Viktig information
Blockkedjan är en digital huvudbok som säkert registrerar transaktionsdata över ett distribuerat nätverk av datorer.
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.
Introduktion
Blockkedjeteknik har förändrat branscher, särskilt finansbranschen, genom att introducera ett decentraliserat, transparent och säkert sätt att hantera data och transaktioner. Även om det började som grunden för kryptovalutor som Bitcoin, har dess tillämpningar vuxit till att omfatta hantering av försörjningskedjan, sjukvårds- och omröstningssystem och mycket mer.
Vad är en blockkedja?
En blockkedja är en speciell typ av databas. Det är en decentraliserad digital huvudbok som underhålls av ett distribuerat nätverk av datorer. Data på blockkedjan är organiserade i block som är kronologiskt ordnade och säkrade med kryptografi.
Den här strukturen säkerställer att data är transparenta, säkra och oföränderliga. Det är praktiskt taget omöjligt att ändra data som lagras i ett block efter att blocket har bekräftats och lagts till i kedjan. Den decentraliserade strukturen tar också bort behovet av en central myndighet. Blockkedjetransaktioner kan ske mellan användare utan behov av mellanhänder.
Det finns olika typer av blockkedjor med varierande grad av decentralisering. Ändå hänvisar termen blockkedja vanligtvis till en decentraliserad digital huvudbok som används för att registrera kryptovalutatransaktioner.
Blockkedjans historia i korthet
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 blockkedjans användning ökat avsevärt och kryptovalutor är nu ett globalt fenomen.
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.
Viktiga funktioner och fördelar med blockkedjan
Decentralisering: Informationen lagras över ett nätverk av datorer (noder) snarare än en enda central server. Stora decentraliserade nätverk som Bitcoin är mycket motståndskraftiga mot attacker.
Öppenhet: De flesta blockkedjor är offentliga, vilket innebär att alla deltagare har tillgång till samma databas. Transaktionerna är synliga för alla deltagare.
Oföränderlighet: När data har lagts till i blockkedjan kan dessa inte ändras utan nätverkskonsensus.
Datasäkerhet: Kryptografi och konsensusmekanismer säkerställer ett robust skydd mot datamanipulering.
Effektivitet: Blockkedja kan möjliggöra snabbare och billigare transaktioner genom att ta bort behovet av mellanhänder. Transaktioner behandlas nästan i realtid.
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.
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.
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 datorer (noder).
När Alice skickar lite bitcoin till Bob 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. Vi kan föreställa oss varje block som en sida i den digitala orderboken.
Blocken 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.
Blockkedjan i ett nötskal
1. Transaktionsinspelning
När en transaktion initieras (till exempel överföring av kryptovaluta) sänds den till ett nätverk av noder. Varje nod validerar transaktionen med hjälp av fördefinierade regler.
2. Blockbildande
Validerade transaktioner grupperas i ett block. Varje block innehåller:
Uppgifter (till exempel transaktionsuppgifter)
En tidsstämpel
En kryptografisk hash: En unik identifierare som skapas genom att köra blockets data genom en hashningalgoritm.
Föregående blockets hash: Detta är vad som länkar samman block och bildar kedjan.
Konsensusmekanism
För att lägga till ett block i kedjan måste deltagarna i nätverket komma överens om dess giltighet. Detta uppnås med hjälp av en konsensusalgoritm, såsom bevis på arbetsinsats och bevis på insats. Vi kommer att diskutera båda mer i detalj snart, men här är en kort sammanfattning:
Bevis på arbetsinsats: Bevis på arbetsinsats används av Bitcoin och kräver blockvaliderare för att använda beräkningskraft för att lösa komplexa problem.
Bevis på insats: Används av nyare blockkedjor som Ethereum, där blockvaliderare väljs baserat på deras insats i nätverket.
4. Länkning av kedja
När blocket har validerats läggs det till i blockkedjan. Varje efterföljande block refererar till det föregående, vilket säkerställer en manipuleringssäker struktur. För att ett nytt block ska valideras måste det med andra ord använda den tidigare blockidentifieraren.
Transparens
En annan egenskap hos blockkedjan är dess transparens. Vem som helst kan i allmänhet kontrollera en blockkedjas data, inklusive alla transaktionsdata och blockdata, på offentliga webbplatser som kallas blockkedjeutforskare.
Du kan till exempel se alla transaktioner som någonsin registrerats i Bitcoin-nätverket, inklusive avsändarens och mottagarens plånboksadress, överföringsbeloppet och mycket mer. Du kan också spåra alla Bitcoin-block hela vägen tillbaka till det första blocket, även kallat genesis-blocket.
Blockkedjekryptografi
Kryptografi är nyckeln för att blockkedjan ska kunna upprätthålla en säker, transparent och manipuleringsbeständig registrering av transaktionerna. Hasning 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.
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.
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 ta en närmare titt på de viktigaste konsensusmekanismerna.
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 resurser (beräkningskraft och 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 bevis på insats-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.
Insatsen representerar mängden krypto som innehas av validerare som säkerhet. 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. Om de agerar uppsåtligt riskerar de att förlora sin satsade krypto.
Andra populära konsensusmekanismer
Bevis på arbete och bevis på insats är de vanligaste konsensusalgoritmerna, men det finns många 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 kryptoinnehavarna 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.
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.
Medan traditionella gränsöverskridande transaktioner involverar mellanhänder och höga avgifter, möjliggör blockkedjan snabbare, billigare och mer transparenta internationella överföringar. Bortsett från dess värdeförråd använder många Bitcoin och andra kryptovalutor för globala överföringar.
2. 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 populära applikationerna av smarta kontrakt är för decentraliserade applikationer (DAppar) och organisationer (DAO:er), som är en stor del av decentraliserade finansplattformar (DeFi). DeFi-plattformar utnyttjar blockkedjan för att tillhandahålla finansiella tjänster som utlåning, upplåning och handel utan traditionella institutioner. Detta demokratiserar tillgången till finansiella verktyg.
3. Kryptofiering
Verkliga tillgångar (Real World Asset, RWA) som fastigheter, aktier eller konst kan tokeniseras (konverteras till digitala krypto på en blockkedja). Detta kan förbättra likviditeten och bredda tillgången till investeringsmöjligheter.
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.
5. Omröstning
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 försörjningskedjor
Blockkedjetekniken kan användas för att skapa en huvudbok över alla transaktioner inom en försörjningskedja. Varje transaktion kan registreras som ett block på blockkedjan, vilket skapar en oföränderlig och transparent registrering av hela försörjningskedjeprocessen.
Sammanfattningsvis
Blockkedjetekniken erbjuder ett säkert och transparent sätt att registrera transaktioner och lagra data. Det är en teknik som revolutionerar 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
Ansvarsfriskrivning: Detta innehåll presenteras för dig "i befintligt skick" och endast för informations- och utbildningsändamål, utan representation eller garanti av något slag. Innehållet ska inte tolkas som finansiell, juridisk eller annan professionell rådgivning och det är inte heller avsett att rekommendera köp av någon specifik produkt eller tjänst. Du bör söka egen rådgivning från lämpliga professionella rådgivare. Observera att i de fall artikeln har skrivits av någon från tredje part tillhör de åsikter som uttrycks denna tredje part och återspeglar inte nödvändigtvis Binance Academys åsikter. Läs vår fullständiga ansvarsfriskrivning här för mer information. 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 du kan ådra dig. Detta material ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell rådgivning. Se våra användarvillkor och vår riskbevakning för mer information.