Co je technologie Blockchain? Definitivní průvodce

Kapitoly

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?

• Blockchainy a decentralizace

• Problém byzantských generálů

• Proč je třeba decentralizovat blockchainy?

• Co je to síť peer-to-peer?

• Co jsou uzly na blockchainu?

• Veřejné vs. veřejné blockchainy 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

  • Klady

  • Contras

Co je blockchain?

Blockchain je speciální typ databáze. Možná znáte termín distribuovaná účetní kniha (DLT) – který ve většině případů označuje totéž.

Blockchain má určité jedinečné vlastnosti. Existují pravidla, jak lze data přidávat, a jakmile jsou uložena, je prakticky nemožné je upravit nebo odstranit.

Data se v průběhu času přidávají do struktur nazývaných bloky. Každý blok navazuje na poslední a obsahuje informace, které odkazují na předchozí. Když se podíváme na nejaktualizovanější blok, můžeme zkontrolovat, zda byl skutečně vytvořen po posledním. Pokud tedy budeme pokračovat „v řetězci zpět“, dostaneme se k prvnímu bloku – známému jako Genesis Block.

Udělejme analogii. Předpokládejme, že máte tabulku se dvěma sloupci. Do první buňky prvního řádku umístíte data, která chcete uložit.

Data z první buňky se převedou na dvoupísmenný identifikátor, který bude použit jako součást dalšího záznamu. V tomto příkladu by měl být dvoupísmenný identifikátor KP použit k vyplnění další buňky ve druhém řádku (defKP). To znamená, že pokud změníte první vstupní/vstupní data (abcAA), obdržíte ve všech ostatních buňkách jinou kombinaci písmen.

Databáze, kde je každý záznam propojen s předchozím.

Když se podíváme na řádek 4, náš nejnovější identifikátor je TH. Jak jsme zmínili, nemůžete se vrátit a odstranit nebo smazat položky. Je to proto, že pro každého uživatele by bylo snadné si všimnout, že to bylo provedeno, a jednoduše ignorovat váš pokus o změnu.

Předpokládejme, že změníte data v první buňce - získali byste jiný identifikátor, tj. váš druhý blok by měl jiná data, což vedlo k jinému identifikátoru v řádku 2 a tak dále. TH je v podstatě produktem všech informací, které před ním přicházejí.

Jak jsou bloky propojeny?

To, o čem jsme hovořili výše – s našimi dvoupísmennými identifikátory – je zjednodušená analogie toho, jak blockchain používá hashovací funkce. Hašování je „lepidlo“, které drží bloky pohromadě. Hashovací funkce shromažďují data libovolné velikosti a předkládají je matematické funkci, aby vytvořily výstup (haš), který má vždy stejnou délku.

Hashe používané v blockchainech jsou zajímavé, protože šance, že najdete dvě data, která vedou k naprosto stejnému výstupu, jsou astronomicky nízké. Stejně jako naše identifikátory, jakákoli drobná úprava vstupních dat poskytne zcela odlišný výstup.

Uveďme příklad pomocí funkce SHA256, široce používané pro bitcoiny. Jak vidíte, i výměna pouzdra stačí k úplnému zakódování výstupu.

Skutečnost, že neexistují žádné známé kolize SHA256 (tj. dva různé vstupy, které nám dávají stejný výstup), je v kontextu blockchainů neuvěřitelně cenná. To znamená, že po zahrnutí svého hashe může každý blok ukazovat zpět na předchozí a veškeré pokusy o úpravu starých bloků se v síti okamžitě projeví.

Každý blok obsahuje otisk předchozího bloku.

Blockchainy a decentralizace

Vysvětlíme základní strukturu blockchainu. Ale když slyšíte lidi mluvit o technologii blockchain, pravděpodobně nemluví jen o databázi, ale také o ekosystémech vybudovaných kolem blockchainů.

Jako nezávislé datové struktury budou blockchainy skutečně užitečné pouze ve specifických aplikacích. Věci se stávají zajímavějšími, když používáme blockchainy jako nástroje pro cizí lidi ke vzájemné koordinaci. V kombinaci s dalšími technologiemi a teorií her může blockchain fungovat jako distribuovaná účetní kniha/záznam, kterou nikdo neřídí.

To znamená, že nikdo nemá moc měnit záznamy ignorováním pravidel systému (více o pravidlech již brzy). Můžeme tedy říci, že účetní kniha patří všem současně: účastníci se na ní kdykoli dohodnou.

Problém byzantských generálů

Takzvaný problém byzantských generálů je skutečnou výzvou pro systém, jako je ten popsaný výše. Vznikl v 80. letech 20. století a popisuje dilema, ve kterém izolovaní účastníci musejí komunikovat, aby koordinovali své akce. Specifické dilema zahrnuje skupinu generálů z armády obléhající město, kteří se rozhodují, zda provést útok. Generálové mohou komunikovat pouze prostřednictvím posla.

Každý z generálů musí učinit rozhodnutí o útoku nebo ústupu. Nezáleží na tom, zda zaútočí nebo ustoupí, pokud se všichni generálové dohodnou na společném rozhodnutí. Pokud se rozhodnou zaútočit, budou úspěšní pouze tehdy, když tak učiní současně. Jak to tedy můžeme zaručit?

Samozřejmě mohou komunikovat přes messenger. Ale co když je posel zachycen zprávou, která říká „zaútočíme za úsvitu“ a tato zpráva je nahrazena zprávou „dnes večer zaútočíme“? Co když je jeden z generálů zlomyslný a záměrně klame ostatní, aby zajistil, že budou poraženi?

Všichni generálové uspějí, když útočí současně (vlevo). Pokud nějaký generál ustoupí, ti, kteří zaútočili, budou poraženi (vpravo).

Potřebujeme strategii, ve které lze dosáhnout konsensu, a to i v případě škodlivých účastníků nebo zachycených zpráv. Pro databázi není nedosažení konsensu situací na život nebo na smrt, jako v případě generálů útočících na město bez pomoci posil, ale platí stejný princip. Pokud není nikdo, kdo by dohlížel na blockchain a poskytoval uživatelům „správné“ informace, musí být schopni spolu komunikovat.

Aby se překonal potenciální bod selhání jednoho (nebo více) uživatelů, musí být mechanismy blockchainu pečlivě navrženy tak, aby těmto neúspěchům vydržely. Systém s touto odolností se nazývá byzantský odolný proti poruchám. Jak brzy uvidíme, k vynucení přísných pravidel se používají konsenzuální algoritmy.

Proč je třeba decentralizovat blockchainy?

Samozřejmě můžete provozovat blockchain sami. Ale skončili byste s neuspořádanou databází, pokud ji porovnáme s jinými vhodnějšími alternativami. Skutečný potenciál blockchainu lze prozkoumat v decentralizovaném prostředí – tedy tam, kde jsou si všichni uživatelé rovni. Tímto způsobem nelze blockchain smazat nebo zlomyslně ovládnout. Je to jediný zdroj pravdy, který může vidět každý.

Co je to síť peer-to-peer?

Síť peer-to-peer (P2P) je naše uživatelská vrstva (nebo obecná, jako v předchozím příkladu). Neexistuje žádný správce; místo toho, aby kontaktoval centrální server, kdykoli si chce vyměňovat informace s jiným uživatelem, uživatel je posílá přímo svým kolegům (peerům).

Zvažte níže uvedený graf. Vlevo uživatel A potřebuje směrovat svou zprávu přes server tak, aby se dostala k uživateli F. Vpravo jsou však přímo připojeni. Neexistuje žádný prostředník.

Centralizovaná (vlevo) vs. centralizovaná síť decentralizovaná síť (vpravo).

Server obvykle ukládá všechny informace, které uživatelé potřebují. Vstupem do Binance Academy žádáte servery, aby vám poskytly všechny články. Pokud web přejde do režimu offline, neuvidíte je. Pokud jste si však stáhli veškerý obsah, můžete k němu přistupovat na svém počítači, aniž byste museli konzultovat Binance Academy.

To je v podstatě to, co všichni Peeři s blockchainem dělají: celá databáze je uložena na jejich počítačích. Pokud někdo síť opustí, zbývající 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.

Podrobnější diskusi o tomto typu sítí naleznete v našem průvodci sítěmi peer-to-peer.

Co jsou uzly na blockchainu?

Jednoduše řečeno, uzly jsou stroje připojené k síti – uchovávají kopie blockchainu a sdílejí informace s jinými stroji. Uživatelé nemusí tyto procesy zpracovávat ručně. Všeobecně jim stačí stáhnout a spustit blockchainový software a zbytek provede automaticky systém.

To, co jsme napsali výše, je popis uzlu v nejčistším slova smyslu, ale definice může zahrnovat i ostatní uživatele, kteří se sítí komunikují jinými způsoby. U kryptoměn je za lehký uzel považována například jednoduchá aplikace peněženky na vašem mobilním telefonu.

Veřejné vs. veřejné blockchainy soukromé

Jak možná víte, bitcoin poskytl základ pro blockchainový průmysl, aby se vyvinul do toho, co máme dnes. Od doby, kdy se bitcoin začal prokazovat jako legitimní finanční aktivum, mnoho inovativních vědců přemýšlelo o potenciálu základní technologie pro použití v jiných oblastech. To poskytlo kromě financí také zkoumání technologie blockchain pro četné případy použití.

Bitcoinový systém je to, čemu říkáme veřejný blockchain. Jinými slovy, kdokoli může zobrazit vaše transakce. Vše, co potřebujete, je připojení k internetu a potřebný software. Protože neexistují žádné další požadavky na účast, můžeme tento systém označit jako prostředí bez povolení.

Na druhé straně existují další typy blockchainů, nazývané soukromé blockchainy. Tyto systémy stanovují pravidla o tom, kdo může blockchain vidět a interagovat s ním. Proto je označujeme jako povolená prostředí (když je vyžadováno povolení). Ačkoli se soukromé blockchainy mohou na první pohled zdát nadbytečné, mají některé důležité aplikace – zejména v podnikových scénářích.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Soukromé, veřejné a konsorciální blockchainy – jaký je rozdíl?

Přemýšlíte o investování do kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Jak transakce fungují?

Pokud si Alice přeje provést platbu Bobovi bankovním převodem, oznámí to své bance. Předpokládejme, že z praktických důvodů obě strany využívají stejnou banku. Před aktualizací své databáze (např. -50 USD pro Alice, +50 USD pro Bob) banka ověří, zda má Alice finanční prostředky na provedení transakce.

To se příliš neliší od toho, co se děje s blockchainem. Vždyť je to také databáze. Hlavní rozdíl je v tom, že kontroly a aktualizace zůstatků neprovádí jediná strana. Musí tak učinit všechny uzly v síti.

Pokud chce Alice poslat Bobovi pět bitcoinů, odešle do sítě zprávu obsahující tyto informace. Transakce nebude přidána do blockchainu okamžitě – uzly ji budou moci vidět, ale pro potvrzení transakce musí být dokončeny další akce. Podívejte se, jak se do blockchainu přidávají bloky?

Jakmile je tato transakce přidána do blockchainu, všechny uzly vidí, že byla provedena. S ohledem na změny aktualizují svou kopii blockchainu. Nyní Alice nemůže poslat stejných pět jednotek Carol (dvojitá útrata), protože síť ví, že již pět bitcoinů utratila v předchozí transakci.

Neexistuje žádná koncepce uživatelských jmen a hesel – k prokázání vlastnictví finančních prostředků se používá kryptografie s veřejným klíčem. Aby mohl Bob získat prostředky, musí nejprve vygenerovat soukromý klíč. Je to jen velmi dlouhé náhodné číslo, které prakticky nikdo neuhodne, i kdyby se o to po staletí snažil. Pokud však Bob prozradí svůj soukromý klíč, kdokoli s těmito informacemi je může použít k prokázání, že vlastní prostředky (a pak je utratit). Proto je velmi důležité, aby soukromý klíč udržel v tajnosti.

Co však Bob může udělat, je odvodit veřejný klíč ze svého soukromého klíče. Veřejný klíč může poskytnout komukoli, protože zpětné inženýrství k získání soukromého klíče pomocí veřejného klíče je prakticky neproveditelné. Navíc ve většině případů uživatel provede další operaci (například hash) na veřejném klíči, aby získal veřejnou adresu.

Bob poskytne Alici svou veřejnou adresu, aby věděla, kam má peníze poslat. Vytvoří transakci, která říká, zaplaťte tyto prostředky na tuto veřejnou adresu. Aby tedy síti dokázala, že se nesnaží utrácet prostředky, které nemá, generuje digitální podpis pomocí svého vlastního soukromého klíče. Kdokoli může vzít podepsanou zprávu Alice a porovnat ji s jejím veřejným klíčem, a tak s jistotou říci, že má právo poslat tyto prostředky Bobovi.

Jak provádět bitcoinové transakce

Pro ilustraci toho, jak můžete obchodovat s bitcoiny, si představme dva různé scénáře. První zahrnuje výběr bitcoinů z Binance a druhý zahrnuje odesílání prostředků z vaší TrustWallet do peněženky Electrum.

Jak vybrat bitcoiny z Binance

1. Přihlaste se ke svému účtu Binance. Pokud ještě bitcoiny nemáte, podívejte se na náš návod, jak bitcoiny koupit.

2. Umístěte kurzor na Wallet a vyberte Spot Wallet.

3. Klikněte na Vyplatit na postranním panelu vlevo.

4. Vyberte měnu, kterou chcete vybrat – v tomto případě BTC.

5. Zkopírujte adresu, na kterou chcete vybrat bitcoiny, a vložte ji do pole Adresa BTC příjemce.

6. Zadejte částku, kterou chcete vybrat.

7. Klepněte na Odeslat.

8. Brzy obdržíte potvrzovací e-mail. Pečlivě zkontrolujte, zda je adresa správná. Pokud ano, potvrďte transakci pomocí odkazu v e-mailu.

9. Počkejte na dokončení vaší blockchainové transakce. Svůj stav můžete sledovat na kartě Historie vkladů a výběrů nebo pomocí průzkumníka bloků.

Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

V tomto příkladu odešleme nějaké 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. V Electrum klikněte na záložku Receive a zkopírujte adresu.

Další alternativou je prostřednictvím aplikace Trust Wallet kliknutím na ikonu [–] naskenovat QR kód odpovídající vaší adrese Electrum.

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

7. Zadejte částku.

8. Zkontrolujte správnost údajů a potvrďte transakci.

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

Přemýšlíte o investování do kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Kdo vynalezl technologii blockchain?

Technologie blockchain byla formalizována v roce 2009 uvedením bitcoinu – prvního a nejoblíbenějšího blockchainu. Jeho tvůrce (pseudonym) Satoshi Nakamoto se však inspiroval předchozími technologiemi a návrhy.

Blockchainy hojně využívají hašovací funkce a kryptografii, které existovaly desítky let před spuštěním bitcoinu. Zajímavé je, že blockchainovou strukturu lze vysledovat až do počátku 90. let 20. století, i když se používala pouze pro dokumenty s časovým razítkem, takže je nebylo možné později změnit.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, podívejte se na Historie blockchainu.

Klady a zápory technologie blockchain

Správně vyvinuté blockchainy řeší problém, který trápí zúčastněné strany v různých odvětvích, od financí po zemědělství. Distribuovaná síť má oproti tradičnímu modelu klient-server mnoho výhod, ale má i některé nevýhody.

Klady

Jednou z okamžitých výhod uvedených v bílé knize o bitcoinech je, že platby lze přenášet bez zapojení zprostředkovatele. Následné blockchainy to posunuly ještě dále a umožnily uživatelům odesílat všechny typy informací. Eliminace protistran znamená menší riziko pro zúčastněné uživatele, což má za následek nižší poplatky, protože není potřeba zprostředkovatele.

Kromě toho, jak jsme zmínili, veřejná blockchainová síť je bez povolení – neexistuje zde žádná překážka vstupu, protože zde není nikdo odpovědný. Pokud se uživatel může připojit k internetu, může komunikovat s ostatními účastníky (peers) v síti.

Mnozí tvrdí, že nejdůležitější kvalitou blockchainů je jejich vysoký stupeň odolnosti vůči cenzuře. K poškození centralizovaného systému stačí, aby se zákeřný hráč zaměřil na server. V síti peer-to-peer však každý uzel funguje jako svůj vlastní server.

Systém jako bitcoinový blockchain má více než 10 000 viditelných uzlů rozmístěných po celém světě. Jinými slovy, pro útočníka je prakticky nemožné, aby měl dostatek prostředků na to, aby jakkoli kompromitoval síť. Je důležité si uvědomit, že existuje také mnoho skrytých uzlů, které nejsou viditelné pro celou síť.

To jsou některé z obecných výhod. Existuje mnoho konkrétních případů použití pro blockchainy, jak můžete vidět v kapitole K čemu se blockchain používá?

Contras

Blockchainy nejsou stříbrnou kulkou na všechny problémy. Když jsou optimalizovány pro výhody předchozí části, nakonec zanechají něco, co bude požadováno v jiných oblastech. Nejzjevnější překážkou masového přijetí blockchainů je to, že se špatně škálují.

To platí pro jakoukoli distribuovanou síť. Protože všichni účastníci musí zůstat synchronizováni, nelze nové informace přidávat tak rychle, protože uzly by nestíhaly držet krok. Proto mají vývojáři tendenci záměrně omezovat rychlost aktualizace blockchainu, čímž zajišťují, že systém zůstane decentralizovaný.

Pokud v síti provádí mnoho uživatelů současně transakce, mohou zaznamenat dlouhé čekací doby. Bloky mohou ukládat omezené množství dat a nejsou přidány do řetězce okamžitě. Pokud existuje více transakcí, než může blok uložit, další transakce budou muset počkat na další blok.

Další možnou nevýhodou decentralizovaných blockchainových systémů je, že je nelze snadno aktualizovat. Pokud vytváříte svůj vlastní software, můžete přidat nové funkce, jak si přejete. Nemusíte spolupracovat s ostatními ani žádat o povolení k provádění změn.

V prostředí s potenciálně miliony uživatelů je provádění změn mnohem obtížnější. Mohli byste změnit některé softwarové parametry uzlu, ale nakonec byste se oddělili od sítě. Pokud je váš upravený software nekompatibilní s jinými uzly, poznají to a odmítnou s vaším uzlem komunikovat.

Předpokládejme, že chcete změnit pravidlo o velikosti bloků (z 1 MB na 2 MB). Můžete zkusit poslat tento blok do uzlů, ke kterým jste připojeni, ale mají pravidlo, které říká „nepřijímejte bloky větší než 1 MB“. Pokud obdrží blok větší, než je povoleno, nezahrnou jej do své kopie blockchainu.

Jediný způsob, jak provést změny, je přimět většinu ekosystému, aby je přijal. S ohledem na hlavní blockchainy může trvat měsíce – nebo dokonce roky – intenzivních diskuzí na fórech, než budou možné změny nebo navrhované změny implementovat. Další informace naleznete v části Pevné vidlice a měkké vidlice.

Kapitola 2 – Jak funguje blockchain?

Obsah

• Jak se do blockchainu přidávají bloky?

• Těžba (doklad o práci)

  • Vantagens provádí Proof of Work

  • Desvantageny dělají Proof of Work

• Staking (Proof of Stakes)

  • Vantagens provádějí Proof of Stake

  • Desvantageny dělají Proof of Stake

• Další konsensuální algoritmy

• Je možné zvrátit blockchainové transakce?

• Co je škálovatelnost blockchainu?

• Proč je třeba blockchain škálovat?

• Co je to blockchain fork?

  • Měkké vidličky

  • Tvrdé vidlice

Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Dosud jsme probrali spoustu důležitých informací. Víme, že uzly jsou propojené a že ukládají kopie blockchainu. Navzájem si předávají informace o transakcích a nových blocích. Už jsme diskutovali o tom, co jsou uzly, 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 přesně rozhodne, kdo může do blockchainu přidávat nové bloky. Potřebujeme systém, který zdražuje podvádění a odměňuje uživatele za čestné jednání. Každý racionálně uvažující uživatel bude raději jednat způsobem, který je pro něj ekonomicky výhodný.

Protože síť je bez oprávnění (není potřeba oprávnění), vytváření bloků musí být přístupné komukoli. Protokoly to obecně zajišťují tím, že vyžadují, aby uživatel vložil část své „kůže do hry“ – musí riskovat své vlastní peníze. To umožňuje uživatelům podílet se na vytváření bloků, a pokud je vygenerován platný blok, budou odpovídajícím způsobem rozděleny odměny.

Pokud však dojde k pokusu o podvádění, všichni v síti to budou vědět. Jakákoli hodnota vkladu od uživatele, který se pokusí podvádět, bude ztracena. Tyto mechanismy nazýváme konsensuální algoritmy, protože umožňují účastníkům sítě dosáhnout konsensu o tom, jaký by měl být další přidaný blok.

Těžba (doklad o práci)

Těžba je zdaleka nejpoužívanějším konsensuálním algoritmem. Při těžbě se používá algoritmus Proof of Work (PoW). To zahrnuje uživatele, kteří nabízejí výpočetní výkon, aby se pokusili vyřešit hádanku stanovenou protokolem.

Tato hádanka vyžaduje, aby uživatelé provedli hash a další informace obsažené v bloku. Ale aby byl hash považován za platný, musí být menší než určité číslo. Protože neexistuje způsob, jak předpovědět, jaký bude výstup, musí těžaři nadále používat mírně upravená data, dokud nenajdou platné řešení.

Je zřejmé, že proces opakování hašování dat je z hlediska výpočtu nákladný. Na blockchainech Proof of Work je hodnota vkladu, kterou uživatelé navrhují, peníze investované do počítačů pro těžbu a elektřina použitá k jejich napájení. Dělají to v naději, že dostanou blokovou odměnu.

Pamatujete si, co jsme řekli dříve, že je prakticky nemožné zvrátit hash, ale je snadné to ověřit? Když těžař odešle nový blok do zbytku sítě, všechny ostatní uzly jej použijí jako vstup v hashovací funkci. Potřebují jej spustit pouze jednou, aby ověřili, že blok je platný vzhledem k pravidlům blockchainu. V opačném případě těžař odměnu nedostane a bude mít vynaložené prostředky a elektřinu za nic.

Prvním blockchainem Proof of Work byl bitcoin. Od svého vzniku přijalo mechanismus PoW mnoho dalších blockchainů.

Vantagens provádí Proof of Work

• Vyzkoušeno a otestováno – K dnešnímu dni je Proof of Work nejvyspělejším konsensuálním algoritmem a zajistil hodnotu v miliardách dolarů.

• Bez povolení – kdokoli se může zúčastnit těžařské soutěže nebo jednoduše spustit ověřovací uzel.

• Decentralizace – těžaři mezi sebou soutěží ve výrobě bloků, což znamená, že hashovací síla není nikdy řízena jediným účastníkem sítě.

Desvantageny dělají Proof of Work

• Odpad – těžba spotřebovává obrovské množství elektrické energie.

• Zvyšující se překážky vstupu – Čím více těžařů se připojuje k síti, protokoly zvyšují obtížnost těžebního puzzle. Aby si uživatelé udrželi konkurenceschopnost, musí investovat do lepšího vybavení. Náklady by mohly být pro těžaře příliš vysoké.

• 51 % útoků – Přestože těžba podporuje decentralizaci, existuje možnost, že většinu hashovací síly získá jediný těžař. Pokud k tomu dojde, teoreticky by bylo možné zrušit transakce a ohrozit bezpečnost blockchainu.

Staking (Proof of Stakes)

Co v systémech Proof of Work povzbuzuje uživatele, aby jednali čestně, je vysoká částka investovaná do těžby. Těžaři se nevrátí jeho investice, pokud nebude těžit platné bloky.

S Proof of Stake (PoS) neexistují žádné externí náklady. Místo těžařů existují validátoři, kteří navrhují (nebo „vytvářejí“) bloky. Mohou použít běžný počítač ke generování nových bloků, ale musí vsadit značnou část svých prostředků, aby měli toto privilegium. Hodnota sázky je předem definovaná částka nativní kryptoměny blockchainu podle pravidel každého protokolu.

Různé implementace mají různé varianty, ale jakmile validátor vsadí své jednotky, mohou být náhodně vybrány protokolem, aby oznámily další blok. Pokud to uživatel udělá správně, dostane odměnu. Může existovat několik validátorů, kteří se dohodnou na dalším bloku a odměna je rozdělena proporcionálně podle hodnoty vkladu každého z nich.

„Čisté“ PoS blockchainy jsou méně běžné než DPoS (Delegated Proof of Stake), které vyžadují, aby uživatelé hlasovali a vybírali uzly (svědky) pro ověření bloků pro celou síť.

Ethereum, přední smart contract blockchain, brzy přejde na Proof of Stake v rámci své migrace na ETH 2.0.

Vantagens provádějí Proof of Stake

• Udržitelný – dopad PoS na životní prostředí je mnohem nižší než dopad těžby PoW. Staking odstraňuje potřebu hašovacích operací náročných na zdroje.

• Rychlejší transakce – protože není potřeba vynakládat výpočetní výkon na řešení náhodných hádanek definovaných protokolem, někteří zastánci PoS tvrdí, že rychlost transakcí může být vyšší.

• Sázkové a úrokové odměny – namísto zvýhodnění těžařů jsou odměny za zabezpečení sítě vypláceny přímo držitelům tokenů. V některých případech PoS umožňuje uživatelům vydělávat pasivní příjem ve formě airdrops nebo úroků jednoduše vložením svých prostředků.

Desvantageny dělají Proof of Stake

• Nedostatečně otestováno – protokoly PoS dosud nebyly ve velkém měřítku testovány. V jeho implementaci nebo kryptoekonomice mohou existovat některé dosud neznámé zranitelnosti.

• Plutokracie – existuje obava, že PoS může podpořit ekosystém, kde „bohatí bohatnou“, protože validátoři s velkým podílem (hodnotou vkladu) mají tendenci dostávat více odměn.

• Problém „nic není v sázce“ – v systému PoW si uživatelé mohou vybrat pouze jeden řetězec – těží na řetězu, o kterém se domnívají, že má největší potenciál úspěchu. Během hard forku nemohou vsadit více řetězců se stejnou hashovací silou. Validátory PoS však mohou pracovat ve více řetězcích s velmi 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 jsou hybridní modely, které kombinují prvky z obou systémů, zatímco jiné používají různé metody.

O dalších metodách se zde nebudeme podrobně rozepisovat. Pokud vás to zajímá, podívejte se na následující články:

• Co je zpožděný doklad o práci

• Algoritmo de Consenso Pronajatý doklad o sázce

• Co je Proof of Authority?

• Co je Proof of Burn?

Je možné zvrátit blockchainové transakce?

Blockchainy jsou velmi robustní databáze. Jeho přirozené vlastnosti činí odstranění nebo změnu dat z blockchainu po registraci velmi obtížným procesem. Pokud jde o bitcoiny a další větší sítě, je to téměř nemožné. Když tedy provádíte transakci na blockchainu, je nejlepší o tom přemýšlet jako o věčné transakci, kterou nelze vrátit zpět.

Vzhledem k tomu existuje několik implementací blockchainu a hlavní rozdíl mezi nimi je ve vztahu k dosažení konsenzu v rámci sítě. To znamená, že v některých implementacích může relativně malá skupina účastníků získat dostatek energie v síti k efektivnímu obrácení transakcí. To se týká zejména altcoinů běžících na malých sítích (s nízkými hashovacími sazbami kvůli nízké konkurenci v těžbě).

Co je škálovatelnost blockchainu?

Termín škálovatelnost blockchainu se obvykle používá jako zastřešující termín pro označení schopnosti blockchainového systému uspokojit rostoucí poptávku. Blockchainy mají žádoucí vlastnosti (jako je decentralizace, odolnost proti cenzuře, neměnnost), ale tyto vlastnosti něco stojí.

Na rozdíl od decentralizovaných systémů může centralizovaná databáze pracovat s vyšší rychlostí a přenosovými rychlostmi. To dává smysl, protože není potřeba, aby se tisíce uzlů rozmístěných po celém světě synchronizovaly se sítí pokaždé, když je jejich obsah upraven. To ale není případ blockchainů. Škálovatelnost proto byla vždy velmi diskutovaným tématem mezi vývojáři blockchainu.

Pro zmírnění některých výkonnostních nevýhod blockchainů již bylo navrženo nebo implementováno několik řešení. Dodnes však neexistuje žádný jednoznačně účinný přístup. Stále je potřeba otestovat mnoho různých řešení, dokud nebudou k dispozici přímější odpovědi na problém škálovatelnosti.

Na širší úrovni máme zásadní otázku ohledně škálovatelnosti: měli bychom zlepšit výkon samotného blockchainu (škálovatelnost v řetězci), nebo bychom měli umožnit provádění transakcí bez přetížení hlavního blockchainu (škálovatelnost mimo řetězec)?

Oba mají jasné výhody. On-chain škálovací řešení mohou snížit velikost transakcí nebo jednoduše optimalizovat způsob ukládání dat v blocích. Na druhou stranu off-chain řešení zahrnují dávkové transakce mimo hlavní blockchain, které jsou přidány později. Některá z nejpozoruhodnějších off-chain řešení se nazývají postranní řetězce a platební kanály.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Škálovatelnost blockchainu – vedlejší řetězce a platební kanály.

Proč je třeba blockchain škálovat?

Pokud chtějí blockchainové systémy konkurovat centralizovaným systémům, musí mít minimálně stejný výkon jako ony. Realisticky však pravděpodobně budou muset fungovat ještě lépe, aby povzbudili vývojáře a uživatele k přechodu na platformy a aplikace založené na technologii blockchain.

Jinými slovy, ve srovnání s centralizovanými systémy musí být používání blockchainů rychlejší, levnější a jednodušší pro vývojáře a uživatele. Není to snadný úkol, vezmeme-li v úvahu, že nejdůležitější vlastnosti blockchainů, zmíněné výše, musí být zachovány.

Co je to blockchain fork?

Stejně jako jakýkoli jiný software, blockchainy potřebují aktualizace, aby opravily problémy, přidaly nová pravidla nebo odstranily stará. Vzhledem k tomu, že blockchainový software je open-source, teoreticky může kdokoli navrhnout nové aktualizace, které mají být přidány do softwaru, který spravuje síť.

Pamatujte, že blockchainy jsou distribuované sítě. Po aktualizaci softwaru musí tisíce uzlů po celém světě komunikovat a implementovat novou verzi. Co se ale stane, když se účastníci nemohou dohodnout na tom, kterou aktualizaci implementovat? Obecně neexistuje žádná zavedená organizace nebo hierarchie, která by toto rozhodnutí dělala. Tím se dostáváme k hard forkům a soft forkům.

Měkké vidličky

Pokud existuje konsenzus o aktualizaci, proces je relativně jednoduchý. Software je aktualizován zpětně kompatibilními změnami, což znamená, že upgradované uzly mohou stále komunikovat s těmi, které ne. Ve skutečnosti se očekává, že téměř všechny uzly budou po chvíli aktualizovány. Tomu se říká soft fork.

Tvrdé vidlice

Hard fork je složitější. Po implementaci budou nová pravidla nekompatibilní se starými pravidly. Pokud se tedy uzel spouštějící nová pravidla pokusí o interakci s uzelem se starými pravidly, nebudou moci komunikovat. To má za následek rozdělení blockchainu na dva – v jednom běží starý software a ve druhém jsou již implementována nová pravidla.

Po hard forku existují v podstatě dvě sítě provozující paralelně dva různé protokoly. Stojí za zmínku, že v době rozvětvení (split) jsou zůstatky nativní blockchainové jednotky klonovány ze staré sítě. Pokud tedy máte v době vidlice zůstatek na starém řetězu, budete mít zůstatek i na novém.

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, viz Hard Forks a Soft Forks.

Kapitola 3 – K čemu slouží blockchain?

Obsah

• Blockchain pro dodavatelský řetězec

• Blockchain a herní průmysl

• Blockchain pro zdravotnické systémy

• Blockchain a remitence

• Blockchain a digitální identita

• Blockchain a internet věcí (IoT)

• Blockchain pro systémy řízení

• Blockchain pro charitativní organizace

• Blockchain pro spekulativní trh

• Crowdfunding com blockchain

• Blockchain a distribuované souborové systémy

Technologie blockchain může být použita pro různé případy použití. Pojďme diskutovat o některých z nich.

Blockchain pro dodavatelský řetězec

Efektivní dodavatelské řetězce jsou základem mnoha úspěšných podniků, které se zaměřují na správu zboží od dodavatele ke spotřebiteli. Nicméně koordinace více zúčastněných stran v daném sektoru se tradičně ukázala jako obtížná. Technologie blockchain však může umožnit novou úroveň transparentnosti v mnoha odvětvích. Interoperabilní ekosystém dodavatelského řetězce, který se točí kolem neměnné databáze, je přesně to, co mnoho průmyslových odvětví potřebuje, aby se stalo robustnějším a spolehlivějším.

Pokud si chcete o tomto tématu přečíst více, podívejte se na článek Příklady 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. Hráči mají obvykle tendenci zcela záviset na vývojářích her. Ve většině online her jsou hráči povinni přijmout podmínky serveru a dodržovat pravidla vývojářů, která se neustále mění. V této souvislosti může blockchain pomoci decentralizovat správu, správu a údržbu online her.

Jedním z potenciálních problémů však je, že herní předměty nemohou existovat externě, což eliminuje šance na skutečné vlastnictví a sekundární trhy. Přijetím přístupu založeného na blockchainu se hry mohou stát dlouhodobě udržitelnějšími a položky ve hře vydané jako krypto-sběratelské předměty mohou mít hodnotu v reálném světě.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Hry.

Blockchain pro zdravotnické systémy

Spolehlivé uchovávání lékařských záznamů je zásadní pro každý zdravotnický systém. Spoléhání na centralizované servery ponechává citlivé informace ve zranitelné pozici. Transparentnost a bezpečnost technologie blockchain z ní činí ideální platformu pro ukládání lékařských záznamů.

Kryptografickým zabezpečením svých záznamů na blockchainu si pacienti mohou zachovat své soukromí a zároveň mohou v případě zájmu sdílet své lékařské informace s jakoukoli zdravotnickou institucí. Pokud by všichni členové současného roztříštěného zdravotnického systému měli přístup k zabezpečené globální databázi, byl by tok informací mezi všemi institucemi a členy systému mnohem rychlejší.

Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Zdravotní systémy.

Blockchain a remitence

Zasílání peněz do zahraničí pomocí tradičních bank je poměrně komplikovaný proces. Především kvůli byrokratické síti zprostředkovatelů, poplatkům a vypořádacím lhůtám je využívání tradičních bank drahou a nespolehlivou možností pro urgentnější transakce.

Kryptoměny a blockchainy eliminují tento ekosystém zprostředkovatelů a umožňují rychlé a levné převody po celém světě. Zatímco blockchainy nepochybně obětují výkon pro některé ze svých žádoucích vlastností, několik projektů tuto technologii využívá k tomu, aby umožnily levnější a téměř okamžité transakce.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Remitence.

Přemýšlíte o investování do kryptoměn? Kupte si bitcoiny na Binance!

Blockchain a digitální identita

Bezpečná správa identit na internetu nutně potřebuje rychlé řešení. Mimořádné 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 odhalit informace třetím stranám, pouze když je to nutné. Tento druh kryptografické magie může zlepšit online zážitek, aniž by došlo k obětování soukromí uživatelů.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Digitální identita.

Blockchain a internet věcí (IoT)

V současné době se k internetu připojuje mimořádné množství zařízení a tento počet se každým dnem jen zvyšuje. Někteří spekulují, že komunikace a interaktivita mezi těmito zařízeními by se mohla výrazně zlepšit pomocí technologie blockchain. Automatizované platby typu machine-to-machine (M2M) mohou vytvořit novou ekonomiku založenou na bezpečném, vysoce výkonném databázovém řešení.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Internet věcí (IoT).

Blockchain pro systémy řízení

Distribuované sítě mohou definovat a prosazovat své vlastní formy regulace v podobě počítačových kódů. Není žádným překvapením, že technologie blockchain může zajistit odstranění prostředníků z různých systémů řízení na místní, národní nebo dokonce mezinárodní úrovni.

Navíc by to mohlo vyřešit jeden z největších problémů, kterým dnes čelí vývojová prostředí s otevřeným zdrojovým kódem – nedostatek spolehlivého mechanismu pro rozdělování finančních prostředků. Blockchain governance zajišťuje, že se do rozhodování mohou zapojit všichni účastníci, a poskytuje transparentní pohled na to, jaké politiky jsou implementovány.

Pokud se chcete o tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Systémy řízení.

Blockchain pro charitativní organizace

Charitativní organizace často trpí omezeními v tom, jak mohou přijímat finanční prostředky a dary. Kromě toho může být obtížné přesně vysledovat konečný cíl darovaných prostředků, což nepochybně odrazuje mnoho lidí od podpory těchto organizací.

„Kryptofilantropie“ se zabývá používáním blockchainové technologie k obcházení těchto omezení. Čerpající z přirozených vlastností technologie k zajištění větší transparentnosti, globální účasti a snížení nákladů se nově vznikající obor snaží optimalizovat dopad charitativních organizací. Jednou z takových organizací je Blockchain Charity Foundation.

Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Charity.

Blockchain pro spekulativní trh

Jedním z nejpopulárnějších využití technologie blockchain jsou bezpochyby finanční spekulace. Bezproblémové převody mezi brokery, necustodiální obchodní řešení a rostoucí ekosystém derivátů činí z blockchainu ideální prostředí pro všechny typy spekulací.

Technologie blockchain je díky svým vlastnostem vynikajícím nástrojem pro uživatele, kteří chtějí podstoupit riziko účasti v této vznikající třídě aktiv. Někteří se dokonce domnívají, že poté, co technologie dozraje a bude regulována, by mohly být všechny globální spekulativní trhy tokenizovány pro použití v technologii blockchain.

Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si článek Případy použití blockchainu: Prediktivní trhy.

Crowdfunding com blockchain

Online crowdfundingové platformy pokládají základy peer-to-peer ekonomiky již téměř deset let. Úspěch těchto stránek ukazuje, že o vývoj produktů s crowdfundingem je skutečný zájem. Tyto platformy však fungují jako správci fondů, což znamená, že mohou nakonec účtovat značnou část prostředků jako poplatky. Kromě toho by každý měl svůj vlastní soubor pravidel, což by usnadnilo dohodu mezi různými účastníky.

Technologie blockchain a konkrétněji chytré smlouvy by mohly umožnit bezpečnější a automatizovanější crowdfunding, kde jsou smluvní podmínky definovány počítačovým kódem.

Další crowdfundingové aplikace využívající technologii blockchain jsou Initial Coin Offerings (ICO) a Initial Exchange Offerings (IEO). Při prodeji tokenů, jako jsou tyto, investoři získávají finanční prostředky v naději, že síť bude v budoucnu úspěšná a bude generovat návratnost investic.

Blockchain a distribuované souborové systémy

Distribuce úložiště souborů přes internet má mnoho výhod ve srovnání s konvenčními centralizovanými alternativami. Velká část dat uložených v cloudu závisí na centralizovaných serverech a poskytovatelích služeb, kteří bývají náchylnější k útokům a mohou způsobit ztrátu dat. V některých případech mohou uživatelé čelit problémům s přístupností kvůli cenzuře ze strany centralizovaných serverů.

Z uživatelského hlediska fungují řešení pro ukládání souborů, která využívají technologii blockchain, podobně jako řešení cloudového úložiště – můžete nahrávat, ukládat a přistupovat k souborům. Systém, který tyto služby poskytuje, je však zcela odlišný.

Když nahrajete soubor do blockchainového úložiště, je distribuován a replikován mezi více uzly. V některých případech bude každý uzel ukládat jinou část vašeho souboru. Fragmentovaná data nejsou příliš užitečná, ale můžete požádat uzly, aby poskytly každou část, zkombinovaly je a obnovily celý soubor.

Úložný prostor je odvozen od účastníků poskytujících úložiště a šířku pásma do sítě. Tito účastníci obvykle dostávají ekonomické pobídky k poskytování těchto zdrojů. Pokud neposkytnou zdroje podle pravidel, mohou být potrestáni.

Tento typ sítě si můžete představit jako podobnou bitcoinové síti. V tomto případě však není hlavním účelem sítě podporovat převody peněžní hodnoty, ale umožnit decentralizované a necenzurované ukládání souborů.

Další open-source protokoly, jako je InterPlanetary File System (IPFS), již dláždí cestu tomuto novému, distribuovanějšímu webu. Ačkoli IPFS je protokol a síť typu peer-to-peer, není to přesně blockchain. Ke zvýšení bezpečnosti a efektivity však uplatňuje některé principy technologie blockchain.