Co to jest blockchain i jak działa?

Co to jest blockchain?

Blockchain, czyli łańcuch bloków, to sposób prowadzenia rejestru, w którym kolejne grupy danych są ze sobą powiązane za pomocą kryptografii. W sieci Bitcoin takim rejestrem jest historia transakcji. Jej kopie przechowują komputery uczestników sieci, a każdy z nich może sprawdzać, czy nowe zapisy są zgodne z jej regułami.

Nie jest to nazwa jednej firmy ani jednego kryptoaktywa. Bitcoin i Ethereum mają własne blockchainy. BTC jest aktywem przesyłanym w sieci Bitcoin, a ETH służy między innymi do opłacania działań w Ethereum. Blockchain opisuje sposób zapisu i uzgadniania danych, nie cenę tych aktywów.

Co dzieje się przy płatności Bitcoinem?

Załóżmy, że Marta wysyła Bitcoin Piotrowi. Jej portfel podpisuje transakcję kluczem prywatnym, czyli tajnymi danymi pozwalającymi zatwierdzić wydanie środków. Transakcja trafia do sieci, gdzie komputery sprawdzają między innymi podpis i to, czy te same środki nie zostały już wydane.

Poprawna transakcja może zostać dołączona do bloku. Blok zawiera grupę transakcji, a po jego przyjęciu staje się częścią wspólnej historii. Portfel Piotra może na tej podstawie pokazać otrzymaną kwotę. Zapis transakcji w blockchainie pozwala ustalić, kto może dalej wydać środki, bez banku prowadzącego oba rachunki.

Jak bloki tworzą łańcuch?

Każdy blok Bitcoina zawiera skrót kryptograficzny poprzedniego bloku, nazywany hashem. Hash powstaje przez przeliczenie danych w ciąg znaków. Zmiana danych daje inny skrót, dlatego pozwala on wykryć, że zapis nie jest już taki sam.

Jeżeli ktoś zmieni dawną transakcję, zmienią się również skróty, od których zależą kolejne bloki. Nie wystarczy więc poprawić jednego wpisu na własnym komputerze. Trzeba byłoby odtworzyć dalszą część historii i doprowadzić do jej przyjęcia przez sieć. W Bitcoinie utrudnia to praca obliczeniowa wymagana do dodawania bloków. Każdy kolejny blok zwiększa nakład potrzebny do zmiany wcześniejszej historii.

To wyjaśnia odporność rejestru na potajemną zmianę zapisów. Nie oznacza, że każda informacja umieszczona w blockchainie jest prawdziwa: sieć sprawdza swoje reguły, a nie wszystkie okoliczności ze świata poza nią.

Kto przechowuje kopie i sprawdza transakcje?

Komputer uczestniczący w sieci to węzeł. Pełny węzeł Bitcoina samodzielnie sprawdza bloki i transakcje oraz przechowuje zweryfikowaną historię. Dzięki temu nie musi przyjmować cudzej wersji zapisów na słowo.

Trzeba przy tym odróżnić sprawdzanie reguł od proponowania nowych bloków. Wiele komputerów może odrzucić nieprawidłowy blok, ale sieć potrzebuje też zasad ustalających, która poprawna wersja historii będzie wspólna. Taki sposób uzgadniania nazywa się mechanizmem konsensusu.

Proof of work i proof of stake

W Bitcoinie działa proof of work, czyli dowód pracy. Uczestnicy nazywani górnikami wielokrotnie wykonują obliczenia, szukając wyniku spełniającego wymagania sieci. Proponują blok z takim dowodem, a pozostałe węzły sprawdzają jego zgodność z regułami. Koszt obliczeń sprawia, że tworzenie i zmiana bloków wymagają realnych zasobów.

Ethereum korzysta z proof of stake, czyli dowodu stawki. Walidatorzy blokują ETH w protokole, aby uczestniczyć w proponowaniu i potwierdzaniu bloków. Nagrody zachęcają ich do prawidłowego działania, a za określone naruszenia mogą utracić część zablokowanego ETH. Ryzyko takiej utraty ma zniechęcać do działań sprzecznych z regułami sieci.

W obu przypadkach chodzi o uzgodnienie historii transakcji między uczestnikami. Różni się to, jakie zasoby i reguły mają utrudniać nadużycia. Portfel służy do podpisywania i wysyłania transakcji. Pełny węzeł może sprawdzać reguły sieci bez udziału w wydobyciu lub zatwierdzaniu bloków jako walidator.

Do czego służy blockchain poza płatnościami?

Ethereum pozwala zapisywać i wykonywać smart kontrakty, czyli programy działające według opublikowanych reguł. Przykładowo taki program może określać, jak przenosi się token między adresami. Użytkownik płaci za wykonanie operacji. W Ethereum opłatę ponosi w ETH, a jej wysokość zależy między innymi od pracy potrzebnej do wykonania transakcji i obciążenia sieci.

Blockchain może też zapisywać, kto jest właścicielem papierów wartościowych i jak zmienia się to po transakcji. W UE działa system pilotażowy DLT, czyli technologii rozproszonego rejestru. W jego ramach uprawnione podmioty mogą testować handel określonymi instrumentami finansowymi i ich rozrachunek, czyli przekazanie papierów oraz zapłaty po transakcji.

Czy każdy blockchain jest publiczny i anonimowy?

Nie każdy rejestr ma te same zasady dostępu. Historię Bitcoina można publicznie przeglądać. Widać adresy i transakcje, choć adres nie jest sam w sobie imieniem i nazwiskiem. Publiczny zapis nie oznacza więc ani pełnej anonimowości, ani automatycznego ujawnienia tożsamości właściciela.

Inaczej mogą działać sieci o ograniczonym dostępie, w których administrator określa uczestników i uprawnienia. Nawet w publicznej sieci część danych może być chroniona kryptograficznie. Zcash pozwala na płatności między chronionymi adresami bez publicznego ujawniania ich danych. Dlatego na pytanie „kto może zobaczyć transakcję?” odpowiadają zasady konkretnej sieci i rodzaj użytej transakcji.

Co blockchain zmienia dla inwestora?

Możliwość sprawdzenia transakcji nie ustala ceny kryptoaktywa i nie świadczy o opłacalności jego zakupu. Technologia mówi, jak sieć prowadzi rejestr i wykonuje operacje. Cenę określają transakcje kupujących i sprzedających.

Przy ETN na kryptoaktywa inwestor posiada papier wartościowy na rachunku maklerskim. Jeżeli produkt jest zabezpieczony kryptoaktywem, to jego przechowywanie obejmuje kontrolę kluczy umożliwiających transakcje w danej sieci. Właściciel ETN nie otrzymuje tych kluczy ani możliwości wykonywania transakcji w blockchainie za pomocą papieru.