TL;DR

• Blockchain je decentralizovaná digitální účetní kniha, která bezpečně zaznamenává transakční data na mnoha specializovaných počítačích v síti.

• Blockchain zajišťuje integritu dat díky své neměnné povaze prostřednictvím kryptografie a mechanismů konsenzu, což znamená, že jakmile jsou informace zaznamenány, nelze je zpětně měnit.

• Blockchain tvoří páteř kryptoměn, jako je bitcoin a ethereum, a je nápomocný při podpoře transparentnosti, bezpečnosti a důvěry v různých sektorech mimo finance.

Co je Blockchain?

Blockchain je speciální druh databáze, nazývaný také decentralizovaná digitální účetní kniha, kterou spravuje řada počítačů distribuovaných po celém světě. Blockchain data jsou organizována do bloků, které jsou chronologicky uspořádány a zabezpečeny kryptografií.

Nejstarší model blockchainu byl vytvořen na počátku 90. let, kdy počítačový vědec Stuart Haber a fyzik W. Scott Stornetta použili kryptografické techniky v řetězci bloků jako způsob, jak zabezpečit digitální dokumenty před manipulací s daty.

Haber a Stornetta inspirovali práci mnoha dalších počítačových vědců a nadšenců do kryptografie, což nakonec vedlo k vytvoření první kryptoměny poháněné technologií blockchain, Bitcoinu. Od té doby se adopce technologie blockchain postupně rozšířila a kryptoměny používá stále více lidí na celém světě.

Zatímco technologie blockchain se často používá k zaznamenávání transakcí kryptoměn, je vhodná pro záznam mnoha dalších typů digitálních dat a lze ji použít pro širokou škálu případů použití.

Co je decentralizace v blockchainu?

Decentralizace v blockchainu odkazuje na myšlenku, že kontrolní a rozhodovací pravomoc sítě je rozdělena mezi její uživatele spíše než řízena jedinou entitou, jako je vláda nebo korporace. To může být užitečné v situacích, kdy lidé potřebují koordinaci s cizími lidmi nebo kde chtějí zajistit bezpečnost a integritu svých dat.

V decentralizované blockchainové síti neexistuje žádný centrální orgán ani prostředník, který by kontroloval tok dat nebo transakcí. Místo toho jsou transakce ověřovány a zaznamenávány distribuovanou sítí počítačů, které spolupracují na zachování integrity sítě.

Když lidé mluví o technologii blockchain, často nemluví jen o databázi. Technologie blockchain pohání aplikace, jako jsou kryptoměny a nezaměnitelné tokeny (NFT), což umožňuje lidem spolupracovat a obchodovat mezi sebou, aniž by se spoléhali na centrální autoritu.

Jak Blockchain funguje?

Blockchain je ve svém jádru digitální účetní kniha, která bezpečně zaznamenává transakce mezi dvěma stranami způsobem odolným proti neoprávněné manipulaci. Tyto transakční údaje zaznamenává globálně distribuovaná síť speciálních počítačů nazývaných uzly.

Když uživatel zahájí transakci, jako je odeslání určitého množství kryptoměny jinému uživateli, je tato transakce vysílána do sítě. Každý uzel ověřuje transakci ověřováním digitálních podpisů a dalších transakčních dat.

Jakmile je transakce ověřena, je přidána do bloku spolu s ostatními již ověřenými transakcemi. Bloky jsou zřetězeny pomocí kryptografických metod a tvoří blockchain. Proces ověřování transakcí a jejich přidávání do blockchainu probíhá prostřednictvím mechanismu konsenzu, sady pravidel, která řídí, jak se uzly v síti dohodnou na stavu blockchainu a platnosti transakcí.

Kryptografie je pro blockchain klíčová pro udržení bezpečného, ​​transparentního a neoprávněného záznamu transakcí. Například hashování je klíčová kryptografická metoda používaná v blockchainech. Je to kryptografický proces, který převádí vstup libovolné velikosti na řetězec znaků s pevnou velikostí.

Hashovací funkce používané v blockchainech jsou obecně odolné proti kolizím, což znamená, že pravděpodobnost nalezení dvou dat, která produkují stejný výstup, je astronomicky malá. Dalším rysem je tzv. lavinový efekt, který odkazuje na jev, že jakákoli nepatrná změna ve vstupních datech by vyvolala drasticky odlišný výstup.

Pojďme si to ilustrovat na SHA256, funkci používané v bitcoinu. Jak můžete vidět, změna velikosti písmen způsobila, že výstup byl dramaticky odlišný. Hashovací funkce jsou také jednosměrné funkce, protože je výpočetně nemožné dospět ke vstupním datům zpětným inženýrstvím výstupu hash.

Každý blok v blockchainu bezpečně obsahuje hash předchozího bloku a vytváří tak robustní řetězec bloků. Každý, kdo by chtěl změnit jeden blok, by musel upravit všechny následující bloky, což je úkol, který je nejen technicky náročný, ale také neúměrně nákladný.

Další kryptografickou metodou široce používanou v blockchainu je kryptografie s veřejným klíčem. Také se nazývá asymetrická kryptografie a pomáhá vytvářet bezpečné a ověřitelné transakce mezi uživateli.

Funguje to takto. Každý účastník má jedinečný pár klíčů: soukromý klíč, který udržuje v tajnosti, a veřejný klíč, který je otevřeně sdílen. Když uživatel zahájí transakci, podepíše ji pomocí svého soukromého klíče a vytvoří digitální podpis.

Ostatní uživatelé v síti pak mohou ověřit pravost transakce přiložením veřejného klíče odesílatele k digitálnímu podpisu. Tento přístup zajišťuje bezpečné transakce, protože pouze legitimní vlastník soukromého klíče může transakci autorizovat, ale každý může ověřit podpisy pomocí veřejného klíče.

Další vlastností blockchainu je jeho transparentnost. Kdokoli může obecně zkontrolovat data blockchainu, včetně všech transakčních dat a dat bloků, na veřejných blockchainových stránkách. Můžete například vidět každou transakci, která byla kdy zaznamenána v bitcoinové síti na stránkách blockchain exploreru, včetně identifikátoru odesílatele a příjemce, částky převodu a seznamu vlastníků jakéhokoli bitcoinu. Můžete také sledovat bloky ode dneška (v bloku 788 995 od 29. května 2023 v 18:52:21 GMT) až k prvnímu bloku, známému jako blok geneze.

Co je to mechanismus konsensu?

Algoritmus konsenzu je mechanismus, který umožňuje uživatelům nebo strojům koordinovat se v distribuovaném prostředí. Musí zajistit, aby se všichni agenti v systému mohli shodnout na jediném zdroji pravdy, i když někteří agenti selžou. Zajišťují, že všechny uzly v síti mají stejnou kopii účetní knihy, která obsahuje záznam všech transakcí. Mechanismy konsenzu jsou pro blockchainy nezbytné, protože neexistuje žádná centrální autorita, která by ověřovala transakce a udržovala integritu sítě.

Když si desítky tisíc uzlů uchovávají kopii dat blockchainu, mohou rychle nastat určité problémy, včetně konzistence dat a škodlivých uzlů. Aby byla zajištěna integrita blockchainu, existují různé mechanismy konsenzu, které řídí, jak síťové uzly dosáhnou dohody. Pojďme se nyní podívat na ty hlavní.

Typy mechanismů konsensu

Co je Proof of Work?

Proof of Work (PoW) je konsensuální mechanismus používaný v mnoha blockchainových sítích k ověřování transakcí a udržování integrity blockchainu. Je to původní konsensuální mechanismus používaný Bitcoinem.

V PoW těžaři soutěží o vyřešení složitého matematického problému, aby do blockchainu přidali další blok. V procesu známém jako těžba je první těžař, který problém vyřeší, odměněn kryptoměnou.

Těžaři musí používat výkonné počítače k ​​řešení matematických problémů k těžbě nových mincí a zabezpečení sítě. To je důvod, proč proces těžby vyžaduje značné množství výpočetního výkonu, a tedy i energie.

Co je Proof of Stake?

Proof of Stake (PoS) je konsensuální mechanismus navržený k řešení některých nevýhod Proof of Work (PoW). V systému PoS, místo aby těžaři soutěžili o řešení složitých matematických problémů při ověřování transakcí a přidávání nových bloků do blockchainu, jsou validátoři vybíráni na základě množství kryptoměny, kterou „vsadí“ do sítě.

Validátoři drží určité množství kryptoměny jako kolaterál nebo „sázku“, aby se mohli zúčastnit procesu konsensu. Poté jsou náhodně vybráni, aby vytvořili nové bloky a ověřili transakce na základě velikosti jejich vkladu. Validátoři jsou odměňováni transakčními poplatky za vytváření nových bloků a jako pobídka jednat v nejlepším zájmu sítě.

Další populární mechanismy konsenzu

Proof of Work a Proof of Stake jsou nejběžnější konsensuální algoritmy, ale existují i ​​jiné. Některé jsou hybridy, které kombinují prvky z obou systémů, zatímco jiné jsou zcela odlišné metody.

Například delegovaný Proof of Stake (DPoS) je podobný PoS, ale místo toho, aby všichni validátoři mohli vytvářet nové bloky, volí držitelé tokenů menší skupinu delegátů, kteří tak činí jejich jménem.

Na druhou stranu v Proof of Authority (PoA) jsou validátoři identifikováni spíše podle své pověsti nebo identity než podle množství kryptoměny, kterou drží. Validátoři jsou vybíráni na základě jejich důvěryhodnosti a mohou být ze sítě odstraněni, pokud jednají zlomyslně.

Výhody blockchainu

1. Decentralizace

Decentralizovaná povaha blockchainu znamená, že neexistuje jediný bod kontroly nebo selhání, díky čemuž je bezpečnější a odolnější vůči útokům nebo narušení dat.

2. Průhlednost

Transakce na blockchainu jsou viditelné pro všechny účastníky, což usnadňuje sledování a ověřování transakcí a zajišťuje jejich přesnost.

3. Neměnnost

Jakmile je transakce zaznamenána na blockchainu, nelze ji změnit ani smazat. Vytváří trvalý záznam všech transakcí, který může ověřit kdokoli s přístupem do blockchainové sítě. To je významný odklon od tradičních systémů, kde jsou transakce vratné.

4. Účinnost

Blockchain může umožnit rychlejší a efektivnější transakce, protože nevyžaduje zprostředkovatele, jako jsou banky.

5. Nižší poplatky

Odstraněním prostředníků a automatizací procesů může blockchain snížit transakční náklady a zefektivnit některé obchodní operace.

6. Nedůvěřivost

Technologie blockchain umožňuje transparentní transakce ověřené a ověřené samotnými účastníky sítě bez nastrčení prostředníků.

Jaké jsou různé typy blockchainových sítí?

Veřejný blockchain

Veřejný blockchain je decentralizovaná síť, která je otevřená každému, kdo se chce zúčastnit. Tyto sítě jsou obvykle open source, transparentní a bez oprávnění, což znamená, že k nim může přistupovat a používat je kdokoli. Bitcoin a Ethereum jsou příklady veřejných blockchainů.

Soukromý blockchain

Soukromý blockchain, jak název napovídá, je blockchainová síť, která není přístupná veřejnosti. Soukromé blockchainy obvykle provozuje jeden subjekt, jako je společnost, a používají se pro interní účely a případy použití.

Soukromé blockchainy jsou povolená prostředí se zavedenými pravidly, která určují, kdo může řetězec vidět a zapisovat do něj. Nejsou to decentralizované systémy, protože existuje jasná hierarchie řízení. Mohou však být distribuovány tak, že mnoho uzlů udržuje kopii řetězce na svých počítačích.

Blockchain konsorcia

Blockchain konsorcia je hybrid veřejných a soukromých blockchainů. V konsorciu blockchain se více organizací spojí, aby vytvořily sdílenou blockchainovou síť, která je společně spravována a řízena. Tyto sítě mohou být otevřené nebo uzavřené v závislosti na potřebách členů konsorcia.

Namísto otevřeného systému, kde může kdokoli ověřovat bloky, nebo uzavřeného systému, kde pouze jeden subjekt určuje výrobce bloků, řetězec konsorcia vidí hrstku stejně silných stran jednajících jako validátory.

Pravidla systému jsou flexibilní: viditelnost řetězce může být omezena na validátory, viditelná pro oprávněné osoby nebo viditelná pro všechny. Pokud validátoři dokážou dosáhnout konsenzu, lze změny snadno implementovat. Pokud jde o to, jak blockchain funguje, pokud se určitá hranice těchto stran bude chovat poctivě, systém nenarazí na problémy.

K čemu se blockchain používá?

Zatímco technologie blockchain je stále v plenkách, již má případy použití v mnoha různých odvětvích. Některé z nejběžnějších současných aplikací technologie blockchain zahrnují:

1. Kryptoměny

Technologie blockchain byla vyvinuta na podporu vytváření kryptoměn, které využívají blockchain jako bezpečnou a decentralizovanou účetní knihu pro záznam transakcí.

2. Digitální identita

Blockchain lze použít k vytvoření bezpečných a nefalšovaných digitálních identit, které lze použít k ověření osobních údajů a dalších citlivých údajů. To by mohlo nabývat na důležitosti, protože více našich osobních informací a majetku se přesouvá online.

3. Hlasování

Díky poskytování decentralizované knihy všech odevzdaných hlasů, která je zabezpečená proti neoprávněné manipulaci, lze technologii blockchain použít k vytvoření bezpečného a transparentního systému hlasování, který eliminuje možnost podvodu s voliči a zajišťuje integritu procesu hlasování.

4. Řízení dodavatelského řetězce

Technologie blockchain může být použita k vytvoření knihy všech transakcí v rámci dodavatelského řetězce. Každá transakce může být zaznamenána jako blok na blockchainu, čímž vznikne neměnný a transparentní záznam celého procesu dodavatelského řetězce.

5. Chytré smlouvy

Inteligentní smlouvy jsou samočinné smlouvy, které lze naprogramovat tak, aby se automaticky provedly, když jsou splněny určité podmínky. Technologie blockchain umožňuje vytváření a provádění chytrých smluv bezpečným a decentralizovaným způsobem. Jedna z nejslibnějších aplikací chytrých kontraktů je pro decentralizované aplikace (dApps) a organizace (DAO).

Závěrečné myšlenky

Technologie blockchain nabízí bezpečný a transparentní způsob záznamu transakcí a ukládání dat. Má potenciál způsobit revoluci v průmyslu tím, že přináší novou úroveň důvěry a bezpečnosti do digitálního světa.

Technologie blockchain otevírá svět možností, ať už umožňuje peer-to-peer transakce, vytváří nové formy digitálních aktiv nebo usnadňuje decentralizované aplikace. Vzhledem k tomu, že se technologie neustále vyvíjí a získává širší přijetí, můžeme očekávat, že se v nadcházejících letech objeví další inovativní a transformativní případy použití.

Další čtení

• Co je kryptoměna?

• Co je Stablecoin?

• Co je to NFT?

Disclaimer and Risk Warning: This content is presented to you on an “as is” basis for general information and educational purposes only, without representation or warranty of any kind. It should not be construed as financial, legal or other professional advice, nor is it intended to recommend the purchase of any specific product or service. You should seek your own advice from appropriate professional advisors. Where the article is contributed by a third party contributor, please note that those views expressed belong to the third party contributor, and do not necessarily reflect those of Binance Academy. Please read our full disclaimer here for further details. Digital asset prices can be volatile. The value of your investment may go down or up and you may not get back the amount invested. You are solely responsible for your investment decisions and Binance Academy is not liable for any losses you may incur. This material should not be construed as financial, legal or other professional advice. For more information, see our Terms of Use and Risk Warning.