Cechy Blockchaina

Pierwsza idea blockchaina powstała w roku 1982, która nie została jednak pozytywnie przyjęta z braku głównego narzędzia, czyli internetu. Udane wdrożenie blockchaina to technologia Bitcoin. 

Blockchain, inaczej łańcuch bloków, jest to technologia, która służy do przechowywania oraz przesyłania informacji o transakcjach, mogą być to np. kupno/sprzedaż cryptowalut czy tworzenie tokenów NFT.

Informacje te zostają ułożone w postaci następujących po sobie bloków danych. Jeden blok zawiera  określoną liczbę transakcji, następnie po jego nasyceniu tworzy się kolejny blok danych, a za nim kolejny i następny, tworząc pewien rodzaj łańcucha.

Główną istotą działania blockchain jest utrzymanie wspólnej  księgi rachunkowej transakcji w cyfrowej postaci, rozproszonej po sieci, w takich samych kopiach.

Technologia ta jest oparta na sieci peer-to-peer bez komputerów centralnych, systemów zarządzających oraz systemów weryfikujących transakcje. Każdy komputer podłączony do sieci może brać udział w przesyłaniu oraz uwierzytelnianiu transakcji.

Księga ta dzięki narzędziom kryptograficznym jest w pełni zabezpieczona przed niepowołanym dostępem, a zarazem otwarta jest dla wszystkich. Użytkownik może przejrzeć i zweryfikować całą historię transakcji od samego początku istnienia łańcucha.

Mamy blockchainy publiczne, takie jak bitcoin i ethereum, ale też prywatne zbudowane dla przedsiębiorstw.

Bitcoin

Bitcoin to tak naprawdę pierwszy założony w sieci blockchain i był inspiracją do tworzenia nowych rozwiązań. Jest genezą kopania kryptowalut. W tej technologii mamy węzły – Górników z koparkami. Górnik to Użytkownik posiadający koparkę, a koparki to komputery, czyli bardzo szybkie maszyny o dużej mocy obliczeniowej. Górnicy zatwierdzają transakcje i tworzą bloki, za co są wynagradzani monetami bitcoina.

Jak to działa? 

Załóżmy, że Użytkownik chce wykonać transakcję, np. wysłać cryptowalutę drugiemu Użytkownikowi. Każdy Użytkownik może założyć sobie portfel crypto, czy to w aplikacji mobilnej czy desktopowej i otrzymuje adres portfela.

Transakcja jest wysyłana do zbioru oczekujących transakcji, skąd jest pobierana przez Górnika. Do istniejącego już łańcucha bloków,  Górnik musi dodać kolejny blok złożony z transakcji. Każdy Blok posiada następujące dane: hash poprzedniego bloku, transakcje (wartość, adres wysyłający i odbierający).

Dodanie bloku do blockchaina jest możliwe poprzez znalezienie odpowiedniego hash’a. Hashowanie to funkcja skrótu, która przekształca podane dane wejściowe na konkretny ciąg znaków, w tym przypadku są to 64 znaki.

W przypadku Bitcoina hash musi zawierać określoną początkową liczbę zer, np. 4 zera żeby potwierdzić blok.

Hashowanie oznacza przepuszczanie danych bloku przez algorytm tak aby wygenerować hash bloku. Hash blokowy działa jak „odcisk palca” jest unikalny dla każdego bloku.

Praktycznie niemożliwe jest odwrócenie hashu blokowego, aby uzyskać dane wejściowe. Jednak znając dane wejściowe, potwierdzenie, że hash jest poprawny, jest banalne. W tym momencie Górnik zgłasza blok do zatwierdzenia i zatwierdzają go inne węzły blockchaina.

I to jest kopanie kryptowalut, bo za wrzucenie bloku do Bicoina górnik otrzymuje wynagrodzenie w postaci 6 bitcoinów.

Te cztery zera, które są jakby początkiem hasha mówią o blockchain diffculty, czyli o trudności znalezienia hasha. Na początku istnienia bitcoina można było wykopać bitcoiny zwykłym laptopem, bo potrzebne było znalezienie 8 zer początkowych. W tej chwili jest to 18 zer, więc tym samym trudno jest wykopać bitcoina i trzeba też posiadać mocną maszynę, która będzie przeliczać tysiące hashy na sekundę.

Ta metoda nazywana jest proof of work. Dołączenie bloku nie jest jednak tanie. To wymaga od górnika zużywania części własnych zasobów. Zasobem tym jest moc obliczeniowa, która jest wykorzystywana do hashowania danych bloku.

Istnieje ponad tysiąc różnych blockchainów. Są to blockchainy oparte o różne rozwiązania. Bitcoin to kopanie kryptowalut, metoda proof of work. Jest jeszcze inna metoda, proof of stake, gdzie twórca kolejnego bloku jest obierany na podstawie np. ilości posiadanych monet. Na blockchainie etherium są to 32 monety. Ale mamy też blockchainy prywatne, które są przeznaczone dla przedsiębiorstw i wspomagają łańcuch dostaw.

10 procent swiatowej populacji posiada crypto. Pomimo różnych aspektów utraty zaufania do krypto z powodów różnych strat finansowych i kradzieży, to jednak nadal crypto jest popularne. Sam blockchain jest bezpieczny, natomiast słabym ogniwem są portfele, do których jeśli przestępca otrzyma dostęp, to może wybrać wszelkie aktywa. Z tym samym problemem borykamy się też na co dzień, bo przecież każdy z nas na pewno dostaje różne maile czy smsy z próbą wyłudzenia naszych danych. 

Tradycyjne sieci blockchain nie mogą obsługiwać prywatnych transakcji i poufnych umów, które mają ogromne znaczenie dla firm. W odpowiedzi na to zaprojektowano Hyperledger Fabric jako modułową, skalowalną i bezpieczną podstawę do oferowania przemysłowych rozwiązań typu blockchain.

Hyperledger Fabric to silnik typu open source dla łańcucha bloków do zastosowań biznesowych.

Ethereum i kontrakty inteligentne

Ethereum, zawieraja modyfikacje, które czynią go bardziej elastycznym niż blockchain Bitcoin. Ethereum ma swoją natywną monetę– Ether – ale deweloperzy stworzyli mnóstwo innych tokenów, które działają w blockchainie Ethereum. Jedną z podstawowych funkcji smart contractów na blockcheinie etherium jest tworzenie właśnie NFT czy tokenów.

Smart Contract to inteligentna umowa, elektroniczny kontakt, który wdraża warunki umów, minimalizując ryzyko błędu i manipulacji. Inteligentne umowy, podobnie jak tradycyjne papierowe, są gwarantem zaufania. Nie są stosem papieru wypełnionym prawnym i trudnym do zrozumienia językiem. Inteligentne umowy to cyfrowe wersje tych tradycyjnych

Inteligentne umowy są napisane w kodzie podobnym do Java Script – Solidity. Każdy smart kontrakt, działa i funkcjonuje dzięki rozproszonej sieci węzłów. Wykorzystanie smart kontraktów może wyeliminować potrzebę pośredników, znacznie obniżając koszty operacyjne.

Cechy Smart Contractów

Są rozproszone. Smart kontrakty podlegają dystrybucji na wszystkie węzły obecne w sieci Ethereum.

Są deterministyczne. Smart kontrakty wykonują tylko te działania, do których zostały zaprojektowane.

Są autonomiczne – działają jak samowystarczalny program. Co jednak istotne: w większości przypadków, jeśli smart kontrakt nie zostanie uruchomiony, to znajduje się on w stanie „uśpienia” i nie wykona żadnej akcji.

Są niezmienne. Kodu każdego ze smart kontraktów nie można zmienić po ich uruchomieniu. Można je „usunąć” tylko wtedy, gdy takowa funkcja została wcześniej w nich zaimplementowana. Możemy zatem powiedzieć, że zapisy w smart kontraktach są odporne na modyfikacje.

Są konfigurowalne. Przed wdrożeniem, smart kontrakty można zakodować na wiele różnych sposobów. Dzięki temu, mogą one być używane do tworzenia wielu rodzajów zdecentralizowanych aplikacji.

Są „Trustless”. Dzięki temu każda ze stron smart kontraktu może wchodzić w interakcje z inną stroną bez konieczności znania drugiej strony.

Są transparentne. Biorąc pod uwagę fakt, iż każdy ze smart kontraktów w sieci Ethereum oparty jest o publiczną sieć blockchain, to ich kod źródłowy jest nie tylko niezmienny, ale także widoczny i dostępny dla każdego, kto chciałby go sprawdzić lub dokonać jego audytu.

Zastosowania smart contractów

Załóżmy, że mamy zakład, kto zostanie zwycięzcą wyborów prezydenckich. Uzgadniamy warunki zakładu i deponujemy środki w smart kontrakcie, który przekaże wszystkie funduszy zwycięzcy, kiedy już świat pozna oficjalne wyniki wyborów.

Ponieważ smart kontrakt, sam w sobie, nie jest w stanie wchodzić w interakcje z zewnętrznymi źródłami danych, musi polegać na oracle dostarczającym wymagane informacje – w tym wypadku będą to wyniki wyborów prezydenckich. Kiedy już poznamy zwycięzcę, oracle wysyła zapytanie poprzez zaufane API, aby dowiedzieć się, który z kandydatów wygrał i przekazuje tę informację do inteligentnej umowy. Następnie kontrakt przesyła środki odpowiedniej osobie, w zależności od wyniku.

Zastosowania:

1. Płatności – globalna sieć przekazów pieniężnych, eliminująca pośredników.
2. Systemy głosowania –Technologia blockchain może pewnego dnia odegrać znaczącą rolę w procesach wyborczych. Technologia ta jest idealnym wręcz rozwiązaniem gwarantującym, że manipulacja głosami w wyborach staje się niemożliwa. Blockchain jest również w stanie zagwarantować bezpieczne głosowania w formie online. Ta technologia jest wykorzystana w Estonii.
3. Wymiana walut, transakcje międzybankowe – szybkie, pewne i niezawodne systemy transakcyjne.
4. Transport – Walmart rozwiązał problem w zarządzaniu łańcuchem dostaw – wykorzystał blockchain, aby stworzyć zautomatyzowany system do zarządzania fakturami. Przemieszczanie dużej ilości towarów jest ogromnym wyzwaniem operacyjnym. Na przykład każdy wysłany ładunek wymaga śledzenia punktów danych, takich jak lokalizacje postojów, zużycie paliwa i aktualizacje temperatury, które muszą być niezależnie obliczane i uwzględniane w każdej fakturze. Obecnie mniej niż 1% faktur zawiera rozbieżności, a spory te można łatwo wykryć i szybko rozwiązać. Dawno minęły czasy, gdy płatności trwały tygodnie lub miesiące; przewoźnicy dostają wypłaty na czas
5. Dystrybucja i produkcja energii – liczniki przesyłają dane do smart contractów i zapisują dane.
6. Tożsamość i jej weryfikacja – cyfrowe podpisy i autoryzacje.
7. Składowane danych – Bazy danych oparte o blockchain mogą być wykorzystywane do przechowywania i ochrony rejestrów rządowych w sposób utrudniający manipulowanie lub ukrywanie informacji.
8. Digitalizacja dokumentów – składowanie odpowiedników w formie inteligentnych kontraktów, składowanie skanów, odpowiedników w formie plików danych, gwarancja niezaprzeczalności.
9. Usługi rządowe – podatki, składki, hipoteki, akty własności, księgi wieczyste, rejestry

Dla przykładu Tesla jest wyposażona w bogaty interfejs API, który umożliwia pełną integrację inteligentnego kontraktu z pojazdem. Pozwala to na zawarcie kontraktu z Klientem na dany okres czasu, zdalne otwarcie pojazdu i zapłatę za wynajęcie kryptowalutą.