Czym jest i jak działa Blockchain, Łańcuch Bloków?

Co można osiągnąć przy pomocy blockchain?

Jak wspomniano wcześniej, architekturę bazy danych określanej jako blockchain zastosował Satoshi Nakamoto w 2008 roku, tworząc jednocześnie zalążek pierwszej kryptowaluty – Bitcoina. Co zatem charakteryzuje i odróżnia blockchain od tradycyjnej bazy danych?

Przede wszystkim jest to decentralizacja. W przypadku blockchaina, całe dane nie są skupione w jednym punkcie, lecz rozproszone. Skąd w takim razie pewność do poprawności danych? W tym celu wykorzystywane są rozwiązanie kryptograficzne (stąd nazwa – kryptowaluty), znacznik czasu (timestamp) potwierdzający moment wykonania operacji, a także mechanizm konsensusu. Mechanizm konsensusu jest główną siła technologii blockchain – operacja uznana jest za prawdziwą i prawidłową w momencie w którym określona część użytkowników sieci/minerów potwierdzi ją. W przypadku dużej ilości kryptowalut, m.in. BTC, konsensus opiera się o POW – proof of work. Jest to algorytm, którego celem jest potwierdzanie transakcji i tworzenie łańcuchów w bloku (stąd nazwa – blockchain). Polega najczęściej na rozwiązaniu pewnej łamigłówki matematycznej przez odpowiednie węzły – tzw górników. Górnicy rozwiązują łamigłówkę,konkurującej wzajemnie,tworzą nowy blok oraz potwierdzają transakcję – rozwiązaniem wspomnianej łamigłówki jest hash. W związku z powyższym, jednostka, które chciałaby ‘oszukać’ blockchain, musiałaby oszukać całą sieć. W tym momencie dochodzimy do kolejnej ważnej cechy blockchaina, a mianowicie brakiem zaufanej trzeciej strony. W interesie wszystkich węzłów – górników jest potwierdzanie transakcji i eliminowanie zagrożeń, w celu otrzymywania nagród, a zatem cała sieć opiera się na specyficznym braku zaufania – nie ma jednego podmiotu kontrolującego blockchain, transakcje są sprawdzane przez wszystkie węzły, a zagrożenie ataku jest względnie niskie. Wiąże się to również z jawnością i niezmiennością blockchaina. W przypadku BTC, jak i innych kryptowalut, blockchain jest publiczny i dostępny do wglądu przez każdego. Cały blockchain w przypadku większości kryptowalut jest aktualizowany niemalże w czasie rzeczywistym.

Mając na uwadze wszystkie cechy blockchaina, można stwierdzić, że jego głównym zastosowaniem, zgodnie z wizją Satoshi Nakamoto, jest ułatwienie i przyspieszenie transakcji, w szczególności międzynarodowych.

#2. Pierwsze spojrzenie na Blockchain

Dziś na warsztat biorę Blockchain, czyli temat ostatnimi czasy bardzo gorący w świecie IT. Celem niniejszego artykułu jest synteza dostępnych informacji związanych z łańcuchami bloków. Pozycja Blockchain w biznesie jest tak silna, że interesują i zajmują się nią największe firmy technologiczne i finansowe na świecie.

Pracując aktualnie w sektorze bankowym, spotykam się z informacjami na temat łańcuchów bloków z dość dużą częstotliwością. Patrząc na objętość wpisu, śmiało mogę powiedzieć, że długo będzie on na tym blogu jednym z najdłuższych. Planuję też jego kontynuację.

Postaram się odpowiedzieć sobie i przede wszystkim Wam na kilka następujących pytań:

Skąd takie zainteresowanie Blockchain?

Czy system da się złamać?

Blockchain zrewolucjonizuje transakcje wykonywane w sieci?

Co łączy łańcuchy bloków i kryptowaluty?

Jakie są wady i zalety oraz zastosowania Blockchain?

Kto jest twórcą i co o nim wiemy?

Czym jest mining?

W jaki sposób łańcuch bloków jest podobny do WWW?

Jak widać, pytań postawionych powyżej jest sporo. Na te i inne postarałem się odpowiedzieć w sposób maksymalnie obszerny poniżej.

Miłego zagłębienia się w najprawdopodobniej jeden z najbardziej rewolucyjnych systemów od czasu wynalezienia sieci WWW!

Zatrzymaj się! Książki to obowiązkowa pozycja dla każdego zainteresowanego programowaniem! Jest to zdecydowanie jedno z najlepszych źródeł do nauki programowania! Zyskasz przewagę w branży IT i osiągniesz dużo jako deweloper. ZOBACZ KSIĄŻKĘ „PROGRAMISTĄ BYĆ”

Wprowadzenie

Słowo Blockchain bierze swoją nazwę od słowa block oraz chain, które w wolnym tłumaczeniu znaczą nic innego jak łańcuch bloków. W pierwotnej wersji algorytm nazywał się po prostu blokiem albo łańcuchem. Dopiero w 2016 roku zostało spopularyzowane i połączone w jedno wyrażenie — „łańcuch bloków”. Koncepcję łatwo zobrazować sobie za pomocą łańcucha z ogniwami. Tak też bardzo często technologia Blockchain jest przedstawiana na materiałach graficznych. Łańcuch jest dobrym obrazem, jednak nie do końca odpowiada funkcjonowaniu łańcucha bloków – poniżej rozwinę ten temat.

Początki

Pierwsze informacje o możliwości zapisywania transakcji w sposób rozproszony zostały przedstawione w 1991 roku. Przedstawiły je grupy badawcze pod przewodnictwem Stuarta Habera oraz Scotta Stornetta. Opublikowali swoje badania w Journal of Cryptology pod tytułem „How to time-stamp a digital document„. Technika ta miała służyć do datowania cyfrowych dokumentów. Prace w tamtym czasie skupiały się na algorytmach kryptograficznych z użyciem drzew skrótów (zwanych inaczej drzewami Merkle lub drzewem hash).

Kolejnym etapem rozwoju Blockchain było powstanie tak zwanego Bit Gold. Była to pierwsza, zdecentralizowana waluta cyfrowa zaprezentowana w 1998 roku przez prawnika i specjalistę w dziedzinie kryptografii Nicka Szabo. Pomimo faktu, że Bit Gold nigdy nie został użyty w celach komercyjnych, to uważa się, że była to pierwsza prymitywna kryptowaluta.

Ewolucja Blockchain wraz z powstaniem kryptowaluty Bitcoin miała miejsce w 2008, a twórcą był niejaki Satoshi Nakamoto. Jest to osoba najprawdopodobniej japońskiego pochodzenia (często mówił się też o grupie osób).

Podsumowując

Blockchain jest zdecentralizowaną bazą danych do rejestracji transakcji. System korzysta z sieci P2P, a nie tak jak większość znanych systemów z centralnej bazy danych. Dzięki kodowaniu informacji za pomocą algorytmów kryptograficznych i sposobie łączenia ze sobą kolejnych bloków łańcucha niemożliwa staje się manipulacja ogniwami. Czynniki te rozwiązują jedną z największych luk systemów scentralizowanych, jaką jest zaufanie do osób trzecich, nazywaną inaczej TPP (third trusted parties).

Blockchain korzysta z sieci peer-to-peer, tworząc rozproszoną bazę danych.

Dzięki bezpieczeństwu i transparentności wiele sektorów rynku zainteresowało się Blockchain. Prekursorem stał się sektor finansowy. Powstałe w 2015 konsorcjum banków wraz z firmami technologicznymi rozpoczęło komercjalizację rozwiązania. Zaraz za nimi podłapały trend inne branże, takie jak energetyczna, która ma zamiar rozliczać transakcję kupna-sprzedaży pomiędzy kontrahentami. Następna w kolejności jest branża medyczna, która chce przechowywać dane na temat pacjentów. Na koniec jeszcze branża ubezpieczeniowa nazwana InsurTech czy wreszcie cały IoT z gromadzeniem ogromnych wolumenów danych.

Bloki i transakcje

Blockchain składa się z następujących jeden po drugim bloków, które to bloki zawierają w sobie skończoną liczbę transakcji. Transakcją w bloku nazywamy jawny zbiór informacji podpisany kryptograficznie. Łańcuch zawsze zaczyna się od tak zwanego bloku zero — inaczej genesis block (czarny kolor na rysunku poniżej). Kolejne bloki tworzą łańcuch główny (kolor niebieski). Pozostałe bloki i mniejsze łańcuchy nazywane „sierotami” (kolor czerwony). Po nasyceniu ostatniego bloku w głównym łańcuchu następuje dodanie kolejnego. Proces dodawania nowego bloku nazywa się kopaniem (słowo to nabrało większego znaczenia w kontekście kopania kryptowalut).

Proces kopania jest w swojej strukturze skomplikowany, ale zasadniczo polega na uwierzytelnianiu transakcji i łączeniu ostatniego dodanego bloku z poprzednim. Z racji tego, że Blockchain jest rozproszony oraz otwarty, każdy użytkownik może brać udział w przesyłaniu transakcji i uwierzytelnianiu.

Użytkownicy dodani do sieci Blockchain są nazywani węzłami i są w stanie dodawać informacje i weryfikować transakcję pozostałych węzłów sieci. Z tego też powodu w sieci zobaczyć można dwa typy użytkowników:

uczestników, połączonych w sieć peer-to-peer, którzy poświadczają autentyczność innych transakcji.

operatorów, czyli strony, które przeprowadzają między sobą operacje kupna-sprzedaży.

Jak wygląda blok z danymi?

Pojedynczy blok w swojej budowie jest bardzo prosty i dzieli się na:

nagłówek, który składa się z czasu utworzenia bloku, wersji bloku, hash-a (unikalny klucz bloku), hash-a poprzedniego bloku (o ile nie jest to blok genesis), bitu trudności.

część transakcyjną, która ma ograniczoną ilość (dla przykładu w Bitcoin jest to 1MB danych). Przechowywane są tam między innymi dane odbiorcy i nadawcy transakcji, ilość przesyłanych pieniędzy i tym podobne.

Bloki łączą się jeden za drugim, tak jak pokazał rysunek powyżej, łańcuch główny w sieci jest liniowy. Nie ma możliwości, by blok danych był połączony z więcej niż dwoma innymi blokami. Na rysunku poniżej rozrysowałem przykładowe połączenie ze sobą czterech pierwszych bloków w sieci Blockchain, którą roboczo nazwałem SIEĆ X.

BLOK 1 jest blokiem rozpoczynającym sieć. W nagłówku zawiera KLUCZ BLOKU o umownej wartości 111 (docelowo nazywa się on hash-em). Klucz powstał z połączenia wersji bloku, czasu jego utworzenia, bitu trudności oraz treści „CZĘŚĆ TRANSAKCYJNA 1„. BLOK 2 ma identyczną strukturę, jedyne czym się różni, to dodatkowym identyfikatorem o nazwie POPRZEDNI, który przechowuje KLUCZ BLOKU pierwszego. Analogicznie z blokiem trzy oraz cztery.

Po zobrazowaniu łańcucha i przybliżeniu budowy bloków widzimy tu pewien schemat, który powoduje, że praktycznie niemożliwe jest poprzestawianie kolejności. Każda taka operacja wiąże się z przeliczeniem nowych wartości kluczy. Im dalej w łańcuchu nastąpi próba modyfikacji, tym większa lawina zmian czeka cały łańcuch.

Zalety i wady Blockchain

Każdy zdroworozsądkowy człowiek, który styka się z nową technologią prędzej czy później zastanawia się. jakie są plusy i minusy danego rozwiązania. W przypadku tak rewolucyjnego mechanizmu, jakim jest Blockchain, na początku przychodzą na myśl niezliczone jego zalety, jednak po głębszym zapoznaniu się zauważamy rysy na idealnej powierzchni. Jak już wcześniej wspominałem, przewagą łańcucha bloków nad innymi systemami przechowującym dane jest jego rozproszony charakter. Trzeba pamiętać, że w przyrodzie nic nie ginie i nie ma nic za darmo. Tu również jest tak samo.

Zalety

Transparentność

Łańcuch bloków w wersji publicznej jest całkowicie otwarty i dostępny dla każdego użytkownika z dostępem do internetu. Wszyscy podłączeni do sieci Blockchain są w stanie śledzić transakcje na bieżąco, posiadając własną kopię łańcucha na lokalnym hoście. Oszustwa i próby ukrycia nieuczciwych transakcji są w takim systemie niemożliwe, co czyni tę technologię idealną dla takich instytucji jak banki, firmy ubezpieczeniowe czy systemy z rodziny IoT. Transparentność rozproszonej bazy danych daje jeszcze jedną możliwość — każdy nowo dołączony użytkownik niemalże z marszu może rozpocząć tworzenie swoich transakcji bez obawy o bezpieczeństwo. Dzieje się tak dlatego, że miliony innych użytkowników od razu widzi nową transakcję i są gotowi weryfikować jej poprawność. Bez jawnego charakteru nie byłoby to możliwe.

Rozproszenie

Jest to jedna z głównych przewag Blockchain nad centralnymi bazami danych. Dane umiejscowione są na dziesiątkach tysięcy urządzeń rozlokowanych na całym świecie, natomiast w tradycyjnej wersji system bazodanowy jest rozproszony maksymalnie na kilku, do kilkudziesięciu serwerach. Dzięki takiemu charakterowi budowy łańcuch bloków nie jest w ogóle podatny na awarie urządzeń, ponieważ każdy host w sieci posiada lokalną kopię danych. Odłączenie się pojedynczego użytkownika jest dla sieci nieodczuwalne, przez co nie istnieje jeden punkt awarii. Rozproszenie bazy danych daje też ogromną przewagę nad grupami atakującymi. Nie ma na ten moment możliwości skutecznego ataku na rozbudowaną sieć Blockchain.

Stabilność rozwiązania

Zaleta ta jest ściśle powiązana z rozproszeniem bazy danych. Jak już wyżej wspomniałem, cechy takie jak brak jednego punktu awarii, praktycznie niemożliwa skuteczna próba cyberataku czy lokalne kopie danych na każdym hoście powodują praktycznie 100% stabilności i niezawodności. Warto przy tym punkcie nadmienić, że Bitcoin, który opiera się na łańcuchu bloków (powstanie datuje się na rok 2009) ani razu nie przerwał swojego działania! W systemach centralnych nigdy nie zdarzyła się taka sytuacja, by baza danych przez wiele lat była cały czas w gotowości!

Niezależność

Rozproszenie wiąże się z jeszcze jedną zaletą, chodzi oczywiście o to, że system nie jest zależny od żadnego podmiotu, zarówno z sektora publicznego, jak i prywatnego. Mamy gwarancję, że dzięki rozrzuceniu danych w sieci żaden bank czy polityka państwa nie będzie w stanie uregulować łańcucha. Są oczywiście próby tego typu w przypadku, chociażby Bitcoin, którego zakazuje się w takich krajach jak Wenezuela czy Tajlandia, ale same dane w żaden sposób nie podlegają kontroli odgórnie narzuconych przez system.

Trustless System

Inna nazwa to protokół niewymagający zaufania. Jednym z wielkich problemów między innymi banków jest zaufanie. Pomiędzy przelewem pieniędzy z jednego konta na drugi czuwa podmiot trzeci (zwany pośrednikiem lub z angielskiego third-party), który pilnuje, by pieniądze z punktu A w bezpieczny sposób trafiły do punktu B. Jest to bardzo kosztowny, czasochłonny i narażony na ataki proces. Problem ten nie występuje natomiast w łańcuchu bloków. Zamiast pośrednika mamy użytkowników sieci, którzy weryfikują transakcje innych użytkowników. Nazwa pochodzi od kopania (mining) i jest to bardzo popularny termin wśród osób zajmujących się pozyskiwaniem kryptowalut. Dzięki temu system jest dużo tańszy i nie wymaga pobierania opłat od stron, które wymieniają się danymi. Dodatkowo dane są transferowane w ułamkach sekund, a nie tak jak w przypadku, chociażby przelewów bankowych, które w ich międzynarodowej wersji mogą trwać nawet kilka dni.

Anonimowość

Dużo dywaguje się na temat użytkowników dołączonych do łańcucha bloków oraz tym, że dodają transakcję i przechowują oni kopię łańcucha na swoich prywatnych urządzeniach. Mimo tak wielkiej integracji z systemem są oni w pełni anonimowi dla innych. Oczywiście wiele osób upatruje w tym atucie również wady, ponieważ użytkownicy bezkarnie mogą próbować lokować swoje pieniądze w kryptowalutach bez identyfikacji. Wiele instytucji wprowadzające rozproszoną sieć do swojej organizacji stara się jednak zapisywać niektóre informacje na temat hostów, które pojawiają się w sieci. Sieć taka jednak staje się częściowo prywatna i traci pewne cechy sieci Blockchain.

Wady

Rozmiary

O ile przechowywanie tych samych danych lokalnie na każdym z hostów możemy uznać za zaletę w przypadku mniejszych łańcuchów, tak również jest to dużą wadą. Dla przykładu można podać księgę danych Bitcoin, która waży dobre kilkaset GB! Obok tak wielkiej ilości danych ciężko jest przejść zwykłemu użytkownikowi sieci obojętnie. Zagrożeniem w przypadku gigantycznych łańcuchów jest powolne wykruszanie się węzłów z sieci, przez co spadnie jej odporność na ataki i opłacalność.

Atak 51%

Zagrożenie to nabiera na sile w przypadku, który opisałem powyżej, czyli zmniejszania się ilości użytkowników w sieci Blockchain. Za bezpieczeństwem łańcucha stoi między innymi algorytm Proof of Work, który aktualnie decyduje o sile rozproszonych sieci. Aby przejąć kontrolę nad łańcuchem bloków, trzeba posiadać ponad 50% mocy obliczeniowej w łańcuchu danych. Dla przykładu, jeżeli sieć składa się z 10000 komputerów, to wystarczy dołączyć 10001 urządzeń o takiej samej mocy obliczeniowej, by zacząć łamać zabezpieczenia i rozpocząć modyfikację w łańcuchu. Mimo tego, że taki atak jest możliwy, to nie zauważono skutecznych prób ataku w wielkich systemach. Powodem tego jest ogromna moc obliczeniowa, którą trzeba by było dysponować, by z powodzeniem zmienić kolejność bloków na przykład w kryptowalucie Bitcoin.

Szacuje się, że będzie to możliwe dopiero za pomocą komputerów kwantowych. Nawet jeżeli atak udałoby się przeprowadzić, to moc obliczeniowa urządzeń próbujących wprowadzić złe zmiany w łańcuchu pozwoliłaby jedynie na zmianę tylko kilku początkowych bloków danych, co w kwestiach ekonomicznych jest totalnie nieopłacalne (na pewno odbiłoby się to na wiarygodności kryptowalut i mogłoby przyczynić się do sporego krachu na giełdach).

Podsumowując

Mniejszych lub większych zalet i wad łańcucha bloków możemy znaleźć więcej, jednak starałem się uwidocznić tylko te najważniejsze. Jedną z takich zalet, która dopiero przybiera na sile, jest łatwość wdrożenia Blockchain praktycznie do każdej branży w sposób zautomatyzowany. Powstaje do tego niezliczona ilość systemów, które potrzebują „wygrzania na produkcji”.

Blockchain a kryptowaluty

Ostatnimi czasy zarówno Blockchain, jak i cyfrowe waluty są bardzo gorącymi tematami. Sama wartość tego rynku przyprawia o zawrót głowy i wyceniana jest na ponad 2,35 bln dolarów (stan na rok 2021)! Co prawda specjaliści nie są w tej kwestii zgodni, ale same spekulacje robią olbrzymie wrażenie. W początkowych latach działania Bitcoina mało kto wiedział cokolwiek na temat łańcucha bloków. Teraz trend się odwraca i dzięki ingerencji instytucji finansowych w połączeniu z firmami technologicznymi tematem przewodnim staje się Blockchain, który bezpośrednio stoi za walutami cyfrowymi. Zadziało się tak dlatego, że bardzo wrażliwy na bezpieczeństwo sektor gospodarki, jakim są banki zainwestował ogromne środki i zaczęło powstawać wiele firm zajmujących się tymi zagadnieniem. Nie oznacza to jednak, że banki zainteresowały się kryptowalutami. Ich celem stało się poznanie i zastosowanie technologii, na której kryptowaluty się opierają.

Czym jest kryptowaluta?

W ogólnym uproszczeniu jest to forma cyfrowego pieniądza (inaczej nazywanego digital currencies lub virtual currencies). Została stworzona w formie elektronicznej, tak też jest przechowywana i przesyłana. Waluty takie jak Bitcoin, Ethereum, Ripple czy Libra nie są dostępne w formie drukowanej. Inaczej mówiąc, nie mają formy fizycznej. Jedną z zalet obrotem wirtualnej gotówki jest to, że transfer waluty od użytkownika A do użytkownika B odbywa się natychmiast. W formie tradycyjnej czas ten rozciąga się na godziny, a nawet dni. Przez brak fizyczności pojawiają się jednak pewne problemy z regulacjami. Żadna instytucja centralna nie jest w stanie nadzorować i regulować prawnie obrotu tego typu wartościami.

Popularność kryptowalut

Celem cyfrowych walut jest przede wszystkim szybkość transakcji, ale także pominięcie pośredników oraz powiązanych z nimi opłat. Wszystkie te czynniki wpływają na rosnącą popularność, która najmocniej uwidoczniła się w przypadku Bitcoina. Kurs Bitcoin w szczytowym momencie wynosił ponad 225 000 zł za sztukę! W ostatnich latach powstało setki walut wirtualnych, które przyjmują najróżniejsze modyfikacje w stosunku do swojego „starszego brata”. Sytuacja ta pociągnęła za sobą zmianę podejścia do inwestowania na giełdach. Dodatkowo zatarły się różnice między standardowymi formami płatności a płatnościami z użyciem kryptowalut. Gdy popatrzymy na skok ilości portfeli elektronicznych z około 9 milionów w roku 2013 do przeszło 105 milionów w roku 2021, to trend ten jeszcze mocniej daje się odczuć.

W szczytowym momencie wartość Bitcoin wynosiła ponad 225 000 zł za sztukę!

Wielu badaczy i ludzi związanych z inwestowaniem na giełdach wypowiada się na temat przyszłości z różną dozą niepewności. Większość uważa jednak, że mimo ogromnej szybkości rozwoju walut cyfrowych nie ma możliwości oszacowania kiedy, w jaki sposób i czy w ogóle elektroniczna waluta wyprze z rynku standardowe pieniądze.

Użycie technologii Blockchain

Wbrew pozorom użycie technologii Blockchain nie jest takie jednoznaczne i nie ogranicza się tylko do używania w branżach związanych z finansami i kryptowalutami. Oczywiście od tego się zaczęło, ale poniżej postarałem się o możliwie jak najbardziej obszerną informację na temat zastosowań w przeróżnych branżach.

Finanse

Branża finansowa była tą pierwszą i przełomową. Można śmiało powiedzieć, że to właśnie w instytucjach takich jak banki technologia łańcucha bloków nabrała znaczenia i wszystko ruszyło naprzód. Jak już wyżej wspomniałem, prace rozpoczęło konsorcjum banków z instytucjami technologicznym. W składzie znalazły się takiej jednostki jak:

Deutche Bank

Bank of America

Goldman Sachs

ING

Citi

Societe Generale

Barclays

JP Morgan

HSBC

Credit Suisse

Morgan Stanley

Firmy te zrzeszyły się po to, by wypracować wspólne standardy i procedury. Razem ustaliły, że Blockchain rozwiąże problemy związane z bezpieczeństwem transakcji, wysokimi kosztami operacyjnymi, elastycznością dotychczasowych aktualnych rozwiązań technologicznych oraz zwiększeniem komfortu klientów podczas korzystania z produktów finansowych.

Ubezpieczenia

Branża bardzo podobna do bankowości. Generuje bardzo dużo danych, zawieranych jest wiele transakcji i przetwarzany jest ogrom informacji historycznych na temat pojedynczej osoby. Głównymi transakcjami, które mogą być przechowywane w sieci rozproszonej to zawarte umowy oraz weryfikacje roszczeń klientów. Następstwem może być automatyczna wypłata odszkodowań. Tu swoją przewagę nad centralnymi systemami ma właśnie łańcucha bloków. Jego bezpieczeństwo i szybkość gwarantują poprawne działanie w tego typu branżach. Widać to będzie na przykład w sytuacjach, gdy uczestnicy zdarzeń będą próbować kilkukrotnie zgłosić roszczenie i uzyskać to samo odszkodowanie kilka razy. Sam sposób działania Blockchain na to nie pozwoli.

Warto tu nadmienić, że już pierwsze prace zostały poczynione i w zeszłym roku jedna z firm ubezpieczeniowych wprowadziła do swojej oferty ubezpieczenie wypłacane automatycznie przy zastosowaniu Smart Contracts (o SC poniżej w Czy wiesz, że) opartym na łańcuchu bloków Ethereum.

Energetyka

Kolejną po branży finansowej i ubezpieczeniowej jest branża energetyczna. Również o niej w tym artykule wspominałem wyżej. W tym przypadku producenci energii poczuli siłę w łańcuchu bloków podczas rozliczania transakcji kupna-sprzedaży energii. Obecnie duże korporacje mają problem z rozliczaniem coraz to mniejszych podmiotów ze zużytej ilości energii. Gdy dodamy do tego używanie w domowych gospodarstwach systemów takich jak fotowoltaiczne i oddawanie części energii do sieci kosztem redukcji kosztów gospodarstwa to sprawa się komplikuje. Tu z pomocą przychodzi właśnie Blockchain, ze swoją transparentnością i szybkością rozliczania transakcji.

Wszystko to zmierza do tego, by pozbyć się jednostek centralnych i by rozliczenia były bezpośrednie, bez powiązania z instytucjami lub organizacjami trzecimi. Redukuje to tak samo, jak w przypadku banków koszt pojedynczej transakcji. Jednym z zagrożeń, które dręczą duże firmy zajmujące się dostawami prądu, jest to, że w rozproszonym modelu rozliczeń gospodarstwo domowe produkujące nadmiar prądu nie musi zwracać je bezpośrednio do centralnej jednostki, tylko sprzedać je sąsiadowi bez pośredników. Powoduje to jednak, że dostrzegamy też plusy. Jednym z nich jest prognozowany wzrost instalacji fotowoltaicznych, co jednocześnie wpłynie między innymi na redukcję emisji dwutlenku węgla produkowanego przez największe elektrownie węglowe.

Hurtownie danych

Jest to jedno z ciekawszych zastosowań Blockchain. Na ten moment ciężko to sobie wyobrazić, ze względu na to, że kopia łańcucha bloków spoczywa lokalnie na każdym węźle dołączonym do sieci. Przy odpowiednich optymalizacjach jednak powstają pewnego rodzaju systemy do przechowywania określonych danych takich jak:

skany dokumentów

baza książek

historia użytkownika

dane wyborcze

statystyki

Jest to może bardzo ogólny punkt, ale jakże istotny. Można zauważyć powiązania z sektorami już omówionymi, jednak wiele firm, które nie bazują na transakcjach potrzebuje bezpiecznie przechowywać dane w hurtowni w ściśle sklasyfikowany sposób. Do tego łańcuch bloków wydaje się wręcz idealnym rozwiązaniem.

Wdrożenia Blockchain

Jak już jesteśmy w temacie wdrożeń systemów opartych na Blockchain, warto wymienić tu takie kraje jak Gruzja i Estonia. Kraje te zaczęły korzystać z technologii w rozwiązaniach w sektorze administracji publicznej — Gruzja utworzyła bezpieczny rejestr do zarządzania aktami własności i nieruchomości, Estonia natomiast wprowadziła elektroniczny dokument tożsamości. Szwajcaria i Singapur poszły trochę inną drogą i banki w tych krajach testują kryptowaluty, które w przyszłości miałyby być walutą narodową. Do tego samego przymierzają się Rosja i Ukraina. Stany Zjednoczone również dołożyły cegiełkę, chodzi mianowicie o rozwiązanie firmy IBM dotyczące polis ubezpieczeniowych. Rozwiązanie to jest protokołem, który nosi tajemniczą nazwę Fabric.

Podsumowując

Jak widać, zastosowania systemów tego typu są praktycznie nieograniczone. Już teraz możemy zaobserwować wysyp firm, które swoją działalność opierają na rozproszonej sieci. Jedną z głównych barier jest zaufanie klientów i przedsiębiorstw do tego typu rozwiązania. Do tej pory dane głównie były magazynowane w centralnych strukturach. W przypadku Blockchain wszystko się zmienia. Wymaga to ogromu pracy, standaryzacji i wielu nowych przepisów. Jesteśmy już jednak jako cywilizacja o krok dalej i wierzę, że w najbliższych latach będziemy obserwować rozkwit rozwiązań rozproszonych. Takie rozwiązanie wprowadziła firma Axa, która wypłaca w ten sposób odszkodowania od spóźnionych lotów.

Czy wiesz, że…

Niezaprzeczalnie Blockchain zmienia nasz świat, wyewoluowało z niego wiele kryptowalut, a jedną z najpopularniejszych jest Bitcoin. Aktualnie wydobytych jest około 16 i pół miliona sztuk z około 21 milionów. Przewiduje się, że ostatni Bitcoin wykopiemy w roku 2140! W 2013 roku zostało wydobyte połowę dostępnych monet, 99,8% coinów zostanie wydobytych do 2040 roku. Przez ostatnie 100 lat wykopane zostanie jedynie 42000 wirtualnych monet. Najniższą jednostką Bitcoina jest 1 satoshi = 0,00000001 BTC, który wziął swą nazwę od twórcy.

Waluta cyfrowa

Blockchain i kryptowaluty są z nami już od przeszło dekady. Aktualnie widać wielki boom w mainstream na cyfrową walutę. Wielkie firmy technologiczne inwestują w łańcuchy bloków. Jedną z takich firm jest Facebook, który pokazał w tym roku swoją walutę cyfrową o nazwie Libra i planuje w połowie 2020 roku uruchomić płatności za jej pomocą. Inną drogą poszedł Amazon. Gigant lubi zaskakiwać i tym razem nie mogło być inaczej. Zaprezentował nowy produkt oparty na Blockchain o nazwie Amazon Managed Blockchain (AMB). Daje on użytkownikom możliwość zbudowania własnej, skalowanej sieci Blockchain. Dostępne są też urządzenia (nazywane elektronicznym portfelem) do przechowywania i przenoszenia w sposób fizyczny kryptowalut. Wielu producentów smartfonów również zaczęło umożliwiać przechowywanie cyfrowych pieniędzy. Chodzi tu o takich producentów jak Apple, Samsung czy HTC.

Smart Contracts

Wyżej wspomniałem o pojęciu Smart Contracts. Czym więc jest? Osoby znające język angielski lub umiejące korzystać z tłumaczy na pewno sprawdziły, że jest to coś, co po polsku brzmi „Inteligentny kontrakt”. Nazwa brzmi dość intrygująco. Mimo wszystko lepszym odpowiednikiem tłumaczenia jest Inteligentna Umowa. Jest to coś w rodzaju warunku „Jeżeli zadzieje się sytuacja A, wykonaj natychmiast sytuację B”. Bardzo dobrze oddaje to sytuacja w instytucjach ubezpieczeniowych. Zweryfikowana i potwierdzona zostaje szkoda (Sytuacja A) i od razu wykonuje się przelew do osoby poszkodowanej (Sytuacja B).

Blockchain — Podsumowanie

Jak widać, temat jest bardzo szeroki i dotyka wielu dziedzin, zarówno tych technicznych, jak i biznesowych. Za cel postawiłem sobie przeanalizowanie tematu z wielu różnych stron i zebranie według mnie najciekawszych i najbardziej wartościowych informacji. Nie skupiałem się przy tym na zbyt wnikliwą analizę tematu, jednak czuję wielki niedosyt! Temat bardzo mnie zaciekawił i zapewne pojawi się na temat Blockchain i kryptowalut jeszcze kilka wpisów. Balans jednak musi być zachowany i już w następnym wpisie poruszę temat matematyczny, a mianowicie ciekawą metodę wyliczania liczby Pi. Więcej pod linkiem.

Źródła

Newsletter

Nie przegap i dołącz już dziś do 820 osób będących w tym Newsletter! Otrzymuj co niedzielę o godzinie 20 listę kilku ciekawych tematów, które miałem okazję obserwować w mijającym tygodniu.

Tematy będą głównie techniczne, ale czasami pojawi się coś, co może wprowadzi Cię w stan zadumy i zmusi do dyskusji w szerszym gronie. Zero spamu!

Blockchain co to jest - technologia blockchain

Kryptowaluty stanowią obecnie ogromny rynek, który wyceniany jest na ponad 300 mld USD. Wraz z pojawieniem się ich na rynku, zaczęła również zyskiwać technologia blockchain, na której się opierają. Warto najpierw wspomnieć o historii pieniądza, jako narzędzia płatniczego. Następnie zostanie wyjaśniona kwestia, co to jest blockchain co to jest token, jak funkcjonują kryptowaluty, etc.

Historia pieniądza sięga początków cywilizacji. Wcześniej ludzie wykorzystywali handel zamienny, jako sposób, na uzyskanie interesujących ich produktów. Wprowadzenie pieniądza, który służył do zapłaty za nabywane za jego pośrednictwem dobra, spowodowało unifikację w funkcjonowaniu ówczesnego społeczeństwa. Pieniądzem były monety bite za pomocą dostępnych kruszców, takich jak np. złoto, czy srebro. Ich wyjątkowość polegała na tym, że poza pięknym wyglądem, dobra te były trudne do zdobycia dla zwykłego człowieka oraz ich ilość była ograniczona. Pieniądze posiadające pokrycie w złocie, zostały w pewnym momencie zastąpione przez ich papierową formę. Kolejnym krokiem, było wprowadzenie środka płatności, występującego jako zapis cyfrowy – pieniądz elektroniczny. Wprowadzenie kryptowaluty, jest całkowitym zastąpieniem fizycznego pieniądza kodem komputerowym. Dlatego też wielu użytkowników kryptowalut wskazuje, że pieniądz ten jest kolejnym etapem ewolucji pieniądza.

Blockchain co to jest

Wielu ze świeżo upieczonych inwestorów kryptowalut, napotyka na różne neologizmy, które nie do końca pojmują. Jednym z takich określeń jest blockchain co to jest dokładnie zostanie wyjaśnione w poniższym tekście. Technologia blockchain to łańcuch blokowy, który jest zdecentralizowaną, a zarazem rozproszoną bazą danych. Idea tego typu baz danych polega na zasadzie, że występuje na wielu komputerach, zaś traktowana jest jako jedna logiczna całość, przez co zmiany na jednym komputerze są uwzględniane na kolejnym. Block chain ma za zadanie księgować transakcje, do których dochodzi wewnątrz sieci. Jest to możliwe dzięki temu, że wykorzystywana w blockchain technologia oparta jest na architekturze peer-to-peer (P2P), której historia sięga początków tworzenia Internetu. Wówczas sieć P2P wszystkich użytkowników sieci stawiała na równi, przez co nie posiadała żadnej jednostki nadrzędnej, czy administratora. Wraz z rozwojem sieci, sytuacja ta uległa zmianie.

Blokchain jest zdecentralizowaną platformą transakcyjną, która posiada ogólnodostępny rejestr transakcji. Łańcuch bloków umożliwia zlokalizowanie i dojście do każdej zrealizowanej transakcji. Jednocześnie każdy z użytkowników sieci posiada całkowitą anonimowość, gdyż dane zapisywane przez łańcuch blokowy dotyczą jedynie informacji o samych transakcjach. Istotę blockchain wikipedia nawet postanowiła wyjaśnić, ze względu na ogromne zainteresowanie tą tematyką.

Technologia blockchain

Po zadaniu pytania przez krypto-spekulantów, które brzmi: blockchain co to jest właściwie, kolejnym pytaniem jest: w jaki sposób funkcjonuje technologia blockchain? Blockhain, czyli łańcuchy bloków rozmieszczone są w postaci bloków danych, które występują jeden po drugim. Każdy ze wspomnianych bloków zawiera informacje o liczbie dokonanych transakcji, zaś po jego wypełnieniu, tworzy się kolejny, etc. Statystycznie, co 10 minut pojawia się nowy blok, wypełniony informacjami o dokonanych transakcjach. Blockchain ma za zadanie utrzymać wspólną księgę rachunkową transakcji, w cyfrowej formie, która rozproszona jest po całej sieci. Każdy komputer użytkownika sieci, może wziąć udział w przesyłaniu oraz uwierzytelnianiu transakcji. Narzędzia kryptograficzne mają na celu zapewniać bezpieczeństwo wszystkich odbywających się transakcji. To właśnie dzięki kodowaniu za pomocą algorytmów kryptograficznych, podrobienie przykładowo kryptowaluty Bitcoin jest praktycznie niewykonalne.

Zapisanie transakcji w bloku blockchain jest nieodwracalne. Jakakolwiek próba zmiany kolejności, bądź wielkości transakcji, wpłynęłoby na cały lancuch blokowy, co doprowadziłoby do niezgodności w bazie danych blockchain. Transakcje podpisywane są cyfrowo, za pomocą kryptografii asymetrycznej. Przetwarzane są przez komputery w sieci, które nazywane są węzłami, zaś po potwierdzeniu poprawności, dodawane są do łańcucha bloków. Wszystkie transakcje są jawne, przy zachowaniu pełnej anonimowości użytkowników. Kryptografia, zaawansowane metody matematyczne, jak również brak uprzywilejowanych administratorów oraz możliwość weryfikacji wszystkich przeprowadzonych transakcji (łańcuch bloków), wpływa bezpośrednio na zaufanie użytkowników do technologii blocchain.

Zdaję sobie sprawę, że po omówieniu kwestii blockchain co to jest token, stanowi kolejne pytanie do zadania. Sama kryptowaluta, czy nawet blochchain nie ma większego znaczenia w tym zdigitalizowanym „krypto-świecie”, bez funkcjonowania tokenów. Kryptowaluty funkcjonują na zasadzie cyfrowego zapisu. Różnica polega na tym, że zapis na elektronicznym rachunku bankowym jest uznawany przez system bankowy, który odgrywa podstawową rolę we współczesnej gospodarce. Kryptowaluta z kolei funkcjonuje w łańcuchu bloków blocchain, dzięki szyfrowaniu kryptograficznemu. Dokonując płatności w sieci, kod zostaje przekazany z jednego portfela kryptowaluty, na drugi. Pojedynczy kod to właśnie token.

Bitcoin blockchain – najpopularniejsza kryptowaluta oparta na blockchain

Bitcoin (BTC) jest najstarszą, a zarazem najpopularniejszą kryptowalutą, której historia sięga przełomu XX i XXI wieku. Już w 1998 roku została opisana koncepcja kryptowaluty przez jednego z programistów. Bitcoin blockchain powstał w obecnej formie w 2008 roku, wraz z publikacją manifestu przez jej twórcę. Autor BTC ukrywa się pod pseudonimem Satoshi Nakamoto. Do dziś nie wiadomo, czy osoba kryjąca się pod tym imieniem i nazwiskiem, jest w rzeczywistości jedną, dwoma czy może całą grupą osób.

Pierwszy łańcuch blokowy Bitcoin blockchain nazywał się genesis. Wówczas kryptowaluta stanowiła całkowitą innowację w świecie finansowym, a ludzie zastanawiali się wówczas blockchain co to jest takiego? Stworzony Bitcoin jest podzielny do 8 cyfr po przecinku (0.00000001), co oznacza że można zarówno nabywać, zbywać oraz płacić ułamkowymi wielkościami tego instrumentu. Całkowita ilość Bitcoin jest dokładnie znana. Bitcoin blockchain przewiduje jedynie 21 mln sztuk.

Na początku października 2009 roku ustalono wartość tej kryptowaluty na poziomie równym 1 USD za 1309 BTC. Wartość ta była równowartością ówczesnego kosztu wydobycia. Każda kryptowaluta jest „wydobywana” przez specjalne koparki, które są w rzeczywistości komputerami deszyfrującymi. Tak też było w przypadku prekursora kryptowalut – BTC. Warto przy tym wspomnieć, że w listopadzie 2017 roku 1 Bitcoin przekroczył wartość 11 000 USD. Pokazuje to, że między pytaniem „a ten blockchain co to jest za dziwny wynalazek”, do współczesnej wyceny pojawiła się szansa dla spekulantów do zrealizowania ogromnych zysków.

Programista radzi:

Wszystko wskazuje na to, że blockchain i kryptowaluty to technologie przyszłości. Już dzisiaj zainwestuj swój czas w naukę handlu na kryptowalutach. Zarejestruj bezpłatne demo i ćwicz na wirtualnych środkach.

Ethereum blockchain i inne „młode” kryptowaluty

Bitcoin jest pierwszą kryptowalutą, której nazwa stała się synonimem kryptowaluty. Natomiast wraz z rozwojem cyfryzacji oraz popularyzacją innowacyjnych metod płatności, zaczęły powstawać coraz to nowsze kryptowaluty. Pomaga w tym przybliżenie kwestii blockchain co to jest, a także natury jego funkcjonowania. Obecnie istnieje ponad 1320 altcoinów, czyli alternatywnych do Bitcoina kryptowalut. Jedną z nich jest popularny Ether (ETH). Jest to kryptowaluta oparta na Ethereum blockchain, którą wspiera zbliżona do Bitcoin blockchain technologia. Pomimo zamiennego stosowania Ether i Ethereum, na kryptowalutę stworzoną w 2015 roku, prawdą jest, że są to dwie kwestie, które pomimo oczywistych powiązań, powinny być rozpatrywane oddzielnie. Ethereum jest platformą sieciową, która oparta jest o łańcuchy bloków (blockhain). Z kolei występujący w ramach ETH blockchain Ether to token Ethereum.

Kolejne kryptowaluty zaczęły być tworzone przez różne grupy informatyków. Powstał m.in. Litecoin, Dash, Ripple a nawet kryptowaluta stworzona przez dwóch naszych rodzimych informatyków – Polcoin. Każda nowa „waluta krypto” funkcjonuje na technologii blockchain. W tym miejscu można zadać pytanie, jaka jest różnica pomiędzy kryptowalutami i na czym polega ich wycena?

Każda kryptowaluta zaczęła wprowadzać nowe elementy, które wyróżniają ją od pozostałych, dzięki czemu nie stają się jedynie „kopią” pierwowzoru – BTC. Ethereum, jak już zostało opisane powyżej, stanowi całą sieć, na której można tworzyć wiele aplikacji. Kryptowaluta Ether jest jednym z elementów Eth Blockchain, powstałą do tworzenia zdecentralizowanych aplikacji w środowisku open source. Tymczasem blockchain BTC, posiada jedynie kryptowalutę, co oznacza że jest to jedyna wartość tego łańcucha bloków.

Litecoin dla przykładu wprowadził kryptograficzny scrypt, jako algorytm mieszający (tzw. hashing algorithm), co jest jednym z głównych argumentów zwolenników technologii Litecoin blockchain. Więcej o LTC przeczytasz w dedykowanym artykule. Z kolei np. waluta Ripple została stworzona na języku programowania Python.

Co z ceną kryptowalut?

Ze względu na fakt, że istnieje ograniczona ilość sztuk każdej kryptowaluty, a wraz z wydobywaniem kolejnych przez koparki, staje się to coraz trudniejsze, „górnicy”, zajmujący się odszyfrowywaniem kryptowalut, wystawiają je po coraz wyższych cenach, żeby pokryć koszt wydobycia. Wycena kryptowalut względem tradycyjnych środków płatniczych, takich jak np. USD, czy EUR, bazuje na zasadach wolnego handlu, co oznacza że uczestnicy wymiany sami ustalają, jak wiele chcą za nią zapłacić. W tym momencie można założyć, że kryptowaluty ze względu na wzrastające koszty wydobycia zawsze będą rosły, jednakże warto podkreślić, że jest to spore nadużycie. Zawsze będą sprzedający, którzy będą skłonni wystawić je po wyższej cenie, natomiast potrzebni są jeszcze ludzie, którzy będą chcieli nabywać kryptowalutę po tych cenach. To z kolei zależy od specyfiki danego instrumentu oraz od tego, jak bardzo inwestorzy będą widzieli w nim potencjał.

Szerokie wykorzystanie technologii blockchain

Zainteresowanie kwestiami blockchain oraz jego wykorzystania we współczesnym świecie sięga znacząco ponad kryptowaluty. Jak już zostało wcześniej wspomniane Ethereum blockchain wykorzystuje łancuchy blokowe do tworzenia różnych aplikacji. Bardzo często osoby zajmujący się cyberbezpieczeństwem wskazują blochain, jako technologię praktycznie niemożliwą do złamania. Źródła tego poglądu można znajdować w rozproszeniu danych, które wynikają z jego całkowitej decentralizacji.

Obecnie technologia blockchain jest wykorzystywana m.in. w branży IT, jak również w ochronie danych. Choć jeszcze ledwie parę lat temu, wiele instytucji pytało z pogardą: „…a ten blockchain co to jest właściwie za wymysł?…”, to dziś przyznają, że może być on przyszłością tradycyjnego systemu finansowego. Powstała nawet branża FinTech, której nazwa pochodzi od połączenia finansów i technologii. Takie gigantyczne instytucje finansowe, jak m.in. Citi, Bank of America, Goldman Sachs, czy Morgan Stanley, postawiły sobie za cel rozwój technologii blockchain, ponieważ dostrzegły jej ogromny potencjał. Nawet znany miliarder Elon Musk, który jest twórcą m.in. SpaceX i Tesli, wyszedł z założenia, że jego firma SolarCity, nie będzie tylko produkowała i magazynowała energii elektrycznej, ale także inwestowała w rozliczanie i dystrybucję transakcji, w oparciu o technologię blockchain. Pokazuje to, że nie tylko finansowe instytucje zainteresowała ta technologia, ale także branżę energetyczną.

Blockchain opinie – jaka przyszłość czeka technologię

Wśród osób, które wiedzą czym jest blockchain co to jest dokładnie, czy w jaki sposób funkcjonuje, zdania co do tej technologii są podzielone. Jedna grupa wskazuje na ogromny potencjał, przed jakim stoi w oparciu o blockchain technologia, zaś inni wskazują na niebezpieczeństwa z nią związane. Argumenty za zostały wymienione w powyższej części artykułu. Podstawowym jest decentralizacja, która doskonale się sprawdza w przypadku ewentualnych ataków hakerskich. Dodatkowo architektura peer-to-peer, stawiająca wszystkich użytkowników na równi przyczynia się z pewnością do demokratyzacji sieci. Przy omawianiu blockchain co to jest zostały wspomniane narzędzia kryptograficzne, które są wykorzystywane przy szyfrowaniu. Fakt, że funkcjonuje dzięki narzędziom kryptograficznym jest kolejnym punktem, który wymieniany jest jako zaleta, ponieważ znacznie utrudnia to podrobienie kodu.

Obawy związane z kwestią blockchain oraz tego jak funkcjonuje w sieci, są w głównej mierze kontrargumentami powyższych kwestii. Dlatego też o blockchian opinie są zróżnicowane. Głównym kontrargumentem wobec decentralizacji jest przede wszystkim to, że zdecentralizowane łącze zawsze jest wolniejsze od scentralizowanego. Dodatkowo utrzymanie sieci blockchain konsumuje ogromne nakłady energii. Utrzymanie sieci blockchain jest niemożliwe bez tysięcy podłączonych do niej serwerów. Brak nadzoru, choć z jednej strony jest traktowane jako ogromna zaleta, tworzy też obawy ze strony przeciwników. Zaufanie do twórców kodu stanowi fundament do efektywnego wykorzystania blockchain co to jest traktowane w pewnych środowiskach, jako przejaw naiwności.

Samo szyfrowanie kryptograficzne jest bardzo skutecznym narzędziem, jednakże ma to swoje oczywiste wady. Główną wadą jest fakt, że szyfr musi być najwyższej możliwej jakości. W innym przypadku, spełnia się jedno z praw Murphy’ego, które głosi: „Jeżeli coś może się nie udać, to się nie uda”, a sam szyfr będzie tylko przysłowiowym bublem.

Podsumujmy na szybko

Technologia blockchain tworzy szereg nowych rozwiązań, które z pewnością będą rozwijane wraz z postępem informatyki. Po wyjaśnieniu blockchain co to jest dokładnie oraz na czym bazuje, został wspomniany, jako przedmiot ogromnego zainteresowania ze strony różnych branż oraz instytucji. Z pewnością nie jest to koniec takiego stanu rzeczy. Możemy być pewni, że w najbliższej przyszłości blockchain będzie dokładnie analizowany i poddawany szeregu modyfikacjom. Przybliżenie kwestii blockchain co to jest oraz jak funkcjonuje, stanowi podstawę do przyszłych ogromnych zysków w branży informatycznej.