Blokkæder er distribuerede (dvs. uden et enkelt lager) og decentraliserede digitale hovedbøger, der er manipulationssikre og modstandsdygtige. På deres mest grundlæggende niveau giver de brugere mulighed for at registrere transaktioner i en delt finans inden for denne gruppe. Resultatet er, at ingen transaktion kan ændres, når den først er blevet offentliggjort under standard blockchain-netværksfunktion.
Blockchain-konceptet blev integreret med adskillige andre teknologier og computerkoncepter i 2008 for at skabe moderne kryptovalutaer:elektroniske kontanter, der er beskyttet af kryptografiske processer i stedet for et centralt depot eller myndighed.
Blockchain-implementeringer oprettes ofte med et specifikt mål eller funktion i tankerne. Kryptovalutaer, smarte kontrakter og distribuerede finanssystemer til virksomheder er alle eksempler på funktionaliteter.
Bitcoin var den første blockchain-baserede kryptovaluta, der tillod brugere at dele data offentligt, så deltagerne uafhængigt kan verificere transaktionens gyldighed. Kryptovalutaer er bygget på blockchain-teknologi, som er opkaldt efter den intensive brug af kryptografiske funktioner.
For at signere digitalt og foretage sikker transaktioner i systemet bruger brugere offentlige og private nøgler. Brugere kan løse gåder ved hjælp af kryptografiske hash-funktioner i håb om at blive betalt med en fast mængde penge i kryptovaluta-baserede blockchain-netværk, der involverer minedrift.
Blockchain-teknologien har oplevet en konstant strøm af fremskridt, hvor nye platforme introduceres regelmæssigt - miljøet ændrer sig konstant. Bortset fra kryptovalutaer kan blockchain-teknologi bruges til at etablere et permanent, offentligt og gennemsigtigt hovedbogssystem til indsamling af salgsdata, sporing af digitalt brug og betaling til indholdsskabere som musikere.
Denne artikel forklarer blockchain-teknologi og giver et overblik over, hvordan det fungerer.
Klik her for at læse mere om de forskellige typer blockchain-netværk.
En blockchains grundlæggende mål er at lade folk - især dem, der ikke stoler på hinanden - kommunikere vitale data på en sikker måde, der er sikret mod manipulation.
Hash-funktion, blokke, noder, minearbejdere, tegnebøger, digitale signaturer og protokoller er de forskellige hovedbegreber i blockchain.
Lad os forestille os, at 10 personer i ét rum besluttede at lave en ny valuta. De skal følge strømmen af midler for at sikre gyldigheden af mønterne i deres nye monetære økosystem. En person - lad os kalde ham Bob - besluttede at føre en liste over alle handlinger i en dagbog. Imidlertid besluttede en anden person - lad os kalde ham Jack - at stjæle penge. For at skjule dette ændrede han posterne i dagbogen.
Så en dag bemærkede Bob, at nogen havde blandet sig i hans dagbog. Han besluttede at ændre formatet på sin dagbog for at forhindre fremtidig manipulation. Han brugte et program kaldet en hash-funktion, der forvandler tekst til et sæt tal og bogstaver, som vist i tabellen nedenfor.
Denne proces udnytter en sikker hash-algoritme eller SHA, der omdanner bogstaverne til tegnstrenge. Bob kan vælge forskellige typer SHA'er, der hver især varierer i kompleksitet og tjener forskellige behov.
En hash er en streng af tal og bogstaver, produceret af hash-funktioner. En hashfunktion er en matematisk funktion, der konverterer et variabelt antal tegn til en streng med et fast antal tegn.
Bare en lille ændring i en streng skaber en helt ny hash. Efter hver dagbogspost indsatte Bob en hash. Men så besluttede Jack at ændre poster igen. Han kom til dagbogen, ændrede posten og genererede en ny hash.
Bob lagde mærke til, at nogen havde søgt gennem dagbogen igen. Han besluttede at komplicere registreringen af hver transaktion. Efter hver post indsatte han en ny hash genereret fra den registrerede sidste hash. Derfor afhænger hver post af den foregående.
Hvis Jack forsøger at ændre posten, bliver han nødt til at ændre hashen i alle tidligere poster. Jack var imidlertid en beslutsom tyv, så han brugte hele natten på at tælle alle hasherne.
Bob ville ikke give op, så han tilføjede et andet, tilfældigt tal efter hver post. Dette nummer kaldes en "nonce". Nonces skal vælges på en måde, der resulterer i, at den genererede hash ender på to nuller.
For at forfalske registreringer med Bobs opdaterede indtastningssystem skulle Jack nu bruge timer og timer på at bestemme nonce for hver linje.
Nonces er svære for selv computere at finde ud af, men opgaven er mulig, da minearbejdere konkurrerer om at opdage dem som en del af blockchain-mineprocessen.
Bobs indledende regneark med 5.000 transaktioner kaldes genesis-blokken - udgangspunktet for denne blockchain. Indførelsen af denne valuta har spredt sig, så transaktioner kommer hurtigt og ofte. Der oprettes nye blokke, som også kan rumme op til 5.000 transaktioner og har koder, der korrelerer med tidligere blokke, hvilket gør dem uforglemmelige.
Lad os antage, at denne blockchain opdaterer sig selv hvert 10. minut med en ny blok. Det gør det automatisk. Ingen master eller central computer instruerer computerne til at gøre dette.
Så snart regnearket eller hovedbogen eller registreringsdatabasen er opdateret, kan det ikke længere ændres. Derfor er det umuligt at forfalske det. Du kan kun tilføje nye poster til den. Registreringsdatabasen opdateres på alle computere på netværket på samme tid. Ændringer af blockchains kræver konsensus fra et flertal af netværkets deltagere.
En potentiel risiko for en blockchain er et "51% angreb", hvor en part overhaler størstedelen af en blockchains hash-rate, så de derefter kan diktere netværket.
Generelt indeholder en blok et tidsstempel, en reference til den forrige blok, transaktionerne og det beregningsmæssige problem, der skulle løses, før blokken gik på blockchain. Det distribuerede netværk af noder, der skal nå konsensus, gør svindel næsten umuligt inden for blockchain.
Bob førte dagbogen på denne måde i kort tid. Efterhånden som nye transaktioner fortsatte med at forekomme, blev han hurtigt tynget af antallet af poster, idet han så hans nuværende system som uholdbart. Så snart hans dagbog ramte 5.000 transaktioner, konverterede han den til et regneark på én side. Mary kontrollerede nøjagtigheden af alle transaktioner.
Bob gav derefter sin regnearksdagbog til 3.000 forskellige computere, hver placeret i forskellige regioner globalt. Disse computere kaldes noder. Hver gang en transaktion finder sted, skal den godkendes af disse noder, som hver især kontrollerer transaktionens gyldighed. Når hver node har kontrolleret en transaktion, sker der i det væsentlige en form for elektronisk afstemning. Nogle noder tror måske, at transaktionen er gyldig, mens andre kan se den som svigagtig.
Hver node har en kopi af regnearkets dagbog. Hver node kontrollerer gyldigheden af hver transaktion. Hvis et flertal af noder siger, at en transaktion er gyldig, skrives den ind i en blok.
Nu, hvis Jack ønsker at ændre en post i regnearkets dagbog, vil alle de andre computere have den originale hash. De ville ikke tillade ændringen at ske.
Minedrift er den proces, hvorved minearbejdere tilføjer nye blokke til kæden. Hver blok i en blockchain har sin unikke nonce og hash, men den refererer også til hashen fra den forrige blok i kæden, hvilket gør det vanskeligt at udvinde en blok, især på store kæder.
Minearbejdere bruger specialiseret software til at løse det ekstremt vanskelige matematiske problem med at generere en acceptabel hash ved hjælp af en nonce. Fordi nonce'en kun er 32 bit lang, og hashen er 256 bit lang, er der omkring fire milliarder nonce-hash-kombinationer, der skal mines, før du finder den rigtige.
Minearbejdere anses for at have opdaget "den gyldne nonce", når dette sker, og deres blok føjes til kæden. Hvis du foretager en ændring af en blok tidligere i kæden, er det nødvendigt at genudvinde ikke kun den berørte blok, men også alle efterfølgende blokke.
Det er derfor, det er så svært at manipulere blockchain-teknologi. Betragt det som "sikkerhed i matematik", fordi det tager lang tid og mange beregningsressourcer at identificere gyldne noncer. Når en blok er succesfuldt udvundet, anerkender alle noder i netværket ændringen, og minearbejderen kompenseres økonomisk.
Læs mere i artiklen "Hvordan mine Bitcoins?"
Fortsat med det samme eksempel samlede Bob de 10 personer sammen (de 10 personer, der oprindeligt var samlet, og som er en del af den nye valuta). Han havde brug for at forklare dem det nye digitale mønt- og hovedbogssystem.
Jack bekendte sine synder over for gruppen og undskyldte. For at bevise sin oprigtighed gav han Ann og Mary deres mønter tilbage.
Med alt det ordnet forklarede Bob, hvorfor dette aldrig kunne ske igen. Han besluttede at implementere noget, der kaldes en digital signatur for at bekræfte hver transaktion. Men først gav han alle en tegnebog.
Hvis du er i besiddelse af digitale penge, skal du bruge en digital tegnebog eller en online platform eller bytte til opbevaring.
En tegnebog er en række af tal og bogstaver, såsom:18c177926650e5550973303c300e136f22673b74. Dette er en adresse, der vil blive vist i forskellige blokke i blockchainen, efterhånden som transaktioner finder sted. Ingen navne eller personligt identificerbare oplysninger er inkluderet - kun pungnummeret.
Public wallet-adresser er strenge af tegn, som visse aktiver kan sendes til. Adressen på hver enkelt tegnebog genereres fra en offentlig nøgle.
Relateret:Bitcoin tegnebøger til begyndere:Alt hvad du behøver at vide
For at udføre en transaktion skal du bruge to ting:en pung, som er en adresse, og en privat nøgle. Den private nøgle er en streng af tilfældige tal. I modsætning til adressen skal den private nøgle dog holdes hemmelig. En privat nøgle kontrollerer midler, der opbevares i dens relaterede tegnebog.
Når nogen beslutter sig for at sende mønter til andre, skal de bruge deres private nøgle til at underskrive meddelelsen, der indeholder transaktionen. Systemet med to nøgler - en privat og en offentlig nøgle - er kernen i kryptering og kryptografi, og dets brug er længe før eksistensen af blockchain. Det blev først foreslået i 1970'erne.
Når beskeden er sendt, udsendes den til blockchain-netværket. Netværket af noder arbejder derefter på beskeden for at sikre, at den transaktion, den indeholder, er gyldig. Hvis den bekræfter gyldigheden, placeres transaktionen i en blok. Derefter kan ingen oplysninger om det ændres.
En kryptografisk nøgle er en streng af tal og bogstaver. Kryptografiske nøgler er lavet af nøglegeneratorer eller nøglegener. Disse nøglegener bruger meget avanceret matematik, der involverer primtal til at skabe nøgler. Sådanne nøgler kan bruges til at kryptere eller dekryptere information.
Blockchain-teknologi består af individuelle adfærdsspecifikationer, et stort sæt regler, der er programmeret ind i den. Disse specifikationer kaldes protokoller. Implementeringen af specifikke protokoller gør i det væsentlige blockchain til, hvad det er - en distribueret, peer-to-peer, sikret informationsdatabase.
Blockchain-protokoller sikrer, at netværket kører, som det var tiltænkt af dets skabere, selvom det er fuldstændig autonomt og ikke kontrolleres af nogen.
Her er nogle eksempler på protokoller implementeret i blockchains:
Inputoplysninger for hvert hashnummer skal inkludere den forrige bloks hashnummer.
Belønningen for succesfuld udvinding af en blok falder med det halve, efter at 210.000 blokke er blevet udvundet. For Bitcoin (BTC) kaldes dette halvering. Ved 10 minutter pr. blok tager minedrift af 210.000 blokke omkring fire år; derfor Bitcoins halveringsbegivenhed hvert fjerde år.
For at holde den tid, der kræves til at mine en blok på cirka 10 minutter, genberegnes minesværhedsgraden hver 2.016. blokke. Mineproblemer balancerer i det væsentlige netværket for at tage højde for antallet af minearbejdere. Flere minearbejdere betyder en mere konkurrencedygtig atmosfære, hvilket gør blokke sværere at mine. Færre minearbejdere betyder, at det er forholdsvis nemmere at mine blokke, hvilket lokker minearbejdere til at deltage.
Størstedelen af blockchains er bygget som en decentral database, der fungerer som en distribueret hovedbog. Disse blockchain-ledgers holder styr på og gemmer data i blokke, der er arrangeret i kronologisk rækkefølge og forbundet med kryptografiske beviser.
Udviklingen af blockchain-teknologi har resulteret i adskillige fordele på tværs af en bred vifte af virksomheder, herunder øget sikkerhed i tillidsløse situationer. Det faktum, at det er decentraliseret, har imidlertid betydelige ulemper. For eksempel har blockchains begrænset effektivitet sammenlignet med typiske centraliserede databaser og kræver mere lagerplads.
Forskellige fordele og ulemper ved blockchain inkluderer:
Blokkæder er hovedsageligt typer af distribuerede databaser. Databasen er blockchain, og hver node på en blockchain har adgang til hele kæden. Ingen node eller computer regulerer de oplysninger, den indeholder. Hver node kan validere blokkædens optegnelser. Det hele foregår uden en eller flere mellemmænd, der har kontrol over alt.
Det er arkitektonisk decentraliseret, og der er ikke noget enkelt punkt af fejl, der ville bringe blockchainen ned, hvilket gør den til en kritisk komponent i blockchain-systemer. En blockchains noder er dog logisk centraliserede, da hele blockchain er et distribueret netværk, der udfører bestemte programmerede handlinger.
I decentraliseret peer-to-peer (P2P) transmission sker kommunikationen altid direkte mellem peers i stedet for gennem en central node. Oplysninger om, hvad der sker på blockchainen, gemmes på hver node og videregives derefter til tilstødende noder. På denne måde spredes information gennem hele netværket.
Enhver, der inspicerer blockchain, er i stand til at se hver transaktion og dens hashværdi. En person, der bruger blockchain, kan handle pseudonymt, hvis de ønsker det, eller de kan give deres identifikation til andre. Alt, der ses på blockchain, er en registrering af transaktioner mellem tegnebogsadresser.
Når en transaktion er registreret på blockchain, og blockchain opdateres, bliver det umuligt at ændre registreringen af denne transaktion. Hvorfor? Den pågældende transaktionspost er knyttet til posten for alle de foregående, hvilket gør den uforanderlig. Blockchain-registreringer er permanente, de er ordnet kronologisk, og de er tilgængelige for alle andre noder.
Det er næsten umuligt at slukke for netværket. Da der findes og opererer adskillige noder globalt, kan en enkelt part ikke overtage hele netværket.
At forfalske en blok er også næsten umuligt, fordi gyldigheden af hver blok og, i forlængelse heraf, dens inkludering i blockchain er bestemt af en elektronisk konsensus af noder. Der er tusindvis af disse noder, spredt over hele verden. Som følge heraf ville optagelse af netværket kræve en computer med en praktisk talt umulig mængde strøm.
At bruge blockchain-teknologi som en normal database ville dog vise sig at være svært. Kan du gemme tre gigabyte filer på blockchain på samme måde som ved brug af databaseplatforme som Microsoft Access, FileMaker eller MySQL? Dette ville ikke være en god idé. De fleste blockchains er ikke egnede til dette design eller mangler simpelthen den nødvendige kapacitet.
Traditionelle onlinedatabaser bruger normalt en klient-server-netværksarkitektur. Det betyder, at brugere med adgangsrettigheder kan ændre poster gemt i databasen, men den overordnede kontrol forbliver hos administratorer. Når det kommer til en blockchain-database, er hver bruger ansvarlig for at vedligeholde, beregne og opdatere hver ny post. Hver enkelt node skal arbejde sammen for at sikre, at de alle kommer til de samme konklusioner.
Blockchain-teknologiarkitektur betyder også, at hver node skal arbejde uafhængigt og sammenligne resultaterne af sit arbejde med resten af netværket, så det kan være meget tidskrævende at nå til enighed. På grund af dette er blockchain-netværk historisk blevet betragtet som langsomme sammenlignet med traditionel digital transaktionsteknologi. Fremskridt har øget blockchain-relaterede transaktionshastigheder i nogle tilfælde, som det ses i nogle kryptoaktiver, projekter og løsninger.
Når det er sagt, er der eksperimenter med at producere databaser med blockchain-teknologi. Disse platforme sigter mod at tage en distribueret database i virksomhedsklassen og bygge oven på den, mens de tilføjer de tre nøgleattributter ved blockchain:decentralisering, uforanderlighed og evnen til at registrere og overføre aktiver.
Selv om blockchain ikke er immun over for hacking, giver dens decentraliserede natur den en stærkere sikkerhedslinje. En hacker eller kriminel ville have brug for kontrol over mere end halvdelen af alle maskiner i en distribueret hovedbog for at ændre den.
De mest kendte og største blockchain-netværk, såsom Bitcoin og Ethereum (ETH), er åbne for alle med en computer og en internetforbindelse. At have flere deltagere på et blockchain-netværk har en tendens til at øge sikkerheden i stedet for at skabe en sikkerhedsbekymring. Flere noder, der deltager, betyder, at flere individer gennemgår hinandens arbejde og rapporterer dårlige skuespillere. Det er en af grundene til, at private blockchain-netværk, der kræver en invitation til at deltage, kan være mere sårbare over for hacking og manipulation.
Desuden er blockchain gavnlig til at bekæmpe "dobbeltforbrug"-angreb i betalinger og pengeoverførsler. Kryptovalutaangreb er en væsentlig kilde til bekymring. En bruger vil bruge deres kryptovaluta mere end én gang i et dobbeltforbrugsangreb. Det er et problem, der ikke eksisterer, når man handler med kontanter.
Hvis du bruger 3 USD på en kop kaffe, har du ikke længere 3 USD at bruge på andet. Men når det kommer til krypto, er der en chance for, at en bruger vil bruge kryptovalutaen adskillige gange, før netværket opdager det.
Dette er noget, som blockchain kan hjælpe med. Inden for en kryptovalutas blockchain skal hele netværket blive enige om transaktionssekvensen, bekræfte den seneste transaktion og offentliggøre den offentligt, hvilket hjælper med at bevare netværkets sikkerhed.
Lad os forstå, hvordan Bitcoin og blockchain er to forskellige ting:
Den sidste del af denne artikel vil diskutere nogle af blockchains mange applikationer. Blockchain-teknologi er især ideel til det, der er kendt som "smarte kontrakter." Så hvad er smarte kontrakter egentlig?
Smarte kontrakter definerer reglerne og sanktionerne omkring en specifik aftale, svarende til funktionen af traditionelle kontrakter. Den store forskel er dog, at smarte kontrakter automatisk håndhæver disse forpligtelser. Takket være deres kodning udløber smarte kontrakter ved opfyldelse af specifikke kriterier.
Decentraliseret finans, eller DeFi, er brugen af blockchain-teknologi, der giver deltagere adgang til funktioner, der ligner dem, der er almindelige i den almindelige finansielle verden, undtagen på en decentraliseret måde. Ved at bruge forskellige DeFi-løsninger kan deltagerne låne og låne midler - samt få adgang til andre muligheder - styret på blockchain uden kontrol af en centraliseret myndighed.
Ikke-fungible tokens, eller NFT'er, tjener som en anvendelse af blockchain-teknologi med stort potentiale i flere forskellige anvendelsessager. Sådanne tokens er beviseligt unikke og kan ikke udskiftes én-til-én med andre til samme værdi. Et potentielt tilfælde af NFT'er er godkendelsen af kunstværker med kunstværker knyttet til NFT'er, som kan bekræfte deres ægthed og ejerskab.
Anvendelse af blockchain-teknologi til en forsyningskæde kan give mulighed for at spore ingredienser, fødevarer, materialer og mere tilbage til kilden for at bevise deres oprindelse, samt at give andre relevante oplysninger om enhver given forsyningskæde .
At afgøre garantikrav kan være dyrt, tidskrævende og ofte vanskeligt for dem, der fremsætter kravet. Det er muligt at implementere smarte kontrakter ved hjælp af blockchain-teknologi, hvilket uundgåeligt vil gøre processen væsentlig lettere.
Med smarte kontrakter kunne der etableres et bestemt sæt kriterier for specifikke forsikringsrelaterede situationer. I teorien kan du med implementeringen af blockchain-teknologi bare indsende dit forsikringskrav online og modtage en øjeblikkelig automatisk udbetaling - selvfølgelig afventer dit krav opfylder alle de nødvendige kriterier.
Med blockchain og dets decentraliseringsaspekt kunne verifikation af identitet online være meget hurtigere og potentielt sikrere. At opbevare online identitetsdata på et centralt sted kan blive en fortidens praksis med brugen af blockchain, hvilket betyder, at computerhackere ikke længere vil have centraliserede sårbarhedspunkter over for angreb.
Linket sammen via internettet til interaktionsformål er IoT et økosystem af softwarevenlige elementer, såsom køretøjer og enheder, som inkluderer visse teknologiske specifikationer, der gør en sådan interaktion mulig.
Blockchain-teknologi kan spille en rolle i fremtiden for IoT, blandt andet ved at give potentielle metoder til at beskytte sig mod hackere. Fordi blockchain er bygget til decentral kontrol, bør en sikkerhedsordning baseret på den være skalerbar nok til at dække udvidelsen af IoT.
Google Drev, Dropbox og andre har grundigt udviklet den elektroniske arkivering af dokumenter ved brug af centraliserede metoder. Centraliserede websteder er fristende for hackere. Blockchain og dets smarte kontrakter tilbyder måder at reducere denne trussel væsentligt på.
Efterhånden som teknologien får mere mainstream opmærksomhed, har blockchain og dens smarte kontrakter potentialet til at hjælpe i kampen mod hvidvaskningstaktik.
Blockchain giver mulighed for en mere omfattende analyse af systemet i stedet for kun at overvåge ind- og udgangspunkter. Da blockchain er et decentraliseret netværk, hvor hver bruger eller node er ansvarlig for at validere opdateringer, øger det netværkets sikkerhed.
At stemme ved valg og lignende processer kan forbedres væsentligt med smarte kontrakter og blockchain. Forskellige relaterede applikationer er opstået gennem tiden.
Blockchain-teknologiens potentiale er praktisk talt ubegrænset, og de seneste fremskridt har bragt os tættere på et decentraliseret, tillidsløst internet, transaktionsgennemsigtighed og mere.
Når vi bevæger os væk fra pandemiperioden og ind i æraen med det 'nye normale', vil blockchains sandsynligvis være på forkant med vores fremskridt med at tackle disse nye samfundsmæssige udfordringer og omdefinere den sande betydning af rigdom i den modige nye verden af digitale penge.
Fremtiden for blockchain-teknologi ser lys ud, og i betragtning af at den allerede demonstrerer potentiale på næsten alle områder, ser det ud til, at det bedste er endnu ikke kommet.
I mellemtiden vil det være spændende at se, hvor blockchain-teknologien går hen i fremtiden, især med hensyn til banktjenester, pengeoverførsler, decentraliserede markeder og andre områder.