Kapitola

1. Blockchain 101

2. Jak blockchain funguje?

3. Jaké jsou výhody blockchainu?

Bab 1 – Blockchain 101

Seznam obsahu

• Co je blockchain?

• Jak jsou bloky propojeny?

• Blockchain a decentralizace

• Problém byzantských generálů

• Proč by měl být blockchain decentralizován?

• Co je to síť peer-to-peer?

• Co jsou blockchainové uzly?

• Blockchain veřejný vs. soukromé

• Jak transakce fungují?

• Jak provádět bitcoinové transakce

  • Jak vybrat bitcoiny z Binance

  • Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

• Kdo vynalezl technologii blockchain?

• Klady a zápory technologie blockchain

  • Pro

  • Proti

Co je blockchain?

Blockchain je speciální typ databáze. Možná jste také slyšeli termín distribuovaná účetní kniha (nebo DLT) – v mnoha případech znamenají totéž.

Blockchain má určité jedinečné vlastnosti. Existují pravidla týkající se toho, jak lze data přidávat, a jakmile jsou data uložena, je téměř nemožné je upravit nebo smazat.

Data se v průběhu času přidávají do struktur nazývaných bloky. Každý blok navazuje na poslední blok a obsahuje část informace související s předchozím blokem. Když se na něj podíváme, můžeme vědět, zda byl blok vytvořen po posledním bloku nebo ne. Pokud tedy pokračujeme v řetězci až na začátek, dostaneme se k prvnímu bloku – známému jako blok geneze.

Abychom udělali analogii, předpokládejme, že máte tabulku se dvěma sloupci. Do první buňky prvního řádku vložíte data, která chcete uchovávat.

Data první buňky se převedou na dvoupísmenný identifikátor, který se pak použije jako součást dalšího vstupu. V tomto příkladu je třeba použít dvoupísmenný identifikátor KP k vyplnění další buňky ve druhém řádku (defKP). To znamená, že pokud změníte první vstupní data (abcAA), dostanete v každé druhé buňce jinou kombinaci písmen.

Databáze, kde je každý záznam propojen s posledním.

Při pohledu na řádek 4 je nejnovější identifikátor TH. Pamatujete si, že se nemůžete vrátit a odstranit nebo smazat záznamy? To proto, že by to mohl každý snadno zjistit, takže nemá smysl pokoušet se o změny.

Předpokládejme, že změníte údaje v první buňce – získáte jiný identifikátor, což znamená, že váš druhý blok bude mít také jiná data, což povede k jinému identifikátoru na řádku 2 a tak dále. V podstatě je TH produktem všech informací, které mu předcházely.

Jak jsou bloky propojeny?

To, o čem jsme hovořili výše – dvoupísmenný identifikátor – je zjednodušenou analogií toho, jak blockchain používá hashovací funkci. Hašování je lepidlo, které drží bloky pohromadě. Hašování funguje tak, že vezme data libovolné velikosti a předá je matematickou funkcí, aby se vytvořil výstup (hash), který má vždy stejnou délku.

Hashe používané v blockchainu jsou obzvláště zajímavé, protože je pro vás téměř nemožné najít dvě data, která dávají přesně stejný výsledek. Stejně jako náš výše uvedený identifikátor, mírná úprava vstupních dat poskytne zcela jiné výsledky.

Ukažme si to na SHA256, což je funkce široce používaná v bitcoinech. Jak vidíte, i změna velikosti písmen stačí k náhodnému uspořádání výstupu.

Skutečnost, že neexistují žádné známé kolize SHA256 (tj. dva různé vstupy poskytující stejný výstup), je v kontextu blockchainu neocenitelná. To znamená, že každý blok může ukazovat zpět na předchozí blok zadáním hashe a každý pokus o úpravu předchozího bloku bude okamžitě odhalen.

Každý blok má otisk předchozího bloku.

Blockchain a decentralizace

Probrali jsme základní strukturu blockchainu. Ale když slyšíte lidi mluvit o technologii blockchainu, pravděpodobně nemluví jen o databázi samotné, ale spíše o ekosystému postaveném kolem blockchainu.

Jako samostatná datová struktura je blockchain užitečný pouze ve vhodných aplikacích. Zajímavé je, když to používáme jako nástroj pro koordinaci lidí, kteří se navzájem neznají. V kombinaci s dalšími technologiemi a nějakou herní teorií může blockchain fungovat jako distribuovaná účetní kniha, kterou nikdo nekontroluje.

To znamená, že nikdo nemá oprávnění upravovat záznamy mimo systémová pravidla (více o pravidlech bude diskutováno později). V tomto případě můžete předpokládat, že účetní knihu současně vlastní všichni: účastníci se pokaždé dohodnou na jejím tvaru a vzhledu.

Problém byzantských generálů

Skutečnou výzvou, která brání systému, jako je ten popsaný výše, je takzvaný problém byzantských generálů. Vznikl v 80. letech 20. století a popisuje dilema, ve kterém izolovaní účastníci musejí komunikovat, aby koordinovali své akce. Typičtější dilema zahrnuje hrstku vojenských generálů obklopujících město, aby se rozhodli, zda na něj zaútočí. Generálové mohli komunikovat pouze prostřednictvím poslů.

Každý se musí rozhodnout, zda zaútočí nebo ustoupí. Bylo jedno, zda zaútočili nebo ustoupili, nejdůležitější bylo, že všichni generálové souhlasili se společným rozhodnutím. Pokud by se rozhodli zaútočit, uspěli by pouze v případě, že by se pohnuli současně. Jak tedy zajistíme, že to mohou udělat?

Můžete odpovědět, samozřejmě mohou komunikovat prostřednictvím herald poslů. Ale co když byl posel zachycen při přenášení zprávy „útočíme za úsvitu“ a zpráva byla nahrazena „útočíme dnes večer“? Co když jeden z generálů zradil a záměrně uvedl v omyl ostatní, aby zajistil, že budou poraženi?

Všichni generálové byli úspěšní při útoku (vlevo). Pokud někteří ustoupí, zatímco jiní zaútočí, budou poraženi (vpravo).

Potřebujeme strategii, ve které lze dosáhnout konsensu, i když někteří účastníci zradí nebo zachytí zprávy. Neschopnost udržovat databázi není situace na život a na smrt jako útok na město bez posil, ale platí stejné principy. Pokud neexistuje žádná strana, která by blockchain monitorovala a poskytovala uživatelům „správné“ informace, pak uživatelé musí být schopni mezi sebou komunikovat.

Aby se překonalo potenciální selhání jednoho (nebo několika) uživatelů, musí být mechanismy blockchainu pečlivě sestaveny tak, aby takové překážky vydržely. Systémy, které toho mohou dosáhnout, se nazývají byzantské odolné proti chybám. Jak uvidíme později, k vynucení robustních pravidel se používají konsenzuální algoritmy.

Proč by měl být blockchain decentralizovaný?

Blockchain můžete samozřejmě provozovat sami. Ale je pravděpodobné, že budete mít co do činění s neohrabanou databází ve srovnání s jinými lepšími alternativami. Obrovský potenciál blockchainu lze využít v decentralizovaném prostředí – tedy tam, kde jsou si všichni uživatelé rovni a rovni. Tímto způsobem nemůže být blockchain smazán nebo převzat zlomyslnými nebo zrádnými stranami. Toto je jediný zdroj pravdy, který může někdo vidět.

Co je to síť peer-to-peer?

Sítě peer-to-peer (P2P) jsou uživatelskou (nebo obecnou v předchozím příkladu) vrstvou. Neexistují žádní správci, takže místo volání na centrální server za účelem výměny informací s ostatními uživateli je uživatelé posílají přímo svým kolegům.

Podívejte se na obrázek níže. Vlevo potřebuje A poslat zprávu přes server, aby ji předal F. Napravo jsou však připojeni bez prostředníka.

Centralizované sítě (vlevo) vs. centralizované sítě decentralizovaná síť (vpravo).

Obecně platí, že servery ukládají všechny informace, které uživatelé potřebují. Když vstoupíte do Binance Academy, požádáte její servery o poskytnutí všech článků. Pokud je web offline, nebudete jej moci zobrazit. Pokud si však stáhnete veškerý obsah, můžete jej načíst do počítače, aniž byste se museli ptát Binance Academy.

V podstatě to dělá každý peer v blockchainu: celá databáze je uložena na jejich příslušných počítačích. Pokud někdo opustí síť, ostatní uživatelé mohou stále přistupovat k blockchainu a sdílet informace mezi sebou. Když je do řetězce přidán nový blok, data se šíří po síti, takže každý může aktualizovat svou vlastní kopii účetní knihy.

Ujistěte se, že jste si přečetli náš článek s názvem Vysvětlení sítí peer-to-peer pro hlubší diskusi o tomto typu sítí.

Co jsou blockchainové uzly?

Jednoduše řečeno, uzly se také nazývají stroje připojené k síti – ukládají kopii blockchainu a sdílejí informace s jinými stroji. Uživatelé nemusí tento proces zpracovávat ručně. Všeobecně jim stačí stáhnout a spustit blockchainový software a o zbytek se postará automaticky.

Výše uvedené vysvětlení se týká uzlů v nejčistším slova smyslu, ale definice uzlů zahrnuje také ostatní uživatele, kteří jakýmkoliv způsobem interagují se sítí. Například v kryptoměně je jednoduchá aplikace peněženky ve vašem telefonu známá také jako lehký uzel.

Blockchain veřejný vs. soukromé

Jak víte, bitcoin položil základy pro blockchainový průmysl, aby vyrostl do dnešní podoby. Od doby, kdy se bitcoin začal osvědčovat jako legitimní finanční aktivum, inovátoři přemýšleli o potenciálu základní technologie v jiných oblastech. Výsledek? Průzkum blockchainu v mnoha použitích mimo finance.

Bitcoin nazýváme veřejným blockchainem. To znamená, že transakce v něm může prohlížet kdokoli, a pokud se chcete připojit, potřebujete pouze připojení k internetu a software. Vzhledem k tomu, že neexistují žádné další požadavky na účast, můžeme to nazvat prostředím bez oprávnění.

Na druhou stranu existuje další typ blockchainu zvaný soukromý blockchain. Tento systém nastavuje pravidla týkající se toho, kdo může blockchain prohlížet a interagovat s ním. Proto tomu říkáme povolené prostředí. I když se soukromé blockchainy mohou na první pohled zdát nadbytečné, mají několik důležitých aplikací – zejména v podnikovém prostředí.

Chcete-li se ponořit hlouběji do tohoto tématu, můžete se podívat na veřejné, soukromé a konsorciální blockchainy – jaký je rozdíl?

Chcete vlastnit kryptoměnu? Kupte si bitcoiny na Binance!

Jak transakce fungují?

Pokud chce Alice zaplatit Bobovi bankovním převodem, musí to oznámit své bance. Pro zjednodušení předpokládejme, že obě strany používají stejnou banku. Banka zkontroluje, zda má Alice finanční prostředky na provedení transakce, než aktualizuje svou databázi (řekněme - 50 USD pro Alici, + 50 USD pro Bob).

To se příliš neliší od toho, co se děje s blockchainem. Obě jsou databáze. Hlavním rozdílem je, že v blockchainu neexistuje jediná strana, která by kontrolovala a aktualizovala zůstatek. Musí tak učinit všechny uzly.

Pokud chce Alice poslat Bobovi pět bitcoinů, pošle tuto zprávu do sítě. Transakce nebude přidána do blockchainu okamžitě – uzly ji uvidí, ale pro potvrzení transakce musí být dokončeny i další akce. Viz Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Jakmile je transakce přidána do blockchainu, všechny uzly ji vidí. Každý uzel aktualizuje svou kopii blockchainu, aby vyhovoval přidání. Nyní už Alice nemůže poslat stejných pět jednotek Carol (pokud se to stane, nazývá se to double-spending), protože síť ví, že je Alice již utratila v předchozí transakci.

Nejsou zde žádná uživatelská jména a hesla – k prokázání vlastnictví finančních prostředků se používá kryptografie s veřejným klíčem. Aby Bob mohl získat finanční prostředky, musí si nejprve vytvořit soukromý klíč. Soukromý klíč je velmi dlouhé náhodné číslo, které je téměř nemožné, aby ho kdokoli uhádl, i kdybyste na uhádnutí dostali stovky let. Pokud to ale řekne někomu jinému, pak někdo jiný bude moci prokázat vlastnictví (a případně utratit) jeho prostředky. Takže je důležité, aby to Bob držel v tajnosti.

Bob by však měl získat veřejný klíč ze soukromého klíče. Tento veřejný klíč pak může dát komukoli, protože je téměř nemožné zpětně analyzovat veřejný klíč a získat soukromý klíč. Ve většině případů provede Bob s veřejným klíčem další operace (například hašování), aby získal veřejnou adresu.

Bob dá veřejnou adresu Alici, aby věděla, kam má peníze poslat. Alice vytvoří transakci, která říká, zaplaťte tyto prostředky na tuto veřejnou adresu. Poté, aby dokázala síti, že se nesnaží utrácet finanční prostředky, které jí nepatří, vytvoří Alice digitální podpis pomocí svého vlastního soukromého klíče. Kdokoli si může vzít podepsanou zprávu Alice a porovnat ji s jejím veřejným klíčem a s jistotou vědět, že má právo poslat tyto prostředky Bobovi.

Jak provádět bitcoinové transakce

Pro ilustraci toho, jak můžete provádět bitcoinové transakce, si představme dva různé scénáře. V prvním vybíráte bitcoiny z Binance a ve druhém posíláte prostředky z TrustWallet do vaší peněženky Electrum.

Jak vybrat bitcoiny z Binance

1. Přihlaste se ke svému účtu Binance. Pokud ještě bitcoiny nemáte, můžete se podívat na našeho průvodce bitcoiny a jak je koupit.

2. Klikněte na Peněženka a vyberte Spot Wallet.

3. V nabídce vlevo klikněte na Výběr.

4. Vyberte coin, který chcete vybrat – v tomto případě BTC.

5. Zkopírujte adresu, na kterou chcete vybrat své bitcoiny, a vložte ji do adresy pro příjem BTC.

6. Určete částku výběru.

7. Klepněte na tlačítko Enter.

8. Brzy obdržíte potvrzovací e-mail. Ujistěte se, že uvedená adresa je správná. Pokud je správná, potvrďte transakci.

9. Počkejte, až bude vaše transakce zpracována prostřednictvím blockchainu. Stav odesílání můžete sledovat v nabídce Historie vkladů a výběrů nebo pomocí průzkumníka bloků.

Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

V tomto příkladu odešleme bitcoiny z Trust Wallet do Electrum.

1. Otevřete aplikaci Trust Wallet.

2. Vyberte svůj bitcoinový účet.

3. Vyberte Odeslat.

4. Otevřete svou peněženku Electrum.

5. Klikněte na nabídku Přijmout v Electrum a zkopírujte adresu.

Nebo se můžete vrátit zpět do Trust Wallet a stisknutím ikony [–] naskenovat QR kód vaší adresy Electrum.

6. Vložte bitcoinovou adresu do adresy příjemce v Trust Wallet.

7. Určete množství.

8. Pokud je vše v pořádku, potvrďte transakci.

9. Hotovo! Počkejte, až bude vaše transakce potvrzena na blockchainu. Stav transakce můžete sledovat zkopírováním adresy do průzkumníka bloků.

Chcete vlastnit kryptoměnu? Kupte si bitcoiny na Binance!

Kdo vynalezl technologii blockchain?

Technologie blockchain byla formalizována v roce 2009 vydáním bitcoinu – prvního a nejoblíbenějšího blockchainu. Jeho tvůrce, který používá pseudonym Satoshi Nakamoto, se však inspiroval technologií a návrhy v minulých dobách.

Blockchain široce využívá hašovací funkce a kryptografii, které existovaly již desítky let před vydáním bitcoinu. Zajímavé je, že blockchainové struktury lze vysledovat až do počátku 90. let minulého století, ačkoliv v té době byly používány pouze pro časové razítko dokumentů, aby je nebylo možné později změnit.

Chcete-li se do tohoto tématu ponořit hlouběji, podívejte se na náš článek s názvem Historie blockchainu.

Klady a zápory technologie blockchain

Dobře sestavený blockchain řeší problémy, které trápí zúčastněné strany v řadě průmyslových odvětví, od financí po zemědělství. Distribuované sítě představují mnoho výhod oproti tradičním modelům klient-server, ale mají také některé nevýhody.

Pro

Jednou z okamžitých výhod uvedených v bílé knize bitcoinu je, že platby lze přenášet bez zapojení zprostředkovatele. Blockchainy nové generace to posunuly ještě dále: umožňují uživatelům posílat všechny druhy informací. Eliminace protistran znamená menší riziko pro zúčastněné uživatele a vede k nižším poplatkům, protože neexistuje žádný prostředník, který by škrtal.

Jak již bylo zmíněno, veřejné blockchainové sítě jsou také bez oprávnění – nic nebrání vstupu, protože nikdo nemá moc. Pokud se člověk může připojit k internetu, může komunikovat s ostatními kolegy v síti.

Možná by mnozí tvrdili, že nejdůležitější vlastností je, že blockchain má vysokou odolnost vůči cenzuře. K odstranění centralizované služby musí zlomyslná strana zacílit pouze na server. v síti peer-to-peer však každý uzel funguje jako svůj vlastní server.

Systém, jako je bitcoin, má více než 10 000 viditelných uzlů rozmístěných po celém světě, takže je téměř nemožné pro útočníka, i když má dobré zdroje, narušit síť. Stojí za zmínku, že existuje také mnoho skrytých uzlů, které jsou pro širší síť neviditelné.

To jsou některé z obecných výhod. Konkrétních výhod blockchainu je mnohem více, jak uvidíte v kapitole Jaké jsou výhody blockchainu?

Proti

Blockchain nenabízí řešení pro každý problém Pokud je optimalizován pro výhodu v jedné oblasti, blockchain oslabuje v jiných oblastech. Nejviditelnější překážkou hromadného přijetí blockchainu je škálovatelnost.

To platí pro všechny distribuované sítě. Protože všichni účastníci musí zůstat synchronizováni, nelze nové informace přidávat příliš rychle. Pokud je to příliš rychlé, uzly nestíhají. Proto mají vývojáři tendenci záměrně omezovat rychlost, kterou se může blockchain aktualizovat, aby zajistili, že systém zůstane decentralizovaný.

Pro uživatele sítě to může znamenat dlouhé čekací doby, pokud se příliš mnoho lidí pokouší provádět transakce. Bloky mohou obsahovat pouze tolik dat, že je nepřidají do řetězce okamžitě. Pokud existuje více transakcí, než se vejde do bloku, musí čekat na další blok.

Další možná možnost v decentralizovaném blockchainovém prostředí je: systém nelze jednoduše upgradovat. Pokud napíšete svůj vlastní software, můžete přidat nové funkce, jak si přejete. Nemusíte s nikým spolupracovat ani žádat o povolení k provádění úprav.

V prostředí s potenciálně miliony uživatelů je provádění změn mnohem obtížnější. Můžete změnit některé softwarové parametry vašeho uzlu, ale nakonec budete odpojeni od sítě. Pokud je upravený software nekompatibilní s jinými uzly, uzly o tom budou vědět a odmítnou s vaším uzlem komunikovat.

Předpokládejme, že chcete změnit pravidla týkající se velikosti bloku (z 1 MB na 2 MB). Můžete zkusit poslat tyto bloky do uzlů, ke kterým jste připojeni, ale mají pravidlo, které říká „nepřijímejte bloky větší než 1 MB“. Pokud obdrží větší blok, nezahrnou jej do kopie blockchainu.

Jediným způsobem, jak dosáhnout změny, je přimět většinu ekosystému, aby ji přijal. Ve velkých blockchainových prostředích probíhají intenzivní diskuse, které mohou trvat měsíce – nebo dokonce roky – na fórech, než lze změny koordinovat. Více informací naleznete v části Hard Fork a Soft Fork.

Kapitola 2 – Jak funguje blockchain?

Seznam obsahu

• Jak se do blockchainu přidávají bloky?

• Těžba (doklad o práci)

  • Proof of Work

  • Kontra Proof of Work

• Staking (Proof of Stakes)

  • Pro Proof of Stake

  • Kontra Proof of Stake

• Další konsensuální algoritmy

• Jsou blockchainové transakce vratné?

• Co je škálovatelnost blockchainu?

• Proč blockchain potřebuje škálovatelnost?

• Co je to blockchain fork?

  • Měkká vidlice

  • Tvrdá vidlice

Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Zatím jsme projeli hodně půdy. Víme, že uzly jsou propojené a uchovávají kopii blockchainu. Uzly si také vzájemně sdělují informace týkající se nových transakcí a bloků. Probrali jsme, co je uzel, ale možná vás zajímá: jak se do blockchainu přidávají nové bloky?

Neexistuje jediný zdroj, který by uživatelům řekl, co mají dělat. Protože všechny uzly mají stejnou sílu, musí existovat mechanismus, který rozhodne, kdo může přidávat bloky do blockchainu. Potřebujeme systém, který uživatelům velmi prodražuje podvádění a odměňuje je za čestné jednání. Každý racionálně uvažující uživatel podnikne kroky, které jsou pro něj ekonomicky výhodné.

Protože tato síť nemá oprávnění, vytváření bloků musí být přístupné komukoli. Protokoly to často zajišťují tím, že vyžadují, aby se uživatelé skutečně zapojili – musí riskovat své vlastní peníze. Díky tomu se mohou podílet na generování bloků, a pokud vygenerují platný blok, bude jim vyplacena odměna.

Pokud se však pokusí podvádět, všichni uživatelé v síti to budou vědět. Všechna aktiva, která vloží do sítě, budou ztracena. Tento mechanismus nazýváme konsensuální algoritmus, protože umožňuje účastníkům sítě dosáhnout konsensu o tom, jaké bloky by měly být přidány jako další.

Těžba (doklad o práci)

Těžba je zdaleka nejběžněji používaným konsensuálním algoritmem. Při těžbě se používá algoritmus Proof of Work (PoW). Uživatelé musí obětovat výpočetní výkon, aby se pokusili vyřešit hádanky stanovené protokolem.

Tato hádanka vyžaduje, aby uživatelé zahašovali transakce a další informace obsažené v blocích. Ale aby byl hash považován za platný, musí klesnout pod určité číslo. Protože neexistuje způsob, jak předvídat, co bude výstup produkovat, musí těžaři pokračovat v hašování mírně upravených dat, dokud nenajdou platné řešení.

Opakované hašování dat je samozřejmě nákladná činnost. V blockchainu Proof of Work jsou „vkladem“, který uživatel vloží, peníze investované do těžařova počítače a elektřina použitá k jeho provozu. Dělají to v naději, že dostanou blokovou odměnu.

Pamatujete si, jak jsme diskutovali dříve, že je prakticky nemožné zvrátit hash, ale je snadné to zkontrolovat? Když těžař odešle nový blok přes síť, všechny ostatní uzly jej použijí jako vstup ve funkci hash. Stačí jim jej spustit jednou, aby ověřili, že je blok platný na základě pravidel blockchainu. Pokud to není legální, těžaři nedostanou odměny a budou jen zbytečně plýtvat elektřinou.

První blockchain Proof of Work byl Bitcoin. Od svého vzniku přijalo tento mechanismus PoW mnoho dalších blockchainů.

Proof of Work

• Prošel procesem pokusů a omylů – k dnešnímu dni je Proof of Work nejvyspělejším konsensuálním algoritmem a má hodnotu stovek miliard dolarů.

• Bez povolení – kdokoli se může připojit k těžbě a spustit uzel k ověření.

• Decentralizace – těžaři mezi sebou soutěží ve vytváření bloků, což znamená, že hashovací síla není nikdy řízena jednou stranou.

Kontra Proof of Work

• Plýtvání – těžba spotřebovává hodně elektřiny.

• Čím vyšší je bariéra vstupu – čím více těžařů se k síti připojuje, protokol zvyšuje obtížnost těžařské hádanky. Aby uživatelé zůstali konkurenceschopní, musí investovat do lepšího vybavení, které samozřejmě není levné. To může být pro mnoho horníků příliš drahé.

• 51% útok – ačkoli těžba podporuje decentralizaci, je možné, že jeden těžař získá většinu hashovací síly. Pokud se tak stane, teoreticky by mohli zneplatnit transakci a ohrozit bezpečnost blockchainu.

Staking (Proof of Stake)

Věc, která vás v systému Proof of Work povzbuzuje k čestnému jednání, jsou peníze, které investujete do těžby počítačů a elektřiny. Pokud nebudete bloky správně těžit, investice se vám nevrátí.

S Proof of Stake (PoS) neexistují žádné externí poplatky. Neexistují také žádní těžaři, existují validátoři, kteří navrhují (nebo „vytvářejí“) bloky. Validátoři mohou ke generování nových bloků používat běžné počítače, ale za toto privilegium musí odevzdat velkou část svých finančních prostředků. Staking se provádí s nativní kryptoměnou příslušného blockchainu, v předem stanovených množstvích, podle pravidel každého protokolu.

Různé implementace mají různé varianty, ale jakmile validátor odešle sázku, může být náhodně vybrán protokolem, aby oznámil další blok. Když to udělají správně, dostanou odměnu. Alternativně může být několik validátorů, kteří schválí další blok, v takovém případě bude odměna rozdělena poměrně podle sázky, kterou každý vložil.

„Čisté“ PoS blockchainy jsou vzácnější než DPoS (Delegated Proof of Stake), který vyžaduje, aby uživatelé hlasovali o uzlech (svědky) pro ověření bloků v celé síti.

Ethereum, přední smart contract blockchain, brzy přejde na Proof of Stake při své migraci na ETH 2.0.

Pro Proof of Stake

• Šetrné k životnímu prostředí – uhlíková stopa PoS je velmi malá ve srovnání s těžbou PoW. Staking eliminuje hašovací operace, které vyžadují hodně energie.

• Rychlejší transakce – protože není potřeba utrácet další výpočetní výkon k vyřešení hádanek stanovených protokolem, někteří zastánci PoS tvrdí, že to může zvýšit propustnost transakcí.

• Sázkové odměny a úroky – Odměny za zabezpečení sítě jsou vypláceny přímo držitelům tokenů, nikoli těžařům. V některých případech PoS umožňuje uživatelům generovat pasivní příjem ve formě airdrops nebo úroků pouhým umístěním svých prostředků na sázky.

Kontra Proof of Stake

• Relativně netestováno – protokoly PoS nebyly testovány ve velkém měřítku. V jeho implementaci nebo kryptoekonomice mohou existovat nějaké neobjevené zranitelnosti.

• Plutokracie – existují obavy, že PoS podporuje ekosystém „bohatí a bohatší“, protože validátoři s velkými sázkami mají tendenci vydělávat více odměn.

• Nic není v sázce – v PoW mohou uživatelé „sázet“ pouze na jeden řetězec – těží na řetěz, o kterém věří, že s největší pravděpodobností uspějí. Během hard forku nemohou sázet na více řetězců se stejnou hashovací silou. Validátory v PoS však mohou pracovat na více řetězcích s malými dodatečnými náklady, což může způsobit ekonomické problémy.

Další konsensuální algoritmy

Proof of Work a Proof of Stake jsou nejběžnější konsensuální algoritmy, ale existuje mnoho dalších. Některé hybridní kombinují prvky obou systémů, zatímco jiné jsou zcela odlišné metody.

Tím se zde nebudeme zabývat, ale pokud vás to zajímá, můžete se podívat na následující články:

• Vysvětlení opožděného prokazování práce

• Vysvětlení konsensu o pronajatém Proof of Stake

• Vysvětlení dokladu o oprávnění

• Vysvětlení důkazu o spálení

Jsou blockchainové transakce vratné?

Blockchain je databáze, která je navržena tak, aby byla velmi silná. Jeho přirozená povaha velmi ztěžuje odstranění nebo úpravu blockchainových dat, jakmile byla zaznamenána. Pokud jde o bitcoiny a další velké sítě, je tato činnost téměř nemožná. Když tedy provedete transakci na blockchainu, měli byste předpokládat, že bude trvat navždy.

Existuje však mnoho různých implementací blockchainu a nejzásadnějším rozdílem mezi různými blockchainy je způsob, jakým dosahují konsensu v rámci sítě. To znamená, že v některých implementacích může relativně malá skupina účastníků získat dostatek výkonu v síti k efektivnímu obrácení transakcí. To je zvláště pravděpodobné v případě altcoinů běžících na malých sítích (s nízkými hashovacími sazbami, protože existuje malá konkurence v těžbě).

Co je škálovatelnost blockchainu?

Škálovatelnost blockchainu se obvykle používá jako obecný termín označující schopnost blockchainového systému obsloužit rostoucí poptávku. Blockchain má žádoucí vlastnosti (jako je decentralizace, odolnost proti cenzuře a neměnnost). Ale abychom toho všeho dosáhli, je třeba něco obětovat.

Na rozdíl od decentralizovaných systémů mohou centralizované databáze pracovat s mnohem vyšší rychlostí a propustností. To dává smysl, protože to nevyžaduje tisíce uzlů rozmístěných po celém světě k synchronizaci se sítí při každé úpravě jejího obsahu. Blockchain je pravý opak. Výsledkem je, že škálovatelnost je již léta velmi diskutovaným tématem mezi vývojáři blockchainu.

Pro zmírnění některých výkonnostních nedostatků blockchainu byla navržena nebo implementována řada řešení. Doposud však neexistuje jasný nejlepší přístup. Možná je třeba nejprve vyzkoušet všechna tato různá řešení, dokud nenajdeme odpověď na tento problém se škálovatelností.

Na širší úrovni existuje základní otázka týkající se škálovatelnosti: Měli bychom zvýšit výkon samotného blockchainu (škálovatelnost v řetězci), nebo bychom měli nechat transakce probíhat bez nafouknutí hlavního blockchainu (škálovatelnost mimo řetězec)?

Oba mohou mít jasné výhody. Řešení škálovatelnosti v řetězci mohou snížit velikost transakcí nebo dokonce jednoduše optimalizovat způsob ukládání dat v blocích. Na druhou stranu off-chain řešení dávkovají transakce z hlavního blockchainu a poté je přidávají později. Některá z nejznámějších off-chain řešení jsou takzvané sidechainy a platební kanály.

Pokud vás toto téma zajímá, můžete si přečíst náš článek s názvem Škálovatelnost blockchainu – vedlejší řetězce a platební kanály.

Proč blockchain potřebuje škálovatelnost?

Pokud má blockchainový systém konkurovat svým protivníkům v centralizovaném prostředí, pak blockchain musí fungovat minimálně stejně dobře jako oni. Realisticky však možná bude muset fungovat lépe, aby motivoval vývojáře a uživatele k přechodu na platformy a aplikace založené na blockchainu.

Ve srovnání s centralizovanými systémy by používání blockchainu mělo být rychlejší, levnější a jednodušší pro vývojáře a uživatele. Toho není snadné dosáhnout při zachování vlastností blockchainu, o kterých jsme hovořili dříve.

Co je to blockchain fork?

Stejně jako jakýkoli jiný software je i blockchain potřeba upgradovat, aby se opravily problémy, přidala nová pravidla nebo odstranila stará pravidla. Protože většina blockchainového softwaru je open-source, teoreticky může kdokoli navrhnout aktualizace, které mají být přidány do softwaru, který řídí síť.

Pamatujte, že blockchain je distribuovaná síť. Jakmile je software upgradován, tisíce uzlů po celém světě musí být schopny komunikovat a implementovat novou verzi. Co se ale stane, když účastníci nebudou s navrhovanými vylepšeními souhlasit? Obvykle neexistuje žádná pravomoc rozhodovat, a to nás přivede k soft forkům a hard forkům.

Měkká vidlice

Pokud panuje všeobecná shoda v tom, jak by měla být zlepšení provedena, jde o poměrně jednoduchou záležitost. V takovém scénáři je software aktualizován zpětně kompatibilními změnami, což znamená, že aktualizované uzly mohou stále komunikovat s neaktualizovanými uzly. Navzdory tomu se však ve skutečnosti očekává, že všechny uzly budou časem upgradovány. Tomu se říká soft fork.

Tvrdá vidlice

Tvrdé vidlice jsou ještě složitější. Po implementaci nebudou nová pravidla kompatibilní se starými pravidly. Pokud se tedy uzel s novými pravidly pokusí o interakci s uzlem se starými pravidly, tyto dva nebudou schopny komunikovat. Výsledkem je rozdělení blockchainu na dva – v prvním řetězci je spuštěn starý software, ve druhém řetězci jsou implementována nová pravidla.

Po hard forku budou v podstatě existovat dvě různé sítě provozující paralelně dva různé protokoly. Stojí za zmínku, že když dojde k forku, původní jednotkový zůstatek blockchainu je replikován ze staré sítě. Takže pokud jste měli zůstatek na starém řetězu, když došlo k vidlici, budete mít také rovnováhu na novém řetězu.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, můžete si přečíst Hard Forks a Soft Forks.

Kapitola 3 – Jaké jsou výhody blockchainu?

Seznam obsahu

• Blockchain pro dodavatelské řetězce

• Blockchain a herní průmysl

• Blockchain pro zdravotnictví

• Převod blockchainu

• Blockchain a digitální identita

• Blockchain a internet věcí (IoT)

• Blockchain pro správu věcí veřejných

• Blockchain pro charitu

• Blockchain pro spekulace

• Crowdfunding s blockchainem

• Blockchain a distribuované souborové systémy

Blockchain technologii lze využít v různých oblastech. Pojďme prozkoumat některé z nich.

Blockchain pro dodavatelské řetězce

Efektivní dodavatelský řetězec je srdcem mnoha úspěšných podniků, které se zabývají manipulací se zbožím od dodavatele ke spotřebiteli. Koordinace více zúčastněných stran v rámci určitého odvětví se tradičně ukázala jako obtížná. Technologie blockchain však může umožnit novou úroveň transparentnosti v této oblasti. Aby se průmysl stal robustnějším a spolehlivějším, potřebují interoperabilní ekosystémy dodavatelského řetězce s neměnnými databázemi.

Pokud si chcete přečíst více o tomto tématu, přejděte na Blockchain Uses: Supply Chain.

Blockchain a herní průmysl

Herní průmysl je již jedním z největších zábavních odvětví na světě a blockchainová technologie jej může ještě zvětšit. Osud hráčů bývá většinou v rukou vývojářů her. Ve většině online her jsou hráči nuceni spoléhat se na servery poskytované vývojáři a dodržovat jejich neustále se měnící soubor pravidel. V této souvislosti může blockchain pomoci decentralizovat vlastnictví, správu a údržbu online her.

Největší problém však bude, že herní předměty nemohou existovat mimo titul, což může eliminovat možnost skutečného vlastnictví a sekundárního trhu. Použitím přístupu založeného na blockchainu se hry mohou stát dlouhodobě udržitelnějšími a položky ve hře vydané jako krypto-sběratelské předměty mohou mít v reálném světě větší hodnotu.

Pokud si chcete o tomto tématu přečíst více, můžete si přečíst náš článek s názvem Použití blockchainu: Hry.

Blockchain pro zdravotnictví

Správné ukládání lékařských záznamů je pro zdravotnické systémy zásadní a spoléhání se na centralizované servery představuje riziko pro citlivé informace. Technologie blockchain se svou transparentností a zabezpečením je ideální platformou pro ukládání lékařských záznamů.

Díky kryptografickému zabezpečení záznamů na blockchainu si pacienti mohou zachovat své soukromí a zároveň mohou sdílet lékařské informace se zdravotnickými institucemi. Pokud by se všichni účastníci zdravotnického systému mohli napojit na zabezpečenou globální databázi, tok informací by mezi nimi byl mnohem rychlejší.

Pokud si chcete o tomto tématu přečíst více, můžete si přečíst náš článek s názvem Blockchain Uses: Health Services.

Převod blockchainu

Posílání peněz do zahraničí je pro tradiční bankovnictví problém. Především proto, že spletitá síť zprostředkovatelů, poplatky a dlouhé doby vypořádání činí tuto službu drahou a nespolehlivou pro urgentní transakce.

Kryptoměny a blockchain tyto prostředníky eliminují a umožňují levné a rychlé převody po celém světě. Řada projektů využívá technologii blockchain k provádění levných a téměř okamžitých transakcí.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na náš článek s názvem Použití blockchainu: Převody peněz.

Chcete vlastnit kryptoměnu? Kupte si bitcoiny na Binance!

Blockchain a digitální identita

Bezpečná správa identit na internetu vyžaduje rychlé řešení. Obrovské množství našich osobních údajů je uloženo na centralizovaných serverech a analyzováno pomocí algoritmů strojového učení bez našeho vědomí nebo souhlasu.

Technologie blockchain umožňuje uživatelům převzít vlastnictví jejich dat a selektivně sdělovat informace třetím stranám pouze v případě potřeby. Kryptografické kouzlení, jako je toto, poskytuje plynulejší online zážitek bez obětování soukromí.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na náš článek s názvem Blockchain Uses: Digital Identity.

Blockchain a internet věcí (IoT)

K internetu je připojeno velké množství fyzických zařízení a toto číslo se bude stále zvyšovat. Někteří lidé spekulují, že blockchain by mohl výrazně zlepšit komunikaci a spolupráci mezi těmito zařízeními. Automatizované mikroplatby typu machine-to-machine (M2M) by mohly vytvořit novou ekonomiku, která se opírá o bezpečná a vysoce výkonná databázová řešení.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na náš článek s názvem Blockchain Uses: Internet of Things (IoT).

Blockchain pro správu věcí veřejných

Distribuované sítě mohou vytvářet a prosazovat vlastní formu pravidel ve formě počítačového kódu. Není tedy divu, že blockchain může mít příležitost vstoupit do různých procesů řízení na místní, národní nebo dokonce mezinárodní úrovni.

Blockchain navíc dokáže vyřešit jeden z největších problémů, kterým v současnosti open-source vývojové prostředí čelí – nedostatek spolehlivých mechanismů pro distribuci finančních prostředků. Blockchain governance zajišťuje, že se do rozhodování mohou zapojit všichni účastníci, a poskytuje transparentní obraz o implementovaných politikách.

Pokud si chcete přečíst více, podívejte se na náš článek s názvem Blockchain Uses: Governance.

Blockchain pro charitu

Výzvou, které charitativní organizace často čelí, je omezená média při získávání finančních prostředků. Stejně znepokojivé je, že konečné místo určení darovaných prostředků je obtížné přesně sledovat. Tyto slabiny nepochybně odradí mnoho lidí od podpory těchto organizací.

Tento problém může vyřešit „kryptofilantropie“ s využitím technologie blockchain. Na inherentní vlastnosti technologie blockchain se lze spolehnout při zajištění transparentnosti, globální účasti a snížení nákladů, čímž se maximalizuje dopad samotné charity. Jednou z organizací v této oblasti je Blockchain Charity Foundation.

Pokud si chcete o tomto tématu přečíst více, můžete si přečíst náš článek s názvem Použití blockchainu: Charita.

Blockchain pro spekulace

Jedním z nejpopulárnějších využití technologie blockchain jsou bezpochyby spekulace. Bezproblémové převody mezi burzami, necustodiální obchodní řešení a rostoucí ekosystém derivátových produktů z něj činí ideální hřiště pro všechny typy spekulantů.

Díky své přirozené povaze je blockchain vynikajícím nástrojem pro ty, kteří jsou ochotni riskovat. Někteří lidé si dokonce myslí, že jakmile technologie a regulace týkající se blockchainu dospějí, všechny globální spekulativní trhy budou tokenizovány na blockchain.

Pokud si chcete přečíst více, můžete si přečíst náš článek s názvem Blockchain Uses: Prediction Markets.

Crowdfunding s blockchainem

Online crowdfundingové platformy položily základ pro peer-to-peer ekonomiku téměř v posledním desetiletí. Úspěch těchto stránek ukazuje, že o vývoj produktů crowdfundingu je velký zájem. Protože však tyto platformy fungují jako správci fondů, mohou si vzít velkou část prostředků na poplatky za správu. Kromě toho má každá platforma také své vlastní předpisy, které usnadňují dohody mezi účastníky.

Technologie blockchain a konkrétněji chytré smlouvy mohou vytvořit bezpečnější automatizované crowdfunding, kde jsou podmínky dohody specifikovány v počítačovém kódu.

Další crowdfundingové aplikace, které využívají blockchain, jsou Initial Coin Offering (ICO) a Initial Exchange Offering (IEO). V takovém tokenovém prodeji investoři získávají finanční prostředky v naději, že síť bude v budoucnu úspěšná, takže získají návratnost investice (ROI).

Blockchain a distribuované souborové systémy

Distribuce úložiště souborů přes internet má mnohem více výhod než běžné centralizované alternativy. Většina dat uložených v cloudu závisí na centralizovaných serverech a poskytovatelích služeb, kteří bývají náchylnější k útokům a ztrátě dat. V některých případech mohou uživatelé čelit problémům s přístupem kvůli cenzuře centralizovaných serverů.

Z uživatelského hlediska fungují blockchainová řešení pro ukládání souborů stejně jako typická cloudová řešení – můžete nahrávat, ukládat a přistupovat k souborům. Ale to, co se dělo v zákulisí, bylo velmi odlišné.

Když nahrajete soubory na blockchain úložiště, jsou distribuovány a replikovány mezi více uzly. V některých případech bude každý uzel ukládat jinou část vašeho souboru. Systém toho s částečnými daty moc neumí, ale pak můžete požádat uzel o poskytnutí každého kusu, takže je můžete zkombinovat a získat zpět celý soubor.

Úložný prostor pochází od účastníků, kteří poskytují své úložiště a šířku pásma síti. Obecně jsou tito účastníci ekonomicky motivováni k poskytování těchto zdrojů a naopak jsou také ekonomicky penalizováni, pokud nedodržují pravidla nebo neukládají a neposkytují soubory.

Tento typ sítě si můžete představit jako podobný bitcoinu. V tomto případě však hlavním účelem sítě není podpora převodu peněžní hodnoty, ale přizpůsobení se cenzuře odolné a decentralizované ukládání souborů.

Další open-source protokoly, jako je InterPlanetary File System (IPFS), již dláždí cestu tomuto novému, trvalejšímu, distribuovanému webu. I když je IPFS protokol a síť typu peer-to-peer, systém není plně blockchain. IPFS však používá několik principů technologie blockchain ke zvýšení bezpečnosti a efektivity.