med kryptografiska metoder och bildar blockkedjan. Processen att verifiera transaktioner och lägga till dem i blockkedjan görs genom en konsensusmekanism, vilket är en uppsättning regler som styr hur noder i nätverket kommer överens om blockkedjans tillstånd och transaktionernas giltighet.

Kryptografi är nyckeln för att blockkedjan ska kunna upprätthålla en säker, transparent och manipuleringsbeständig registrering av transaktionerna. Hashning är till exempel en avgörande kryptografisk metod som används i blockkedjor. Det är en kryptografisk process som konverterar indata av vilken storlek som helst till en teckensträng med fast storlek.

Hashfunktionerna som används i blockkedjor är i allmänhet kollisionsbeständiga, vilket innebär att risken för att hitta två delar av data som producerar samma utdata är astronomiskt små. En annan funktion kallas lavineffekt, vilken avser fenomenet att varje liten förändring i indata skulle ge drastiskt annorlunda utdata. 

Låt oss illustrera detta med SHA256, vilket är en funktion som används i Bitcoin. Som du kan se orsakade ändringen till stora bokstäver att utdata blev dramatiskt annorlunda. Hashfunktioner är dessutom enkelriktade funktioner, eftersom det är beräkningsmässigt omöjligt att komma fram till indata genom att omvända hashens utdata. 

Varje block i en blockkedja innehåller en säker hash från föregående block, vilket skapar en robust kedja av block. Den som vill ändra ett block skulle behöva ändra alla efterföljande block, vilket är en uppgift som inte bara är tekniskt utmanande utan också oöverkomligt kostsam. 

En annan kryptografisk metod som ofta används i blockkedjor är kryptering med offentlig nyckel. Detta kallas även asymmetrisk kryptografi och hjälper till att skapa säkra och verifierbara transaktioner mellan användarna.

Så här fungerar det: Varje deltagare har ett unikt nyckelpar: en privat nyckel som hen håller hemlig och en offentlig nyckel som delas öppet. När en användare påbörjar en transaktion signerar hen den med sin privata nyckel, vilket skapar en digital signatur.

Andra användare i nätverket kan sedan verifiera transaktionens äkthet genom att tillämpa avsändarens offentliga nyckel på den digitala signaturen. Detta tillvägagångssätt säkerställer trygga transaktioner, eftersom endast den legitima ägaren av den privata nyckeln kan auktorisera en transaktion, men alla kan verifiera signaturerna med den offentliga nyckeln. 

En annan egenskap hos blockkedjan är dess transparens. Vem som helst kan i allmänhet kontrollera blockkedjedata, inklusive alla transaktionsdata och blockdata, på offentliga blockkedjewebbplatser.  Till exempel kan du se varje transaktion som någonsin registrerats på Bitcoin-nätverket på webbplatser med blockkedjeutforskare, inklusive avsändarens och mottagarens identifierare, överföringsbeloppet och en lista över ägare av alla bitcoin. Du kan också spåra blocken från idag (vid block 788 995 kl. 18:52:21 GMT den 29 maj 2023) hela vägen tillbaka till det första blocket, även kallat genesis-blocket.

Vad är en konsensusmekanism?

En konsensusalgoritm är en mekanism som gör att användare eller maskiner kan koordinera i en distribuerad miljö. Det måste säkerställa att alla ombud i systemet kan komma överens om en enda källa till sanning, även om vissa ombud misslyckas. De säkerställer att alla noder i nätverket har samma kopia av huvudboken, som innehåller ett register över alla transaktioner. Konsensusmekanismer är nödvändiga för blockkedjor, eftersom det inte finns någon central myndighet för att verifiera transaktioner och upprätthålla nätverkets integritet.

När tiotusentals noder behåller en kopia av blockkedjans data kan vissa utmaningar snabbt uppstå, inklusive datakonsistens och skadliga noder. För att säkerställa blockkedjans integritet finns det olika konsensusmekanismer som styr hur nätverksnoder når en överenskommelse. Låt oss nu titta på de viktigaste.

Typer av konsensusmekanismer

Vad är arbetsbevis?

Bevis på arbetsinsats är en konsensusmekanism som används i många blockkedjenätverk för att verifiera transaktioner och upprätthålla blockkedjans integritet. Det är den ursprungliga konsensusmekanismen som används av Bitcoin.

I bevis på arbetsinsats tävlar miners om att lösa ett komplext matematiskt problem för att lägga till nästa block i blockkedjan. I den process som kallas utvinning belönas den första minern som löser problemet med kryptovaluta. 

Miners måste använda kraftfulla datorer för att lösa matematiska problem för att utvinna nya coin och säkra nätverket. Det är därför utvinningsprocessen kräver betydande mängder beräkningskraft och därmed energi. 

Vad är bevis på insats?

Bevis på insats är en konsensusmekanism som är utformad för att ta itu med några av nackdelarna med bevis på arbetsinsats. I ett insatsbevis-system väljs validerare baserat på mängden kryptovaluta de satsar i nätverket, istället för att miners tävlar om att lösa komplexa matematiska problem för att validera transaktioner och lägga till nya block i blockkedjan.

Validerare innehar en viss mängd kryptovaluta som säkerhet och "satsar" denna för att delta i konsensusprocessen. De väljs sedan slumpmässigt för att skapa nya block och validera transaktioner baserat på storleken på deras insats. Validerarna belönas med transaktionsavgifter för att skapa nya block och som ett incitament för att agera i nätverkets fördel.

Andra populära konsensusmekanismer

Bevis på arbetsinsats och bevis på insats är de vanligaste konsensusalgoritmerna, men det finns fler. Vissa är hybrider som kombinerar element från båda system, medan andra använder helt olika metoder.

Delegerat bevis på insats liknar till exempel bevis på insats, men i stället för att alla validerare är berättigade att skapa nya block väljer tokeninnehavarna en mindre uppsättning delegater för att göra detta för deras räkning.

Med behörighetsbevis identifieras å andra sidan validerare av sitt rykte eller identitet, snarare än mängden kryptovaluta de innehar. Validerare väljs utifrån pålitlighet och kan tas bort från nätverket om de agerar oärligt.

Fördelarna med blockkedjan

1. Decentralisering

Den decentraliserade karaktären av blockkedjan innebär att det inte finns någon enda kontrollpunkt eller felpunkt, vilket kan göra det säkrare och motståndskraftigt mot attacker eller dataintrång.

2. Transparens

Transaktionerna på en blockkedjan är synliga för alla deltagare, vilket gör det lättare att spåra och verifiera transaktioner och säkerställa deras noggrannhet.

3. Oföränderlig

När en transaktion har registrerats på en blockkedja kan den inte ändras eller tas bort. Detta skapar en permanent registrering av alla transaktioner som kan verifieras av alla som har tillgång till blockkedjenätverket. Detta är en betydande avvikelse från traditionella system, där transaktionerna är reversibla.

4. Effektivitet

Blockkedjan kan möjliggöra snabbare och effektivare transaktioner, eftersom den inte kräver mellanhänder, såsom banker.

5. Lägre avgifter

Genom att eliminera mellanhänder och automatisera processer kan blockkedjan minska transaktionskostnaderna och effektivisera vissa affärsverksamheter.

6. Inget behov av förtroende för en enhet

Blockkedjetekniken möjliggör transparenta transaktioner som verifieras och valideras av nätverkets deltagare själva, utan behov av mellanhänder.

Vilka är de olika typerna av blockkedjenätverk?

Offentlig blockkedja

En offentlig blockkedja är ett decentraliserat nätverk som är öppet för alla som vill delta. Dessa nätverk har vanligtvis öppen källkod, transparens och är utan behörighet, vilket innebär att vem som helst kan komma åt och använda dem. Bitcoin och Ethereum är exempel på offentliga blockkedjor.

Privat blockkedja

En privat blockkedja är, som namnet antyder, ett blockkedjenätverk som inte är öppet för allmänheten. Privata blockkedjor drivs vanligtvis av en enda enhet, till exempel ett företag och används för interna ändamål och användningsområden.

Privata blockkedjor är tillåtna miljöer med etablerade regler som dikterar vem som kan se och skriva på kedjan. Dessa är inte decentraliserade system, eftersom det finns en tydlig hierarki för kontroll. De distribueras dock genom att flera noder fortfarande har en kopia av kedjan på sina maskiner.

Blockkedjekonsortium

Ett blockkedjekonsortium är en hybrid av offentliga och privata blockkedjor. I ett blockkedjekonsortium samlas flera organisationer för att skapa ett delat blockkedjenätverk som hanteras och styrs gemensamt. Dessa nätverk kan antingen vara öppna eller stängda, beroende på behovet från konsortiets medlemmar.

Istället för ett öppet system där vem som helst kan validera block, eller ett stängt system där endast en enda enhet utser blockproducenterna, ser en konsortiumkedja till att några få parter med samma kraft fungerar som validerare. 

Systemets regler är flexibla: kedjans synlighet kan begränsas till validerare, vara synlig för auktoriserade personer, eller av alla. Förändringar kan enkelt introduceras, förutsatt att validerarna kan nå konsensus. När det gäller blockkedjans funktion kommer systemet inte att stöta på några problem om en viss andel av dessa parter agerar ärligt.

Vad används blockkedjan till?

Även om blockkedjetekniken fortfarande är ny, har den redan användningsområden i många olika branscher. Några av de vanligaste aktuella tillämpningarna av blockkedjetekniken är:

1. Kryptovalutor

Blockkedjetekniken utvecklades för att stödja skapandet av kryptovalutor, som använder blockkedjan som en säker och decentraliserad huvudbok för att registrera transaktioner.

2. Digital identitet

Blockkedjan kan användas för att skapa trygga och manipuleringssäkra digitala identiteter, som kan användas för att verifiera personlig information och annan känslig information. Detta kan bli allt viktigare i och med att mer av vår personliga information och våra tillgångar flyttar till nätet.

3. Röstning

Genom att tillhandahålla en decentraliserad, manipuleringssäker huvudbok av alla avgivna röster kan blockkedjetekniken användas för att skapa ett säkert och öppet röstningssystem som eliminerar möjligheten till valbedrägeri och säkerställer röstprocessens integritet.

4. Hantering av leveranskedjor

Blockkedjetekniken kan användas för att skapa en huvudbok över alla transaktioner inom en leveranskedja. Varje transaktion kan registreras som ett block på blockkedjan, vilket skapar en oföränderlig och transparent registrering av hela leveranskedjeprocessen.

5. Smarta kontrakt

Smarta kontrakt är självkörande kontrakt som kan programmeras för att köras automatiskt när vissa villkor är uppfyllda. Blockkedjetekniken möjliggör skapandet och utförandet av smarta kontrakt på ett säkert och decentraliserat sätt. En av de mest lovande applikationerna av smarta kontrakt är för decentraliserade applikationer (dApps) och organisationer (DAO:er).

Sammanfattningsvis

Blockkedjetekniken erbjuder ett säkert och transparent sätt att registrera transaktioner och lagra data. Den har potential att revolutionera branscher genom att ge en ny nivå av förtroende och säkerhet till den digitala världen.

Oavsett om den möjliggör peer-to-peer-transaktioner, skapar nya former av digitala tillgångar eller underlättar decentraliserade applikationer, öppnar blockkedjetekniken upp en värld av möjligheter. I och med att tekniken fortsätter att utvecklas och få bredare användning, kan vi förvänta oss att mer innovativa och transformativa användningsområden kommer att dyka upp under de kommande åren.

Mer information

• Vad är kryptovaluta?

• Vad är ett stablecoin?

• Vad är en NFT?

Ansvarsfriskrivning och riskvarning: detta innehåll presenteras för dig ”i befintligt skick” och endast för allmän information och utbildningsändamål, utan representation eller garanti av något slag. Det ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell rådgivning. Det är inte heller avsett att rekommendera köp av någon specifik produkt eller tjänst. Du bör söka efter din egen rådgivning från lämpliga professionella rådgivare. I de fall då artikeln har skrivits av en tredje part, tillhör åsikterna som uttrycks denna tredje part och återspeglar inte nödvändigtvis Binance Academys åsikter. Läs vår fullständiga ansvarsfriskrivning här för mer information. Priserna på digitala tillgångar kan vara volatila. Värdet på din investering kan gå ner eller upp och du kanske inte får tillbaka det investerade beloppet. Du är själv ansvarig för dina investeringsbeslut och Binance Academy ansvarar inte för eventuella förluster som du kan ådra dig. Detta material ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell rådgivning. Se våra användarvillkor och vår riskvarning för mer information.