Blokų grandinės technologijos principas

Kas iš tiesų yra ta blockchain?

Kai pirmą kartą išgirstate apie blokų grandinę, tikriausiai galvojote – dar viena sudėtinga technologija, kurią supranta tik programuotojai su storais akiniais. Tiesą sakant, pagrindinis principas yra gana paprastas ir elegantiškas. Įsivaizduokite sąsiuvinį, kuriame užrašinėjate visas savo finansines operacijas. Tik šis sąsiuvinis yra skaitmeninis, jį turi tūkstančiai žmonių visame pasaulyje, ir niekas negali ištrinti ar pakeisti jau užrašytos informacijos. Štai jums ir blockchain esmė.

Techniškai kalbant, blockchain yra decentralizuota duomenų bazė, kuri saugo informaciją blokuose. Kiekvienas blokas yra susijęs su ankstesniu, sudarydamas grandinę. Todėl ir pavadinimas – blokų grandinė. Bet kas čia tikrai įdomu – ne pats duomenų saugojimas, o būdas, kaip ši sistema užtikrina, kad niekas negalėtų sukčiauti ar pakeisti istorinių įrašų.

Kaip techniškai veikia šis stebuklas

Kiekvienas blokas blockchain tinkle turi tris pagrindines sudedamąsias dalis. Pirma – tai pati informacija, kurią norime saugoti (pavyzdžiui, duomenys apie pinigų pervedimą). Antra – unikalus bloko identifikatorius, vadinamas hash’u. Trečia – ankstesnio bloko hash’as. Būtent ši trečioji dalis ir sukuria tą nepertraukiamą grandinę.

Hash’as yra tarsi skaitmeninis pirštų atspaudas. Tai unikali simbolių seka, sukurta specialių matematinių algoritmų pagalba. Net ir mažiausias pasikeitimas bloko duomenyse visiškai pakeičia hash’ą. Įsivaizduokite, kad pakeičiate vieną raidę dokumente – ir visas pirštų atspaudas tampa kitoks. Būtent dėl šios savybės blockchain yra toks saugus.

Tarkime, kažkas bando pakeisti informaciją senajame bloke. Tuomet pasikeistų to bloko hash’as. Bet kadangi kitas blokas saugo ankstesnio bloko hash’ą, atsirastų neatitikimas. Visa grandinė būtų sulaužyta, ir visi tinklo dalyviai iš karto tai pamatytų. Norėdamas sėkmingai sukčiauti, hakeris turėtų pakeisti ne tik vieną bloką, bet ir visus po jo einančius blokus tūkstančiuose kompiuterių vienu metu. Praktiškai neįmanoma.

Decentralizacija – kodėl tai svarbu

Tradicinėse sistemose visada yra centrinė institucija, kuri valdo duomenis. Bankas kontroliuoja jūsų sąskaitos likutį. Socialinis tinklas valdo jūsų įrašus ir nuotraukas. Vyriausybė tvarko žemės registro duomenis. Bet kas nutinka, jei ši centrinė institucija sugenda, tampa korumpuota ar tiesiog priima sprendimus, kurie jums nepatinka?

Blockchain pašalina šį tarpininką. Vietoj vieno centrinio serverio, visa informacija yra išplatinta tarp tūkstančių kompiuterių (jie vadinami mazgais arba nodes). Kiekvienas mazgas turi pilną grandinės kopiją. Kai atsiranda naujas blokas, visi mazgai patikrina, ar jis atitinka taisykles, ir tik tada prideda jį prie savo kopijos.

Tai reiškia, kad nėra vieno taško, kurį galima atakuoti. Net jei pusė tinklo kompiuterių išsijungtų, sistema veiktų toliau. Jei kažkas bandytų įterpti neteisingą informaciją, dauguma mazgų tai atmestų. Tokia sistema yra neįtikėtinai atspari gedimams ir manipuliacijoms.

Konsensuso mechanizmai – kaip visi susitaria

Čia prasideda tikrai įdomūs dalykai. Kaip tūkstančiai nepažįstamų žmonių, kurie galbūt net nekalba ta pačia kalba, gali susitarti, kuri informacija yra teisinga? Blockchain naudoja tai, kas vadinama konsensuso mechanizmais.

Pats žinomiausias yra Proof of Work (darbo įrodymas). Būtent šį metodą naudoja Bitcoin. Esmė tokia: prieš pridedant naują bloką prie grandinės, reikia išspręsti sudėtingą matematinę užduotį. Tai tarsi galvosūkis, kurį išspręsti sunku, bet patikrinti atsakymą – lengva. Kompiuteriai varžosi, kas pirmas išspręs šią užduotį. Laimėtojas gauna teisę pridėti bloką ir už tai gauna atlygį kriptovaliuta. Šis procesas vadinamas kasybą (mining).

Tačiau Proof of Work turi didelį trūkumą – jis naudoja milžinišką kiekį elektros energijos. Todėl atsirado alternatyvūs metodai, pavyzdžiui, Proof of Stake (nuosavybės įrodymas). Čia vietoj kompiuterių galios varžybų, teisė pridėti bloką priklauso nuo to, kiek kriptovaliutos turite. Tarsi akcininkai bendrovėje – kuo daugiau akcijų, tuo didesnis jūsų balsas. Ethereum jau perėjo prie šio metodo, ir energijos sąnaudos sumažėjo daugiau nei 99 procentų.

Išmanieji kontraktai – automatizuotos sutartys

Vienas iš galingiausių blockchain pritaikymų yra išmanieji kontraktai (smart contracts). Tai programos, kurios veikia blockchain tinkle ir automatiškai vykdo sutarčių sąlygas, kai įvykdomos tam tikros sąlygos.

Įsivaizduokite, kad norite nuomoti butą. Paprastai reikia tarpininko – agentūros ar advokato, kuris paruoštų sutartį, patikrintų mokėjimus, perduotų raktus. Su išmaniuoju kontraktu viskas vyksta automatiškai: pervežiate pinigus, ir sistema automatiškai suteikia jums prieigą prie durų kodo. Jokių tarpininkų, jokių papildomų mokesčių, jokių vėlavimų.

Išmanieji kontraktai gali būti naudojami draudime (automatiškai išmoka kompensaciją, jei lėktuvas vėluoja), tiekimo grandinėse (automatiškai apmoka tiekėjus, kai prekės pasiekia sandėlį), net meno kūriniuose (automatiškai moka autorių honorarus kiekvieną kartą, kai kūrinys parduodamas toliau).

Realūs panaudojimo atvejai šiandien

Nors daugelis žmonių blockchain asocijuoja tik su Bitcoin ir kitomis kriptovaliutomis, technologija jau naudojama daug plačiau. Maisto pramonėje Walmart naudoja blockchain sekti produktų kelią nuo ūkio iki parduotuvės. Jei atsiranda užkrėsta produktų partija, per kelias sekundes galima nustatyti, iš kur ji atėjo, o ne ieškoti savaites.

Sveikatos priežiūroje blockchain leidžia saugiai dalintis medicininiais įrašais tarp skirtingų ligoninių ir gydytojų, kartu užtikrinant paciento privatumą. Jūs kontroliuojate, kas gali matyti jūsų duomenis, ir galite bet kada atšaukti prieigą.

Logistikoje Maersk ir IBM sukūrė TradeLens platformą, kuri seka konteinerius visame pasaulyje. Anksčiau vieno konteinerio dokumentacija galėjo apimti 200 skirtingų komunikacijų tarp daugybės šalių. Dabar visa informacija yra vienoje vietoje, saugi ir prieinama visiems suinteresuotiems.

Net vyriausybės pradeda eksperimentuoti. Estija naudoja blockchain savo e-valdžios sistemoje. Gruzija registruoja žemės nuosavybę blockchain tinkle. Dubajus planuoja iki 2025 metų visus vyriausybinius dokumentus perkelti į blockchain.

Problemos ir iššūkiai, apie kuriuos retai kalba

Būtų nesąžininga kalbėti tik apie privalumus. Blockchain turi rimtų apribojimų, kuriuos svarbu suprasti. Pirma problema – greitis. Bitcoin tinklas gali apdoroti tik apie 7 transakcijas per sekundę. Palyginkite su Visa, kuri apdoroja tūkstančius transakcijų per sekundę. Nors naujesni blockchain projektai yra greitesni, jie vis dar atsilieka nuo tradicinių sistemų.

Antra problema – duomenų saugojimas. Kiekvienas mazgas saugo visą grandinės kopiją. Bitcoin blockchain jau dabar užima daugiau nei 400 GB. Kas nutiks po 10 ar 20 metų? Ne kiekvienas galės sau leisti saugoti tokius duomenų kiekius, o tai gali vėl vesti prie centralizacijos.

Trečia – energijos suvartojimas. Nors Proof of Stake sprendžia šią problemą, daugelis didelių tinklų vis dar naudoja Proof of Work. Bitcoin tinklas sunaudoja daugiau elektros nei visa Argentinos šalis. Tai kelia rimtų klausimų apie aplinkosauginį poveikį.

Ketvirta – reguliavimas. Vyriausybės vis dar bando suprasti, kaip reguliuoti blockchain technologijas. Kai nėra centrinio valdytojo, kam pateikti pretenzijas, jei kažkas nueina ne taip? Kaip užtikrinti vartotojų apsaugą, kartu neužgniaužiant inovacijų?

Ateities perspektyvos ir kas laukia toliau

Blockchain technologija vis dar yra gana jauna – Bitcoin atsirado tik 2009 metais. Tai tarsi internetas 1990-ųjų pradžioje. Tuomet niekas negalėjo tiksliai numatyti, kaip internetas pakeis mūsų gyvenimus. Panašiai ir su blockchain – tikrasis potencialas galbūt dar net neįsivaizduojamas.

Viena įdomių krypčių yra skirtingų blockchain tinklų sujungimas. Dabar dauguma blockchain veikia kaip atskiros salos. Ateityje jos galės lengvai bendrauti tarpusavyje, perduodant informaciją ir vertę be tarpininkų. Tai vadinama interoperabilumu.

Kita sritis – privatumas. Ankstyvieji blockchain tinklai buvo visiškai skaidrūs – kiekvienas galėjo matyti visas transakcijas. Naujos technologijos, tokios kaip zero-knowledge proofs, leidžia įrodyti kažką (pavyzdžiui, kad turite pakankamai pinigų), neatskleisdami tikslios informacijos (kiek tiksliai turite).

Taip pat matome blockchain ir dirbtinio intelekto sujungimą. AI gali analizuoti blockchain duomenis ieškodamas modelių ir anomalijų. Blockchain gali užtikrinti AI sprendimų skaidrumą ir atsekamumo – svarbu, kai AI priima svarbius sprendimus, kurie veikia žmonių gyvenimus.

Tikėtina, kad ateityje mes net nesuprasime, kad naudojame blockchain, kaip dabar negalvojame apie TCP/IP protokolus, kai naršome internete. Technologija tiesiog veiks fone, užtikrindama saugumą, skaidrumą ir patikimumą. Galbūt jūsų tapatybės kortelė bus blockchain, jūsų automobilio nuosavybė bus užregistruota blockchain, net jūsų diplomas bus patikrinamas per blockchain.

Svarbu suprasti, kad blockchain nėra universalus sprendimas visiems. Ne kiekvienai problemai reikia decentralizuotos, nekeičiamos duomenų bazės. Kartais paprasta Excel lentelė puikiai atlieka savo darbą. Bet kai reikia skaidrumo, saugumo ir pasitikėjimo tarp nepasitikimų šalių – blockchain tikrai turi ką pasiūlyti. Technologija bręsta, problemos sprendžiamos, ir artimiausiame dešimtmetyje tikrai pamatysime dar daug įdomių pritaikymų, apie kuriuos šiandien net negalvojame.