TL;DR
Blockchain to zdecentralizowana księga cyfrowa, która bezpiecznie rejestruje dane transakcyjne na wielu wyspecjalizowanych komputerach w sieci.
Blockchain zapewnia integralność danych dzięki ich niezmienności poprzez mechanizmy kryptograficzne i konsensusowe, co oznacza, że raz zarejestrowanych informacji nie można zmienić z mocą wsteczną.
Blockchain stanowi szkielet kryptowalut takich jak Bitcoin i Ethereum i odgrywa kluczową rolę we wspieraniu przejrzystości, bezpieczeństwa i zaufania w różnych sektorach poza finansami.
Co to jest łańcuch bloków?
Blockchain to specjalny rodzaj bazy danych, zwany także zdecentralizowaną księgą cyfrową, prowadzony przez wiele komputerów rozmieszczonych na całym świecie. Dane Blockchain są zorganizowane w bloki, które są ułożone chronologicznie i zabezpieczone kryptografią.
Najwcześniejszy model łańcucha bloków powstał na początku lat 90. XX wieku, kiedy informatyk Stuart Haber i fizyk W. Scott Stornetta zastosowali techniki kryptograficzne w łańcuchu bloków, aby zabezpieczyć dokumenty cyfrowe przed manipulacją danymi.
Haber i Stornetta zainspirowali pracę wielu innych informatyków i entuzjastów kryptografii, co ostatecznie doprowadziło do stworzenia pierwszej kryptowaluty opartej na technologii blockchain, Bitcoin. Od tego czasu zastosowanie technologii blockchain stopniowo się poszerza, a z kryptowalut korzysta coraz większa liczba ludzi na całym świecie.
Chociaż technologia blockchain jest często wykorzystywana do rejestrowania transakcji kryptowalutowych, nadaje się ona do rejestrowania wielu innych typów danych cyfrowych i może być stosowana w szerokim zakresie przypadków użycia.
Czym jest decentralizacja w Blockchain?
Decentralizacja w blockchain odnosi się do idei, że kontrola i moc decyzyjna sieci jest rozdzielona pomiędzy jej użytkownikami, a nie kontrolowana przez pojedynczy podmiot, taki jak rząd lub korporacja. Może to być pomocne w sytuacjach, gdy ludzie muszą koordynować działania z nieznajomymi lub gdy chcą zapewnić bezpieczeństwo i integralność swoich danych.
W zdecentralizowanej sieci blockchain nie ma centralnego organu ani pośrednika kontrolującego przepływ danych lub transakcji. Zamiast tego transakcje są weryfikowane i rejestrowane przez rozproszoną sieć komputerów, które współpracują w celu utrzymania integralności sieci.
Kiedy ludzie mówią o technologii blockchain, często nie mają na myśli tylko bazy danych. Technologia Blockchain obsługuje aplikacje takie jak kryptowaluty i niezamienne tokeny (NFT), umożliwiając ludziom współpracę i zawieranie między sobą transakcji bez polegania na organie centralnym.
Jak działa Blockchain?
W swojej istocie blockchain to cyfrowa księga, która bezpiecznie rejestruje transakcje między dwiema stronami w sposób zabezpieczony przed manipulacją. Te dane transakcyjne są rejestrowane przez globalnie rozproszoną sieć specjalnych komputerów zwanych węzłami.
Kiedy użytkownik inicjuje transakcję, na przykład wysłanie określonej ilości kryptowaluty do innego użytkownika, transakcja ta jest transmitowana do sieci. Każdy węzeł uwierzytelnia transakcję poprzez weryfikację podpisów cyfrowych i innych danych transakcyjnych.
Po zweryfikowaniu transakcja zostaje dodana do bloku wraz z innymi już zweryfikowanymi transakcjami. Bloki są łączone ze sobą za pomocą metod kryptograficznych, tworząc łańcuch bloków. Proces weryfikacji transakcji i dodania ich do blockchainu odbywa się poprzez mechanizm konsensusu, czyli zbiór reguł regulujących sposób, w jaki węzły w sieci dochodzą do porozumienia co do stanu blockchainu i ważności transakcji.
Kryptografia ma kluczowe znaczenie dla łańcucha bloków, aby utrzymać bezpieczny, przejrzysty i odporny na manipulacje zapis transakcji. Na przykład haszowanie jest kluczową metodą kryptograficzną stosowaną w łańcuchach bloków. Jest to proces kryptograficzny, który konwertuje dane wejściowe o dowolnym rozmiarze na ciąg znaków o stałym rozmiarze.
Funkcje skrótu stosowane w łańcuchach bloków są generalnie odporne na kolizje, co oznacza, że szanse na znalezienie dwóch fragmentów danych generujących ten sam wynik są astronomicznie małe. Inna cecha nazywana jest efektem lawinowym i odnosi się do zjawiska polegającego na tym, że każda niewielka zmiana danych wejściowych skutkuje drastycznie odmiennym wynikiem.
Zilustrujmy to za pomocą SHA256, funkcji używanej w Bitcoinie. Jak widać, zmiana wielkości liter spowodowała drastyczną różnicę w wynikach. Funkcje mieszające są również funkcjami jednokierunkowymi, ponieważ uzyskanie danych wejściowych poprzez inżynierię wsteczną wyników mieszania jest obliczeniowo niewykonalne.
Każdy blok w łańcuchu bloków bezpiecznie zawiera skrót poprzedniego bloku, tworząc solidny łańcuch bloków. Każdy, kto chciałby zmienić jeden blok, musiałby zmodyfikować wszystkie kolejne bloki, co jest zadaniem nie tylko trudnym technicznie, ale także niezwykle kosztownym.
Inną metodą kryptograficzną szeroko stosowaną w blockchainie jest kryptografia klucza publicznego. Zwana także kryptografią asymetryczną, pomaga ustanawiać bezpieczne i weryfikowalne transakcje między użytkownikami.
Tak to działa. Każdy uczestnik ma unikalną parę kluczy: klucz prywatny, który utrzymuje w tajemnicy, oraz klucz publiczny, który jest jawnie udostępniany. Kiedy użytkownik inicjuje transakcję, podpisuje ją przy użyciu swojego klucza prywatnego, tworząc podpis cyfrowy.
Inni użytkownicy w sieci mogą następnie zweryfikować autentyczność transakcji, stosując klucz publiczny nadawcy do podpisu cyfrowego. Takie podejście zapewnia bezpieczeństwo transakcji, ponieważ tylko prawowity właściciel klucza prywatnego może autoryzować transakcję, ale każdy może zweryfikować podpisy za pomocą klucza publicznego.
Kolejną cechą blockchainu jest jego przejrzystość. Ogólnie rzecz biorąc, każdy może sprawdzić dane łańcucha bloków, w tym wszystkie dane transakcji i dane bloków, w publicznych witrynach blockchain. Na przykład możesz zobaczyć każdą transakcję, która kiedykolwiek została zarejestrowana w sieci Bitcoin na stronach eksploratora blockchain, w tym identyfikator nadawcy i odbiorcy, kwotę przelewu oraz listę właścicieli dowolnego bitcoina. Możesz także prześledzić bloki z dzisiaj (w bloku 788 995 z 18:52:21 GMT w dniu 29 maja 2023 r.) aż do pierwszego bloku, znanego jako blok genezy.
Co to jest mechanizm konsensusu?
Algorytm konsensusu to mechanizm umożliwiający użytkownikom lub maszynom koordynację w środowisku rozproszonym. Musi zapewnić, że wszyscy agenci w systemie będą mogli zgodzić się na jedno źródło prawdy, nawet jeśli niektórzy agenci zawiodą. Zapewniają, że wszystkie węzły w sieci mają tę samą kopię księgi, która zawiera zapis wszystkich transakcji. Mechanizmy konsensusu są niezbędne w przypadku blockchainów, ponieważ nie ma centralnego organu sprawdzającego transakcje i utrzymującego integralność sieci.
Kiedy dziesiątki tysięcy węzłów przechowuje kopię danych łańcucha bloków, szybko mogą pojawić się pewne wyzwania, w tym spójność danych i złośliwe węzły. Aby zapewnić integralność łańcucha bloków, istnieją różne mechanizmy konsensusu, które regulują sposób, w jaki węzły sieci osiągają porozumienie. Przyjrzyjmy się teraz najważniejszym.
Rodzaje mechanizmów konsensusu
Co to jest dowód pracy?
Proof of Work (PoW) to mechanizm konsensusu stosowany w wielu sieciach blockchain w celu weryfikacji transakcji i utrzymania integralności łańcucha bloków. Jest to oryginalny mechanizm konsensusu używany przez Bitcoin.
W PoW górnicy rywalizują o rozwiązanie złożonego problemu matematycznego, aby dodać kolejny blok do blockchainu. W procesie zwanym wydobywaniem pierwszy górnik, który rozwiąże problem, zostaje nagrodzony kryptowalutą.
Górnicy muszą używać potężnych komputerów do rozwiązywania problemów matematycznych, aby wydobywać nowe monety i zabezpieczać sieć. Dlatego proces wydobycia wymaga znacznych ilości mocy obliczeniowej, a co za tym idzie, energii.
Co to jest dowód stawki?
Proof of Stake (PoS) to mechanizm konsensusu zaprojektowany w celu usunięcia niektórych wad Proof of Work (PoW). W systemie PoS zamiast kopaczy konkurujących w rozwiązywaniu złożonych problemów matematycznych w celu sprawdzania poprawności transakcji i dodawania nowych bloków do łańcucha bloków, walidatorzy są wybierani na podstawie ilości kryptowaluty, którą „stawiają” w sieci.
Walidatorzy przechowują pewną ilość kryptowaluty jako zabezpieczenie lub „stawkę” w celu wzięcia udziału w procesie konsensusu. Następnie są wybierani losowo w celu tworzenia nowych bloków i zatwierdzania transakcji na podstawie wielkości ich stawki. Walidatorzy są nagradzani opłatami transakcyjnymi za tworzenie nowych bloków oraz jako zachęta do działania w najlepszym interesie sieci.
Inne popularne mechanizmy konsensusu
Najpopularniejszymi algorytmami konsensusu są Proof of Work i Proof of Stake, ale są też inne. Niektóre z nich to hybrydy łączące elementy obu systemów, inne to zupełnie inne metody.
Na przykład delegowany dowód stawki (DPoS) jest podobny do PoS, ale zamiast wszystkich walidatorów kwalifikujących się do tworzenia nowych bloków, posiadacze tokenów wybierają mniejszy zestaw delegatów, którzy robią to w ich imieniu.
Z drugiej strony w Proof of Authority (PoA) walidatorzy są identyfikowani na podstawie ich reputacji lub tożsamości, a nie ilości posiadanej kryptowaluty. Walidatory są wybierane na podstawie ich wiarygodności i mogą zostać usunięte z sieci, jeśli działają złośliwie.
Korzyści z Blockchaina
1. Decentralizacja
Zdecentralizowany charakter blockchainu oznacza, że nie ma jednego punktu kontroli ani awarii, co mogłoby uczynić go bezpieczniejszym i odpornym na ataki lub naruszenia bezpieczeństwa danych.
2. Przejrzystość
Transakcje na blockchainie są widoczne dla wszystkich uczestników, co ułatwia śledzenie i weryfikację transakcji oraz zapewnia ich dokładność.
3. Niezmienność
Po zarejestrowaniu transakcji w łańcuchu bloków nie można jej zmienić ani usunąć. Tworzy trwały zapis wszystkich transakcji, który może zweryfikować każdy, kto ma dostęp do sieci blockchain. Stanowi to istotne odejście od tradycyjnych systemów, w których transakcje są odwracalne.
4. Wydajność
Blockchain może umożliwić szybsze i wydajniejsze transakcje, ponieważ nie wymaga pośredników, takich jak banki.
5. Niższe opłaty
Eliminując pośredników i automatyzując procesy, blockchain może obniżyć koszty transakcji i zwiększyć efektywność niektórych operacji biznesowych.
6. Brak zaufania
Technologia Blockchain umożliwia przejrzyste transakcje weryfikowane i zatwierdzane przez samych uczestników sieci, bez narzucanych pośredników.
Jakie są różne typy sieci Blockchain?
Publiczny łańcuch bloków
Publiczny blockchain to zdecentralizowana sieć otwarta dla każdego, kto chce w niej uczestniczyć. Sieci te są zazwyczaj typu open source, przejrzyste i niewymagające uprawnień, co oznacza, że każdy może uzyskać do nich dostęp i z nich korzystać. Bitcoin i Ethereum to przykłady publicznych łańcuchów bloków.
Prywatny blockchain
Prywatny blockchain, jak sama nazwa wskazuje, to sieć blockchain, która nie jest otwarta dla publiczności. Prywatne łańcuchy bloków są zazwyczaj obsługiwane przez jeden podmiot, taki jak firma, i są wykorzystywane do celów wewnętrznych i przypadków użycia.
Prywatne łańcuchy bloków to środowiska z uprawnieniami, w których obowiązują ustalone zasady określające, kto może widzieć i zapisywać w łańcuchu. Nie są to systemy zdecentralizowane, ponieważ istnieje jasna hierarchia kontroli. Można je jednak rozpowszechniać w taki sposób, że wiele węzłów utrzymuje kopię łańcucha na swoich komputerach.
Konsorcjum blockchain
Blockchain konsorcjum jest hybrydą blockchainów publicznych i prywatnych. W łańcuchu bloków konsorcjum wiele organizacji spotyka się, aby stworzyć wspólną sieć blockchain, która jest wspólnie zarządzana i zarządzana. Sieci te mogą mieć charakter otwarty lub zamknięty, w zależności od potrzeb członków konsorcjum.
Zamiast systemu otwartego, w którym każdy może zweryfikować bloki, lub systemu zamkniętego, w którym tylko jeden podmiot wyznacza producentów bloków, w łańcuchu konsorcjów rolę walidatorów pełni garstka równie potężnych stron.
Zasady systemu są elastyczne: widoczność łańcucha może być ograniczona do walidatorów, widoczna dla upoważnionych osób lub widoczna dla wszystkich. Jeśli walidatorzy osiągną konsensus, zmiany można łatwo wdrożyć. Jeśli chodzi o działanie blockchainu, jeśli pewien próg tych stron zachowa się uczciwie, system nie będzie miał problemów.
Do czego służy Blockchain?
Choć technologia blockchain jest wciąż w powijakach, znalazła już zastosowania w wielu różnych branżach. Do najpopularniejszych obecnie zastosowań technologii blockchain należą:
1. Kryptowaluty
Technologia Blockchain została opracowana w celu wspierania tworzenia kryptowalut, które wykorzystują blockchain jako bezpieczną i zdecentralizowaną księgę do rejestrowania transakcji.
2. Tożsamość cyfrowa
Blockchain można wykorzystać do tworzenia bezpiecznych i odpornych na manipulacje tożsamości cyfrowych, które można wykorzystać do weryfikacji danych osobowych i innych wrażliwych danych. Może to nabierać coraz większego znaczenia w miarę przenoszenia większej liczby naszych danych osobowych i aktywów do Internetu.
3. Głosowanie
Zapewniając zdecentralizowaną, zabezpieczoną przed manipulacją księgę wszystkich oddanych głosów, technologię blockchain można wykorzystać do stworzenia bezpiecznego i przejrzystego systemu głosowania, który eliminuje możliwość oszustwa wyborcy i zapewnia integralność procesu głosowania.
4. Zarządzanie łańcuchem dostaw
Technologię Blockchain można wykorzystać do stworzenia rejestru wszystkich transakcji w łańcuchu dostaw. Każda transakcja może zostać zarejestrowana jako blok na blockchainie, tworząc niezmienny i przejrzysty zapis całego procesu łańcucha dostaw.
5. Inteligentne kontrakty
Inteligentne kontrakty to kontrakty samowykonujące, które można zaprogramować tak, aby wykonywały się automatycznie po spełnieniu określonych warunków. Technologia Blockchain umożliwia tworzenie i realizację inteligentnych kontraktów w sposób bezpieczny i zdecentralizowany. Jednym z najbardziej obiecujących zastosowań inteligentnych kontraktów są aplikacje zdecentralizowane (dApps) i organizacje (DAO).
Zamykające myśli
Technologia Blockchain oferuje bezpieczny i przejrzysty sposób rejestrowania transakcji i przechowywania danych. Ma potencjał, aby zrewolucjonizować branżę, wprowadzając nowy poziom zaufania i bezpieczeństwa do cyfrowego świata.
Niezależnie od tego, czy umożliwiasz transakcje peer-to-peer, tworzysz nowe formy zasobów cyfrowych, czy ułatwiasz zdecentralizowane aplikacje, technologia blockchain otwiera świat możliwości. W miarę ciągłego rozwoju technologii i jej szerszego zastosowania, w nadchodzących latach możemy spodziewać się pojawienia się bardziej innowacyjnych i rewolucyjnych zastosowań.
Dalsze czytanie
Co to jest kryptowaluta?
Co to jest stablecoin?
Co to jest 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.
