Blockchain: Czym jest blockchain i jak on działa?

Blockchain to rodzaj rozproszonej i zwykle zdecentralizowanej bazy danych, w której przechowywany jest nieustannie rosnący łańcuch chronologicznych zapisów (danych), które są weryfikowane za pośrednictwem węzłów peer-to-peer na podstawie wcześniej zdefiniowanych zasad. Dane są zapisane w blockchainie na zawsze i są w większości publicznie dostępne.

Brzmi skomplikowanie? Spróbujmy to trochę uprościć. 

Zasadniczo blockchain to swego rodzaju księga rachunkowa i bardzo specyficzny rodzaj bazy danych. W przypadku kryptowalut – w odróżnieniu od zwykłych baz danych – nie jest ona scentralizowana, ale zdecentralizowana, co oznacza, że nie podlega nadzorowi żadnego centralnego organu kontrolnego, znajdując się na mnóstwie komputerów na całym świecie.

Publiczny blockchain jest dostępny dla każdego, a dane mogą być do niego zapisywane tylko pod warunkiem osiągnięcia konsensusu, czyli ogólnej zgody co do ich prawidłowości wśród wszystkich zmotywowanych finansowo uczestników sieci (górników) według jasno określonych zasad.

Należy jednak zauważyć, że blockchain niekoniecznie musi być zawsze publiczny i w pełni zdecentralizowany. W znanych nam wariantach, do których należy np. Bitcoin czy Ethereum, transakcje czy dane mogą mogą być bezpiecznie i na zawsze przechowywane bez nadzoru władz centralnych.

Za weryfikację transakcji odpowiada sama sieć. Użytkownicy sieci biorący udział w walidacji (górnicy), w nagrodę za dołożone starania, otrzymują nowe tokeny (kryptowaluty). Niezależnie od tego, czy chodzi np. o Bitcoin, Ethereum lub na przykład Litecoin. Kryptowaluty te można następnie łatwo wymienić na zwykłe pieniądze, które znamy z codziennego życia, czyli np. złote czy euro. W świecie kryptowalut “zwykłe” waluty nazywane są walutami fiducjarnymi.

W czym tkwi wyjątkowość blockchaina? Czy rzeczywiście może zmienić nasz świat? Zapraszamy do przeczytania naszego artykułu, który wyjaśnia technologię blockchain krok po kroku.

Treść artykułu o blockchainie

Dlaczego blockchain jest rewolucyjny?

• Jest bezpieczny – Nie ma tutaj ryzyka błędu ludzkiego, ponieważ żadna konkretna osoba nie zarządza blockchainem ani na niego nie wpływa. Nikt nie może zmodyfikować jego historii.
• Wszystkie dane są bezpieczne dzięki szyfrowaniu za pośrednictwem algorytmu haszującego.
• Fałszowanie zapisów w blockchainie jest bardzo trudne, jeśli nie niemożliwe.
• Jest rozproszony – Dane o blockchainie są zawsze przechowywane w wielu lokalizacjach, innymi słowy komputerach, które nazywane są węzłami. To masowo zwiększa odporność sieci. Im więcej istnieje komputerów z kopią blockchaina, tym większa pewność, że on nie przepadnie.

Blockchain = Bitcoin? Tak nie jest, choć wielu ludzi tak uważa. Sam blockchain to technologia, o której ostatnio bardzo głośno (głównie za sprawą Bitcoina) – szczególnie z uwagi na oferowane przez niego funkcje. Dlaczego przyciąga uwagę największych na świecie państw i korporacji? W czym tkwi wyjątkowość tej technologii?

Szersze zrozumienie tego, jak właściwie działa blockchain, nie jest wcale proste. I zdajemy sobie sprawę, że nie każdego zadowoli powyższe proste i szybkie wyjaśnienie. Dlatego na niniejszej stronie wyjaśnimy technologię blockchaina szczegółowo i dogłębnie, wchodząc w jego tajniki. Czym jest blockchain, jak działa, do czego służy i jak może zmienić świat w najbliższej przyszłości? Tego wszystkiego i wiele więcej dowiesz się w dalszej części tego artykułu!

Czym jest technologia blockchaina?

Zacznijmy powoli, od samego początku i nieco bardziej technicznie. Blockchain to baza danych. W świecie cyfrowym baza danych pełni funkcję magazynu danych, w którym przechowywane są np. zdjęcia z Instagrama, filmiki, produkty ze sklepów internetowych i inne. O zwykłej bazie danych można myśleć jak o dużym centrum danych, w którym znajduje się duża ilość serwerów i dysków twardych, przez które nieustannie przepływają wszelkiego rodzaju informacje.

Ale z taką zwykłą bazą danych wiąże się jeden zasadniczy problem – nie jest rozproszona i jest scentralizowana (posiada tylko jeden główny “magazyn”).

W wypadku, gdy takie główne centrum danych zostanie zniszczone, uszkodzone lub wyłączone, zniszczą się nie tylko serwery i dyski twarde, ale również wszystkie przechowywane na nich dane – a to jest duży problem. Innymi słowy, zwykła baza danych posiada jeden punkt awarii.

Fakt ten nie dotyczy jednak blockchaina. Blockchain bowiem nie jest zwykłą bazą danych przechowywanych w jednym miejscu. Blockchain to rozproszona baza danych (szczegółowy opis rodzajów baz danych znajdziesz w późniejszej części artykułu). Oznacza to, że nie znajdziesz jej tylko w jednym miejscu, ale w wielu miejscach jednocześnie. Można nawet powiedzieć, że jest wszechobecna, nieskończona i wieczna. Można ją sobie wyobrazić jak swego rodzaju niekończącą się księgę rachunkową lub tabelkę w Excelu, która stale powiększa się o nowe zapisy i której nie można usunąć ani wyłączyć.

Przestałaby istnieć tylko wtedy, gdyby została usunięta ze wszystkich komputerów, na których jest przechowywana. Co w przypadku Bitcoina jest raczej mało prawdopodobne (wykluczone).

Obowiązuje więc zasada, że im więcej komputerów, na których przechowywany jest blockchain (lub inna forma rozproszonej bazy danych), tym bardziej jest rozproszony i tym bardziej bezpieczny, ponieważ ryzyko jego utraty jest zredukowane. Innymi słowy, posiada więcej punktów awarii.

A czym w ogóle jest ta decentralizacja? I jak to się ma do sposobu dystrybucji danych?

Zanim przejdziemy do bardziej szczegółowych wyjaśnień, musimy zacząć od wyjaśnienia jednej zasadniczej różnicy. A mianowicie różnicy między decentralizacją a dystrybucją danych. Na przykład, Bitcoin to zdecentralizowana waluta cyfrowa oparta na rozproszonej księdze rachunkowej (blockchainie). Co to właściwie oznacza?

• Decentralizacja reprezentuje pewien poziom kontroli. Sieć scentralizowana podlega nadzorowi i kontroli małej grupy władz centralnych, a czasami nawet jednego jedynego podmiotu. W przeciwieństwie do tego, sieć o charakterze zdecentralizowanym nie jest rządzona przez jeden podmiot.
  • Stopień decentralizacji może być różny, ale np. kopaniem Bitcoina w 2021 roku zajmowało się ponad milion górników. W przypadku Bitcoina wszystkim górnikom przysługują takie same prawa, w związku z czym stanowi on przykład sieci w pełni zdecentralizowanej – liczba podmiotów wiodących przekracza jeden milion. Dla porównania, Solana posiada w chwili pisania tego artykułu (sierpień 2022) mniej niż 2 000 walidatorów, a BNB Chain ma ich zaledwie 21. Tak więc, choć niektóre sieci mogą podawać się za zdecentralizowane, to z pewnością są zdecentralizowane w znacznie mniejszym stopniu niż Bitcoin.
• Dystrybucja danych oznacza przesyłanie danych do wielu lokalizacji w tym samym czasie. Rzeczywiście, dystrybucja danych jest związana tylko z samymi danymi i miejscem ich przechowywania, a nie z poziomem kontroli. Sieć może być scentralizowana lub zdecentralizowana, jednak jej dane mogą być dystrybuowane do więcej użytkowników jednocześnie lub nie (w takim przypadku są wysyłane przez jeden lub kilka serwerów). Blockchain jest rozproszoną bazą danych, a to oznacza, iż dane istnieją w wielu miejscach (na komputerach wszystkich górników).

Wiele osób myli te dwa terminy, ale jak widać nie są one jednym i tym samym. Nawet scentralizowana sieć może korzystać z rozproszonej formy danych. Przykładem tego są usługi chmurowe Google, Microsoft (Azure) czy Amazon Web Services, filii Amazona.

Jaki blockchain zwykle jest, ale niekoniecznie?

Teraz, gdy wiemy już przynajmniej z grubsza na czym polega decentralizacja, przejdźmy do dwóch znaczących cech blockchaina, które jednak nie są cechami nieodzownymi, choć większość ludzi tak myśli. Oznacza to, że nie są kluczowe dla blockchaina oraz że może on funkcjonować nawet bez nich.

• Może być zdecentralizowany – blockchainy Bitcoina, Ethereum, Litecoina i zdecydowanej większości wszystkich pozostałych kryptowalut nie posiadają żadnego centrum danych i mogą funkcjonować tylko dzięki samym użytkownikom, a dokładniej w ramach sieci peer-to-peer, w których użytkownicy się nie znają. Jednak nie zawsze jest to konieczne. Nie każdy blockchain opiera się na setkach tysięcy górników z całego świata. Niektóre blockchainy są kontrolowane niemal w 100% przez scentralizowany organ. W ten sposób – na początku swojego istnienia – działał na przykład BNB Chain, a dokładniej jego wariant BNB Beacon Chain, dawniej nazywany Binance Chain. Chociaż walidatorów było całkiem sporo, wszystkie węzły walidacyjne należały do Binance. W ten sposób działają również blockchainy innych scentralizowanych spółek, w których przypadku podmioty zabezpieczające sieć są znane wszystkim, w związku z czym nie ma potrzeby decentralizacji.
• Może być przejrzysty – “Wszystko na blockchainie jest przejrzyste i łatwe do znalezienia i sprawdzenia.” Ponownie, podczas gdy to stwierdzenie dotyczy niemal wszystkich kryptowalut na dzisiejszym rynku, nie chodzi o nieodłączną cechę blockchaina. Łączenie danych w łańcuchy na podstawie powiązanych kluczy (czyli podstawowa idea blockchaina) to jedynie forma ich przechowywania. To czy dane są publiczne czy nie zależy od innych elementów struktury danej sieci. Bitcoin został zaprojektowany z myślą o transparentności, dlatego przechowywane na nim dane są publiczne. Niemniej jednak, niektóre blockchainy nie posiadają tej cechy. Dotyczy to ponownie prywatnych blockchainów prywatnych firm lub blockchainów kryptowalut anonimizacyjnych (takich jak DASH, Zcash czy Monero).

W czym tkwi rewolucyjność blockchaina? A do czego w ogóle służy?

Blockchain nie jest zupełnie nową ani młodą technologią, jak sądzi wiele osób. Wszystkie elementy, na których jest on oparty, tzn. Internet, kryptografia i protokół transmisji, są znane ludzkości od dziesięcioleci.

Zatem tym, co jest rewolucyjne w blockchainie, nie jest sama technologia, ale raczej sposoby, w jakie on łączy i wykorzystuje te istniejące od dawna technologie.

Raczej niż rewolucyjny, blockchain można zatem uznać za ewolucyjny. Technologia blockchaina posiada obecnie bardzo szerokie zastosowanie, co wiąże się również z jej ogromnym potencjałem na przyszłość. Pomijając jego funkcję jako nieskończonego magazynu danych, do czego właściwie służy blockchain i w czym tkwi jego pożyteczność?

Technologia blockchaina prawdopodobnie znajdzie zastosowanie w wysoce zautomatyzowanym zarządzaniu procesami hierarchicznymi oraz w branży bezpieczeństwa. Podobnie jak roboty prędzej czy później zastąpią większość robotników, można się spodziewać, że blockchain zastąpi urzędników. Wystarczy wziąć pod uwagę startupy technologiczne, największe banki i korporacje ponadnarodowe – duża część ich inwestycji skupia się właśnie na technologii blockchaina. Część naszej przyszłości, która może nie być aż tak odległa, może leżeć w blockchainie.

Każdy podmiot zainteresowany blockchainem (i inwestujący w niego pieniądze) uważa tę technologię za narzędzie, które może przynieść nie tylko większą wydajność i bezpieczeństwo, ale również dać początek całkiem nowemu kierunkowi technologicznemu. Jeśli interesują Cię konkretne przykłady tego, jak blockchain zmieni świat, sprawdź konkretne zastosowania blockchaina.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej tej kwestii i spróbujmy zrozumieć tę ciekawą technologię.

Jak działa ta technologia?

Omówiliśmy podstawy tego, czym jest blockchain, jak działa i jakie są różnice między decentralizacją a dystrybucją danych. Jeśli jednak chcesz wiedzieć więcej i bardziej zagłębić się w ten temat, należy zająć się samym pojęciem “baza danych”, przyjrzeć się rodzajom baz danych, wyjaśnić jak działa walidacja transakcji oraz zaznajomić się z problemem podwójnego wydatkowania. Na pewno masz jakieś pytania, na które szukasz odpowiedzi. Jesteśmy gotowi Ci pomóc. A więc do dzieła!

Różnice pomiędzy podstawowymi rodzajami baz danych

1. Scentralizowana baza danych

Zasady funkcjonowania scentralizowanej bazy danych opisano na samym początku tego artykułu. Są to np. “przechowywane” zdjęcia lub filmy z Instagrama albo produkty w sklepie internetowym. Dane te znajdują się w jednej scentralizowanej bazie danych, którą można sobie wyobrazić jako duże centrum danych z ogromną ilością serwerów i dysków twardych.

Problem scentralizowanej bazy danych tkwi właśnie w jej centralizacji – łatwo ją zniszczyć, wraz ze wszystkimi cennymi danymi.Inną ogromną wadą scentralizowanej bazy danych jest fakt, że podlega nadzorowi jedynego centralnego organu podejmującego wszelkie decyzje.

Scentralizowane bazy danych są typowe dla zwykłych rozwiązań firmowych, gdzie po pierwsze nie ma potrzeby rozdzielania władzy pomiędzy więcej użytkowników (innymi słowy decentralizacji) i po drugie nie ma konieczności rozdzielania mocy obliczeniowej lub przestrzeni dyskowej pomiędzy więcej lokalizacji.

2. Zdecentralizowana baza danych 

Stopień decentralizacji jest bardzo ściśle związany z dystrybucją bazy danych (działającej na większej ilości urządzeń). Jak już powiedziano wcześniej, kluczowym czynnikiem jest głównie poziom kontroli, jaką mają poszczególni użytkownicy sieci. Im więcej użytkowników ma prawo do decydowania o czymś (w przypadku kryptowalut dotyczy to weryfikacji transakcji), tym bardziej zdecentralizowana jest sieć.

Zaletą jest tu nie tyle większa liczba punktów awarii, ponieważ sieć o charakterze zdecentralizowanym niekoniecznie musi być rozproszona, a w rezultacie odporna na ataki, ale raczej brak jakiejkolwiek centralnej władzy. Nikt nie ma tu decydującego głosu, a wszystko jest zarządzane w sposób czysto demokratyczny.

Decentralizacja jest typowa dla kryptowalut Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Cardano, Kadena, Polkadot i tysięcy innych. Należy jednak zauważyć, iż są między nimi różnice wynikające z faktu, że niektóre kryptowaluty posiadają tylko kilkaset walidatorów, a inne kilkaset tysięcy.

Jesteś zainteresowany kopaniem kryptowalut? W takim razie zapraszamy do przeczytania naszego artykułu na ten temat – Kopanie kryptowalut to nie to, co kiedyś.

3. Rozproszona baza danych

Ostatnim rodzajem bazy danych jest rozproszona baza danych. Na wstępnie należy zaznaczyć, że nawet w tej osobnej kategorii istnieją znaczące różnice, a świat kryptowalut w kontekście terminologii ogólnie pozostawia wiele do życzenia. Blockchain jest określany jako rozproszona baza danych, ponieważ dane o blokach są rozpraszane (dystrybuowane) pomiędzy wszystkich górników (gdyby tak nie było, górnicy nie mogliby nawet weryfikować transakcji).

Właśnie z tego powodu blockchain jest z natury rozproszony, posiada większą liczbę punktów awarii, jest bardzo bezpieczny i odporny na ataki hakerów.

Ponownie warto zauważyć, iż nic z tego nie ma wpływu na sposób, w jaki podejmowane są decyzje. Kontrola nad rozproszoną bazą danych (blockchainem) może mieć postać zarówno scentralizowaną, jak i zdecentralizowaną.

Aby dać Ci lepsze wyobrażenie o naturze i funkcjonowaniu poszczególnych sieci, oto wizualne przedstawienie działanie poszczególnych rodzajów baz danych:

Widać, jaki wpływ miałby potencjalny atak na scentralizowaną bazę danych. Wystarczy zniszczyć główny węzeł, a dane bezpowrotnie przepadną. Drugą istotną wadą takiej bazy danych jest fakt, że podlega nadzorowi jakiegoś centralnego organu, który samodzielnie podejmuje decyzje na jej temat. Co z kolei pozwala – jak zapewne się domyślasz – na łatwe manipulowanie danymi.

W działaniu i decyzji na temat zdecentralizowanej bazy danych uczestniczą wszyscy jej użytkownicy, i to na z góry określonych warunkach w postaci osiągania konsensusu odnośnie poprawności danych. Blockchain jest więc zdecentralizowaną bazą danych, która jako całość jest dalej dystrybuowana przez sieć niezależnych od siebie komputerów.

Transakcje i bloki – podstawowe zasady działania

Blockchain składa się z dwóch rodzajów zapisów, a mianowicie transakcji i bloków. Transakcjami nazywane są dane wprowadzane do bazy danych przez samych użytkowników blockchaina (np. poprzez przelew kryptowalut), podczas gdy bloki tych transakcji są tworzone i zatwierdzane przez górników. Górnicy potwierdzają kiedy i jak transakcje zostały dodane do blockchaina i czy wszystko poszło zgodnie z zasadami. Najprościej rzecz ujmując, transakcje są tworzone przez samych użytkowników, natomiast układaniem transakcji w bloki zajmują się górnicy.

Transakcje tworzone przez użytkowników są swobodnie przekazywane z węzła do węzła w zależności od tego, kto z kim jest w danym momencie połączony. Ważna transakcja w sieci Bitcoina to taka, która spełnia następujące warunki:

• zawiera prawidłowy podpis elektroniczny użytkownika,
• w portfelu użytkownika odnotowano zmianę,
• spełnia inne warunki, takie jak nagroda dla górników lub odpowiednio długi czas od momentu, w którym zarejestrowano ostatnią transakcję właśnie z tym kawałkiem kryptowaluty.

Górnicy następnie próbują stworzyć blok, za pośrednictwem którego te transakcje zostaną potwierdzone, włączone w blockchain i podłączone do poprzedniego bloku, przez co powstanie łańcuch – “chain”. Stąd też wzięła się nazwa tej technologii: BLOCK i CHAIN (łańcuch). Górnicy Bitcoina angażują się w wydobycie tej kryptowaluty z dwóch prostych powodów. Pierwszym z nich jest nagroda za każdy wykopany blok, a drugim opłaty transakcyjne, które użytkownicy sieci dołączają do swoich transakcji, aby górnicy w ogóle zechcieli je przetworzyć i zwalidować. Jeżeli nie dodasz do niej opłaty, Twoja transakcja najprawdopodobniej nie zostanie przetworzona.

W jaki sposób potwierdzane są transakcje?

Zatwierdzaniem transakcji na blockchainie zajmuje się sama sieć, a dokładniej komputery poszczególnych użytkowników. Ci użytkownicy, którzy poprzez głosowanie biorą udział w walidacji, są nagradzani za swoje starania kryptowalutami albo też tokenami. W potwierdzaniu transakcji może brać udział zupełnie każdy. Jednak nie wszyscy mogą za to otrzymać nagrodę. Ta należy do górnika, który jako pierwszy znajdzie właściwe rozwiązanie – a takim szczęściarzem może być tylko jedna osoba.

Ważne jest również wspomnieć, iż nagroda jest “przyznawana” losowo. Im większą moc obliczeniową posiada Twój komputer, tym większe są Twoje szanse na zgadnięcie kodu hash i otrzymanie nagrody. Proces kopania jest bardzo wymagający co do mocy komputera, ale nagroda zdecydowanie jest tego warta. A może raczej była warta – obecnie, jeśli weźmiemy pod uwagę rynek pełen dużych firm górniczych, kopanie nie jest zbyt opłacalne.

W przypadku każdej kryptowaluty obowiązuje z góry ustalony czas, jaki zajmie wydobycie jednego bloku. Jeśli chodzi o Bitcoin, jest to około 10 minut. Im większa liczba górników stara się znaleźć właściwe rozwiązanie, tym bardziej – a przynajmniej teoretycznie – powinno rosnąć prawdopodobieństwo, że właściwe rozwiązanie zostanie znalezione wcześniej niż za 10 minut. Jednak tak nie jest i nigdy nie będzie, ponieważ trudność wykopania bloku zostanie proporcjonalnie zwiększona, aby zająć określone 10 minut.

Note

Wyjaśnienie: To właśnie trudność kopania sprawia, że wraz ze wzrostem hashrate sieci coraz trudniej jest uzyskać jakiekolwiek nagrody.

Photo: Etherscan.io

Z powyższego wykresu wynika, że trudność kopania Ethereum szybko rośnie. Na początku 2022 roku była ona nawet 160 razy większa niż na początku 2017 roku. Fakt ten jest ściśle związany z wykopanymi monetami ETH. Tak więc, pięć lat temu prawdopodobieństwo tego, że Twoje kopanie Ethereum zakończy się sukcesem w postaci wydobytych jednostek tej kryptowaluty, było 160 razy większe niż obecnie. Uwaga! Obecnie Ethereum działa już oczywiście na protokole POS. Powyższy obrazek służy więc wyłącznie do celów ilustracyjnych.

 

W przypadku Bitcoina różnice te są jeszcze kilkakrotnie większe, dlatego dla prostych inwestorów detalicznych kopanie Bitcoina nie jest już opłacalne.

Tokeny (kryptowaluty) uzyskane w ramach kopania można łato wymienić na wyspecjalizowanych giełdach lub w kantorach na waluty fiducjarne. Blockchain znajdzie w przyszłości coraz szersze zastosowanie, i to z uwagi na jego stabilność, prostotę, trwałość w czasie i brak możliwości ingerencji w niego lub manipulowania nim w jakikolwiek sposób.

Blockchain a problem podwójnego wydatkowania

Niestety, nie zawsze wszystko jest tak różowe, jak może się wydawać. Zapewne wiesz, jak dziś działają sieci komputerowe – dane, które przesyłasz za ich pośrednictwem, są przenoszone przez kopiowanie. Kiedy więc wysyłasz prostą wiadomość e-mail, powstaje kilka jej kopii, przy czym każda kopia jest przechowywana na serwerze, przez który przechodzi wiadomość, w skrzynce odbiorcy, na dysku twardymˆ… lista mogłaby się ciągnąć dalej. Przeciętna osoba tak naprawdę nie zdaje sobie sprawy z ogromnej liczby lokalizacji, w których przechowywane są kopie jej e-maila. To chyba oczywiste, iż wiadomość e-mail nie przestanie istnieć po usunięciu jej z własnej skrzynki pocztowej. Kopię tego maila posiada co najmniej druga strona konwersacji.

Takie nieplanowane kopiowanie, czy to kryptowalut, czy innych cyfrowych przedmiotów, może doprowadzić do załamania się całej gospodarki, zarówno w świecie rzeczywistym, jak i gier. Obecnie nasz tradycyjny system finansowy zapobiega wystąpieniu podwójnego wydatkowania poprzez nadzór ze strony centralnego organu nadzorczego, który uniemożliwia wszelkie próby oszustwa. Jednak to chyba oczywiste, iż takie rozwiązanie pozostawia wiele do życzenia.

Co więcej, nawet takie rozwiązanie nie jest w stanie zapobiec atakowi 51%. Atak 51% to sytuacja, w której jakiejś osobie lub grupie osób (najczęściej górników) udaje się zgromadzić więcej niż połowę mocy całej sieci. Fakt ten daje takiej grupie możliwość wstecznej modyfikacji blockchaina i unieważnienia transakcji, które już miały miejsce, poprzez wyprzedzenie istniejącej gałęzi swoją 51% gałęzią. Tym, na co atak 51% jednak nie pozwala, jest tworzenie i podpisywanie transakcji na kontach, do których napastnicy nie mają dostępu.

Kryptowaluty posiadają jednak również szereg innych zabezpieczeń mających na celu dywersyfikację sieci górników, dzięki czemu można skutecznie zapobiegać takim atakom. Co więcej, chociaż teoretycznie są możliwe, ataki 51% są niebywale kosztowne i trudne w realizacji. Nawet gdyby taki atak odniósł sukces, doprowadziłoby to do spadku wartości całej sieci, a zatem również wartości związanej z nią kryptowaluty. Udany atak 51% byłby więc całkowicie przeciwny do zamiarów atakującego. Chyba że chciał całkowicie zniszczyć daną sieć.

Infografika – przykład wykorzystania blockchaina w praktyce

Trudne sprawy są zwykle łatwiejsze do zrozumienia, kiedy zobaczy się je na wykresie lub filmie. Właśnie z tego powodu przygotowaliśmy dla Ciebie tę prostą infografikę, która służy do wizualizacji procesu płatności w sieci blockchain. Jest to prosty przykład – przekaz pieniędzy z punktu A do punktu B.

Blockchain a kryptowaluty

Powodem, dla którego obecnie interesujesz się blockchainem, nie jest prawdopodobnie ochrona Twojej tożsamości ani ogromny potencjał tej technologii na przyszłość, ale fenomen dzisiejszych czasów – kryptowaluty. Nie ma absolutnie żadnych wątpliwości co do tego, że technologia blockchaina stała się popularna właśnie dzięki nim.

Warto jednak wiedzieć, do czego blockchain służy i jak właściwie działa. Wielu ludzi, którzy zaczynają interesować się kryptowalutami uważa, iż blockchain = Bitcoin. Ale to nie jest prawda. Jest to powód, o którym wspomnieliśmy na wstępie i jednocześnie powód, dla którego uważamy, iż ważne jest zrozumieć zasady działania czegoś, w co zamierza się zainwestować pieniądze, czy to kupując kryptowaluty, czy handlując nimi. Jakieś informacje już masz. Teraz wejdźmy w szczegóły.

Dlaczego blockchain i kryptowaluty?

Połączenie Bitcoina i tej technologii okazało się naprawdę genialnym posunięciem. Kryptowaluty są na niej oparte szczególnie z uwagi na jej bezpieczeństwo i poziom decentralizacji.

Pierwszą osobą, która postanowiła połączyć blockchain z kryptowalutami, był niejaki Satoshi Nakamoto – jedna osoba albo społeczność ludzi, którzy nigdy nie ujawnili swojej tożsamości. Nikt nie wie, kim on lub oni właściwie są. Satoshi Nakamoto jest twórcą Bitcoina – pierwszej na świecie kryptowaluty wykorzystującej technologię blockchaina. Ogólnie rzecz biorąc, blockchain można uznać za ojca Bitcoina i wszystkich innych kryptowalut.

Chociaż Bitcoin stał się pierwszą kryptowalutą, która w pełni wykorzystała możliwości blockchaina, pierwsze wzmianki o tej technologii pochodzą już z 1991 roku, kiedy to amerykańscy kryptografowie i fizycy Wakefield Scott Stornetta i Stuart Harber opublikowali pierwszą pracę akademicką na temat zabezpieczonych kryptograficznie łańcuchów danych.

Photo: Coingeek.com

Photo: Springer.com

W 1998 roku Nick Szabo, który jest uważany m.in. za ojca inteligentnych kontraktów, które omówimy później, stworzył kryptowalutę Bit Gold. Bit Gold może nie jest w 100% podobny do Bitcoina, ale wykorzystywał wiele podobnych, niemal identycznych technik. Również on był oparty na sieci peer-to-peer, kopania i rejestru (bazy danych z transakcjami). Był rewolucyjny w tym sensie, że jako pierwszy odszedł od scentralizowanej koncepcji. W tym Bitcoin poszedł w jego śladach.

W chwili obecnej Bitcoin ma status najbardziej wartościowej kryptowaluty na świecie i posiada największą kapitalizację rynkową. Jeśli chcesz wiedzieć więcej na temat tej kryptowaluty, zapraszamy do przeczytania naszej recenzji Bitcoina.

Scale type

• Normal
• Logarithmic
• Percentage

Currency

• USD
• EUR
• PLN

Bitcoin / BTC

Loading

Loading

Czy potrafisz sobie wyobrazić, że Bitcoin działałby w oparciu o jakąś scentralizowaną bazę danych? Wprawdzie jest to możliwe, ale w takim wypadku prawdopodobnie nigdy by go nie chciał i nie miałby żadnej wartości. Jeśli jakiś urzędnik mógłby zmrozić Twoje Bitcoiny lub zabrać je z Twojego konta po nakazie państwa lub policji, to wszystko byłoby na nic.

Czy wszystkie kryptowaluty są oparte na blockchainie? Jakie są alternatywy dla blockchaina?

Zdecydowana większość kryptowalut faktycznie jest oparta na blockchainie, ale zdecydowana większość to nie wszystkie. Ponieważ blockchain to jedynie jedna z form strukturyzowania danych, nie jest on czymś, bez czego kryptowaluty nie mogłyby się obejść. Jest to również powód, dla którego kryptowaluty nie korzystały z blockchaina przed erą Bitcoina. Przez większość czasu nie potrzebowały go, ponieważ nie były tak zdecentralizowane i używały innych, mniej skomplikowanych, a mimo to wysoce szyfrowanych form zapisu.

Niemniej jednak, blockchain jest najbardziej sprawdzonym w czasie wariantem do bezpiecznego przechowywania danych w rozproszonej i zdecentralizowanej postaci. Nie jest jednak jedynym. Najczęściej używaną alternatywą dla blockchaina jest DAG, co oznacza Directed Acyclic Graph. Wśród najbardziej znanych alternatyw mamy też Hashgraph, który jest bardzo ściśle związany z DAGem.

Co to jest DAG?

DAG tłumaczy się na język polski jako skierowany graf acykliczny. Jest to jeden z możliwych wariantów struktury grafu, który jest skierowany (krawędź jest skierowana z jednego wierzchołka do następnego) i acykliczny (w grafie nie tworzy się pętla).

Na powyższym obrazku pokazano różnicę między DAG a blockchainem. Blockchain to łańcuch danych, które są od siebie zależne. Chociaż nie widać to na pierwszy rzut oka, w blokach za pomocą funkcji haszującej zaszyfrowane są klucze, które stanowią dowód zależności od poprzednich bloków. DAG zasadniczo wykorzystuje inne metody weryfikacji danych, które często różnią się w zależności od sposobu ich wdrożenia w poszczególnych projektach kryptowalutowych. Logo nad schematem DAG należy do projektu kryptowalutowego o nazwie IOTA, którego sposób wdrożenia DAG nosi nazwę Tangle.

Do innych projektów wykorzystujących DAG należą m.in. Fantom (FTM) (w fazie obliczeniowej), Nano (XNO), Avalanche (AVAX), Taraxa (TARA), Hathor (HTR) czy Constellation (DAG).

Co to jest Hashgraph?

Hashgraph jest jedną z szybszych alternatyw dla zwykłego blockchaina. Projekty kryptowalutowe oparte na tej technologii mogą osiągnąć przepustowość na poziomie nawet 250 000 transakcji na sekundę. Co ciekawe, transakcje odbywające się w hashgraph nie są weryfikowane za pośrednictwem żadnego dowodu pracy (co ma miejsce w przypadku mechanizmu Proof of Work), ale poprzez tzw. Gossips, mechanizm, który działa naprawdę jak plotki.

Ponieważ w sieci nie zachodzą żadne skomplikowane operacje matematyczne (jak w przypadku Proof of Work) i plotki (Gossip) rozprzestrzeniają się wykładniczo, cała sieć cechuje się ogromną przepustowością.

Informacje o transakcjach są przekazywane za pomocą identyfikatorów, które są podobne jak w przypadku bloków. Bloki posiadają dwa identyfikatory – hash samego bloku oraz hash poprzedniego bloku, co pozwala stworzyć łańcuch. W hashgraph występują 4 identyfikatory o nieco innych lokalizacjach. Dla dokładniejszego wyjaśnienia polecamy przeczytanie oficjalnej dokumentacji projektu Hedera Hashgraph (HBAR), który jest pionierem w tej dziedzinie.

Zalety i wady blockchaina

Jeśli doczytałeś do tego momentu, to zapewne już rozumiesz, iż blockchain to jedynie prosta forma przechowywania danych, innymi słowy struktura danych. Jednak ta struktura danych posiada szereg specyficznych cech, które umożliwiły kryptowalutom wejść na rynek w (nareszcie) użytecznej formie. Wynika to przede wszystkim z faktu, że blockchain jest bezpieczny i odporny na ataki hakerów. Stopień bezpieczeństwa i odporności zależy od stopnia decentralizacji blockchaina, która jest jego kolejną nieodzowną cechą.

Od czasu wejścia Bitcoina na rynek i początku ery kryptowalut minęło już kilka lat, a wraz z tym poszedł do przodu rozwój technologiczny. W ciągu tych lat odkryto wiele niedociągnięć, które uniemożliwiły szersze wdrożenie blockchaina i ogólnie kryptowalut. Niektóre z tych problemów zostały już rozwiązane, ale wiele jeszcze nie. Jakie są więc słabe strony tej technologii i co można z tym zrobić?

• Blockchain nie jest zawsze efektywny: W wielu projektach kryptowalutowych blockchain jest wykorzystywany jako podstawowe rozwiązanie. Aczkolwiek czas pokazał, że w przypadku kryptowalut pełniących funkcję magazynu wartości i przeznaczonych naprawdę tylko do płacenia i przechowywania danych o transakcjach, blockchain stanowi odpowiednią metodę przechowywania danych, technologia ta może nie być najbardziej efektywnym sposobem dla wszystkich projektów z branży kryptowalut. Jest tak dlatego, że niektóre projekty często w ogóle nie potrzebują niektórych funkcji blockchaina. Blockchainy są często bardzo duże (blockchain Bitcoina w sierpniu 2022 roku ma około 400 GB), co czyni je trudnymi do manipulowania, skalowania i ogólnie dosyć powolnymi w zależności od mechanizmu osiągania konsensusu.
• Dane zapisane w blockchainie są niezmienne: Rzeczywiście, fakt ten można również uznać za jedną z największych zalet tej technologii. Nie oznacza to jednak, że niezmienność danych jest zawsze pożądana. Na przykład, jeśli przez pomyłkę wyślesz swoje Bitcoiny na niewłaściwy adres, stracisz je na zawsze, ponieważ transakcji w blockchainie Bitcoina nie można cofnąć. Fakt ten wynika z konfiguracji samego blockchaina – aby zmienić już zrealizowaną transakcję, musiałbyś wykonać atak 51% na blockchain, który omówiliśmy powyżej. Co jest – oczywiście – niebywale kosztowne. Nawet to nie zagwarantowałoby Ci jednak sukcesu, ponieważ zależy to również od tego, jak głęboko transakcja znajduje się w blockchainie. Im głębiej się znajduje, tym trudniej ją zmienić.
• Blockchain jest drogi: Fakt ten można rozumieć na kilka sposobów. W kontekście obecnych mechanizmów osiągania konsensusu (szczególnie Proof of Work), w sieci blockchaina pobierane są stosunkowo wysokie opłaty. Ale blockchain jest też drogi z innej perspektywy. A konkretnie z punktu widzenia prywatnych firm i korporacji, które zdecydują się na włączenie go do swojej struktury. Zarządzanie blockchainem – w porównaniu z innymi formami baz danych – jest wyjątkowo złożone i kosztowne. Kilkakrotnie droższe niż w przypadku zwykłych sieci rozproszonych do grid computing i cluster computing, z których korzysta m.in. Google, Microsoft, Amazon czy Netflix.
• Blockchain nie jest w 100% bezpieczny: Blockchain jest jedną z najbezpieczniejszych struktur danych, i to szczególnie z uwagi na ich niezmienność. Ale to nie znaczy (niestety), że jest w całości bezpieczny, jak wierzy większość ludzi. Krótko mówiąc, nic nigdy nie jest w 100% bezpieczne. Blockchain może np. paść ofiarą wspomnianego wcześniej ataku 51%, który jest wyjątkowo kosztowny, ale mimo to możliwy do zrealizowania dla niektórych globalnych podmiotów. Przy tym, że mowa o Bitcoinie – w przypadku innych kryptowalut atak ten jest znacznie łatwiejszy. Jednocześnie są też inne zagrożenia, takie jak ataki DDoS na górników i walidatorów, które mogą sparaliżować całą sieć (szczególnie podatna jest na to Solana) czy problem podwójnego wydatkowania. W przypadku niektórych form implementacji (nowszych projektów) może też istnieć ryzyko ataku na same dane przechowywane w blockchainie, np. za pośrednictwem obliczeń kwantowych.

Powyżej wymieniliśmy kilka wad, które są nieodłącznymi elementami blockchaina. Oznacza to, że niewiele można z nimi zrobić. Prawdę mówiąc, blockchain posiada jeszcze szereg innych wad, do których należy m.in. trudna skalowalność, trudna interoperacyjność, konieczność posiadania przynajmniej podstawowej wiedzy technicznej do obsługi własnych portfeli kryptowalutowych czy duże zużycie energii. Są to jednak kwestie, które zależą od zastosowanych mechanizmów osiągania konsensusu i opartych na blockchainie aplikacji wtórnych, a zatem nie są tak istotne dla samego blockchaina.

Konkretne wykorzystanie technologii blockchain w praktyce

Wreszcie dochodzimy do praktycznego zastosowania technologii blockchain w innych dziedzinach poza kryptowalutami. Podczas gdy niektóre rozwiązania oparte na tej technologii już pełnią swoją funkcję, a my często nawet nie jesteśmy świadomi ich istnienia, inne prawdopodobnie wpłyną na nasze życie w przyszłości.

Oto 6 wybranych przez nas przykładów wykorzystania technologii blockchain w przyszłości (kliknij, aby zobaczyć konkretny przykład):

Blockchain jest dużo potężniejszy niż większość ludzi może sobie wyobrazić lub przyznać. Podaliśmy tylko kilka przykładów możliwego zastosowania tej technologii. Z powyższej listy wynika, że technologie oparte na blockchainie już istnieją i są efektowne, a kolejne wkrótce rozszerzą ich szeregi.

Zakończenie i podsumowanie

Teraz już prawdopodobnie rozumiesz, dlaczego blockchain uznawany jest za technologię przyszłości. Ale blockchain to nie tylko kryptowaluty, choć z nimi właśnie kojarzy go obecnie większość osób. Branża ta idzie do przodu milowymi krokami – nad własnymi projektami wykorzystującymi tę technologię pracują m.in. Microsoft, IBM i wiele innych. Co więcej, wiele firm znajdzie zastosowanie dla blockchaina w bliskiej przyszłości. To tylko kwestia tego, w jakim stopniu i kiedy.

Można się spodziewać, że nie minie wiele czasu, zanim blockchain dotrze do żyć nas wszystkich, podobnie jak było w przypadku Internetu. Nie bez powodu eksperci mówią o nim jako o drugiej generacji Internetu.

Blockchain jest fenomenem dzisiejszych czasów, który z uwagi na swoje zalety i potencjał w przyszłości zwrócił na siebie uwagę zarówno szerokiej publiczności, jak i przedsiębiorstw z branży fintech. Zobaczymy, co przyniesie przyszłość. Na zakończenie przypomnijmy główne zalety technologii blockchain.

Główne zalety blockchaina: 

• Baza danych jest rozproszona wśród poszczególnych użytkowników, co gwarantuje bezpieczeństwo i zwiększa liczbę punktów awarii.
• Blockchain kryptowalut takich jak Bitcoin czy Ethereum jest w pełni zdecentralizowany i działa bez konieczności nadzoru jakichkolwiek organów centralnych.
• Istnieją różne formy osiągania konsensusu co do poprawności danych w blockchainie. Niektóre są energooszczędne, inne zapewniają nagrody dla walidatorów.
• Integralność tego typu bazy danych jest chroniona przez łączenie bloków w łańcuchy i proces kopania.
• Autentyczność transakcji jest chroniona przez kryptografię asymetryczną.

Na zakończenie warto zaznaczyć, że kryptowaluty również będą stosowane w przyszłości, jednak można założyć, że w przyszłości nie będzie ich tak dużo jak obecnie oraz że pojawią się jakieś regulacje. A ile tak naprawdę będzie kryptowalut? Czy będzie tylko jedna? Bitcoin? Trudno powiedzieć. Czy interesują Cię kryptowaluty jako takie? Jeśli tak, to zapraszamy do naszej obszernej sekcji poświęconej walutom cyfrowym. Znajdziesz tam wszystkie potrzebne informacje na temat kryptowalut, zarówno z perspektywy ich handlu, jak i kupna.

Jak często wspominamy – nauka to podstawa, a w przypadku kryptowalut jest to podwójnie prawdziwe. Nie myśl, że wiesz już wszystko. Zawsze znajdzie się coś, czego możesz się jeszcze nauczyć i dowiedzieć. Z tego powodu na końcu tego artykułu zamieściliśmy linki do dodatkowych zasobów.

Tutaj możesz dowiedzieć się więcej informacji na dany temat lub powtórzyć to wszystko jeszcze raz za pośrednictwem krótkiego filmu edukacyjnego. Jeśli szukasz naprawdę szczegółowych informacji na temat kryptowalut i chcesz poznać wszystkie ich tajniki, zdecydowanie zalecamy przeczytanie książki Bitcoin i inne kryptowaluty przyszłości – zobacz pierwszy link w zasobach.

Najczęściej zadawane pytania na temat blockchaina (FAQ)