Co je technologie Blockchain? Konečný průvodce

Sekce

1. Blockchain 101

2. Jak blockchain funguje?

3. K čemu se blockchain používá?

Sekce 1 – Blockchain 101

Obsah

• Co je blockchain?

• Jak jsou bloky propojeny?

• Blockchainy a decentralizace

• Problém byzantských generálů

• Proč je třeba decentralizovat blockchainy?

• Co je to peer-to-peer síť?

• Jaké jsou uzly blockchainu?

• Veřejné vs. veřejné blockchainy soukromé blockchainy

• Jak transakce fungují?

• Jak provádět bitcoinové transakce

  • Jak vybrat bitcoiny z Binance

  • Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

• Kdo vynalezl technologii blockchain?

• Klady a zápory technologie blockchain

  • Klady

  • Contras

Co je blockchain?

Blockchain je speciální typ databáze. Možná jste také slyšeli o technologii distribuované účetní knihy (DLT) – v mnoha případech oba pojmy označují totéž.

Blockchain má určité jedinečné vlastnosti. Existují pravidla, která určují, jak mají být data přidávána, a jakmile jsou uložena, je prakticky nemožné je upravit nebo smazat.

Data se v průběhu času přidávají do struktur nazývaných bloky. Každý blok je postaven na předchozím bloku a obsahuje část informací, které jej s ním spojují. Při pohledu na nejnovější blok můžeme ověřit, že byl vytvořen po předchozím. Pokud tedy budeme pokračovat po „řetězci“, dosáhneme našeho prvního bloku – známého jako blok geneze.

Pomocí analogie si představte, že máte tabulku se dvěma sloupci. Do první buňky prvního sloupce zadáte jakékoli informace, které chcete zachovat.

Data v této první buňce budou převedena na dvoupísmenný identifikátor, který pak bude použit jako součást dalšího vstupu. V našem příkladu by měl být dvoupísmenný identifikátor KP použit k vyplnění další buňky ve druhém řádku (defKP). To znamená, že pokud upravíte data v prvním vstupu (abcAA), budete mít ve všech zbývajících buňkách jinou kombinaci písmen.

Databáze, ve které je každý záznam propojen s posledním.

Pokud se nyní podíváme na řádek 4, vidíme, že náš nejnovější identifikátor je TH. Pamatujete si, jak jsme zmínili, že se nemůžete vrátit a smazat nebo smazat záznamy? Důvodem je, že by si každý snadno všimnul, že se to stalo, a váš pokus o změnu by byl jednoduše ignorován.

Představte si, že změníte data v první buňce – získáte jiný identifikátor, což znamená, že váš druhý blok bude mít jiná data, což povede k jinému identifikátoru na řádku 2 a tak dále. TH je v podstatě produktem všech informací, které mu předcházejí.

Jak jsou bloky propojeny?

Výše uvedená diskuse – s našimi dvoupísmennými identifikátory – je jednoduchou analogií způsobu, jakým blockchain využívá hashovací funkce. Hašování je lepidlo, které drží bloky pohromadě. Spočívá v přijímání dat libovolné velikosti k vytvoření výstupu (haše), který bude mít vždy stejnou délku.

Zajímavé jsou hashe používané v blockchainech, protože pravděpodobnost nalezení dvou informací, které generují úplně stejný výstup, je astronomicky nízká. Stejně jako u našich výše uvedených identifikátorů bude mít jakákoli drobná úprava našich vstupních dat za následek zcela odlišný výstup.

Můžeme to ilustrovat na SHA256, což je funkce široce používaná v bitcoinech. Jak vidíte, dokonce i rozdílné použití velkých písmen stačí k úplné změně výstupu.

Skutečnost, že neexistují žádné známé „kolize“ (tj. dva různé vstupy poskytující stejný výstup) pro SHA256, je v kontextu blockchainů neuvěřitelně cenná. Znamená to, že každý blok může ukazovat na ten před ním tím, že obsahuje svůj hash, a jakýkoli pokus o úpravu starých bloků bude okamžitě patrný.

Každý blok obsahuje otisk předchozího bloku.

Blockchainy a decentralizace

Vysvětlili jsme základní strukturu blockchainu. Ale když slyšíte lidi mluvit o blockchainové technologii, pravděpodobně nemají na mysli samotnou databázi, ale spíše ekosystém vybudovaný kolem ní.

Jako nezávislé datové struktury jsou blockchainy užitečné pouze pro velmi specifické aplikace. Věci jsou zajímavé, když je používáme jako nástroj pro koordinaci cizích lidí. V kombinaci s dalšími technologiemi a nějakou herní teorií může blockchain fungovat jako distribuovaná účetní kniha, kterou nikdo nekontroluje.

To znamená, že žádný hráč nemá pravomoc upravovat vstupy kolem systémových pravidel (více o pravidlech brzy). V tomto smyslu bychom mohli tvrdit, že každý má účetní knihu současně: účastníci se vždy shodují na jejím vzhledu.

Problém byzantských generálů

Skutečnou výzvou, která stojí v cestě systému, jako je ten popsaný výše, je to, co známe jako problém byzantských generálů. Vznikl v 80. letech 20. století a popisuje dilema, ve kterém izolovaní účastníci musejí komunikovat, aby koordinovali své akce. Toto dilema se týká řady armádních generálů obklopujících město, kteří se rozhodují, zda na něj zaútočit. Generálové mohou komunikovat pouze prostřednictvím posla.

Každý se musí rozhodnout, zda zaútočí nebo ustoupí. Nezáleží na tom, jestli udělají jednu nebo druhou věc, pokud všichni generálové sdílejí stejné rozhodnutí. Pokud se rozhodnou zaútočit, budou úspěšní pouze tehdy, budou-li postupovat jednotně. Jak tedy můžeme zajistit, aby toho dosáhli?

Samozřejmě mohli komunikovat přes messenger. Co by se ale stalo, kdyby byl posel zachycen zprávou, která říká „zaútočíme za úsvitu“ a uvedená zpráva je nahrazena jinou, která říká „dnes večer zaútočíme“? Co když je jeden z generálů zlomyslný herec, který záměrně klame ostatní, aby si zajistil jejich porážku?

Generálové uspějí, když všichni zaútočí (vlevo). Když někteří ustoupí, zatímco jiní útočí, budou poraženi (vpravo).

Potřebujeme strategii, pomocí které lze dosáhnout konsensu, a to i v případě, že se ukáže, že účastníci jsou zlomyslní nebo jsou zachycovány zprávy. Neschopnost udržovat databázi není situace na život a na smrt ekvivalentní útoku na město bez posil, ale platí stejný princip. Pokud není nikdo, kdo by dohlížel na blockchain a poskytoval uživatelům „správné“ informace, pak to budou uživatelé, kteří musí být schopni mezi sebou komunikovat.

Aby bylo možné překonat potenciální selhání jednoho (nebo několika) uživatelů, musí být mechanismy blockchainu pečlivě navrženy tak, aby byly odolné vůči takovým neúspěchům. Systémy schopné dosáhnout této byzantské chyby nazýváme tolerantní. Jak brzy uvidíme, k vynucení pevných pravidel se používají konsensuální algoritmy.

Proč je třeba decentralizovat blockchainy?

Jeden by samozřejmě mohl provozovat blockchain sám. Ale ve srovnání s jinými lepšími alternativami byste nakonec měli neohrabanou databázi. A jeho skutečný potenciál lze využít pouze v decentralizovaném prostředí – tedy prostředí, ve kterém je rovnost mezi všemi uživateli. Tímto způsobem nelze blockchain eliminovat nebo zlomyslně ovládnout. Bude to jediný zdroj pravdy, který bude viditelný pro všechny.

Co je to peer-to-peer síť?

Síť peer-to-peer (P2P) je naší uživatelskou vrstvou (nebo obecnou vrstvou v našem předchozím příkladu). Neexistuje žádný správce, takže místo připojení k centrálnímu serveru pokaždé, když si někdo chce vyměňovat informace s jiným uživatelem, je posílat je přímo svým kolegům.

Podívejme se na graf níže. Vlevo potřebuje A poslat svou zprávu přes server, aby ji dostal F. Na pravé straně jsou však oba spojeni bez prostředníka.

Centralizovaná síť (vlevo) vs. decentralizovaná síť (vpravo).

Server obvykle ukládá všechny informace, které uživatelé potřebují. Když vstoupíte do Binance Academy, žádáte jejich servery, aby vám poskytly všechny své položky. Pokud je webová stránka „offline“, neuvidíte je. Pokud jste si však stáhli veškerý obsah, můžete jej nahrát do svého počítače, aniž byste museli dotazovat Binance Academy.

V podstatě to je to, co každý peer v síti dělá s blockchainem: ukládá celou databázi na svůj počítač. Pokud někdo síť opustí, uživatelé, kteří na ní zůstanou, budou mít stále přístup k blockchainu a budou mezi sebou sdílet informace. Když je do řetězce přidán nový blok, data se šíří po síti, takže každý může aktualizovat svou vlastní kopii účetní knihy.

Nezapomeňte si přečíst náš Úvod do sítí peer-to-peer pro podrobnější analýzu tohoto typu sítí.

Jaké jsou uzly blockchainu?

Uzly jsou jednoduše stroje, které jsou připojeny k síti – jsou zodpovědné za ukládání kopií blockchainu a sdílení informací se zbytkem jednotek. Uživatelé nemusí tyto procesy řídit ručně. Všeobecně jim stačí stáhnout a spustit blockchainový software a zbytek bude fungovat automaticky.

Výše jsme popsali, co je uzel v jeho nejčistším smyslu, ale definice může zahrnovat i další uživatele, kteří nějakým způsobem interagují se sítí. V případě kryptoměn by například jednoduchá aplikace typu peněženky ve vašem telefonu byla tím, čemu říkáme lehký uzel.

Veřejné vs. veřejné blockchainy soukromé blockchainy

Jak možná víte, bitcoin položil základ pro blockchainový průmysl, aby se stal tím, čím je dnes. Jakmile se bitcoin začal osvědčovat jako legitimní finanční aktivum, inovativní hráči začali přemýšlet o potenciálu základní technologie pro další oblasti. To vedlo k průzkumu blockchainu pro nespočet případů použití mimo finance.

Bitcoin je to, čemu říkáme „veřejný blockchain“. To znamená, že kdokoli si může prohlížet transakce, které obsahuje, a k připojení je potřeba pouze připojení k internetu a potřebný software. Protože pro účast neexistují žádné další požadavky, můžeme tyto typy prostředí označit jako bez oprávnění.

Naproti tomu existuje také jiný typ blockchainu, který nazýváme „soukromé blockchainy“. Tyto systémy stanovují pravidla, která určují, kdo může blockchain vidět a interagovat s ním. Z tohoto důvodu je označujeme jako povolená prostředí. I když se soukromé blockchainy mohou na první pohled zdát nadbytečné, představují určité důležité aplikace – především v podnikových scénářích.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, podívejte se na Private, Public a Consortium Blockchains – v čem se liší?

Přemýšlíte o tom, jak začít ve světě kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Jak transakce fungují?

Pokud chce Alice zaplatit Bobovi bankovním převodem, bude to muset oznámit bance. Pro zjednodušení řekněme, že obě strany používají stejnou banku. Ten před aktualizací své databáze zkontroluje, zda má Alice potřebné prostředky k provedení transakce (to znamená, že zapíše -50 $ pro Alici a +50 $ pro Boba).

Není to něco velmi odlišného od toho, co se děje v blockchainu. Vždyť je to také databáze. Hlavní rozdíl je v tom, že neexistuje jediný aktér, který by měl na starosti kontroly a aktualizace zůstatků, ale musí to dělat všechny uzly.

Pokud chce Alice poslat Bobovi pět bitcoinů, vyšle zprávu s oznámením do sítě. To nebude okamžitě přidáno do blockchainu – uzly to uvidí, ale pro potvrzení transakce bude třeba provést další akce. Viz Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Jakmile je transakce přidána do blockchainu, všechny uzly budou moci vidět, že byla provedena. Dále udělají aktualizaci své kopie blockchainu, aby to odrážela. Od té doby nebude Alice moci posílat stejných pět jednotek Carol (což by znamenalo „dvojí útratu“), protože síť bude vědět, že je již utratila v předchozí transakci.

Neexistují žádné pojmy „uživatelské jméno“ a „heslo“ – k prokázání vlastnictví finančních prostředků se používá kryptografie s veřejným klíčem. Aby tedy Bob mohl získat finanční prostředky, bude muset nejprve vygenerovat soukromý klíč. Toto je jednoduše velmi dlouhé náhodné číslo, které je prakticky nemožné pro kohokoli uhodnout – i když má na to stovky let. Pokud ale Bob komukoli prozradí svůj soukromý klíč, může se chovat jako vlastník jeho prostředků (a tudíž je může utratit). Je tedy důležité, abyste to udrželi v tajnosti.

Co však Bob může udělat, je odvodit veřejný klíč ze svého soukromého klíče. Tento veřejný klíč pak můžete dát komukoli, protože je prakticky nemožné, aby z něj kdokoli zpětně analyzoval soukromý klíč. Ve většině případů Bob provede jinou operaci s veřejným klíčem (jako je hash), aby získal veřejnou adresu.

Bob dá Alici veřejnou adresu, aby věděla, kam má peníze poslat. Vygeneruje transakci, která říká, že zaplaťte tyto prostředky na tuto veřejnou adresu. Dále, aby dokázala síti, že se nesnaží utrácet finanční prostředky, které nejsou její, Alice vygeneruje digitální podpis pomocí svého vlastního soukromého klíče. Kdokoli může získat podepsanou zprávu Alice a porovnat ji s jejím veřejným klíčem, aby s jistotou určil, zda má právo poslat tyto prostředky Bobovi.

Jak provádět bitcoinové transakce

Pro ilustraci toho, jak můžete obchodovat s bitcoiny, si představme dva scénáře. V první plánujete vybrat bitcoiny z Binance, zatímco ve druhé plánujete poslat prostředky z vaší TrustWallet do vaší peněženky Electrum.

Jak vybrat bitcoiny z Binance

1. Přihlaste se ke svému účtu Binance. Pokud ještě bitcoiny nemáte, podívejte se na náš průvodce bitcoiny, jak je koupit.

2. Najeďte myší na "Wallet" a vyberte "Spot Wallet".

3. V levém postranním panelu klikněte na „Vybrat“.

4. Vyberte měnu, kterou chcete vybrat – v tomto případě BTC.

5. Zkopírujte adresu, kam chcete poslat bitcoiny, které vyberete, a vložte ji do BTC adresy příjemce.

6. Zadejte částku, kterou chcete vybrat.

7. Klikněte na "Odeslat".

8. Krátce poté obdržíte potvrzovací e-mail. Pečlivě prosím zkontrolujte, zda je adresa správná. Pokud ano, potvrďte transakci ve stejném e-mailu.

9. Počkejte, až vaše transakce projde blockchainem. Jeho stav můžete sledovat na záložce Historie vkladů a výběrů nebo pomocí průzkumníka bloků.

Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

V tomto příkladu odešleme nějaké bitcoiny z Trust Wallet do Electrum.

1. Otevřete aplikaci Trust Wallet.

2. Klikněte na svůj bitcoinový účet.

3. Klikněte na "Odeslat".

4. Otevřete svou peněženku Electrum.

5. Klikněte na záložku Electrum „Přijmout“ a zkopírujte adresu.

Případně se můžete vrátit do Trust Wallet a klepnutím na ikonu [–] naskenovat QR kód ukazující na vaši adresu Electrum.

6. Vložte svou bitcoinovou adresu do „Adresa příjemce“ v Trust Wallet.

7. Zadejte množství.

8. Pokud vše vypadá správně, potvrďte transakci.

9. Hotovo! Počkejte, až bude vaše transakce potvrzena na blockchainu. Jeho stav můžete sledovat zadáním své adresy do průzkumníka bloků.

Přemýšlíte o tom, jak začít ve světě kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Kdo vynalezl technologii blockchain?

Technologie blockchain byla formalizována v roce 2009 uvedením bitcoinu – prvního a nejoblíbenějšího blockchainu. Jeho pseudonym tvůrce, Satoshi Nakamoto, by se však inspiroval předchozími technologiemi a návrhy.

Blockchainy široce využívají hašovací funkce a kryptografii – prvky, které v době uvedení bitcoinu na trh existovaly již desítky let. Zajímavé je, že původ struktury blockchainu lze vysledovat již na počátku 90. let, nicméně v té době byla používána pouze k „označování“ dokumentů – aby nemohly být později změněny.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, podívejte se na Historie blockchainu.

Klady a zápory technologie blockchain

Správně navržené blockchainy řeší problém, který ovlivňuje zúčastněné strany v různých odvětvích – od financí po zemědělství. Distribuovaná síť má oproti tradičnímu modelu klient-server řadu výhod, ale má také určité nevýhody.

Klady

Jednou z okamžitých výhod uvedených v bílé knize o bitcoinech je možnost provádět platby bez účasti zprostředkovatele. Následné blockchainy šly ještě o krok dále a umožňují uživatelům posílat všechny typy informací. Eliminace protistran se promítá do nižšího rizika pro zúčastněné uživatele a vede k nižším provizím – protože neexistuje žádný prostředník, který by provedl snížení.

Jak jsme již zmínili, veřejná blockchain síť je také „bez povolení“ – neexistuje žádná překážka vstupu, protože ji nikdo neřídí. Pokud se potenciální uživatel může připojit k internetu, bude moci komunikovat s ostatními kolegy v síti.

Mnozí namítnou, že nejdůležitější kvalitou blockchainů je to, že mají vysoký stupeň odolnosti vůči cenzuře. Chcete-li zakázat centralizovanou službu, vše, co by zlomyslný hráč musel udělat, je zaměřit se na server. Ale v síti peer-to-peer každý uzel funguje jako server sám o sobě.

Systém, jako je bitcoin, má více než 10 000 viditelných uzlů rozmístěných po celém světě, což prakticky znemožňuje kompromitovat síť i pro dobře vybaveného útočníka. Je nutné poznamenat, že existuje také mnoho skrytých uzlů - které nejsou pro síť obecně viditelné.

To jsou některé z obecných výhod. Existuje mnoho konkrétních případů použití, které mohou blockchainy uspokojit, jak uvidíte v části K čemu se blockchain používá?

Contras

Blockchainy nejsou stříbrnou kulkou na všechny problémy. Vzhledem k tomu, že jsou optimalizovány pro své silné stránky uvedené v předchozí části, mají nakonec nedostatky v jiných oblastech. Nejzřejmější překážkou masového přijetí blockchainů je skutečnost, že se příliš neškálují.

To platí pro jakoukoli distribuovanou síť. Vzhledem k tomu, že všichni účastníci musí zůstat synchronizováni, nelze nové informace přidávat příliš rychle, jinak uzly nebudou schopny držet krok. Proto mají vývojáři tendenci záměrně omezovat rychlost, kterou lze blockchain aktualizovat, aby zajistili, že systém zůstane decentralizovaný.

U uživatelů sítě se to může projevit v podobě dlouhých čekacích lhůt, pokud se příliš mnoho lidí pokouší provádět transakce. Bloky mohou obsahovat pouze určité množství dat a nejsou přidány do řetězce okamžitě. Pokud existuje více transakcí, než může blok pojmout, další budou muset počkat na další blok.

Další možnou nevýhodou decentralizovaných blockchainových systémů je, že je nelze snadno aktualizovat. Pokud vytváříte svůj vlastní software, můžete přidat nové funkce, jak uznáte za vhodné – nemusíte spolupracovat s ostatními nebo je žádat o povolení k provádění změn.

V prostředí s miliony potenciálních uživatelů je provádění změn podstatně obtížnější. Budete moci upravit určité parametry softwaru vašeho uzlu, ale nakonec skončíte izolovaní od sítě. Pokud je upravený software nekompatibilní s jinými uzly, zjistí jej a odmítnou interakci s ním.

Řekněme, že chcete změnit pravidlo, které určuje maximální velikost bloku (z 1 MB na 2 MB). Můžete zkusit poslat uvedený blok do uzlů, ke kterým jste připojeni, ale mají pravidlo, které říká „nepřijímejte bloky větší než 1 MB“. Pokud obdrží něco většího, nezahrnou to do své kopie blockchainu.

Jediný způsob, jak zavést změny, je přimět většinu ekosystému, aby je přijala. V případě velkých blockchainů může trvat měsíce – nebo dokonce roky – intenzivních diskusí na fóru, než bude možné změny koordinovat. Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, viz Hard Forks a Soft Forks.

Část 2 – Jak funguje blockchain?

Obsah

• Jak se do blockchainu přidávají bloky?

• Těžba (doklad o práci)

  • Pros de Proof of Work

  • Contras de Proof of Work

• Staking (Proof of Stake)

  • Pros de Proof of Stake

  • Contras de Proof of Stake

• Další konsensuální algoritmy

• Mohu zvrátit blockchainové transakce?

• Co je škálovatelnost blockchainu?

• Proč je třeba blockchain škálovat?

• Co je to blockchain fork?

  • Měkké vidličky

  • Tvrdé vidlice

Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Do této chvíle jsme probrali mnoho témat. Víme, že uzly jsou propojené a že ukládají kopie blockchainu. Také si navzájem předávají informace o transakcích a nových blocích. Už jsme analyzovali, co jsou uzly, ale možná vás zajímá: jak se do blockchainu přidávají nové bloky?

Neexistuje jediný zdroj, který by uživatelům říkal, co mají dělat. Protože všechny uzly mají stejnou sílu, musí existovat mechanismus, který spravedlivě rozhodne, kdo může přidávat bloky do blockchainu. Potřebujeme systém, který uživatelům zdražuje podvádění, ale odměňuje je, když jednají čestně. Každý racionálně uvažující uživatel bude chtít jednat způsobem, který je ekonomicky výhodný.

Protože síť nemá oprávnění, vytváření bloků musí být přístupné komukoli. Protokoly to často zajišťují tím, že vyžadují, aby uživatel vložil do hry nějakou „kůži“: musí riskovat své vlastní peníze. To jim umožní podílet se na vytváření bloků, a pokud vygenerují platný, bude jim vyplacena odměna.

Pokud se však pokusí podvádět, zbytek sítě to bude vědět. Jakýkoli vklad, který předložili, bude ztracen. Tyto mechanismy nazýváme konsensuální algoritmy, protože umožňují účastníkům sítě dosáhnout konsensu o tom, který blok by měl být přidán jako další.

Těžba (doklad o práci)

Těžba je zdaleka nejpoužívanějším konsensuálním algoritmem. Při těžbě se používá algoritmus Proof of Work (PoW). To zahrnuje uživatele, kteří obětují výpočetní výkon, aby se pokusili vyřešit hádanku nastavenou protokolem.

Puzzle vyžaduje, aby uživatelé kontrolovali transakce a další informace obsažené v bloku. Ale aby byl hash považován za platný, musí být pod určitým číslem. Protože neexistuje způsob, jak předpovědět, jaký bude daný výsledek, musí těžaři pokračovat v analýze mírně upravených dat, dokud nenajdou platné řešení.

Je zřejmé, že opakované hashování dat je výpočetně nákladné. V blockchainech Proof of Work jsou „sázkou“, kterou uživatelé předkládají, peníze investované do těžebních počítačů a elektřina používaná k jejich napájení. Dělají to v naději, že dostanou blokovou odměnu.

Pamatujete si, jak jsme dříve řekli, že je prakticky nemožné zvrátit hash, ale je snadné jej ověřit? Když těžař odešle nový blok do zbytku sítě, všechny ostatní uzly jej použijí jako vstup pro hashovací funkci. Potřebují to jednoduše jednou spustit, aby si ověřili, že blok je platný podle pravidel blockchainu. Pokud ne, těžař odměnu nedostane a bude mít zbytečně elektřinu.

První blockchain Proof of Work byl Bitcoin. Od svého vzniku přijalo mechanismus PoW mnoho dalších blockchainů.

Výhody Proof of Work

• Vyzkoušeno a otestováno: K dnešnímu dni je Proof of Work nejvyspělejším konsensuálním algoritmem a zajistil hodnotu stovek miliard dolarů.

• Bez oprávnění: Kdokoli se může připojit k těžební soutěži nebo jednoduše spustit validátorový uzel.

• Decentralizace: Těžaři mezi sebou soutěží ve výrobě bloků, což znamená, že hashovací síla není nikdy řízena jedinou stranou.

Contras de Proof of work

• Plýtvání: Těžba spotřebovává obrovské množství elektřiny.

• Stále vyšší bariéry vstupu: Jak se do sítě připojuje více těžařů, protokoly zvyšují obtížnost těžařské hádanky. Aby si uživatelé udrželi konkurenceschopnost, musí investovat do lepšího vybavení. To by mohlo stát mnoho horníků.

• 51% útoků: Přestože těžba podporuje decentralizaci, existuje šance, že jeden těžař získá většinu hashovací síly. Pokud tak učiní, mohou teoreticky zrušit transakce a podkopat bezpečnost blockchainu.

Staking (Proof of Stakes)

V systémech Proof of Work vás k čestnému jednání motivují peníze, které jste zaplatili za těžbu počítačů a elektřiny. Pokud nebudete bloky správně těžit, vaše investice se vám nevrátí.

S Proof of Stake (PoS) neexistují žádné externí náklady. Místo těžařů máme validátory, kteří bloky navrhují (nebo „kují“). Ke generování nových bloků mohou použít běžný počítač, ale k získání privilegia musí vložit značnou část svých finančních prostředků. Staking se provádí s předem definovaným množstvím nativní kryptoměny blockchainu podle pravidel každého protokolu.

Různé implementace mají různé varianty, ale jakmile validátor vsadí své jednotky, protokol je může náhodně vybrat, aby oznámil další blok. Pokud to uděláte správně, dostanou odměnu. Alternativně může existovat více validátorů, kteří souhlasí s dalším blokem, a odměna je rozdělena úměrně ke sázce, kterou každý vložil.

„Čisté“ PoS blockchainy jsou méně běžné než DPoS (Delegated Proof of Stake), které vyžadují, aby uživatelé hlasovali o uzlech (svědcích), aby ověřili bloky pro celou síť.

Ethereum, přední smart contract blockchain, brzy přejde na Proof of Stake, protože migruje na ETH 2.0.

Výhody Proof of Stake

• Šetrné k životnímu prostředí: Uhlíková stopa PoS je zlomkem těžby PoW. Staking eliminuje potřebu hašovacích operací náročných na zdroje.

• Rychlejší transakce: Protože není potřeba utrácet další výpočetní výkon na libovolné hádanky nastavené protokolem, někteří zastánci PoS tvrdí, že by to mohlo zvýšit propustnost transakcí.

• Odměny za sázky a úroky: Místo těžařů se odměny za zabezpečení sítě vyplácejí přímo držitelům tokenů. V některých případech PoS umožňuje uživatelům vydělávat pasivní příjem ve formě airdrops nebo úroků jednoduše vložením svých prostředků.

Contras de Proof of Stake

• Relativně netestováno: Protokoly PoS zatím nebyly ve velkém měřítku testovány. V jeho implementaci nebo kryptoekonomice mohou existovat nějaké neobjevené zranitelnosti.

• Plutokracie: Existují obavy, že PoS podporuje ekosystém „bohatí se stávají bohatšími“, protože validátoři s vysokými sázkami mají tendenci vydělávat více odměn.

• Problém „Nic vsazeno“: V PoW mohou uživatelé „vsadit“ pouze jeden řetězec: těží na řetězci, o kterém se domnívají, že bude s největší pravděpodobností úspěšný. Během hard forku nemohou vsadit násobky se stejnou hashovací silou. Validátory v PoS však mohou pracovat na více řetězcích s malými dodatečnými náklady, což může způsobit ekonomické problémy.

Jiné konsensuální algoritmyDalší konsensuální algoritmy

Proof of work a Proof of stake jsou nejběžnější konsensuální algoritmy, ale je jich mnohem více. Některé jsou hybridy, které kombinují prvky obou systémů, zatímco jiné jsou zcela odlišné metody.

Nebudeme se jim zde věnovat, ale pokud vás to zajímá, podívejte se na následující články:

• Zpožděné potvrzení o práci Explicado

• Pronajatý důkaz o shodě o shodě Explicado

• Proof of Authority Explicado

• Důkaz Burn Explicado

Mohu zvrátit blockchainové transakce?

Blockchainy jsou ze své podstaty velmi robustní databáze. Jeho přirozené vlastnosti velmi ztěžují odstranění nebo úpravu blockchainových dat poté, co byla zaznamenána. Pokud jde o Bitcoin a další velké sítě, je to téměř nemožné. Proto, když provádíte transakci na blockchainu, je nejlepší o ní uvažovat navždy jako vepsáno do kamene.

To znamená, že existuje mnoho různých implementací blockchainu a nejzásadnějším rozdílem mezi nimi je způsob, jakým dosahují konsensu v rámci sítě. To znamená, že v některých implementacích může relativně malá skupina účastníků získat dostatek síly v rámci sítě k efektivnímu obrácení transakcí. To je zvláště znepokojivé u altcoinů běžících na malých sítích (s nízkými hash rate kvůli nízké konkurenci v těžbě).

Co je škálovatelnost blockchainu?

Škálovatelnost blockchainu se obecně používá jako obecný termín pro označení schopnosti blockchainového systému uspokojit rostoucí poptávku. Zatímco blockchainy mají žádoucí vlastnosti (jako je decentralizace, odolnost proti cenzuře, neměnnost), něco stojí.

Na rozdíl od decentralizovaných systémů může centralizovaná databáze pracovat s výrazně vyšší rychlostí a výkonem. To dává smysl, protože tisíce uzlů rozesetých po celém světě se nemusí synchronizovat se sítí pokaždé, když je jejich obsah upraven. To ale není případ blockchainů. Výsledkem je, že škálovatelnost je mezi vývojáři blockchainu léta velmi diskutovaným tématem.

Bylo navrženo nebo implementováno několik různých řešení pro zmírnění některých výkonnostních nevýhod blockchainů. V tuto chvíli však neexistuje jasný nejlepší přístup. Pravděpodobně bude nutné vyzkoušet mnoho různých řešení, dokud nebudou k dispozici přímější odpovědi na problém se škálovatelností.

Na širší úrovni existuje základní otázka týkající se škálovatelnosti: měli bychom zlepšit výkon samotného blockchainu (škálování na řetězci), nebo bychom měli umožnit provádění transakcí bez nafouknutí hlavního blockchainu (škálování mimo řetězec)?

Oba mohou mít jasné výhody. Řetězová řešení škálovatelnosti by mohla snížit velikost transakcí nebo dokonce jednoduše optimalizovat způsob ukládání dat v blocích. Na druhou stranu off-chain řešení zahrnují dávkové transakce mimo hlavní blockchain a přidávají je až později. Některá z nejpozoruhodnějších off-chain řešení se nazývají postranní řetězce a platební kanály.

Pokud se chcete do tohoto tématu ponořit hlouběji, přečtěte si Blockchain Scalability: Sidechains and Payment Channels.

Proč je třeba blockchain škálovat?

Pokud mají blockchainové systémy konkurovat svým centralizovaným protějškům, musí být minimálně stejně efektivní jako ony. Realisticky však pravděpodobně budou muset udělat ještě lépe, aby motivovali vývojáře a uživatele k přechodu na platformy a aplikace založené na blockchainu.

To znamená, že ve srovnání s centralizovanými systémy by mělo být používání blockchainů rychlejší, levnější a jednodušší pro vývojáře i uživatele. Není snadný úkol dosáhnout při zachování definujících charakteristik blockchainů, o kterých jsme hovořili výše.

Co je to blockchain fork?

Stejně jako jakýkoli jiný software, blockchainy potřebují aktualizace, aby opravily problémy, přidaly nová pravidla nebo odstranily stará. Protože většina blockchainového softwaru je open source, každý může teoreticky navrhnout nové aktualizace, které přidá do softwaru, který řídí síť.

Mějte na paměti, že blockchainy jsou distribuované sítě. Jakmile je software aktualizován, tisíce uzlů po celém světě musí být schopny komunikovat a nasadit novou verzi. Co se ale stane, když se účastníci nemohou dohodnout na tom, kterou aktualizaci implementovat? Obvykle neexistuje žádná organizace se zavedeným tokem rozhodování, která by se mohla rozhodnout. Tím se dostáváme k měkkým a tvrdým vidlicím.

Měkké vidličky

Pokud panuje všeobecná shoda na tom, jak má aktualizace vypadat, je to poměrně jednoduchá záležitost. V takovém scénáři je software aktualizován změnou zpětně kompatibilní, což znamená, že aktualizované uzly mohou stále komunikovat s uzly, které nejsou. Ve skutečnosti se však očekává, že téměř všechny uzly budou časem aktualizovány. Tomu se říká soft fork.

Tvrdé vidlice

Hard fork je složitější. Jakmile budou nová pravidla implementována, nebudou kompatibilní s těmi starými. Pokud se tedy uzel s novými pravidly pokusí o interakci s uzlem se starými pravidly, nebudou moci komunikovat. Výsledkem je rozdělení blockchainu na dva: na jednom běží starý software, na druhém jsou implementována nová pravidla.

Po hard forku existují v podstatě dvě různé sítě provozující paralelně dva různé protokoly. Stojí za zmínku, že v době forku jsou zůstatky nativní jednotky blockchainu klonovány z předchozí sítě. Pokud jste tedy měli zůstatek na starém řetězu v době vidlice, budete mít zůstatek i na novém.

Další informace o tomto naleznete v části Hard Forks a Soft Forks.

Kapitola 3 – K čemu je blockchain?

Obsah

• Blockchain pro dodavatelské řetězce

• Blockchain a herní průmysl

• Blockchain pro zdravotnictví

• Remitence s blockchainem

• Blockchain a digitální identita

• Blockchain a internet věcí (IoT)

• Blockchain pro správu věcí veřejných

• Blockchain pro charitu

• Blockchain pro spekulace

• Crowdfunding s blockchainem

• Blockchain a distribuované souborové systémy

Technologie blockchain může být použita pro širokou škálu případů použití. Podívejme se na některé z nich.

Blockchain pro dodavatelské řetězce

Efektivní dodavatelské řetězce jsou jádrem mnoha úspěšných podniků a týkají se manipulace se zbožím od dodavatele ke spotřebiteli. Koordinace více zúčastněných stran v daném odvětví byla tradičně obtížná. Technologie blockchain by však mohla umožnit novou úroveň transparentnosti v mnoha odvětvích. Interoperabilní ekosystém dodavatelského řetězce, který se točí kolem neměnné databáze, je přesně to, co mnoho průmyslových odvětví potřebuje, aby se stalo robustnějším a spolehlivějším.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Supply Chain.

Blockchain a herní průmysl

Herní průmysl se stal jedním z největších zábavních průmyslů na světě a mohl by velmi těžit z technologie blockchain. Obecně platí, že hráči bývají vydáni na milost a nemilost vývojářům her. Ve většině online her jsou hráči nuceni důvěřovat prostoru na serveru vývojářů a řídit se jejich neustále se měnícími pravidly. V této souvislosti by blockchain mohl pomoci decentralizovat vlastnictví, správu a údržbu online her.

Největším problémem však může být to, že herní prvky nemohou existovat mimo tituly, což eliminuje možnosti skutečného vlastnictví a sekundárních trhů. Pokud se rozhodnete pro přístup založený na blockchainu, hry by se mohly stát dlouhodobě udržitelnějšími a položky ve hře vydané jako krypto-sběratelské předměty by mohly získat hodnotu v reálném světě.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Gaming.

Blockchain pro zdravotnictví

Spolehlivé ukládání lékařských záznamů je životně důležité pro jakýkoli zdravotnický systém a spoléhání se na centralizované servery ponechává citlivé informace zranitelné. Transparentnost a bezpečnost technologie blockchain z ní činí ideální platformu pro ukládání lékařských záznamů.

Díky kryptografickému zabezpečení svých záznamů na blockchainu si pacienti mohou zachovat své soukromí a sdílet své lékařské informace s jakoukoli zdravotnickou institucí. Pokud by všichni účastníci současného roztříštěného zdravotnického systému měli přístup k zabezpečené globální databázi, tok informací mezi nimi by byl mnohem rychlejší.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Healthcare.

Remitence s blockchainem

Posílání peněz do zahraničí je s tradičním bankovnictvím problém. Především kvůli složité síti zprostředkovatelů, poplatkům a době vypořádání je používání tradičních bank drahé a nespolehlivé pro urgentní transakce.

Kryptoměny a blockchainy eliminují tento ekosystém zprostředkovatelů a mohou umožnit rychlé a levné převody po celém světě. Zatímco blockchainy nepochybně obětují výkon pro některé ze svých žádoucích vlastností, různé projekty využívají tuto technologii k tomu, aby umožnily levné, téměř okamžité transakce.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Remitances.

Přemýšlíte o tom, jak začít ve světě kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Blockchain a digitální identita

Bezpečná správa identit na internetu nutně potřebuje rychlé řešení. Mimořádné množství našich osobních údajů je uloženo na centralizovaných serverech a analyzováno pomocí algoritmů strojového učení bez našeho vědomí nebo souhlasu.

Technologie blockchain umožňuje uživatelům převzít vlastnictví jejich dat a selektivně sdělovat informace třetím stranám pouze v případě potřeby. Tento druh krypto magie by mohl umožnit hladší online zážitek bez obětování soukromí.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Digital Identity.

Blockchain a internet věcí (IoT)

K internetu se připojuje mimořádné množství fyzických zařízení a toto číslo se bude jen zvyšovat. Někteří spekulují, že komunikace a spolupráce mezi těmito zařízeními by se s technologií blockchain mohla výrazně zvýšit. Automatizované mikroplatby typu machine-to-machine (M2M) by mohly vytvořit novou ekonomiku, která závisí na vysoce výkonném a zabezpečeném databázovém řešení.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Internet of Things (IoT).

Blockchain pro správu věcí veřejných

Distribuované sítě mohou definovat a prosazovat své vlastní formy regulace ve formě počítačového kódu. Není divu, že blockchain má možnost zprostředkovávat různé procesy vládnutí na místní, národní nebo dokonce mezinárodní úrovni.

Navíc by to mohlo vyřešit jeden z největších problémů, kterým v současnosti čelí vývojová prostředí s otevřeným zdrojovým kódem: nedostatek spolehlivého mechanismu pro rozdělování finančních prostředků. Blockchain governance zajišťuje, že se všichni účastníci mohou podílet na rozhodování, a poskytuje transparentní přehled o implementovaných politikách.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Governance.

Blockchain pro charitu

Charitativním organizacím často brání omezení v tom, jak mohou přijímat finanční prostředky. Ještě více frustrující je, že konečné místo určení darovaných prostředků může být obtížné přesně sledovat, což nepochybně odrazuje mnohé od podpory těchto organizací.

„Krypto-filantropie“ označuje použití technologie blockchain k obcházení těchto omezení. Vznikající obor se spoléhá na přirozené vlastnosti technologie k zajištění větší transparentnosti, globální účasti a snížení nákladů a snaží se maximalizovat dopad charitativních organizací. Jednou z takových organizací je Blockchain Charity Foundation.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Charity.

Blockchain pro spekulace

Jedním z nejpopulárnějších využití technologie blockchain jsou bezpochyby spekulace. Bezproblémové převody mezi burzami, necustodiální obchodní řešení a rostoucí ekosystém derivátových produktů z něj činí ideální hřiště pro všechny typy scalperů.

Díky svým přirozeným vlastnostem je blockchain vynikajícím nástrojem pro ty, kteří jsou ochotni podstoupit riziko účasti v takové třídě aktiv. Někteří si dokonce myslí, že jakmile technologie a okolní regulace dozrají, mohou být globální spekulativní trhy tokenizovány na blockchainu.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Prediction Markets.

Crowdfunding s blockchainem

Online crowdfundingové platformy pokládají základy peer-to-peer ekonomiky již téměř deset let. Úspěch těchto stránek ukazuje, že o vývoj produktů financovaných crowdfundingem je skutečný zájem. Jelikož však tyto platformy fungují jako správci fondů, mohou si z nich velkou část vzít jako poplatky. Navíc bude mít každý svůj vlastní soubor pravidel pro usnadnění dohody mezi různými účastníky.

Technologie blockchain a konkrétněji chytré smlouvy by mohly umožnit bezpečnější a automatizovanější crowdfunding, kde jsou podmínky dohod definovány v počítačovém kódu.

Další aplikací crowdfundingu využívající blockchain jsou Initial Coin Offerings (ICO) a Initial Exchange Offerings (IEO). Při prodeji tokenů, jako jsou tyto, investoři získávají finanční prostředky v naději, že síť bude v budoucnu úspěšná a že se jim investice vrátí.

Blockchain a distribuované souborové systémy

Distribuce úložiště souborů přes internet má mnoho výhod ve srovnání s konvenčními centralizovanými alternativami. Velká část dat uložených v cloudu závisí na centralizovaných serverech a poskytovatelích služeb, kteří bývají zranitelnější vůči útokům a ztrátě dat. V některých případech mohou uživatelé čelit problémům s přístupností kvůli cenzuře ze strany centralizovaných serverů.

Z uživatelského hlediska fungují řešení pro ukládání souborů blockchain stejně jako jiná řešení cloudového úložiště: můžete nahrávat, ukládat a přistupovat k souborům. To, co se děje na pozadí, je však zcela odlišné.

Když nahrajete soubor do blockchainového úložiště, je distribuován a replikován mezi více uzly. V některých případech bude každý uzel ukládat jinou část vašeho souboru. Nemohou toho moc udělat s částečnými daty, ale pak můžete požádat uzly, aby poskytly každou část, takže je můžete kombinovat a získat celý soubor

Úložný prostor je odvozen od účastníků, kteří poskytují své úložiště a šířku pásma síti. Tito účastníci obvykle dostávají finanční pobídky k poskytnutí těchto zdrojů a jsou finančně potrestáni, pokud nedodržují pravidla nebo neukládají a neposkytují soubory.

Možná si myslíte, že tento typ sítě je podobný bitcoinu. V tomto případě však není primárním cílem sítě podporovat převody peněžní hodnoty, ale spíše umožnit cenzuře odolné decentralizované ukládání souborů.

Další open source protokoly, jako je Interplanetary File System (IPFS), již dláždí cestu tomuto novému, trvalejšímu a distribuovanému webu. I když je IPFS protokol a síť typu peer-to-peer, není to úplně blockchain. Uplatňuje však některé principy technologie blockchain ke zlepšení bezpečnosti a efektivity.