Co je technologie blockchain? Podívejte se na Ultimate Getting Started Guide

kapitola

1. Blockchain 101

2. Jak blockchain funguje?

3. K čemu se blockchain používá?

Kapitola 1 – Blockchain 101

Obsah

• Co je blockchain?

• Jak jsou bloky propojeny?

• Blockchain a decentralizace

• Problém byzantských generálů

• Proč musí blockchain implementovat decentralizaci?

• Co je to síť peer-to-peer?

• Co je blockchainový uzel?

• Veřejný řetězec a soukromý řetězec

• Jak transakce probíhá?

• Jak obchodovat s bitcoiny

  • Jak vybrat bitcoiny z Binance

  • Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

• Kdo vynalezl technologii blockchain?

• Výhody a nevýhody technologie Blockchain

  • výhoda

  • nedostatek

Co je blockchain?

Blockchain je speciální typ databáze. Možná jste slyšeli o termínu distribuovaná účetní kniha nebo DLT a v mnoha případech je blockchain distribuovaná účetní kniha.

Blockchain má některé vlastnosti, jako je soubor pravidel, jak přidávat data do řetězce, a jakmile data vstoupí do úložného systému, je téměř nemožné je virtuálními prostředky upravit nebo odstranit.

Postupem času se data přidávají do struktur nazývaných bloky. Každý blok navazuje na předchozí blok a každý blok obsahuje část informace, která jej spojuje s předchozím blokem. Stačí se podívat na nejnovější blok, abychom zjistili, zda to byl poslední vytvořený blok. Pokud tedy budeme pokračovat v hledání podél „řetězce“, můžeme najít první blok, který je běžně známý jako genesis block.

Řekněme například, že máte tabulku se dvěma sloupci. Do první buňky prvního řádku můžete zadat jakákoli data, která chcete uložit.

Data v první buňce se poté převedou na dvoupísmenný identifikátor a nadále se zadávají jako součást další buňky. V tomto příkladu je třeba zadat dvoupísmenný identifikátor KP do buňky na druhém řádku (defKP). To znamená, že pokud změníte první zadaný údaj (abcAA), změní se kombinace písmen v další buňce.

Každý záznam v databázi souvisí s předchozím záznamem.

Nyní se podíváme na řádek 4, nejnovější identifikátor je TH. Pamatujete si, co jsem zmínil dříve? Nemůžeme vrátit proces a nemůžeme přesunout nebo odstranit položky. Vzhledem k povaze blockchainu může každý uživatel vizuálně vidět, že operace je dokončena, a jednoduše bude ignorovat změny, o které se pokoušíte.

Předpokládejme, že změníte data v první buňce, identifikátor, který získáte, se změní, což znamená, že se změní data ve druhém bloku, což způsobí, že se změní i identifikátor na řádku 2, takže A tak dále. TH je v podstatě produktem všech informací, které předcházely jeho vytvoření.

Jak jsou bloky propojeny?

To, co jsme diskutovali výše, dvoupísmenné identifikátory, jednoduše simuluje použití hašovacích funkcí blockchainu. Hashe jsou lepidlo, které zajišťuje, že bloky spolu souvisí. Hašování bere data libovolné velikosti a pomocí matematické funkce vytváří řetězec výstupů (hodnoty hash), které mají vždy stejnou délku.

Použití hashovacích algoritmů v blockchainu dává smysl, protože šance, že uživatel najde dvě data, která produkují stejný výstup, je extrémně malá. Jak ukazuje výše uvedený identifikátor, jakmile se vstupní data mírně změní, exportovaný výstup bude zcela odlišný.

SHA256 je funkce široce používaná v oblasti bitcoinů. Použijme tuto funkci k vysvětlení. Jak vidíte, ke kompletní změně výstupu stačí i pouhá změna velikosti písmen.

V současné době nedošlo ke kolizi SHA256 (tj. dva různé vstupy vedoucí ke stejnému výstupu), což je zvláště důležité v kontextu blockchainu. To znamená, že každý blok obsahující hash lze vysledovat zpět k předchozímu bloku a každý pokus o úpravu staršího bloku bude zjevný.

Každý blok obsahuje otisk předchozího bloku.

Blockchain a decentralizace

Podrobně jsme probrali základní strukturu blockchainu. Pokud uslyšíte ostatní lidi mluvit o technologii blockchain, možná zjistíte, že tématem, o kterém diskutují, není samotná databáze, ale ekosystém vybudovaný kolem blockchainu.

Blockchain má samostatnou datovou strukturu, a proto je užitečný pouze ve specializovaných aplikacích. Pokud tyto nástroje poskytneme cizím lidem, abychom usnadnili koordinaci a spolupráci, bude zajímavé sledovat, jak se věci vyvinou. Zároveň, pokud se zkombinuje s dalšími technologiemi a určitou znalostí teorie her, může se blockchain stát distribuovanou účetní knihou, kterou nikdo nekontroluje.

To znamená, že žádný uživatel nemůže upravit záznam v rozporu se systémovými pravidly (více o pravidlech později). V tomto smyslu si můžete účetní knihu představit jako sdílenou všemi: účastníci se musí vždy dohodnout na změnách v blockchainu.

Problém byzantských generálů

Ve skutečnosti je skutečnou překážkou rozvoje výše uvedeného systému problém byzantských generálů. Problému se poprvé dostalo pozornosti v 80. letech 20. století a popisuje dilema, ve kterém musí izolovaní aktéři mezi sebou komunikovat, aby mohli koordinovat své akce. V této zvláštní situaci, poté, co skupina generálů vedla své jednotky k obklíčení určitého města, se museli rozhodnout, zda zaútočit. Ale generál mohl svá rozhodnutí sdělovat pouze kurýrem.

Každý generál musí vydat rozkazy k útoku nebo ústupu. Bez ohledu na to, zda jde o útok nebo ústup, pokud se generálové dohodnou. Pokud se rozhodnou zaútočit, musí zaútočit celá armáda, aby dosáhla vítězství. Jak tedy můžeme zajistit, aby se nic nepokazilo?

Pravda, měli posly jako prostředek komunikace. Co by se ale stalo, kdyby byl kurýr zachycen a nepřítel změnil zprávu „Attack at Dawn“ na „Attack Tonight“? Co když se jeden z generálů vzepře a záměrně svede ostatní generály a způsobí jejich porážku?

K úspěchu je nutný společný útok všech generálů (vlevo). Jinak budou poraženi (vpravo).

Proto musíme vytvořit strategii, která umožní každému dosáhnout konsensu, i když účastníci přestanou fungovat nebo budou zachyceny zprávy. Pokud armáda zaútočí na město bez podpory, bude situace velmi tragická a neudržování databáze povede také ke špatným následkům. I když nejde o život, pravda je stejná. Pokud je blockchain ponechán bez dozoru a nemusí uživatelům poskytovat „správné“ informace, uživatelé musí být schopni spolu komunikovat.

Aby bylo možné řešit potenciální selhání, kterým čelí jeden (nebo více) uživatelů, musí být mechanismus blockchainu správně navržen tak, aby se s těmito překážkami vyrovnal. Následně vznikly byzantské systémy odolné proti chybám. Jak uvidíme dále, konsenzuální algoritmy lze použít k vynucení pravidel, která jsou pevná jako železné zdi.

Proč musí blockchain implementovat decentralizaci?

Blockchain samozřejmě můžete provozovat i sami. Nakonec ale zjistíte, že množství dat a přetížení informacemi je tak hrozné, že nemůže konkurovat jiným pečlivě provozovaným blockchainům. Protože pouze v decentralizovaném prostředí, kde jsou si všichni uživatelé rovni, může být skutečný potenciál blockchainu plně rozvinut. Tímto způsobem je blockchain chráněn před smazáním nebo škodlivým převzetím. Protože existuje pouze jeden zdroj dat, všechny informace jsou dostupné každému uživateli.

Co je to síť peer-to-peer?

Síť peer-to-peer (P2P) se skládá z naší uživatelské vrstvy (nebo skupiny obecných v příkladu popsaném výše). V této síti není žádná administrátorská pozice, takže pokud si uživatelé potřebují vyměňovat informace, mohou posílat informace přímo druhé straně bez volání na centrální server.

Podívejte se prosím na obrázek níže. A v diagramu vlevo musí projít serverem, aby nasměroval své zprávy do F. Ale jak je vidět z obrázku vpravo, lze je připojit přímo bez prostředníka.

Centralizovaná síť (vlevo) a decentralizovaná síť (vpravo).

Za normálních okolností bude server ukládat všechny informace požadované uživatelem. Když například navštívíte Binance Academy, ve skutečnosti žádáte její server o poskytnutí všech článků na webu. Pokud je web offline, již jej nebudete moci zobrazit. Pokud jste si však již vše stáhli a nahráli do počítače, není třeba posílat přihlášku do Binance Academy.

Ve skutečnosti přesně takto funguje každý peer na blockchainu: celá databáze je již uložena v jejich počítači. Bez ohledu na to, kdo opustí síť, neovlivní to schopnost ostatních uživatelů přistupovat k blockchainu a sdílet informace mezi sebou. Když je do blockchainu přidán nový blok, data v něm budou šířena všem uživatelům v síti, takže každý uživatel může včas aktualizovat svou vlastní kopii účetní knihy.

Nezapomeňte si přečíst "Podrobné vysvětlení sítí peer-to-peer", kde najdete podrobnou diskusi odborníků na tento typ sítí.

Co je blockchainový uzel?

Nody, jednoduše řečeno, jsou stroje, které používáme k připojení k síti. Tyto stroje jsou zodpovědné za ukládání kopií blockchainu a sdílení informací s jinými stroji. Uživatelé nemusí tyto procesy zpracovávat ručně. Obvykle stačí stáhnout a spustit software související s blockchainem a systém může automaticky převzít zbývající operace.

Výše uvedený popis uzlů je velmi stručný a definice zahrnuje i další uživatele, kteří jakkoli interagují se sítí. Například ve světě kryptoměn je jednoduchá aplikace peněženky ve vašem telefonu takzvaným světelným uzlem.

Veřejný řetězec a soukromý řetězec

Možná víte, že blockchainový průmysl se dodnes rozvinul díky pevnému základu, který položil Bitcoin. Od doby, kdy se bitcoin stal legitimním finančním aktivem, inovátoři začali přemýšlet o potenciálu použití základní technologie v jiných oblastech. Proto zkoumání blockchainu do bezpočtu případů použití mimo finance.

Bitcoin, také známý jako veřejný blockchain. To znamená, že každý uživatel si může prohlížet transakce v řetězci a jednoduše mít přístup k internetu a potřebnému softwaru pro připojení k blockchainu. Neexistují žádné další požadavky na účast v blockchainu, takže to můžeme nazvat prostředím bez oprávnění.

Protějškem je privátní blockchain, což je další typ blockchainu. Tyto systémy vytvářejí sadu pravidel, která omezují oprávnění k přístupu a interakci na blockchainu. Proto tomu říkáme povolené prostředí. I když se soukromé blockchainy mohou na první pohled zdát trochu zbytečné, byly s jejich využitím vyvinuty některé důležité aplikace především v podnikových prostředích.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si prosím "Jaký je rozdíl mezi veřejným řetězcem, soukromým řetězcem a řetězcem konsorcia?" 》

Chcete začít svou cestu za kryptoměnami? Přejděte na Binance a kupte si bitcoiny hned teď!

Jak transakce probíhá?

Pokud chce Alice zaplatit Bobovi prostřednictvím systému bankovního převodu, oznámí to nejprve bance. Pro zjednodušení předpokládáme, že obě strany používají stejnou banku. Banka před aktualizací své databáze zkontroluje, zda má Alice dostatek finančních prostředků k provedení transakce (např. 50 $ je odečteno z Alicina účtu a 50 $ připsáno na Bobův účet).

Blockchain funguje podobně. Obojí jsou totiž v podstatě databáze. Ale klíčový rozdíl je v tom, že blockchain vynechává potřebu třetí strany kontrolovat a aktualizovat zůstatek. Všechny uzly automaticky dokončí tyto operace.

Pokud chce Alice zaplatit Bobovi 5 bitcoinů, jednoduše odešle tuto zprávu do sítě. Transakce není přidána do blockchainu okamžitě, ale informace jsou přijímány různými uzly, protože před potvrzením transakce musí být dokončeny další operace. Přečtěte si prosím Jak se přidávají bloky do blockchainu?

Jakmile je transakce přidána do blockchainu, všechny uzly obdrží informaci, že transakce byla dokončena. Tyto uzly aktualizují svou kopii blockchainu, aby odrážela nové transakce. Nyní již Alice nemůže poslat těchto pět jednotek Carol (takže se vyhne duplicitnímu odeslání), protože síť ví, že tyto jednotky již vyplatila v předchozí transakci.

Koncept uživatelských jmen a hesel v blockchainu neexistuje a k prokázání vlastnictví finančních prostředků lze použít kryptografii veřejného klíče. Prvním krokem k získání finančních prostředků je, že Bob potřebuje vygenerovat soukromý klíč. Soukromý klíč je dlouhé, náhodně generované číslo, které je tak složité, že ho nikdo nedokáže prolomit, i kdyby to trvalo stovky let. Pokud ale ostatním sdělíte svůj soukromý klíč, ostatní mohou prokázat své vlastnictví jeho finančních prostředků (a tudíž mají právo je utratit). Proto je důvěrnost zásadní.

Bob však může také provést následující akci, kterou je odvození veřejného klíče ze soukromého klíče. Může dát svůj veřejný klíč komukoli, protože možnost zpětného inženýrství veřejného klíče k získání soukromého klíče je mizivá. Ve většině případů provede jinou operaci s veřejným klíčem (jako je spuštění hashovacího algoritmu), aby získal veřejnou adresu.

Dá Alici veřejnou adresu, aby věděla, kam má peníze poslat. Vytvoří transakci, aby zaplatila finanční prostředky na tuto veřejnou adresu. Poté musí pomocí svého soukromého klíče vygenerovat digitální podpis, aby dokázala síti, že používá své vlastní prostředky. Všichni uživatelé mohou vzít podepsanou zprávu Alice a porovnat ji s jejím veřejným klíčem, aby zjistili, že má oprávnění poslat tyto prostředky Bobovi.

Jak obchodovat s bitcoiny

Pojďme si vysvětlit, jak obchodovat s bitcoiny prostřednictvím následujících dvou scénářů. Prvním případem je výběr bitcoinu z Binance a druhým případem zaslání prostředků z vaší TrustWallet do peněženky Electrum.

Jak vybrat bitcoiny z Binance

1. Přihlaste se ke svému účtu Binance. Pokud ještě nevlastníte žádná bitcoinová aktiva, podívejte se na našeho průvodce bitcoiny, kde se dozvíte, jak je koupit.

2. Najeďte kurzorem na "Wallet" a vyberte "Spot Wallet".

3. Klikněte na "Vyjmout" na levém postranním panelu.

4. Vyberte bitcoiny, které chcete vybrat (tentokrát vyberte bitcoiny).

5. Zkopírujte odesílací adresu stažených bitcoinů a vložte ji do bitcoinové adresy příjemce.

6. Určete, kolik bitcoinů potřebujete vybrat.

7. Klikněte na "Odeslat".

8. Brzy obdržíte potvrzovací e-mail. Ujistěte se, že je adresa správná. Pokud je to správné, stačí transakci potvrdit e-mailem.

9. Počkejte, až transakce vstoupí do blockchainu. Stav transakce můžete zkontrolovat na kartě Historie vkladů a výběrů nebo pomocí průzkumníka bloků.

Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

V tomto příkladu odešleme bitcoiny z Trust Wallet společnosti Electrum.

1. Otevřete aplikaci Trust Wallet.

2. Klikněte na svůj bitcoinový účet.

3. Klikněte na "Odeslat".

4. Otevřete peněženku Electrum.

5. Klikněte na záložku Receive v Electrum a zkopírujte adresu.

Můžete se také vrátit do Trust Wallet a kliknout na ikonu [–], naskenovat QR kód a přejít na vaši adresu Electrum.

6. Vložte svou bitcoinovou adresu do „Adresa příjemce“ v Trust Wallet.

7. Určete množství.

8. Pokud je proces správný, potvrďte transakci.

9. Hotovo! Trpělivě vyčkejte na potvrzení transakce v blockchainu. Adresu můžete zkopírovat do průzkumníka bloků a kdykoli sledovat její stav.

Chcete začít svou cestu za kryptoměnami? Přejděte na Binance a kupte si bitcoiny hned teď!

Kdo vynalezl technologii blockchain?

Od uvedení bitcoinu, prvního a nejoblíbenějšího blockchainu, v roce 2009, byla technologie blockchainu formalizována. Jeho anonymní tvůrce Satoshi Nakamoto však čerpal inspiraci z dřívějších technologií a návrhů.

Blockchain široce využívá hašovací funkce a kryptografické koncepty, které předcházejí bitcoin o desítky let. Zajímavé je, že struktura blockchainu sahá až do počátku 90. let 20. století, ale v té době byla tato technologie používána pouze k přidávání časového razítka k dokumentům, s nimiž nebylo možné manipulovat.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Historie blockchainu.

Výhody a nevýhody technologie Blockchain

Blockchain byl pečlivě navržen tak, aby vyřešil řadu problémů, které trápí zúčastněné strany v různých odvětvích, od financí po zemědělství, blockchain může efektivně hrát svou roli. Distribuované sítě mají oproti tradičnímu modelu klient-server mnoho výhod, ale nejsou dokonalé.

výhoda

Jak je zmíněno v bílé knize o bitcoinech, jednou z přímých výhod blockchainu je, že uživatelé mohou převádět peníze přímo a obcházet zprostředkovatele. Následné blockchainy tuto funkcionalitu prohloubily a umožnily uživatelům posílat různé typy informací. Odstranění systému protistran znamená, že uživatelé budou méně pravděpodobně vystaveni riziku a poplatky jsou odpovídajícím způsobem nižší, protože neexistují žádné poplatky účtované zprostředkovateli.

Jak již bylo zmíněno dříve, veřejná blockchainová síť je prostředí bez oprávnění, protože neexistuje žádná osoba, která by to měla na starosti, neexistují žádné překážky vstupu. Potenciální uživatelé mohou komunikovat s ostatními v síti, pokud mají připojení k internetu.

Mnozí věří, že blockchain je nejlépe známý pro svou vysoce cenzurní povahu. Pokud se zákeřný hráč pokusí zaútočit na centralizovanou službu, může se jednoduše zaměřit na server a hotovo. Ale v síti peer-to-peer může každý uzel fungovat jako svůj vlastní server.

Systémy jako bitcoin mají více než 10 000 viditelných uzlů rozmístěných po celém světě, takže pro dobře vybaveného útočníka je téměř nemožné kompromitovat síť. Stojí za zmínku, že v systému je mnoho skrytých uzlů, které jsou skryty v rozsáhlé síti.

Některé z výhod jsou popsány níže. Blockchain může sloužit mnoha speciálním případům použití, viz K čemu se blockchain používá?

nedostatek

Blockchain není univerzální řešení pro všechny problémy. Jak bylo zmíněno v předchozí části, ačkoli jsou silné stránky posíleny, existují i ​​jiné oblasti slabých stránek. Největší překážkou, kterou blockchain má, je jeho nemožnost použití ve velkém měřítku kvůli špatné škálovatelnosti.

To je také běžný problém v distribuovaných sítích. Protože všichni účastníci musí zůstat synchronizováni, rychlost přidávání nových informací musí být řízena, jinak uzly nebudou schopny držet krok. Proto, aby byla zajištěna decentralizace systému, vývojáři mají tendenci vědomě omezovat rychlost aktualizace blockchainu.

Pokud se pro uživatele v síti pokusí o transakce příliš mnoho lidí, čekací doba se prodlouží na neurčito. Bloky mají omezenou kapacitu pro uložení dat a data často nelze do bloku přidat okamžitě. Pokud počet transakcí překročí kapacitu bloku, bude nutné nadbytečné transakce zařadit do fronty, aby počkaly na vstup do dalšího bloku.

Další potenciální nevýhodou decentralizovaných blockchainových systémů je, že je nelze libovolně upgradovat. Pokud vyvíjíte software, můžete přirozeně přidávat nové funkce podle libosti. K zajištění úspěšné implementace vašich změn nemusíte žádat o spolupráci nebo souhlas ostatních.

Vzhledem k milionům potenciálních uživatelů ve stejném prostředí je však pochopitelné, jak obtížné je provádět změny. Možná můžete změnit některé parametry softwaru uzlu, ale nakonec to způsobí odtržení od původní sítě. Pokud je software vylepšen a stane se nekompatibilním s jinými uzly, ostatní uzly si rychle všimnou rozdílu a odmítnou s vaším uzlem komunikovat.

Předpokládejme, že chcete změnit velikost bloků (např. z 1 MB na 2 MB). Můžete se pokusit blok odeslat do uzlů, ke kterým jste připojeni, ale tyto uzly se řídí jedním pravidlem – nebudou přijímat bloky větší než 1 MB. Pokud obdrží větší blok, nezahrnou jej do své kopie blockchainu.

Jediný způsob, jak zavést změny, je nechat je přijmout naprostá většina uživatelů v ekosystému. U většiny blockchainů vyžaduje koordinace změn rozsáhlou diskusi mezi uživateli na fórech, což může trvat měsíce nebo dokonce roky. Podrobnosti viz Hard Forks a Soft Forks.

Kapitola 2 – Jak funguje blockchain?

Obsah

• Jak se do blockchainu přidávají bloky?

• Těžba (doklad o práci)

  • Výhody Proof of Work

  • Nevýhody Proof of Work

• Zástava vlastního kapitálu (důkaz o vlastním kapitálu)

  • Výhody Proof of Stake

  • Nevýhody Proof of Stake

• Další konsensuální algoritmy

• Lze blockchainovou transakci zvrátit?

• Co je škálovatelnost blockchainu?

• Proč se blockchain potřebuje rozšiřovat?

• Co je to blockchain fork?

  • měkká vidlice

  • tvrdá vidlice

Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Dosud jsme probrali spoustu konceptů. Chápeme, že uzly jsou vzájemně propojeny a mohou ukládat kopie blockchainu. Kromě toho budou uzly sdílet informace o transakcích a informace o nových blocích. Diskutovali jsme o definici uzlu, ale stále můžete mít otázky: Jak se do blockchainu přidávají nové bloky?

Nikdo nepřiděluje uživatelům úkoly. Protože všechny uzly mají stejnou sílu, je třeba vytvořit mechanismus, který spravedlivě rozhodne, kdo dostane příležitost přidávat nové bloky do blockchainu. Musíme vybudovat systém, kde uživatelé platí vysoké náklady za podvádění a jsou odměňováni za čestné jednání. Každý rozumný uživatel by chtěl, aby věci fungovaly co nejlépe.

Protože síť je prostředí bez oprávnění, vytvoření bloku vyžaduje jednomyslný souhlas všech uživatelů. Protokoly často vyžadují, aby všichni uživatelé sdíleli riziko, což znamená, že musí riskovat své vlastní peníze, aby síť správně fungovala. Tato akce jim umožňuje účastnit se procesu vytváření bloku, a pokud je nakonec úspěšně vygenerován platný blok, všichni obdrží odměnu.

Jakmile se však někdo pokusí podvádět, je okamžitě objeven ostatními uživateli v síti. Podvodníci ztratí všechna investovaná práva. Tento mechanismus nazýváme konsensuální algoritmus, protože umožňuje účastníkům sítě dohodnout se na tom, jaké bloky by měly být přidány jako další.

Těžba (doklad o práci)

Těžba je zdaleka nejběžněji používaným konsensuálním algoritmem. Algoritmus Proof of Work (PoW) se často používá v procesu těžby. Uživatelé musí tvrdě pracovat, aby vyřešili složité problémy formulace protokolu na úkor výpočetního výkonu.

Takové hádanky vyžadují, aby uživatelé hashovali transakce a další informace obsažené v blocích. Ale hash hodnota musí být pod určitou hodnotou, aby byla účinná. Vzhledem k tomu, že neexistuje způsob, jak předvídat daný výstup, musí těžaři neustále hashovat mírně pozměněná data, dokud nenajdou platné řešení.

Je zřejmé, že náklady na opakované hašování dat jsou poměrně drahé. V blockchainu, který využívá mechanismus proof-of-work, „kapitál“ investovaný uživateli zahrnuje utrácení peněz na nákup těžebních strojů a elektřinu spotřebovanou těžebními stroji. Tento krok je zaměřen na získání blokových odměn.

Již dříve jsme zmínili, že hašovací funkce jsou teoreticky nevratné, ale proces kontroly jejich správnosti je poměrně jednoduchý. Pokud těžař pošle nový blok jiným uživatelům v síti, všechny ostatní uzly použijí tento nový blok jako vstup pro hashovací funkci. Tyto uzly potřebují provést pouze jedno ověření, aby potvrdily, zda je blok platný podle pravidel aktuálního blockchainu. Pokud se jedná o nepravdivé informace, nejen že těžaři nedostanou žádnou odměnu, ale navíc promrhají spoustu nákladů na elektřinu.

Bitcoin je první blockchain, který přijal mechanismus proof-of-work. Od vytvoření mechanismu proof-of-work se začalo používat mnoho blockchainů.

Výhody Proof of Work

• Proven – Proof of Work je zdaleka nejvyspělejší algoritmus konsenzu a vytvořil hodnotu stovek miliard dolarů.

• Nejsou vyžadována žádná oprávnění – všichni uživatelé se mohou zapojit do těžebních soutěží nebo jednoduše spustit validátorový uzel.

• Decentralizace – Těžaři mezi sebou soutěží ve výrobě bloků, což znamená, že hashovací sílu nemůže ovládat žádná strana.

Nevýhody Proof of Work

• Odpad – Těžba spotřebuje hodně elektřiny.

• Bariéry vstupu se postupně zvyšují – počet těžařů připojujících se k síti se každým dnem zvyšuje, takže protokol zvyšuje obtížnost problému s těžbou. Aby si uživatelé udrželi konkurenceschopnost, musí nakupovat výkonnější zařízení. To stačí k odstrašení mnoha horníků.

• 51% útok – Ačkoli těžba podporuje decentralizaci, existuje také možnost, že většinu hashovací síly získá jediný těžař. Pokud k tomu dojde, v zásadě mají moc zvrátit transakci a podkopat bezpečnost blockchainu.

Zástava vlastního kapitálu (důkaz o vlastním kapitálu)

V systému, který provozuje mechanismus prokazování práce, platíte za těžební stroj a platíte účet za elektřinu, což je pro vás pobídka, abyste jednali čestně. Pokud netěžíte blockchain správným způsobem, vaše investice se vám nevrátí.

S mechanismem Proof of Stake (PoS) nevznikají žádné externí náklady. Kromě těžařů máme i validátory, kteří umí navrhovat (nebo vyrábět) bloky. Mohou používat běžné počítače ke generování nových bloků, ale pouze v případě, že investují velké množství akciových fondů a tvoří značnou část celého kapitálového řetězce, aby mohli využívat této výsady. V závislosti na pravidlech každého protokolu jsou uživatelé povinni vsadit předem stanovené množství nativní kryptoměny blockchainu.

Ačkoli různé implementace povedou k velmi odlišným výsledkům, jakmile validátor vsadí své jednotky, protokol náhodně vybere způsobilého uživatele, který oznámí další blok. Pokud to uděláte správně, mohou tito uživatelé získat odměny. Je také možné, že mnoho validátorů chce zastavit další blok, pak blockchain přidělí odměny podle hypotečního poměru investovaného každým validátorem.

„Čisté“ blockchainy proof-of-stake jsou méně běžné než delegované proof-of-stake (DPoS), které vyžadují, aby uživatelé hlasovali pro uzly (svědky), které ověřují bloky v celé síti.

Ethereum, přední smart contract blockchain, postupně přejde na proof-of-stake, protože migruje na Ethereum 2.0.

Výhody Proof of Stake

• Šetrné k životnímu prostředí – Proof of Stake má mnohem nižší uhlíkovou stopu než těžba Proof of Work. Staking eliminuje potřebu hašovacích operací náročných na zdroje.

• Rychlejší transakce – Někteří zastánci Proof-of-Stake se domnívají, že může zvýšit propustnost transakcí tím, že eliminuje potřebu investovat další výpočetní výkon do libovolného rébusu nastaveného protokolem.

• Odměny za sázky a úroky – Tyto výhody se těžařům nevyplácejí, protože odměny za zabezpečení sítě jdou přímo na účty držitelů tokenů. V některých případech Proof of Stake umožňuje uživatelům vydělávat pasivní příjem (ve formě airdrops nebo úroků) jednoduše tím, že vsadí svá aktiva.

Nevýhody Proof of Stake

• Relativně netestováno – protokoly Proof-of-stake nebyly testovány ve velkém měřítku. V procesu provádění nebo v kryptoekonomice mohou existovat nějaké neznámé zranitelnosti.

• Plutokratický – Někteří uživatelé se obávají, že Proof-of-Stake podporuje ekosystém „bohatí a bohatší“, kde validátoři dostávají více odměn, čím více vsadí.

• Problém bez sázky – V proof-of-work mohou těžaři „sázet“ pouze na jeden řetězec, takže mají tendenci těžit na řetězci s nejvyšší úspěšností. Během hard forku nebyli schopni vsadit na více řetězců při zachování stejné hashovací síly. V rámci mechanismu proof-of-stake však mohou validátoři těžit na více řetězcích současně jen s malými dodatečnými náklady, takže to pravděpodobně způsobí ekonomické problémy.

Další konsensuální algoritmy

Proof-of-work a proof-of-stake jsou dva nejběžnější konsensuální algoritmy. Kromě toho existuje mnoho dalších algoritmů. Některé algoritmy kombinují prvky obou systémů, zatímco jiné jsou zcela odlišné algoritmy.

Tentokrát to nebudu rozebírat, pokud vás to zajímá, můžete se podívat na následující články:

• "Podrobné vysvětlení důkazu o opožděné pracovní zátěži"

• "Podrobné vysvětlení konsensu o prokázání zájmu o pronájem"

• "Podrobné vysvětlení autoritativního důkazu"

• "Podrobné vysvětlení certifikátu zničení"

Lze blockchainovou transakci zvrátit?

Z hlediska designu jsou blockchainy extrémně robustní databáze. Jeho přirozené vlastnosti znesnadňují vymazání nebo úpravu dat blockchainu, jakmile jsou zaznamenána. A v bitcoinu a dalších velkých síťových oblastech je pravděpodobnost, že se taková nehoda stane, extrémně malá. Proto, když provádíte transakce na blockchainu, zamyslete se prosím dvakrát, protože zde není žádný manévrovací prostor.

Jak již bylo řečeno, existuje mnoho způsobů, jak implementovat blockchain na trhu, a nejpodstatnější rozdíl mezi těmito způsoby je, jak dosáhnout konsensu v rámci sítě. To znamená, že v některých implementacích může skupina získat dostatek síly v rámci sítě, aby efektivně zvrátila transakci navzdory relativně malému počtu účastníků. To je důvod, proč je oběh altcoinů v určitých malých sítích (kde je nízká konkurence v těžbě, což má za následek nízké hashovací sazby) obzvláště znepokojivý.

Co je škálovatelnost blockchainu?

Škálovatelnost blockchainu se často používá jako zastřešující termín pro označení schopnosti blockchainového systému uspokojit rostoucí poptávku. Přestože blockchain kombinuje mnoho žádoucích atributů (jako je decentralizace, odolnost proti cenzuře a neměnnost), není dokonalý.

Centralizované databáze běží rychleji a mají vyšší propustnost než decentralizované systémy. Ten druhý existuje ze svých vlastních důvodů, jako je to, že se nemusí synchronizovat se sítí přes tisíce uzlů rozmístěných po celém světě pokaždé, když se něco změní. Blockchain je pravý opak. Škálovatelnost jako taková je mezi vývojáři blockchainu léta velmi diskutovaným tématem.

K vyřešení některých výkonnostních nedostatků blockchainu byla již dlouho navržena nebo implementována celá řada řešení. Dodnes však nebylo dosaženo dokonalého řešení. Než konečně najdete jasnou odpověď na svůj problém se škálovatelností, může to vyžadovat nespočet řešení.

Na makro úrovni zbývá vyřešit zásadní otázku týkající se škálovatelnosti: Zda bychom zlepšili výkon samotného blockchainu (škálování na řetězci), nebo bychom měli umožnit, aby více transakcí probíhalo současně, aniž by došlo k nafouknutí hlavního blockchainu (škálování na řetězu ) prodloužení)?

Oba výzkumné směry mají zjevné výhody. Řetězová řešení škálování mohou snížit velikost transakcí a dokonce optimalizovat způsob ukládání dat v blocích. Na druhou stranu řešení mimo řetězec mohou vyžadovat, aby transakce na hlavním blockchainu byly zpracovány v dávkách a až později přidány do blockchainu. Kromě toho jsou postranní řetězce a platební kanály také řešeními mimo řetězec, která si zaslouží hloubkovou studii.

Další informace o tomto tématu najdete v článku Škálovatelnost blockchainu: vedlejší řetězce a platební kanály.

Proč se blockchain potřebuje rozšiřovat?

Pokud má blockchainový systém konkurovat centralizovaným systémům, potřebuje mít minimálně stejně dobrý výkon. Ve skutečných situacích musí mít první z nich lepší výkon, aby motivoval vývojáře a uživatele, aby se přiklonili k blockchainovým platformám a aplikacím.

To znamená, že blockchain musí poskytovat vývojářům a uživatelům lepší zkušenosti než centralizované systémy, například být rychlejší, dostupnější a snadněji ovladatelný. Ve skutečnosti však není snadné udržet základní charakteristiky blockchainu diskutované výše a zároveň zajistit tyto předpoklady.

Co je to blockchain fork?

Veškerý software je třeba upgradovat a blockchainový software není výjimkou Pouze prostřednictvím upgradů lze vyřešit problémy, přidat nová pravidla nebo odstranit stará pravidla. Vzhledem k tomu, že většina blockchainového softwaru je open source, každý uživatel má teoreticky možnost přidávat aktualizace do softwaru, který řídí síť.

Pamatujte, že blockchain je distribuovaná síť. Jakmile je software aktualizován, tisíce uzlů roztroušených po celém světě potřebují komunikovat a implementovat novou verzi. Co se ale stane, když se účastníci nemohou dohodnout na implementaci aktualizace? Vzhledem k tomu, že neexistuje žádná organizace, nelze poskytnout žádný podrobný proces rozhodování. Výsledkem jsou měkké a tvrdé vidlice.

měkká vidlice

Pokud se na upgradu dokážou shodnout všichni uživatelé, všichni jsou spokojeni. Ale v tomto případě je software aktualizován zpětně kompatibilními změnami, což znamená, že aktualizované uzly mohou stále komunikovat s neaktualizovanými uzly. Ale ve skutečnosti se očekává, že téměř všechny uzly budou časem upgradovány. Toto je měkká vidlice.

tvrdá vidlice

Pevné vidlice jsou poměrně složité. Jakmile jsou nová pravidla implementována, jsou nekompatibilní se starými pravidly. Pokud se tedy uzel s novým pravidlem pokusí o interakci s uzlem se starým pravidlem, komunikace nebude možná. Tato situace by vedla k rozdělení blockchainu na dvě části, přičemž původní software by nadále běžel na starém řetězci, zatímco nový řetězec by implementoval nová pravidla.

Po hard forku budou v podstatě existovat dvě různé sítě provozující paralelně dva protokoly. Stojí za zmínku, že v době rozvětvení byly zůstatky nativních jednotek blockchainu klonované tokeny ze staré sítě. Proto po vidlici budou v novém řetězu stále zůstatky na starém řetězu.

Podrobnosti naleznete v části "Hard Fork a Soft Fork".

Kapitola 3 – K čemu slouží blockchain?

Obsah

• Blockchain aplikovaný na dodavatelský řetězec

• Blockchain a herní průmysl

• Blockchain používaný ve zdravotnictví

• Převod blockchainu

• Blockchain a digitální identita

• Blockchain a internet věcí (IoT)

• Blockchain aplikovaný v governance

• Blockchain používaný v charitě

• Blockchain používaný ve spekulacích

• Crowdfunding a Blockchain

• Blockchain a distribuovaný souborový systém

Blockchain technologii lze aplikovat na širokou škálu případů použití. Podívejme se na některé z těchto typů.

Blockchain aplikovaný na dodavatelský řetězec

Efektivní dodavatelský řetězec je základním základem úspěchu mnoha podniků a zahrnuje manipulaci se zbožím od dodavatele ke spotřebiteli. Vždy bylo obtížné sladit mnoho zainteresovaných stran v daném odvětví. Technologie blockchain by však mohla mnoha odvětvím umožnit dosáhnout zcela nové úrovně transparentnosti. Vytvoření interoperabilního ekosystému dodavatelského řetězce vybaveného neměnnou databází je základem pro robustní, bezpečný a spolehlivý provoz mnoha průmyslových odvětví.

Další informace najdete v části Případy použití blockchainu: Supply Chain.

Blockchain a herní průmysl

Herní průmysl se stal jedním z největších zábavních odvětví na světě a může velmi těžit z technologie blockchain. Obecně lze říci, že hráči jsou vždy vydáni na milost a nemilost vývojářům her. Ve většině online her jsou hráči nuceni využívat prostor na serveru vývojáře a dodržovat jejich neustále se měnící pravidla. V tomto případě může blockchain pomoci decentralizovat vlastnictví, správu a údržbu online her.

Snad nejvýznamnější z nich však je, že herní předměty nemohou existovat bez vlastnictví, protože by to eliminovalo skutečné vlastnictví a příležitosti na sekundárním trhu. Přijetím přístupu založeného na blockchainu budou hry dlouhodobě udržitelnější, pokud budou položky ve hře vydávány jako krypto sběratelské předměty, které mají hodnotu v reálném světě.

Další informace naleznete v části „Případy použití blockchainu: Hry“.

Blockchain používaný ve zdravotnictví

Zdravotnické systémy musí uchovávat lékařské záznamy spolehlivým způsobem. Spoléhání systému na centralizované servery však činí citlivé informace náchylné ke krádeži. Transparentnost a bezpečnost technologie blockchain z ní však činí ideální platformu pro ukládání lékařských záznamů.

Použití šifrování k ochraně lékařské historie pacienta v blockchainu může účinně chránit soukromí pacientů a zároveň mohou velké lékařské instituce sdílet lékařské informace pacientů. Současný lékařský systém je poměrně decentralizovaný a pokud by všichni účastníci měli přístup k zabezpečené globální databázi, tok informací mezi nimi by byl mnohem rychlejší.

Chcete-li se dozvědět více, podívejte se na Blockchain Use Cases: Healthcare.

Převod blockchainu

Pokud jde o provádění mezinárodních převodů, tradiční bankovní procesy jsou často složité. Důvodem je především složitá zprostředkovatelská síť, nutnost platit manipulační poplatky a čekat na vypořádání Řada faktorů vede k vysokým nákladům a nízké spolehlivosti při použití tradičních obchodních procesů pro nouzové transakce.

Kryptoměny a blockchain eliminují ekosystém prostředníka, díky čemuž jsou převody peněz dostupné a efektivní po celém světě. Zatímco blockchain nepochybně obětuje výkon pro určité žádoucí atributy, existuje již řada projektů využívajících tuto technologii k umožnění cenově dostupných, okamžitých transakcí.

Další informace naleznete v tématu Blockchain Use Case: Remitances.

Chcete začít svou cestu za kryptoměnami? Přejděte na Binance a kupte si bitcoiny hned teď!

Blockchain a digitální identita

Každý chce mít možnost bezpečně spravovat informace o identitě na internetu, a proto je naléhavě potřeba rychlé řešení. Dnes je obrovské množství osobních údajů uloženo na centralizovaných serverech a analyzováno pomocí algoritmů strojového učení bez vědomí nebo souhlasu dané osoby.

Technologie blockchain umožňuje uživatelům vlastnit svá vlastní data a selektivně sdělovat informace třetím stranám pouze v případě potřeby. Tento typ šifrování umožňuje lidem mít plynulejší online zážitek bez obětování soukromí.

Další informace najdete v tématu Blockchain Use Case: Digital Identity.

Blockchain a internet věcí (IoT)

K internetu je nyní připojeno obrovské množství fyzických zařízení a jejich počet se jen zvyšuje. Někteří spekulují, že technologie blockchain výrazně zlepší komunikaci a spolupráci mezi zařízeními. Automatizované mikroplatby typu machine-to-machine (M2M) mohou vytvořit nové ekonomické prostředí, ale spoléhají na bezpečné a vysoce výkonné databázové řešení.

Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si Blockchain Use Cases: Internet of Things (IoL).

Blockchain aplikovaný v governance

Distribuované sítě mohou definovat a prosazovat své vlastní formy vládnutí ve formě počítačového kódu. Není proto divu, že blockchain může mít příležitost decentralizovat a obejít různé procesy správy na místní, národní a dokonce i mezinárodní úrovni.

Ještě důležitější je, že by to mohlo vyřešit jeden z největších problémů, kterým v současnosti čelí vývojová prostředí s otevřeným zdrojovým kódem, což je nedostatek spolehlivého mechanismu pro přidělování finančních prostředků. Blockchain governance zajišťuje, že se všichni účastníci mohou podílet na rozhodování a mohou poskytnout transparentní přehled o tom, které konkrétní politiky jsou implementovány.

Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si Blockchain Use Cases: Governance.

Blockchain používaný v charitě

Charitativním organizacím často brání ve svém úsilí omezení, jak dostávají finanční prostředky. O to více frustrující je skutečnost, že konečné místo určení darovaných prostředků je někdy obtížné s přesností vysledovat, což nepochybně mnoho lidí odrazuje od podpory těchto organizací.

Těžištěm „kryptofilantropie“ je použití technologie blockchain k obcházení těchto omezení. Tento model spoléhá na přirozené vlastnosti technologie, aby zajistil větší transparentnost, globální zapojení a snížení nákladů. Tento vznikající obor hledá způsob, jak maximalizovat dopad charitativních organizací. Blockchain Charitable Foundation je právě takovou organizací.

Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si „Případy použití blockchainu: Charita“.

Blockchain používaný ve spekulacích

Není pochyb o tom, že technologie blockchain je spekulativní komunitou velmi žádaná. Bezproblémové převody mezi obchodními platformami, nedepozitní obchodní řešení a rostoucí ekosystém derivátů z něj činí ideální hřiště pro spekulanty všech typů.

Díky svým přirozeným vlastnostem budou ti, kteří jsou ochotni podstoupit riziko spojené s investováním do této vznikající třídy aktiv, považovat blockchain za vynikající nástroj. Někteří lidé se dokonce domnívají, že jakmile technologie a okolní regulační opatření dospějí, globální spekulativní trh velmi pravděpodobně přijme model tokenizace na blockchainu.

Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si „Případy použití blockchainu: Predikční trhy“.

Crowdfunding a Blockchain

Online crowdfundingové platformy se vyvíjely po desetiletí a položily pevný základ pro peer-to-peer ekonomiku. Úspěch těchto stránek ukazuje, že o vývoj crowdfundingových produktů je skutečný zájem. Jako správci finančních prostředků však tyto platformy mohou získat značnou část poplatků jako manipulační poplatky. Kromě toho vyvinou vlastní soubor pravidel pro usnadnění dohody mezi různými aktéry.

Technologie blockchain a konkrétněji chytré smlouvy mohou umožnit bezpečnější a automatizovaný model crowdfundingu, kde počítačový kód definuje podmínky dohody.

Mezi další aplikace pro crowdfunding využívající technologii blockchain patří počáteční nabídky mincí (ICO) a počáteční nabídky výměny (IEO). V podobném procesu prodeje tokenů investoři získávají finanční prostředky s očekáváním, že síť bude v budoucnu úspěšná a oni dostanou odpovídající návratnost své investice.

Blockchain a distribuovaný souborový systém

Ve srovnání s tradičními metodami centralizovaného ukládání má internetové úložiště souborů více výhod. Velké množství dat uložených v cloudu závisí na centralizovaných serverech a poskytovatelích služeb, kteří jsou často zranitelnější vůči útokům nebo ztrátě dat. V některých případech se uživatelé někdy potýkají s nedostupností, protože centralizované servery podléhají cenzuře.

Z uživatelského hlediska fungují blockchainová řešení pro ukládání souborů na stejných principech jako jiná řešení cloudových úložišť, můžete nahrávat, ukládat a přistupovat k souborům. To, co se děje v zákulisí, se však značně liší.

Pokud nahrajete soubory do blockchainového úložiště, rozloží se na několik uzlů a replikují se. V některých případech bude každý uzel ukládat část obsahu souboru. Části dat pro ně nejsou příliš užitečné, ale vždy můžete požádat tyto uzly o poskytnutí jednotlivých částí, abyste je mohli rozdělit na celé části a získat kompletní soubor.

Úložný prostor pochází od účastníků, kteří poskytují svůj úložný prostor a šířku pásma síti. Účastníci obvykle obdrží finanční odměnu, pokud tyto prostředky poskytnou, ale budou vystaveni finančním postihům, pokud nebudou dodržovat pravidla nebo neuloží a neposkytnou dokumenty.

Tento typ sítě si můžete představit jako podobný bitcoinu. V tomto případě však není hlavním cílem sítě podporovat převod peněžní hodnoty, ale umožnit cenzuře odolné, decentralizované ukládání souborů.

Další protokoly s otevřeným zdrojovým kódem, jako je InterPlanetary File System (IPFS), vydláždily cestu této nové, trvalé a distribuované síti. Ve skutečnosti je IPFS jen protokol a peer-to-peer síť Přesněji řečeno, není to blockchain. Ke zlepšení bezpečnosti a efektivity však uplatňuje některé principy technologie blockchain.