Kluczowe informacje
Blockchain to cyfrowy rejestr, który bezpiecznie rejestruje dane transakcji w rozproszonej sieci komputerów.
Blockchain zapewnia integralność danych dzięki swojej niezmiennej naturze poprzez kryptografię i mechanizmy konsensusu, co oznacza, że po zarejestrowaniu informacji nie można ich zmienić wstecz.
Blockchain stanowi podstawę sieci kryptowalutowych, takich jak Bitcoin i Ethereum, i jest niezbędny do promowania przejrzystości, bezpieczeństwa i zaufania w różnych sektorach poza finansami.
Wprowadzenie
Technologia blockchain zmieniła branże, szczególnie finanse, wprowadzając zdecentralizowany, przejrzysty i bezpieczny sposób zarządzania danymi i transakcjami. Chociaż zaczęła jako fundament dla kryptowalut, takich jak Bitcoin, jej zastosowania rozwinęły się do zarządzania łańcuchem dostaw, opieki zdrowotnej, systemów głosowania i wielu innych.
Czym jest blockchain?
Blockchain to specjalny rodzaj bazy danych. To zdecentralizowany cyfrowy rejestr, który jest utrzymywany przez rozproszoną sieć komputerów. Dane blockchainu są zorganizowane w bloki, które są chronologicznie uporządkowane i zabezpieczone kryptografią.
Ta struktura zapewnia, że dane są przejrzyste, bezpieczne i niezmienne. Praktycznie niemożliwe jest zmienienie danych przechowywanych w bloku po jego potwierdzeniu i dodaniu do łańcucha. Zdecentralizowana struktura również eliminuje potrzebę centralnego organu. Transakcje blockchainowe mogą odbywać się między użytkownikami bez potrzeby pośredników.
Istnieją różne rodzaje blockchainów o różnym stopniu decentralizacji. Niemniej jednak termin blockchain zazwyczaj odnosi się do zdecentralizowanego cyfrowego rejestru używanego do rejestrowania transakcji kryptowalutowych.
Krótka historia blockchainu
Najwcześniejszy model blockchainu został stworzony na początku lat 90. przez informatyka Stuarta Habera i fizyka W. Scotta Stornettę, którzy zastosowali techniki kryptograficzne w łańcuchu bloków jako sposób na zabezpieczenie dokumentów cyfrowych przed manipulacją danymi.
Haber i Stornetta zainspirowali pracę wielu innych naukowców komputerowych i entuzjastów kryptografii, co ostatecznie doprowadziło do powstania Bitcoina jako pierwszej kryptowaluty działającej na technologii blockchain. Od tego czasu adopcja blockchainu znacznie wzrosła, a kryptowaluty stały się globalnym zjawiskiem.
Chociaż technologia blockchain jest często używana do rejestrowania transakcji kryptowalutowych, nadaje się do rejestrowania wielu innych rodzajów danych cyfrowych i może być stosowana w szerokim zakresie zastosowań.
Kluczowe cechy i korzyści blockchainu
Decentralizacja: Informacje są przechowywane w rozproszonym systemie komputerów (węzłów) zamiast na jednym centralnym serwerze. Duże zdecentralizowane sieci, takie jak Bitcoin, są bardzo odporne na ataki.
Przejrzystość: Większość blockchainów jest publiczna, co oznacza, że wszyscy uczestnicy mają dostęp do tej samej bazy danych. Transakcje są widoczne dla wszystkich uczestników.
Niezmienność: Po dodaniu danych do blockchainu nie można ich zmienić bez konsensusu w sieci.
Bezpieczeństwo danych: Kryptografia i mechanizmy konsensusu zapewniają solidną ochronę przed manipulacjami danymi.
Wydajność: Blockchain może umożliwić szybsze i tańsze transakcje poprzez usunięcie potrzeby pośredników. Transakcje są przetwarzane w niemal rzeczywistym czasie.
Czym jest decentralizacja w blockchainie?
Decentralizacja w blockchainie odnosi się do idei, że kontrola i władza decyzyjna w sieci są rozdzielone między jej użytkowników, a nie kontrolowane przez jedną jednostkę, taką jak bank, rząd lub korporacja.
W zdecentralizowanej sieci blockchain nie ma centralnego organu ani pośrednika, który kontroluje przepływ danych lub transakcji. Zamiast tego transakcje są weryfikowane i rejestrowane przez rozproszoną sieć komputerów, które współpracują, aby utrzymać integralność sieci.
Jak działa blockchain?
W swojej istocie blockchain to cyfrowy rejestr, który bezpiecznie rejestruje transakcje między dwiema stronami w sposób odporny na manipulacje. Te dane transakcyjne są rejestrowane przez globalnie rozproszoną sieć komputerów (węzłów).
Kiedy Alice wysyła Bobowi bitcoiny, transakcja jest nadawana do sieci. Każdy węzeł autoryzuje transakcję, weryfikując podpisy cyfrowe i inne dane transakcyjne. Po zweryfikowaniu transakcja jest dodawana do bloku wraz z innymi transakcjami. Możemy myśleć o każdym bloku jako o stronie cyfrowego rejestru.
Bloki są ze sobą połączone za pomocą metod kryptograficznych, tworząc blockchain. Proces weryfikacji transakcji i dodawania ich do blockchainu odbywa się poprzez mechanizm konsensusu, zestaw zasad, które regulują, jak węzły w sieci dochodzą do zgody co do stanu blockchainu i ważności transakcji.
Blockchain w skrócie
1. Rejestrowanie transakcji
Kiedy transakcja jest inicjowana (np. transfer kryptowaluty), jest nadawana do sieci węzłów. Każdy węzeł weryfikuje transakcję, stosując wcześniej określone zasady.
2. Tworzenie bloku
Zweryfikowane transakcje są grupowane w blok. Każdy blok zawiera:
Dane (np. szczegóły transakcji)
Znacznik czasu
Kryptograficzny skrót: unikalny identyfikator utworzony poprzez przetworzenie danych bloku przez algorytm skrótu.
Skrót poprzedniego bloku: to jest to, co łączy bloki razem, tworząc łańcuch.
3. Mechanizm konsensusu
Aby dodać blok do łańcucha, uczestnicy w sieci muszą zgodzić się co do jego ważności. Osiąga się to za pomocą algorytmu konsensusu, takiego jak Proof of Work (PoW) i Proof of Stake (PoS). Omówimy obie metody bardziej szczegółowo wkrótce, ale oto krótkie podsumowanie:
Proof of Work (PoW): Stosowane przez Bitcoin, PoW wymaga, aby weryfikatorzy bloków używali mocy obliczeniowej do rozwiązywania skomplikowanych problemów.
Proof of Stake (PoS): Stosowane przez nowsze blockchainy, takie jak Ethereum, gdzie weryfikatorzy bloków są wybierani na podstawie ich stawki w sieci.
4. Łączenie łańcucha
Po zweryfikowaniu blok jest dodawany do blockchainu. Każdy kolejny blok odnosi się do poprzedniego, zapewniając odporną na manipulacje strukturę. Innymi słowy, aby nowy blok został zweryfikowany, musi używać identyfikatora poprzedniego bloku.
5. Przejrzystość
Inną cechą blockchainu jest jego przejrzystość. Każdy może ogólnie sprawdzić dane blockchainu, w tym wszystkie dane transakcyjne i dane bloków, na publicznych stronach internetowych znanych jako eksploratory blockchainu.
Na przykład, można zobaczyć każdą transakcję, która kiedykolwiek została zarejestrowana w sieci Bitcoin, w tym adres portfela nadawcy i odbiorcy, kwotę transferu i wiele więcej. Można także prześledzić wszystkie bloki Bitcoina aż do pierwszego bloku, znanego jako blok genesis.
Kryptografia blockchainowa
Kryptografia jest kluczowa dla tego, aby blockchain mógł utrzymywać bezpieczny, przejrzysty i odporny na manipulacje rejestr transakcji. Na przykład, haszowanie jest kluczową metodą kryptograficzną stosowaną w blockchainach. Jest to proces kryptograficzny, który przekształca dane wejściowe dowolnego rozmiaru w stałej długości ciąg znaków.
Funkcje haszujące stosowane w blockchainach są zazwyczaj odporne na kolizje, co oznacza, że prawdopodobieństwo znalezienia dwóch kawałków danych, które produkują ten sam wynik, jest astronomicznie małe. Inną cechą jest tzw. efekt lawiny, odnoszący się do zjawiska, że jakakolwiek niewielka zmiana w danych wejściowych spowoduje drastycznie różny wynik.
Ilustrujmy to na przykładzie SHA256, funkcji używanej w Bitcoinie. Jak widać, zmiana wielkości liter spowodowała dramatyczną różnicę w wyniku. Funkcje haszujące są również funkcjami jednokierunkowymi, ponieważ jest obliczeniowo niewykonalne, aby dojść do danych wejściowych przez inżynierię wsteczną wyniku haszowania.
Każdy blok w blockchainie bezpiecznie zawiera skrót poprzedniego bloku, tworząc solidny łańcuch bloków. Każdy, kto chce zmienić jeden blok, musiałby zmodyfikować wszystkie następujące bloki, co jest zadaniem nie tylko technicznie trudnym, ale także bardzo kosztownym.
Inną metodą kryptograficzną szeroko stosowaną w blockchainie jest kryptografia klucza publicznego. Nazywana również kryptografią asymetryczną, pomaga ustanowić bezpieczne i weryfikowalne transakcje między użytkownikami.
Tak to działa. Każdy uczestnik ma unikalną parę kluczy: klucz prywatny, który trzyma w tajemnicy, i klucz publiczny, który jest publicznie udostępniany. Kiedy użytkownik inicjuje transakcję, podpisuje ją swoim kluczem prywatnym, tworząc podpis cyfrowy.
Inni użytkownicy w sieci mogą następnie zweryfikować autentyczność transakcji, stosując publiczny klucz nadawcy do podpisu cyfrowego. To podejście zapewnia bezpieczne transakcje, ponieważ tylko prawowity właściciel klucza prywatnego może autoryzować transakcję, a wszyscy mogą weryfikować podpisy za pomocą klucza publicznego.
Czym jest mechanizm konsensusu?
Algorytm konsensusu to mechanizm, który pozwala użytkownikom lub maszynom koordynować się w rozproszonym otoczeniu. Musi zapewnić, że wszyscy agenci w systemie mogą się zgodzić na jedno źródło prawdy, nawet jeśli niektórzy agenci zawiodą.
Mechanizmy konsensusu zapewniają, że wszystkie węzły w sieci mają tę samą kopię rejestru, która zawiera zapis wszystkich transakcji.
Kiedy dziesiątki tysięcy węzłów przechowują kopię danych blockchainu, mogą szybko pojawić się pewne wyzwania, w tym spójność danych i złośliwe węzły. Aby zapewnić integralność blockchainu, istnieją różne mechanizmy konsensusu, które regulują, jak węzły sieci osiągają porozumienie. Przyjrzyjmy się bliżej głównym mechanizmom konsensusu.
Rodzaje mechanizmów konsensusu
Czym jest Proof of Work?
Proof of Work (PoW) to mechanizm konsensusu stosowany w wielu sieciach blockchain do weryfikacji transakcji i utrzymania integralności blockchainu. To oryginalny mechanizm konsensusu używany przez Bitcoin.
W PoW górnicy konkurują w rozwiązywaniu skomplikowanego problemu matematycznego, aby dodać następny blok do blockchainu. W procesie znanym jako wydobywanie, pierwszy górnik, który rozwiąże problem, otrzymuje nagrodę w postaci kryptowaluty.
Górnicy muszą używać potężnych komputerów do rozwiązywania problemów matematycznych, wydobywania nowych monet i zabezpieczania sieci. To dlatego proces wydobywania wymaga znacznych zasobów (mocy obliczeniowej i energii).
Czym jest Proof of Stake?
Proof of Stake (PoS) to mechanizm konsensusu zaprojektowany w celu rozwiązania niektórych wad Proof of Work (PoW). W systemie PoS, zamiast górników konkurujących w rozwiązywaniu skomplikowanych problemów matematycznych w celu weryfikacji transakcji i dodawania nowych bloków do blockchainu, weryfikatorzy są wybierani na podstawie ilości kryptowaluty, którą "stawkują" w sieci.
Stawka reprezentuje ilość kryptowaluty posiadanej przez weryfikatorów jako zabezpieczenie. Zazwyczaj weryfikatorzy PoS są losowo wybierani do tworzenia nowych bloków i weryfikacji transakcji w zależności od wielkości ich stawki. Otrzymują nagrody w postaci opłat transakcyjnych za tworzenie nowych bloków oraz jako zachętę do działania w najlepszym interesie sieci. Jeśli działają złośliwie, ryzykują utratą swojej stawki kryptowaluty.
Inne popularne mechanizmy konsensusu
Proof of Work i Proof of Stake to najczęściej stosowane algorytmy konsensusu, ale istnieje wiele innych typów. Niektóre są hybrydami, które łączą elementy obu systemów, podczas gdy inne są całkowicie różnymi metodami.
Na przykład, delegowany Proof of Stake (DPoS) jest podobny do PoS, ale zamiast wszystkich weryfikatorów będących uprawnionymi do tworzenia nowych bloków, posiadacze tokenów wybierają mniejszy zestaw delegatów, aby robić to w ich imieniu.
Z drugiej strony, w Proof of Authority (PoA), weryfikatorzy są identyfikowani przez swoją reputację lub tożsamość, a nie przez ilość kryptowaluty, którą posiadają. Weryfikatorzy są wybierani na podstawie swojej wiarygodności i mogą być usunięci z sieci, jeśli działają złośliwie.
Jakie są różne typy sieci blockchain?
Publiczny blockchain
Publiczny blockchain to zdecentralizowana sieć, która jest otwarta dla każdego, kto chce wziąć udział. Te sieci są zazwyczaj otwarto-źródłowe, przejrzyste i bez zezwolenia, co oznacza, że każdy może uzyskać do nich dostęp i z nich korzystać. Bitcoin i Ethereum są przykładami publicznych blockchainów.
Prywatny blockchain
Prywatny blockchain, jak sama nazwa wskazuje, to sieć blockchain, która nie jest otwarta dla publiczności. Prywatne blockchainy są zazwyczaj prowadzone przez jedną jednostkę, taką jak firma, i są używane do celów wewnętrznych i zastosowań.
Prywatne blockchainy są środowiskami z uprawnieniami, z ustalonymi zasadami, które określają, kto może widzieć i pisać do łańcucha. Nie są to zdecentralizowane systemy, ponieważ istnieje wyraźna hierarchia kontroli. Mogą być jednak rozproszone, ponieważ wiele węzłów utrzymuje kopię łańcucha na swoich maszynach.
Konsorcjalny blockchain
Konsorcjalny blockchain to hybryda publicznych i prywatnych blockchainów. W konsorcjalnym blockchainie wiele organizacji łączy siły, aby stworzyć wspólną sieć blockchain, która jest wspólnie zarządzana i regulowana. Te sieci mogą być otwarte lub zamknięte, w zależności od potrzeb członków konsorcjum.
Zamiast otwartego systemu, w którym każdy może weryfikować bloki, lub zamkniętego systemu, w którym tylko jedna jednostka wyznacza producentów bloków, łańcuch konsorcjalny widzi garstkę równoważnych stron działających jako weryfikatorzy.
Zasady systemu są elastyczne: widoczność łańcucha może być ograniczona do weryfikatorów, widoczna dla upoważnionych osób lub widoczna dla wszystkich. Jeśli weryfikatorzy mogą osiągnąć konsensus, zmiany mogą być łatwo wprowadzane. Co do tego, jak działa blockchain, jeśli pewien próg tych stron działa uczciwie, system nie napotka problemów.
Do czego używa się blockchain?
Chociaż technologia blockchain jest wciąż w fazie rozwoju, ma już zastosowania w wielu różnych branżach. Niektóre z najczęstszych obecnych zastosowań technologii blockchain obejmują:
1. Kryptowaluty
Technologia blockchain została opracowana w celu wsparcia tworzenia kryptowalut, które używają blockchainu jako bezpiecznego i zdecentralizowanego rejestru do rejestrowania transakcji.
Podczas gdy tradycyjne transakcje transgraniczne wiążą się z pośrednikami i wysokimi opłatami, blockchain umożliwia szybsze, tańsze i bardziej przejrzyste międzynarodowe transfery. Oprócz właściwości przechowywania wartości, wiele osób używa Bitcoina i innych kryptowalut do globalnych przekazów.
2. Smart kontrakty
Smart kontrakty to samowykonujące się umowy, które mogą być zaprogramowane do automatycznego wykonania, gdy spełnione są określone warunki. Technologia blockchain umożliwia tworzenie i wykonywanie smart kontraktów w bezpieczny i zdecentralizowany sposób.
Jednym z najpopularniejszych zastosowań smart kontraktów są zdecentralizowane aplikacje (DApps) i organizacje (DAOs), które są dużą częścią platform finansów zdecentralizowanych (DeFi). Platformy DeFi wykorzystują blockchain do świadczenia usług finansowych, takich jak pożyczanie, udzielanie kredytów i handel bez tradycyjnych instytucji. To demokratyzuje dostęp do narzędzi finansowych.
3. Tokenizacja
Rzeczywiste aktywa (RWA), takie jak nieruchomości, akcje lub sztuka, mogą być tokenizowane (przekształcane w cyfrowe tokeny w blockchainie). Może to poprawić płynność i poszerzyć dostęp do możliwości inwestycyjnych.
4. Tożsamość cyfrowa
Blockchain może być używany do tworzenia bezpiecznych i odpornych na manipulacje tożsamości cyfrowych, które mogą być używane do weryfikacji informacji osobistych i innych wrażliwych danych. Może to stać się coraz ważniejsze, ponieważ coraz więcej naszych informacji osobistych i aktywów przenosi się do sieci.
5. Głosowanie
Dzięki zapewnieniu zdecentralizowanego, odpornego na manipulacje rejestru wszystkich oddanych głosów, technologia blockchain może być używana do tworzenia bezpiecznego i przejrzystego systemu głosowania, który eliminuje możliwość oszustw wyborczych i zapewnia integralność procesu głosowania.
6. Zarządzanie łańcuchem dostaw
Technologia blockchain może być używana do tworzenia rejestru wszystkich transakcji w ramach łańcucha dostaw. Każda transakcja (lub grupa transakcji) może być rejestrowana jako blok w blockchainie, tworząc niezmienny i przejrzysty zapis całego procesu łańcucha dostaw.
Podsumowanie
Technologia blockchain oferuje bezpieczny i przejrzysty sposób rejestrowania transakcji i przechowywania danych. To technologia, która rewolucjonizuje branże, wprowadzając nowy poziom zaufania i bezpieczeństwa w świecie cyfrowym.
Czy to umożliwiając transakcje peer-to-peer, tworząc nowe formy aktywów cyfrowych, czy ułatwiając zdecentralizowane aplikacje, technologia blockchain otwiera świat możliwości. W miarę jak technologia nadal się rozwija i zyskuje szerszą akceptację, możemy oczekiwać, że w nadchodzących latach pojawią się coraz bardziej innowacyjne i transformacyjne zastosowania.
Dalsza lektura
Czym jest kryptowaluta i jak działa?
Czym jest stablecoin?
Czym jest wydobywanie kryptowalut i jak to działa?
Zastrzeżenie: Niniejsza treść została przedstawiona na zasadzie "tak jak jest" w celach ogólnych informacji i edukacji, bez jakiejkolwiek reprezentacji lub gwarancji. Nie powinna być interpretowana jako porada finansowa, prawna ani inna profesjonalna, ani nie jest przeznaczona do rekomendacji zakupu jakiegokolwiek konkretnego produktu lub usługi. Powinieneś szukać własnej porady od odpowiednich profesjonalnych doradców. Gdy artykuł jest dostarczany przez strony trzecie, należy zauważyć, że wyrażone tam poglądy należą do dostawcy treści strony trzeciej i niekoniecznie odzwierciedlają te z Binance Academy. Prosimy o zapoznanie się z pełnym zastrzeżeniem tutaj w celu uzyskania dalszych szczegółów. Ceny aktywów cyfrowych mogą być zmienne. Wartość twojej inwestycji może wzrosnąć lub spaść, a ty możesz nie odzyskać zainwestowanej kwoty. Jesteś wyłącznie odpowiedzialny za swoje decyzje inwestycyjne, a Binance Academy nie ponosi odpowiedzialności za żadne straty, jakie możesz ponieść. Materiał ten nie powinien być interpretowany jako porada finansowa, prawna ani inna profesjonalna. Więcej informacji znajdziesz w naszych Warunkach użytkowania i Ostrzeżeniu o ryzyku.
