Jak działa technologia blockchain?

Blockchain jest pojęciem, które istnieje od lat. Z jednej strony nierozerwalnie związane jest z branżą IT, a z drugiej ze światem finansów. O blockchainie mogłeś usłyszeć w kontekście Bitcoina, czyli jednej z najbardziej popularnych i najcenniejszych kryptowalut w skali światowej. 

Kiedy w latach 2007 i 2008 niespodziewanie pękła bańka spekulacyjna na rynku nieruchomości w Stanach Zjednoczonych, co stało się przyczyną kryzysu finansowego w skali globalnej, w sieci został opublikowany manifest Satoshi Nakamoto zatytułowany Bitcoin: Elektroniczny system pieniężny oparty na sieci peer-to-peer. Jednym z pojęć zawartych w manifeście był blockchain, czyli zdecentralizowany, cyfrowy rejestr wszystkich operacji realizowanych w ramach sieci Bitcoin, ale nie tylko. Jest on bezpieczny, w pełni anonimowy i opierający się manipulacjom. Niemożliwe jest jego modyfikowanie wstecz. 

Bardzo często blockchain jest definiowany również jako rozproszona baza danych, bez jednego, centralnego ośrodka zarządzania nią. Jest sposobem zapisu informacji o transakcjach, które przedstawione są kolejno w formie bloków informacji, stąd też blockchain to także łańcuch bloków, gwarantujący bezpieczeństwo, unikatowość i niezmienność zapisanych informacji. 

Przykładem zastosowania blockchaina jest Bitcoin, dlatego na pytanie o to, jak działa, najlepiej odpowiedzieć, przedstawiając przykład z życia wzięty. Technologia ta bardzo często znajduje zastosowanie w przypadku kryptowalut, w których transakcje polegają na przekazaniu pewnej ilości walut cyfrowych z jednego adresu na inny. Zbiór takich transakcji to blok, który jest dołączany do łańcucha bloków.

W praktyce wygląda to tak, że pierwszy blok, czyli techniczny, numerowany jako "0", został wydobyty (wykopany) w sieci Bitcoin dokładnie 3 stycznia 2009 roku, za co górnik kryptowalutowy, za obliczenie rezultatu funkcji hashującej, otrzymał wynagrodzenie w wysokości 50 BTC. Blok 0 BTC potwierdził transakcję polegającą na przyznaniu wynagrodzenia za jego obliczenie. Suma innych transakcji była wówczas równa 0 BTC. 

Przy każdym nowym bloku współczynnik matematyczny jest określany na nowo, a dla bloku nr 1 wynosił 1. Protokół Bitcoina ma to do siebie, że nowy blok był tworzony początkowo co 10 minut, a na pełne potwierdzenie transakcji trzeba chwilkę poczekać. Kiedy kolejny zostanie dołączony do łańcucha blockchain dla potwierdzenia transakcji, to jej odwrócenie staje się trudne. W sieci Bitcoin szacuje się, że obliczeniowo nierealne staje się to po dołączeniu 6 kolejnych bloków. 

Blockchain to rozwiązanie, które nie wymaga wykorzystywania pośredników transakcji, a przy tym zabezpiecza użytkownika przed podwójną płatnością. Wszystko dlatego, że uniemożliwia wydanie zasobów dwukrotnie na ten sam cel. Potwierdza autentyczność każdej transakcji. Może być stosowany w wielu różnych branżach, nie tylko finansowej, ale np. w usługowej, nieruchomości czy w systemach służących do e-głosowania. 

Warto wspomnieć także o konsensusie w technologii blockchain. W nowym modelu grupy komputerów współpracują ze sobą, by osiągnąć porozumienie. Gdy 51 proc. wchodzących w skład sieci maszyn zgadza się co do jakiegoś zagadnienia, konsensus jest osiągnięty. W takim momencie operacja lub kilka operacji zapisywanych jest w postaci bloku do rejestru blockchain. 

Blockchain każdej kryptowaluty jest przechowywany w przestrzeni wirtualnej. Użytkownicy dysponują portfelami cyfrowymi. Portfel kryptowalutowy powinien być przede wszystkim bezpieczny. Może to być przy tym:

• gorący portfel w postaci aplikacji desktopowej lub mobilnej (hot wallet),
• zimny portfel sprzętowy lub papierowy w postaci klucza prywatnego lub publicznego (cold wallet),
• giełda kryptowalutowa z wydzielonym portfelem dla użytkownika. 

Wiele osób podaje w wątpliwość, czy programowanie blockchain transakcji, zwłaszcza finansowych, jest bezpieczne. Okazuje się, że dokłada się wszelkich starań do tego, by tak właśnie było. Przede wszystkim należy podkreślić, że technologia blockchain oferuje skuteczne i proste w użytku metody weryfikacji uczestników procesu dołączania bloków. Można stwierdzić, czy dane prezentowane przez producentów i konsumentów są prawdziwe i nie były modyfikowane. Zmiana jednego z bloków w blockchainie jest w praktyce niemożliwa, bo wymagałaby zmiany w już zapisanych po nim blokach, a to z kolei wymaga konsensusu uczestników sieci blockchain. Oszustwa są więc właściwie wykluczone. 

Fakt, że każda transakcja jest rejestrowana w łańcuchu bloków, pozwala spełnić wymogi bezpieczeństwa. W momencie gdy użytkownik blockchain nawiązuje kontakt z innym użytkownikiem, przesyła swoją transakcję w postaci bloku do sieci blockchain. Węzły w sieci, czyli użytkownicy, sprawdzają, czy interakcje są poprawne, a następnie konstruują nowy blok poprawnych transakcji w ramach walidacji bloku, inaczej w procesie kopania. 

Każdy użytkownik sieci blockchain ma wgląd wyłącznie w swoje transakcje, a przy tym może je w każdej chwili przeglądać i weryfikować. Kiedy będą zapisane w łańcuchu bloków, stają się nieodwracalne. 

Ponadto dane zapisane w blockchain są powszechnie dostępne, ale każdy, kto chce je odczytać, musi mieć specjalne uprawnienia. Są one nadawane indywidualnie każdemu z użytkowników. Informacje w łańcuchach bloków są zakodowane z użyciem kryptografii i matematycznych algorytmów. Słowem, blockchain mogą przeglądać wszyscy użytkownicy sieci, ale poszczególne bloki zrozumieją tylko ci, którzy mają specjalne uprawnienia.