Technologia Blockchain – spotkałeś się z tym terminem, jednak wciąż do końca nie rozumiesz, co on właściwie oznacza? Dobrze trafiłeś! Wytłumaczymy Ci w możliwie najprostszy sposób, jak działa tzw. łańcuch bloków i do czego może być wykorzystany.

Czym jest Blockchain?

Blockchain w dużym uproszczeniu określany jest mianem łańcucha bloków. Nie należy jednak interpretować tego sformułowania dosłownie. Zostało ono stworzone po to, by niejako zobrazować, czym właściwie jest owa technologia. W gruncie rzeczy zrozumienie natury Blockchaina z punktu widzenia laika jest dość trudne. Posługując się uproszoną terminologią mówiąc o tzw. blokach w rzeczywistości mamy na myśli informacje cyfrową  umieszczoną w publicznej bazie danych – łańcuchu bloków . Wiemy już, co dosłownie kryje się pod pojęciami blok i łańcuch. Teraz pozostaje nam tylko wyjaśnić, jaką rolę odgrywają oba z tych elementów? Zacznijmy zatem od bloków, których zadanie polega na przechowywaniu informacji związanych z transakcjami, takich jak data, godzina, czy kwota. Uczestnik transakcji jest identyfikowany za pomocą specjalnego cyfrowego podpisu. Każdy z bloków przechowuje szereg zupełnie innych (różnych od siebie) informacji. Dodatkowo posiadają one unikalny (niepowtarzalny) kod zwany hashem, pozwala on nam odróżnić jeden blok od drugiego. Warto wiedzieć, że pojedynczy blok w łańcuchu bloków Bitcoin (BTC) mieści do 1 MB danych. Oznacza to, że może on przechować kilka tysięcy transakcji, w zależności od ich wielkości.

Blockchain info – jak działa Blockchain

Blockchain składa się  z wielu  połączonych ze sobą bloków. Bloki, które zaczynają przechowywać nowe dane, są dołączane do owego łańcucha, pod warunkiem, że zostanie przeprowadzona transakcja. Dodatkowo musi ona zostać zweryfikowana (być zgodna) z innymi publicznymi rejestrami informacji. Przeprowadzona transakcja oraz szczegóły z nią związane są przechowywane w bloku, który otrzymuje swój unikalny hash. W momencie, gdy nowy blok zostaje dodany do łańcucha bloków, staje się on publicznie dostępny.

Czy Blockchain jest prywatny?

Blockchain jest publiczny, to oznacza, że każdy może mieć wgląd do łańcucha bloków. Użytkownicy mogą zdecydować się na podłączenie swoich komputerów do sieci bloków. Czyniąc to, ich komputery otrzymują kopie łańcucha bloków, który jest automatycznie aktualizowany po dodaniu każdego nowego bloku. W przypadku Bitcoinów istnieją miliony kopii tego samego łańcucha bloków. Rozpowszechnienie kopii łańcucha bloków pomiędzy komputerami utrudnia manipulacje informacjami. Chociaż transakcje na blockchainie nie są całkowicie anonimowe, dane osobowe użytkownika ich dokonującego ograniczają się do podpisu cyfrowego lub samej nazwy.

Czy Blockchain jest bezpieczny?

Jeżeli chodzi o kwestie bezpieczeństwa oraz zaufania, technologia Blockchain uwzględnia je na kilka sposobów. Nowo dodane bloki są zawsze przechowywane liniowo i chronologicznie. Oznacza to, że dodaje się je zawsze do końca łańcucha bloków (nie zaś początku, czy środka). Jeżeli spojrzysz na łańcuch bloków Bitcoina, zauważysz, że każdy z bloków ma pozycję zwaną wysokością. Po dodaniu kolejnego bloku na koniec łańcucha bloków, bardzo ciężko jest cofnąć się i zmienić zawartość bloku poprzedniego, ponieważ każdy z bloków zawiera swój własny skrót wraz z hashem bloku znajdującego się przed nim. Kody skrótu tworzy funkcja matematyczna, przekształca ona informację cyfrową w ciąg liczb i liter. Jeżeli informacje te zostaną w jakiś sposób edytowane, kod skrótu również się zmieni. W praktyce wygląda to tak: jeżeli dana osoba edytowałaby transakcje w bloku, wartość skrótu bloku ulegnie zmianie, jednak następny blok w łańcuchu wciąż będzie zawierał stary skrót. Aby ukryć ślady swoich działań użytkownik ten musiałby edytować również kolejny blok, jednak zmieniłoby to hash tego bloku i tak dalej. Zatem, aby dokonać ingerencji w jednym bloku haker musiałby dokonać zmian we wszystkich blokach znajdujących się zaraz po nim w łańcuchu bloków. Ponowne obliczenie wszystkich tych skrótów wymagałoby ogromnej mocy obliczeniowej. Zatem, gdy bloki zostanie dodany do Blockchaina staje się on bardzo trudny do edycji oraz niemożliwy do usunięcia. 

Aby rozwiązać problem zaufania, sieci bloków wdrożyły testy dla komputerów, które chcą dołączyć się do Blockchaina i dodawać bloki, nazwano je modelami konsensusu. Jednym z najczęstszych przykładów owych testów wykorzystywanych przez Bitcoina są tzw. dowody pracy. W systemie tym obowiązkiem komputerów jest udowodnienie, że wykonały one pracę – polega ona na rozwiązywaniu złożonych zadań matematycznych. Jeżeli dany komputer rozwiąże jedną z owych łamigłówek, staje się uprawniony, do tego, by dodać nowy blok do Blockchaina. Proces ten nazywany jest potocznie górnictwem bądź kopaniem kryptowalut. Nie jest on jednak tak łatwy, jak się zdaje i potrzebne do niego koparki kryptowalut to urządzenia o dużej wartości. Warto wiedzieć, że dowód pracy nie uniemożliwia ataków hakerskich, ale utrudnia je do tego stopnia, iż stają się one po prostu nieopłacalne. Gdyby ktoś chciał skoordynować atak na Blockchaina, musiałby, tak jak pozostałe osoby rozwiązać skomplikowane łamigłówki matematyczne. Koszt zorganizowania takiego ataku z pewnością przewyższyłby korzyści z niego płynące. Ale są znane ataki na giełdy, w których cofano wpłacone środki wykorzystując moc obliczeniową. Taki blok jest tworzony na nowo przez hakera aby transakcja nie doszła do skutku (kryptowaluta może być wysłana ponownie na zewnętrzny portfel, a nowy blok spowoduje cofnięcie środków do portfela oszusta. Wtedy giełda traci) Zabezpieczenie giełd polega na zwiększeniu potwierdzeń z sieci, aby atak przestał być opłacalny.

Blockchain a Bitcoin

Głównym celem Blockchaina jest umożliwienie rejestrowania oraz rozpowszechniania informacji cyfrowych. Koncepcję owej technologii została po raz pierwszy zarysowana w 1991 roku przez Stuarta Habera i W. Scotta Stornettę. Badacze ci wdrożyli system, w którym znaczniki czasowe dokumentów nie mogły zostać naruszone. Jednak dopiero w 2009 roku wraz z premierą Bitcoina, Blockchain został zastosowany po raz pierwszy. Twórca Bitcoina kryjący się pod kryptonimem Satoshi Nakamoto określił go jako nowy, elektroniczny system kasowy, który działa w pełni peer-to-peer. Nie jest on przez nikogo kontrolowany w odróżnieniu do tradycyjnych walut. Transakcje dokonywane w sieci Bitcoina są weryfikowane jedynie przez sieć komputerów. Załóżmy, że pewna osoba płaci za towary w BTC, komputery w sieci Bitcoina prześcigają się wówczas, by zweryfikować transakcję.Ten, który zrobi to, jako pierwszy zostaje nagradzany.

Podstawy klucza publicznego i prywatnego

Aby przeprowadzić transakcje w sieci Bitcoina użytkownicy muszą posiadać tzw. portfel kryptowalutowy. Każdy portfel składa się z dwóch kluczy: prywatnego i publicznego. Klucz publiczny stanowi miejsce, w którym transakcje są zdeponowane i wypłacane. Pojawia się on również w łańcuchu bloków, jako cyfrowy podpis użytkownika. Jeżeli użytkownik otrzyma płatność w Bitcoinach na swój klucz publiczny, nie będzie mógł ich wypłacić prywatnym odpowiednikiem. Należy pamiętać, że klucz publiczny jest skróconą wersją klucza prywatnego, utworzoną za pomocą skomplikowanego algorytmu matematycznego. Ze względu na złożoność owego równania odwrócenie procesu i wygenerowanie klucza prywatnego z klucza publicznego jest prawie niemożliwe.

Zalety i wady Blockchaina

Potencjał technologii Blockchain, jako zdecentralizowanej formy prowadzenia dokumentacji, jest nieograniczony. Oczywiście łańcuch bloków posiada nie tylko zalety, ale też i wady, warto je dokładniej przeanalizować.

Zalety Blockchaina:

  • większa dokładność –  transakcje przeprowadzane w łańcuchu bloków zatwierdza sieć tysięcy, a nawet milionów komputerów. Ingerencja człowieka w procesie weryfikacji danych jest wyeliminowana, dzięki temu zapis pozbawiony jest ludzkich błędów. Nawet, jeżeli komputer popełniłby błąd obliczeniowy, znajdowałby się on tylko w jednej kopii łańcucha bloków. Aby rozprzestrzenił się na resztę Blockchaina, musiałby zostać popełniony przez co najmniej 51% komputerów w sieci, co jest prawie niemożliwe do zrealizowania.
  • redukcja kosztów – dzięki temu, że Blockchain eliminuje potrzebę weryfikacji przez osoby trzecie, zmniejsza on koszty przeprowadzanych transakcji.
  • decentralizacja – jest to jedna z najważniejszych cech Blockchaina, bowiem nie przechowuje on danych w jednej lokalizacji. Łańcuchy bloków są kopiowane i rozprowadzane w sieci komputerów. Każdy z nich aktualizuje swoją kopię za każdym razem, gdy nowy blok zostaje dodany do łańcucha. Decentralizacja sprawia, że dane przechowywane na Blockchainie trudno jest zmanipulować.
  • wydajne, prywatne i bezpieczne transakcje – podczas, gdy instytucje finansowe świadczą swoje usługi tylko w dni powszednie, Blockchain działa 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Transakcje dokonywane w sposób tradycyjny (np. za pośrednictwem banku) mogą trwać nawet kilka dni, podczas gdy w sieci bloków odbywa się to na zupełnie innych warunkach, przebiegają one o wiele sprawniej. Blockchain jest szczególnie doceniany w transakcjach transgranicznych, które ze względu na problemy ze strefą czasową trwają znacznie dłużej. Warto również zwrócić uwagę na to, iż płatności dokonywane w sieci bloków są prywatne. Oczywiście należy tutaj podkreślić, że tego typu transakcje nie są anonimowe, a poufne. Gdy użytkownik dokonuje transakcji, to jego klucz publiczny jest zapisywany na łańcuchu bloków, a nie dane osobowe. Oczywiście tożsamość jest wciąż powiązana z adresem Blockchain, jednak utrudnia to hakerom kradzież danych osobowych. Kolejnym atutem jest to, że po zarejestrowaniu transakcji jej autentyczność musi zostać zweryfikowana przez sieć Blockchain. Dopiero po zatwierdzeniu transakcji przez komputery znajdujące się w sieci, jest ona dodawana do łańcucha w postaci bloku. Tak jak pisaliśmy o tym powyżej, każdy z bloków posiada unikalny skrót wraz z hashem bloku znajdującego się przed nim. W przypadku, gdy ktoś edytowałby informacje znajdujące się w bloku, jego skrót się zmieni, jednak skrót bloku znajdującego się przed nim pozostanie niezmienny. To sprawia, ze bardzo trudno jest zmienić informacje w sieci bloków.
  • większa przejrzystość – przechowywanie danych w otwartym kodzie źródłowym Blockchaina także utrudnia manipulację. To mało prawdopodobne, by nikt nie zauważył zmiany w Blockchainie w przypadku milionów komputerów znajdujących się w sieci.

Wady Blockchaina:

  • podatność na ataki hakerskie – choć są one trudne do wykonania, ze względu na moc obliczeniową, jaka jest wymagana by uzyskać nad siecią Blockchain, nie da się w 100% wykluczyć ich prawdopodobieństwa.
  • koszty związane z wydobyciem kryptowalut – pomimo, iż Blockchain redukuje koszty związane z przeprowadzaniem transakcji, to do wydobycia kryptowalut, które są jego implementacją potrzeba bardzo dużej mocy obliczeniowej. Wiąże się to bezpośrednio z opłatami za zużytą energię elektryczną.
  • ograniczona ilość transakcji na sekundę – główny przykład stanowi tu Bitcoin, którego dowód pracy zajmuje około 10 minut, by dodać nowy blok do łańcucha. Szacuje się, ze w tym tempie może on zarządzać siedmioma transakcjami na sekundę. Oczywiście inne kryptowaluty takie jak Ethereum (20 TPS) czy Bitcoin Cash (60 TPS) działają pod tym względem o wiele szybciej, jednak ilość przetwarzanych transakcji wciąż jest ograniczona.
  • wykorzystanie jego implementacji (kryptowalut) w nielegalnych działalnościach – najczęściej przytaczanych przykładem wykorzystania kryptowalut na czarnym rynku jest platforma handlowa Silk Road. Serwis ten tworzył największy na świecie rynek nielegalnych produktów. Jego witryna funkcjonowała w tak zwanym internecie w internecie (deep webie), skrywano ją za adresem sieci TOR. Silk Road funkcjonował poza kontrolą władz, w jego ofercie znajdowały się różnego rodzaju narkotyki, leki na receptę czy fałszywe dokumenty. Twórca serwisu chciał stworzyć rynek produktów i usług na którym można by było nabyć wszystko (tzw. wolny rynek).

Zastosowania technologii Blockchain

Przykłady zastosowań Blockchaina:

  • sektor bankowy – jak powszechnie wiadomo banki pracują tylko 5 dni w tygodniu w wyznaczonych godzinach. Wykonanie przelewu w weekend jest wiec niemożliwe. Skorzystanie z potencjału Blockchaina przez banki przyniosło by im szereg korzyści, sieć bloków nigdy nie śpi. Dzięki takiej integracji konsumenci dokonać transakcji bez względu na godzinę i dzień tygodnia. Dodatkowo technologia ta mogłaby umożliwić szybszą i bezpieczniejszą wymianę funduszy pomiędzy instytucjami oraz zwiększyć przejrzystość. PRZYKŁAD: Alior Bank (jako pierwszy bank w Polsce) wykorzysta Blockchain do weryfikacji autentyczności dokumentów. Rozwiązanie to znacznie ograniczy koszty związane ze zużyciem papieru, ponieważ wszyscy klienci, którzy zadeklarują elektroniczną formę kontaktu, nie będą już otrzymywać dokumentów listownie. Decyzja ta w znacznym stopniu przyczyni się do ochrony środowiska (poprzez zmniejszenie obiegu dokumentów w wersji papierowej).
  • sektor opieki zdrowotnej – technologia ta może zostać wykorzystana do bezpiecznego przechowywania dokumentacji medycznej pacjentów. Rejestry mogą być kodowane i przechowywane w Blockchainie z kluczem prywatnym, dzięki temu będą dostępne tylko dla upoważnionych osób. PRZYKŁAD: Amerykańska firma Patientory opracowała system biometryczny oparty na technologii Blockchain, służący do identyfikacji tożsamości pacjentów. Zwiększy to bezpieczeństwo oraz usprawni cały proces weryfikacji.
  • sektor nieruchomości – proces rejestracji praw własności jest uciążliwy, nieefektywny i kosztowny,a przy tym pochłania on dużo czasu. Pełno w nim również ludzkich błędów, co stanowi duże utrudnienie przy śledzeniu własności nieruchomości. Wykorzystanie technologii Blockchain w tym sektorze pozwoliłoby na wyeliminowanie potrzeby fizycznego śledzenia dokumentów. PRZYKŁAD: Już niebawem wszystkie umowy najmu na Malcie będą podlegać rejestracji na Blockchainie. Maltański premier Joseph Muscat zdradził w jednym z wywiadów, że trwają prace nad reformacją obowiązujących przepisów. Podkreślił przy tym, iż tego typu dokumenty nie mogą być w żaden sposób naruszone.
  • wybory – w tym przypadku Blockchain pomógłby w wyeliminowaniu oszustw związanych z fałszowaniem głosów wyborczych. Każdy głos byłby przechowywany jako blok w łańcuchu bloków, co utrudniałoby manipulację. technologia ta zapełniłaby również przejrzystość wyborów oraz natychmiastowe wyniki. PRZYKŁAD: polski system operacyjny neOS zaprezentował projekt aplikacji służącej do e-głosowania, opartej na Blockchainie. Podczas wystąpienia podkreślono istotę owej technologii, stwierdzono, iż stanowi ona bardzo ważne narzędzie, które może umożliwić rozwój demokracji oddolnej.
  • sektor transportu – dostawcy mogą skorzystać z potencjału Blockchaina rejestrując na nim pochodzenie zakupionych materiałów. Pozwoliłoby to przede wszystkim na weryfikację autentyczności danych produktów. PRZYKŁAD: Największa na świecie firma zajmująca się transportem kontenerowym Maersk we współpracy z IBM stworzyła blockchainową platformę TradeLens.  Wspiera ją grono największych graczy branżowych, stanowi ona bezpieczne źródło informacji dla wszystkich interesariuszy biorących udział w łańcuchu dostaw. Obecnie na pokładzie TradeLens znajduje się ponad 100 organizacji, są to nie tylko przewoźnicy, ale również porty, operatorzy terminali czy spedytorzy.
  • inteligentne umowy – tego typu kontrakty mogą pomóc w negocjacjach związanych z porozumieniami. Inteligentne kontrakty działają zgodnie z warunkami, na które zgodzą się użytkownicy, po ich spełnieniu są one automatycznie realizowane. PRZYKŁAD: Sberbank i Interros Group przeprowadziły pozagiełdową transakcję warunkowego odkupu walutowego OTC , wykorzystującą inteligentne kontrakty oparte na technologii blockchain.
  • kryptowaluty – są implementacja Blockchaina. Technologia ta pozwala im funkcjonować bez konieczności posiadania centralnego organu, to zaś eliminuje wszelkie opłaty związane z dokonywaniem transakcji.