Blockchain – co to takiego?

Data dodania: 14 grudnia 2017 r. / Aktualizacja: 31 października 2024 r.
Blockchain Blockchain
Źródło: tr.wikipedia.org

Technologia blockchain skojarzy się większości z Was z kryptowalutami — i słusznie.

Kryptowaluty to najbardziej znany sposób na wykorzystanie technologii blockchain. Ale wcale nie jedyny. Wbrew pozorom łańcuchy bloków są coraz częściej używane przez duże firmy, by usprawnić pewne procesy. Możemy nawet o tym nie wiedzieć, że nasza ulubiona firma czy bank wykorzystuje technologię blockchain. 

Czym dokładnie jest technologia blockchain? Jak działa blockchain? I do czego służy? 

Czym jest blockchain?

Blockchain oznacza łańcuch bloków. Najprościej mówiąc, jest to rozproszona baza danych. Rozproszona, ponieważ informacje z blockchaina nie są zapisywane na centralnym serwerze tak jak w przypadku tradycyjnych baz danych. Informacje znajdują się na komputerach użytkowników rozproszonych na całym świecie, którzy nazywani są węzłami. Nie istnieje jeden, centralny organ, który przechowuje główną kopię. 

Technologia blockchain pozwala na współużytkowanie tych danych przez grupę wybranych uczestników. 

Bloki mają ograniczoną pojemność. Są w nich zapisywane informacje o danych transakcji, czasie ich dokonania oraz kryptograficznym skrótem łączącym dany blok z poprzednim. Ten skrót zwany jest hashem. Kiedy pojemność jednego bloku się wyczerpie, dodawany jest kolejny, który także jest połączony hashem. 

Największą zaletą technologii blockchain jest jej bezpieczeństwo. Jeśli ktoś zmieniłby dane w jednym bloku, automatycznie zmieni się hash do sąsiadującego bloku. Gdyby ktoś próbował zmienić hash sąsiadującego bloku, ten zostałby odrzucony przez kolejny blok, ponieważ dane nie będą zgodne. 

Zalety i wady technologii blockchain

Zalety

  • Bezpieczeństwo: Dane są zaszyfrowane i rozproszone, co utrudnia ich modyfikację bez zgody większości uczestników sieci.
  • Przejrzystość: Każdy uczestnik sieci ma dostęp do pełnej historii transakcji, co minimalizuje ryzyko manipulacji.
  • Brak pośredników: Eliminuje potrzebę centralnych instytucji, jak banki, co obniża koszty i przyspiesza procesy transakcyjne.
  • Trwałość danych: Dane zapisane na blockchainie są praktycznie niezmienne i pozostają tam na zawsze.
  • Szybsze rozliczenia międzynarodowe: Transakcje między krajami mogą być realizowane szybciej niż w tradycyjnych systemach bankowych.

Wady

  • Wysokie zużycie energii: Przykładowo, systemy oparte na Proof of Work, jak Bitcoin, wymagają ogromnej ilości energii do zabezpieczenia sieci.
  • Skalowalność: W miarę wzrostu liczby użytkowników, blockchainy mogą mieć problemy z przetwarzaniem większej liczby transakcji w krótkim czasie.
  • Koszty transakcji: W niektórych blockchainach, np. Ethereum, opłaty za przetwarzanie transakcji mogą znacznie wzrosnąć w okresach wysokiego obciążenia.
  • Brak regulacji: Ze względu na zdecentralizowaną naturę, niektóre blockchainy mogą być trudne do regulacji, co rodzi problemy z oszustwami czy nielegalnymi działaniami.
  • Trudności w naprawianiu błędów: Błędy w kontraktach smart mogą być trudne lub niemożliwe do naprawienia po zapisaniu na blockchainie.

Technologia blockchain w kryptowalutach 

Kryptowaluty to najlepszy i najbardziej znany sposób wykorzystania technologii blockchain. Posłużymy się zatem ich przykładem, by przybliżyć Ci nieco to zagadnienie od strony praktycznej. 

Blockchain w Bitcoinie to nic innego, jak publiczna, cyfrowa księga rachunkowa, która zawiera wszystkie informacje o transakcjach wykonanych w sieci Bitcoina. Mówiąc wszystkie, mamy tu na myśli informacje o przepływie monet, na przykład płatność za usługę w sklepie, która przyjmuje płatności w kryptowalutach. Nie da się zidentyfikować osoby, która wykonuje daną transakcję, ale bez problemu możemy prześledzić, z jakiego portfela, na jaki portfel monety są wysyłane. Identyfikacja właściciela portfela jest w zasadnie niemożliwa: no, chyba że ktoś podzieli się numerem swojego portfela na przykład na mediach społecznościowych.

Kolejność procesów na Blockchain

Kolejność procesów na Blockchain (Ikony: Ideogram)

Bloki i łańcuch bloków w technologii blockchain

Bloki mają ograniczoną pojemność. Kiedy jeden blok (możesz go sobie wyobrazić na przykład jako stronę zeszytu) zostanie zapełniony, dodawany jest kolejny, który zawiera zaszyfrowany skrót (hash) do poprzedniego bloku. To sprawia, że nie da się zafałszować danych w istniejącym już bloku: aby to zrobić, trzeba by zmienić wszystkie inne pozostałe bloki. Tak powstaje łańcuch bloków. 

Łańcuch bloków nie jest przechowywany na jednym, centralnym urządzeniu. Jest rozproszony na ogromnej liczbie urządzeń na całym świecie. To sprawia, że zniszczenie kilku czy nawet kilkuset baz danych nie sprawi, że blockchain Bitcoina zniknie. Obecnie blockchain Bitcoina zawiera już około 250 GB danych. Ściągnięcie tak dużego rejestru na domowy komputer jest zdecydowanie problematyczne dla części użytkowników sieci Bitcoina. Na szczęście zwykły użytkownik, który chce tylko dokonywać transakcji w Bitcoinach, wcale nie musi pobierać kopii blockchainu na swoje urządzenie. W przypadku chęci uzyskania dostępu do pełnego blockchainu można skorzystać z serwisu internetowego, który umożliwia podgląd. Blockchainy Bitcoina są w dużej mierze przechowywane na serwerach oraz w chmurach. 

Górnicy krytpowalut

Za dodawanie nowych bloków w blockchainie BTC odpowiedzialni są górnicy kryptowalut. Za pomocą sprzętu komputerowego, zwanego koparkami kryptowalut, rozwiązują skomplikowane zadania matematyczne, które mają doprowadzić do znalezienia odpowiedniego hasha, którym można dołączyć nowy blok. 

Hash to algorytm, który ma zmienić dużą liczbę danych wejściowych na mniejsze numery, czyli stworzyć skrót. W przypadku Bitcoina hash ma zawsze 256 bitów kodu maszynowego. Nie można wygenerować dwóch takich samych hashów. 

Co dzieje się po znalezieniu odpowiedniego hasha? Następuje etap synchronizacji, który polega na tym, że „zwycięski” górnik ogłasza znalezienie rozwiązania w sieci, a jej pozostali uczestnicy potwierdzają, czy jest ono prawidłowe. 

Górnik, który znajdzie pasujący hash, otrzymuje za to  nagrodę w postaci Bitcoinów. Po halvingu w roku 2024 nagroda wynosi 3,125 BTC. Stąd też biorą się nowe monety w obiegu: wprowadzają je górnicy, którzy sprzedają otrzymane w procesie miningu Bitcoiny. Trzeba pamiętać o tym, że Bitcoin jest kryptowalutą, która ma z góry określoną liczbę monet: 21 mln. Do roku 2024 wydobyto już większość z nich, ponad 19 mln. 

Górnicy to jeden z węzłów blockchainu. Ale do funkcjonowania całego systemu potrzebne są także inne węzły, inaczej zwane nodes. Kto pełni ich funkcję? W przypadku BTC są to oczywiście członkowie społeczności blockchain, którym zależy na jej rozwoju i chcą się do niego przyczynić.

Węzły blockchain (nody)

Różne kryptowaluty, ze względu na swoją architekturę, korzystają z różnych węzłów. Oto kilka rodzajów nodów, które są najczęściej wykorzystywane w blockchainach kryptowalut:

1. Węzły pełne, zwane też full nodes.

Są to pełne węzły, których podstawową funkcją jest przechowywanie całego łańcucha bloków, sprawdzanie i przekazywanie transakcji. Walidują dane, utrzymują konsensus oraz aktualizują blok. Ponadto biorą czynny udział w zarządzaniu siecią blockchain. Na przykład: proponowane są zmiany lub aktualizacja protokołu. Jeśli większość pełnych węzłów przyjmie zmiany, to pozostała mniejszość może znaleźć się w niezgodnym łańcuchu bloków — w tym przypadku mamy do czynienia z hard forkiem, czyli rozwidleniem sieci. 

2. Węzły górnicze, miner nodes.

Czyli górnicy, którzy pobierają dane z full nodes, potwierdzają transakcje niezbędne do dodania nowego bloku, działający w protokole PoW.

3. Węzły walidatora, validating nodes lub staking nodes.

Działają podobnie jak pełne węzły, jednocześnie angażując się bardziej w proces tworzenia nowych bloków, czyli proponowania oraz weryfikowania nowych bloków. Są różne kryteria wyboru węzłów walidatorskich, na przykład zaangażowanie aktywów czy reputacja. Ten rodzaj nodów wykorzystywany jest w przypadku protokołu Proof-of-Stake. Zastępują w nim tradycyjne węzły górnicze, które służą do wydobywania bloków i walidacji w protokole Proof-of-Work (w którym działa np. BTC). Walidatorzy muszą postawić pewną liczbę posiadanej już kryptowaluty, by dołączyć do sieci jako jeden z węzłów (np. w przypadku ETH jest to 32 ETH). Ten proces zwany jest potocznie stakingiem.

4. Lekkie węzły, light nodes.

W przeciwieństwie do pełnych węzłów light nodes nie przechowują zapisu całego blockchainu, a jedynie wybrane informacje, najczęściej nagłówki bloków. Wymagają znacznie mniej miejsca na dysku niż węzły pełne. Są wykorzystywane do uproszczonej weryfikacji płatności (SPV). Ich zadaniem jest sprawdzenie  bieżącego statusu blockchainu oraz zgłoszenie transakcji do jej przetworzenia. Light nodes są w pełni zależne od full nodes i bez nich byłyby bezużyteczne.

5. Obcięte (lub przycięte) węzły, pruned nodes.

Są to nieco zmodyfikowane pełne węzły: zawierają wszystkie informacje o transakcjach w blockchainie, ale dla oszczędności miejsca starsze bloki są kasowane i zastępowane najnowszymi. Prunded nodes mają taką samą zdolność do uwierzytelniania transakcji i uczestniczenia w procedurach konsensusu jak pełne węzły. 

6. Węzły nasłuchujące, super węzły, super nodes lub listening nodes.

Najczęściej wykorzystuje się je do wykonywania specjalistycznych zadań dotyczących działania i konserwacji sieci. Jako przykład można podać zadania związane z wprowadzaniem aktualizacji w sieci blockchain.

Do czego wykorzystuje się technologię blockchain?

Technologia blockchain może mieć niemal nieskończenie wiele zastosowań. Oto tylko kilka wybranych przykładów. 

1. Kryptowaluty. 

O nich opowiedzieliśmy już szerzej w akapicie powyżej.

2. W bankowości i sektorze finansowym.

Jako przykład wykorzystania technologii blockchain w bankowości możemy podać największy bank w Polsce, PKO BP. PKO BP wprowadził Trwały Nośnik, który ma zastąpić dokumenty fizyczne dokumentami elektronicznymi, przesyłanymi w bankowości banku. W tym celu bank stworzył prywatną sieć blockchain  w technologii Hyperledger Fabric. Dokumenty są przechowywane w archiwum zewnętrznym, prowadzonym przez KIR S.A.  Dzięki technologii blockchain można śledzić na bieżąco zmian na dokumentach. Nawet jeśli klient straci dostęp do bankowości w banku, nadal może korzystać z Trwałego Nośnika poprzez stronę KIR. Nawet gdyby nastąpiła trudna do wyobrażenia katastrofa w banku PKO BP i w jej wyniku zostałyby utracone wszystkie dane, to będą one nadal dostępne u partnera, czyli KIR. Co więcej, klient zyskuje pewność, że dane przechowywane w sieci blockchain nie zostaną przez nikogo zmienione. 

Innym przykładem jest portal BIK S.A. Platforma Blockchain BIK pozwala klientom polskich banków na otrzymywanie zmian regulaminów produktowych drogą elektroniczną. Zapewnia także dostęp do własnych dokumentów klienta przez platformę Blockchain BIK, nawet po tym, jak klient zakończy współpracę z danym bankiem. 

3. Branża medyczna

Technologia blockchain to duża szansa dla branży medycznej. Pewnie każdy z Was zna to uczucie: idziesz do jednego lekarza, a on pyta o historię chorób i leczenia u wszystkich poprzednich. Nie ma wglądu do dokumentacji prowadzonej przez innego lekarza. Nie ma jednego systemu, z którego każdy lekarz mógłby jednakowo korzystać. Ten sam lekarz, przyjmując w dwóch różnych lokalizacjach, nie ma możliwości sprawdzenia historii leczenia tego samego pacjenta w drugiej placówce, nawet jeśli to on osobiście ją tworzył. To tak, jak gdybyś otworzył konto w jednej placówce banku i nie mógłbyś być obsłużony w innej lokalizacji, ponieważ inne oddziały, poza Twoim macierzystym, nie mają dostępu do Twoich produktów. 

Dzięki wykorzystaniu technologii blockchain mógłby istnieć jeden rejestr, który zawierałby całą historię leczenia i byłby dostępny dla każdego lekarza. Przyznacie chyba sami, że ta perspektywa wygląda naprawdę zachęcająco. Co więcej, dzięki blockchainowi dane pacjentów są bezpieczne.

4. Weryfikacja tożsamości i głosowania

Technologia blockchain umożliwia bezpieczne, zdalne uwierzytelnianie tożsamości oraz podpisywanie elektroniczne dokumentów.

Jako dobry przykład wykorzystania technologii blockchain w życiu codziennym możemy przytoczyć przykład Vaardam, pierwszej wirtualnej gminy w Holandii. Celem była zwiększenie udziału obywateli w głosowaniach nad ważnymi dla społeczności sprawami.  Stworzono cyfrową platformę decyzyjną, która powstała na platformy Oracle Blockchain. Udało się wdrożyć aplikację, która pozwala na cyfrową identyfikację tożsamości oraz oddanie głosu. 

5. Handel

Dobrym przykładem firmy idącej z duchem czasu i korzystającej z możliwości, jakie daje technologia blockchain, jest dobrze wszystkim znana firma Decathlon.

W 2019 roku Decathlon uruchomił w trzech krajach pilotażowy program Decathlon Team, działający na platformie Oracle Blockchain. Umożliwia on zbieranie tokenów i wymianę ich na nagrody u jednego z partnerów programu. Działa to na zasadnie znanych nam programów lojalnościowych, gdzie za zakupy dostajemy na przykład punkty, które możemy wymieniać na nagrody. Jednak w tradycyjnych programach lojalnościowych często musisz czekać wiele dni lub nawet tygodni, by punkty zostały dopisane do Twojego konta, a nagrody nierzadko możemy odbierać tylko w danym sklepie (np. w formie rabatu na kolejne zakupy).

W przypadku Decathlon Team, dzięki wykorzystaniu blockchainu, transakcje są uzgadniane w czasie rzeczywistym, czyli nie trzeba czekać na zaksięgowanie tokenów, przyznanych za zakupy. Na dodatek nie trzeba ich wymieniać w Decathlonie, tylko można za nie nabyć usługę u jednego z partnerów: na przykład wymieniając tokeny na lekcję tenisa. Wtedy nauczyciel tenisa nie bierze od Ciebie pieniędzy, tylko płacisz mu tokenami. On natomiast może za te tokeny nabyć interesujący go sprzęt w sklepie Decathlon. 

6. Logistyka

Logistyka to trudna branża, wymagająca zgrania w czasie wielu zmiennych. Wystarczy, że na jednym etapie pójdzie coś nie tak i cały misterny plan można wyrzucić do kosza. Dzięki technologii blockchain można łatwiej śledzić i zarządzać zapasami. Robią to na przykład Nestle i Unilever — w czasie rzeczywistym śledzą popyt na dane produkty i mogą reagować natychmiastowo, dostosowując podaż do potrzeb konsumentów. Podobnie można wykorzystać blockchain do planowania i śledzenia tras i dostaw oraz do bezpiecznego rozliczania płatności. 

 

Ocena artykułu
5.0/5 (głosów: 4)