Tipy volejte: 773 693 460, pište redakce@prazsky-zpravodaj.cz
Hledejte cokoli zde na webu
DomůUdálostiEkonomikaBlockchain jako lék na všechny neduhy

Blockchain jako lék na všechny neduhy

Blockchain jako lék na všechny neduhy

Slovo blockchain rezonuje společností a mnozí ho neznale považují takřka za panaceu, lék na všechny neduhy. Blockchain je přitom pouze typ databáze, způsob, jak uchovávat data. V tomto článku Vám představíme, k čemu to může být užitečné a jak to lze dělat podobně, avšak jinak. Blockchain patří do rodiny tzv. DLT, čili technologií distribuované databáze. Slovo distribuovaný značí, že kopii databáze udržuje více na sobě nezávislých subjektů a zároveň ji více subjektů aktualizuje.

Vynález blockchainu se mylně připisuje Satoshimu Nakamotovi, který na konci roku 2008 (tedy zhruba před 10 lety) publikoval whitepaper Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, tedy myšlenku první kryptoměny Bitcoinu. Ve skutečnosti blockchain definovali Haber a Stornetta v článku How to time-stamp a digital document publikovaném ve vědeckém časopise Journal of Cryptology již v roce 1991. Autoři zkombinovali existující kryptografické technologie hashování a digitální podpisy založené na asymetrickém šifrování. Datovou strukturou si nebyli jisti, navrhli dvě řešení (dnešní blockchainy využívají model merkle tree).

Blockchain umožňuje uchovávat a převádět data bez potřeby správce, důvěryhodné třetí strany. Blockchain je soubor, který je sdíleně uložen na řadě na sobě nezávislých počítačů na různých místech. Všechny kopie se neustále synchronizují. Díky tomu nelze přepsat historii blockchainu. Pokud se o to některý z držitelů kopie blockchainu pokusí, jeho verze bude ostatními odmítnuta. Podobně se blockchain brání i proti útokům hackerů. Všechna data na blockchainu, např. peníze nebo hlasy, jsou šifrovaná a nalézají se na tzv. peněženkách, jejichž obsahem může disponovat pouze jejich vlastník. Zároveň jsou daná pravidla fungování blockchainu a nelze je jednostranně změnit, resp. žádného z uživatelů nelze ke změně přinutit. Blockchainy se dělí na veřejné a soukromé. Veřejné blockchainy jsou plně transparentní (veškeré transakce a obsahy peněženek jsou auditovatelné kýmkoli) a kdokoli si může stáhnout celý blockchain do svého počítače a podílet se na udržování sítě. Soukromé blockchainy tato práva omezují na předem vybrané subjekty. Veřejné blockchainy zpravidla existují na více nezávislých počítačích, jsou proto bezpečnější. V případě soukromých blockchainů existuje riziko, že se provozovatelé blockchainu domluví a historii blockchainu přepíšou nebo budou cenzurovat některé transakce. Soukromé blockchainy jsou oproti tomu efektivnější, protože není třeba udržovat tolik kopií, ani propagovat (vysílat) informace o transakcích po celém světě.

Haber a Stornetta ve svém článku nemluví o kryptoměně, ale vysvětlují aplikace blockchainu jako časového razítka. Všechny informace zapsané do něj jsou nezměnitelně zaznamenané a poskytují tak důkaz, že dokument nebo např. film existoval v určité době v určité podobě. Do blockchainu se ovšem nezapisují celé dokumenty, ale pouze jejich hashe, komprimované otisky, které je jednoznačně identifikují. Z hashe nelze vyčíst žádné informace o dokumentu (pouze čas vložení a účet, ze kterého k vložení došlo). Vlastník dokumentu však může kdykoli vytvořit nový hash totožný s tím zaznamenaným v blockchainu a použít to jako důkaz.

Satoshi Nakamoto, ať už jím je kdokoli, nevynalezl blockchain, ale prokázal, že je užitečný a že funguje, tím, že ho aplikoval na projekt decentralizované měny. Především ale zkombinoval technologii s ekonomickým modelem, který motivuje nezávislé subjekty, kteří databázi udržují v chodu, a s dostatečnou pravděpodobností zajišťuje, že se budou chovat čestně, protože podvádění by bylo velice drahé. Nakamoto zkombinoval technologii blockchainu s koncensem proof-of-work, který vynalezl Adam Back v roce 1997. Proof-of-work spočívá v tom, že umožňuje vykonat nějakou akci až poté, co byla prokazatelně využita určitá výpočetní kapacita. Backův hashcash sloužil jako ochrana proti spamu při odesílání e-mailů. V Bitcoinu tzv. těžaři soutěží svou výpočetní kapacitou v hledání náhodného čísla, které je menší než určené číslo označované jako obtížnost. Obtížnost se automaticky přizpůsobuje tak, aby v průměru trvalo zapsání souboru nových informací do blockchainu 10 minut (tzv. vytěžení bloku transakcí). Vítězný těžař dostane odměnu v podobě poplatků placených uživateli za posílání jednotlivých transakcí zahrnutých do bloku a rovněž 12,5 nových bitcoinů. Těžařem se může stát kdokoli, kvůli silné konkurenci jiných těžařů však musí investovat do drahého zařízení, které slouží pouze a jedině k řešení bitcoinového proof-of-work (tzv. hashovací funkce SHA-256). Pokud by se těžař choval nečestně (cenzuroval by některé transakce nebo se pokoušel přepisovat historii blockchainu), tak by tím ohrozil důvěru v Bitcoin, klesla by cena vytěžených bitcoinů a tím pádem i rentabilita těžařovy investice.

Stejně jako se může kdokoli stát těžařem, tak si může kdokoli také stáhnout celou kopii souboru blockchainu a propagovat její aktuální verzi. Software Bitcoin Core vždy jako validní verzi blockchainu vyhodnotí tu, která je nejdelší, resp. bylo na její vytvoření využito nejvíce výpočetního výkonu. Podle tzv. Nakamotova konsenzu je takto zajištěno, že se blockchain nebude dlouhodobě větvit, ale bude jako jakási sdílená pravda vnímána jedna lineární sekvence bloků. Tím pádem není třeba, aby jakákoli centralizovaná autorita dohlížela na to, že nebudou stejné peníze utraceny dvakrát. V jednom bloku se nemůže vyskytovat stejný vstup bitcoinů opakovaně a zaroveň nelze dlouhodobě udržet stav, kdy uživatel oznámí části těžařů utracení peněz na jednu adresu a části na druhou. Každý token, ať už představuje peníze nebo třeba předmět ve videohře, se vyskytuje pouze jednou, nelze ho duplikovat a má zaznamenanou historii pohybů.

V kostce: Bitcoinový blockchain je lineárně zapisovaná databáze transakcí opatřených časovým razítkem, kdy zájemci mohou soutěžit o právo zapisovat nové transakce, přičemž jejich šance na zápis a tedy i odměnu odpovídá podílu jejich výpočetní síly (hashrate) na celkové výpočetní síle. Zejména v případě Bitcoinu je to velmi energeticky náročné, což je cena za nepřepisovatelnost databáze a omezení (v podstatě téměř vyloučení) potřeby důvěřovat centralizovaným autoritám).

K čemu je to dobré: Blockchain umožňuje bezpečně uchovávat a převádět hodnotu bez potřeby důvěřovat správci. Uplatnění má ale i tam, kde si zúčastněné strany důvěřují, ale kvůli prestiži/egu nechtějí mezi sebou vybírat správce (to je typický use case pro banky, např. evropský projekt We.trade). Zároveň umožňuje provozovat nezměnitelnou sestavu dat opatřených časovými razítky.

Proof of stake:

Některé novější kryptoměny (první byl NXT, ještě předtím částečně Peercoin) nahrazují proof-of-work systémem proof-of-stake. Struktura blockchainu je obdobná, rozdíl je v mechanismu určení “těžaře” (používá se zde spíš termín forger nebo baker), který získá právo zápisu nových dat do blockchainu. V případě proof-of-stake není třeba provádět primitivní avšak mnohokrát opakované výpočty jako u Bitcoinu, nýbrž prokázat držení samotných coinů. Logika je stejná. Pokud držím jednotky kryptoměny, pak se nebudu chovat nečestně, abych nesnižoval jejich cenu. V některých schématech hraje roli doba držení nebo je přidána povinnost měnu “zmrazit”, na určený čas se vzdát práva s vlastními coiny disponovat. Výhodou je nižší energetická náročnost, za nevýhodu někteří považují fakt, že je snazší odštěpit se od sítě s vlastním projektem nové kryptoměny (tzv. hardfork). K těmto odštěpením nicméně dochází i případě proof-of-work coinů, což značně zvyšuje nestabilitu cen – příkladem par excellance byl hardfork Bitcoinu Cash (který je sám hardforkem Bitcoinu (!)) v listopadu 2018, který srazil celkovou hodnotu kryptoměnového trhu na polovinu.

Smart contracts:

Smart  contracts. neboli chytré kontrakty, nejsou ani chytré, ani smlouvami v právním slova smyslu. Jde o program zapsaný v blockchanu, mající vlastní peněženku, kterou ovšem neovládá žádný uživatel. Program se spustí splněním podmínky, typicky posláním transakce na adresu smart contractu. Je to něco jako digitální automat na limonádu, který vyhodí plechovku po zaplacení 25 Kč. Vynalezl je Nick Szabo, kterého část komunity považuje za Satoshi Nakamota, v roce 1997, opět dávno před aplikací blockchainu v praxi.

Ethereum, NEO:

Do konce roku 2013 se většina tzv. altcoinů (jiných kryptoaktiv než je Bitcoin) snažila Bitcoinu konkurovat, být lepšími penězi na lepší sdílené databázi. Počátkem roku 2014 však došlo k pádu tehdy největší světové kryptoměnové burzy, tokyjské Mt.Gox, a rok a půl probíhal masivní medvědí trh, propad cen (podobně jako v roce 2018). Energie a zájem okolo průmyslu kryptoaktiv ovšem nezmizely, přetavily se částečně do inovace. Kryptoměnové platformy jako Ethereum nebo NEO využívají blockchain jiným způsobem než Bitcoin a sice jako globální virtuální počítač. Programy těchto superpočítačů jsou smart contracty a do blockchainu se zapisují stavy systému. Vlastní kryptoměna se pak využívá jako palivo, platidlo za služby tohoto virtuálního stroje. Ethereum využívá proof-of-work, podobně jako Bitcoin, ovšem s mírně odlišnou funkcí konsenzu a jinou strukturou zápisu transakcí (mix toho údajně nejlepšího z obou systémů nabízí kryptoměna Qtum). Pro Ethereum byl navíc vyvinut zcela nový programovací jazyk Solidity, podobný JavaScriptu. Solidity je tzv. turingovsky kompletní jazyk, tzn. že umožňuje zapsat jakoukoli myslitelnou funkci. Soubor ethereového blockchainu má přes terabyte dat (pro porovnání, bitcoinový blockchain je cca 200gigový).

NEO bývá označováno jako čínské Ethereum, paradoxně je však o rok starší než Ethereum (jeho spoluzakladatelem a tváří je rusko-kanadský občan Vitalik Buterin, který je na rozdíl od Satoshiho Nakamota známý, dnes 24letý, muž; samotná společnost je komplex německých a švýcarských firem a nadací). NEO nepoužívá vlastní programovací jazyk, čímž je přístupnější pro větší okruh vývojářů. Oproti velmi decentralizovanému Ethereu (které má zhruba 20 000 těžařů, nejvíc ze všech kryptoměn) je více centralizované a tím, že jde o čínský projekt, je nutno předpokládat dohled stranických funkcionářů na projekt.

Delegated proof-of-stake:

Delegated proof-of-stake je konsensus navržený blockchainovým vývojářem Danem Larimerem, který je spoluautorem projektů jako Steem, BitShares nebo EOS. Jedná se o “demokratickou” variantu proof-of-stake, kdy se na zapisování bloků nepodílí všichni držitelé coinů, kteří si stáhnou a provozují potřebný software, ale pouze volení delegáti, kterých je zpravidla 21. Každý uživatel se může účastnit kdykoli volby s tím, že jeho hlas je vážen počtem jím držených coinů. Díky větší centralizaci lze dosáhnout vyšší optimalizace za cenu zvýšení potřeby důvěry. Larimer argumentuje ve prospěch svého systému tím,že lze rychleji propagovat nové transakce a uživatelé se mohou podílet na správě blockchainu bez potřeby provozování uzlu (“těžícího” softwaru) a především tím, že systém proof-of-work rovněž není decentralizovaný. Již v roce 2010 byl totiž zprovozněn první tzv. těžební pool, mimochodem to byl Slushpool Čecha Marka Palatina. Pool je vlastně těžební družstvo, kterému těžaři propůjčují svou výpočetní kapacitu, aby pracovali na nalezení bloku společně a odměnu si rozdělovali poměrově podle vlastního příspěvku. Dnes se již dávno většina proof-of-work coinů těží v poolech a relevantních poolů bývá ještě méně než 21. DPoS je tedy prakticky (diskutabilně) decentralizovanější než proof-of-work.

Autor: Ing. Mgr. Jakub Jedlinský Ph.D.  www.altlift.cz

Facebook komentáře

Sdílejte články