Co je blockchain? Kompletní průvodce

Obsah

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 by měly být blockchainy decentralizované?

• Co je to P2P síť?

• Co jsou uzly na blockchainu?

• Veřejné vs soukromé blockchainy

• Jak se provádějí transakce?

• Jak provádět bitcoinové transakce

  • Jak vybrat bitcoiny z Binance

  • Jak poslat bitcoiny z Trust Wallet do Electrum

• Kdo vynalezl blockchain?

• Klady a zápory technologie blockchain

  • Plusy

  • Nevýhody

Co je blockchain?

Blockchain je speciální typ databáze. Možná jste také slyšeli termín „technologie distribuované účetní knihy“ (neboli DLT). V mnoha případech znamenají totéž.

Blockchain má určité jedinečné vlastnosti. Existují pravidla pro přidávání dat a jakmile jsou data uložena, je téměř nemožné je změnit nebo smazat.

Data jsou časem přidávána do struktur nazývaných bloky. Každý blok je postaven na předchozím a obsahuje část informace související s předchozím. Takový systém byl vytvořen s cílem, aby si každý uživatel po zhlédnutí krajního bloku mohl snadno zkontrolovat správnost jeho pořadí. Projdeme-li celou cestu po „řetězci“, dostaneme se k úplně prvnímu bloku zvanému genesis block.

Pro analogii předpokládejme, že máte tabulku se dvěma sloupci. Do první buňky prvního řádku vložíte data, která chcete uložit.

Data v první buňce 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 vstup (abcAA), dostanete jinou kombinaci písmen ve všech ostatních buňkách.

Databáze, kde je každý záznam propojen s posledním.

Když se podíváte na řádek 4, naše poslední ID je TH. Pamatujete si, jak jsme říkali, že se nemůžete vrátit nebo smazat záznamy? Je to proto, že ve velkém systému členů sdílejících stejnou sadu konzistentních dat můžete každého upozornit, že jste již provedli změny v tabulce, ale většina může váš pokus o změnu celé struktury dat jednoduše ignorovat.

Řekněme, že změníte data v první buňce – získáte jiné ID, což znamená, že váš druhý blok bude mít jiná data, což povede k jinému ID v řádku 2 a tak dále. TH je v podstatě produktem všech předchozích informací.

Jak jsou bloky propojeny?

To, co jsme diskutovali výše s našimi dvoupísmennými identifikátory, je zjednodušená analogie toho, jak blockchain používá hashovací funkce. Hašování je lepidlo, které drží bloky pohromadě. Spočívá v tom, že vezmeme data libovolné velikosti a předáme je matematickou funkcí, abychom dostali výsledek (hash), který je vždy stejně dlouhý.

Hashe používané v blockchainech jsou zajímavé, protože pravděpodobnost, že najdete dvě data, která produkují stejný výsledek, je astronomicky malá. Stejně jako naše výše uvedené identifikátory, jakákoli malá úprava našeho vstupu vytvoří úplně jiný výstup.

Pojďme si ukázat SHA256, funkci široce používanou v bitcoinech. Jak vidíte, k úplnému zašifrování výstupu stačí i změna velkých písmen.

Skutečnost, že neexistují žádné známé konflikty s SHA256 (tj. dva různé vstupy, které nám dávají stejný výsledek), je v kontextu blockchainů neuvěřitelně cenná. To znamená, že každý blok může odkazovat na předchozí, včetně jeho hashe, a jakýkoli pokus o úpravu starších bloků bude okamžitě patrný.

Každý blok obsahuje otisk předchozího bloku.

Blockchainy a decentralizace

Vysvětlili jsme základní strukturu blockchainu. Ale když slyšíte lidi mluvit o technologii blockchain, s největší pravděpodobností nemluví jen o databázi samotné, ale o ekosystémech vybudovaných kolem blockchainů.

Jako samostatné datové struktury jsou blockchainy skutečně užitečné pouze ve specializovaných aplikacích. Zajímavé je, když je používáme jako nástroje ke vzájemné koordinaci. V kombinaci s dalšími technologiemi a teorií her může blockchain fungovat jako distribuovaná účetní kniha, kterou nikdo nekontroluje.

To znamená, že nikdo nemá právo upravovat záznamy mimo pravidla systému (více o pravidlech později). V tomto smyslu lze tvrdit, že matrika patří zároveň všem: účastníci se dohodnou, jak v danou chvíli vypadá.

Problém byzantských generálů

Skutečným problémem, který stojí v cestě systému, jako je ten, který je popsán výše, je takzvaný Problém byzantských generálů. Vynalezený v 80. letech 20. století popisuje dilema, ve kterém izolovaní aktéři musí komunikovat, aby koordinovali své akce. Toto dilema zahrnuje několik armádních generálů obklopujících město a rozhodování, zda na něj zaútočit. Generálové mohou komunikovat pouze prostřednictvím posla.

Každý se musí rozhodnout, zda zaútočí nebo ustoupí. Je jedno, zda zaútočí nebo ustoupí, hlavní je, že všichni generálové dojdou k jedinému rozhodnutí. Pokud se rozhodnou zaútočit, uspějí pouze tehdy, když se budou pohybovat ve stejnou dobu. Jak tedy můžeme zajistit, že se jim to podaří?

Samozřejmě mohli komunikovat přes messenger. Ale co když byl posel zachycen a zpráva se změnila z „útočíme za úsvitu“ na „útočíme dnes večer“? Co když jeden z generálů záměrně svedl ostatní, aby byli poraženi?

Všichni generálové úspěšně zaútočili (vlevo). Když jeden ustoupí, ostatní zaútočí, jsou poraženi (vpravo).

Potřebujeme strategii, kde lze dosáhnout konsensu, i když se účastníci stanou zlomyslnými nebo jsou zachyceny zprávy. Neschopnost udržovat databázi není životu nebezpečná situace jako útok na město bez posil, ale platí stejný princip. Pokud není nikdo, kdo by blockchain monitoroval a poskytoval uživatelům „správné“ informace, pak uživatelé musí být schopni mezi sebou komunikovat.

Aby bylo možné překonat potenciální selhání jednoho (nebo více) uživatelů, musí být mechanismy blockchainu pečlivě navrženy tak, aby byly vůči takovým selháním odolné. Systém, který toho může dosáhnout, se nazývá „byzantský všeobecný konsensus“. Jak brzy uvidíme, k vynucení zastřešujících pravidel se používají konsenzuální algoritmy.

Proč by měly být blockchainy decentralizované?

Blockchain si samozřejmě můžete spravovat sami. Ale skončíte s databází, která je ve srovnání s lepšími alternativami neohrabaná. Jeho skutečný potenciál lze využít v decentralizovaném prostředí, tedy v takovém, kde jsou si všichni uživatelé rovni. Blockchain tak nemůže být smazán nebo unesen útočníky. Je to jediný zdroj pravdy, který může každý vidět.

Co je to P2P síť?

P2P síť (Peer-to-peer) je úroveň uživatelů (nebo obecných v našem předchozím příkladu). Neexistuje žádný správce, takže místo volání na centrální server kdykoli si uživatel chce vyměnit informace s jiným uživatelem, posílají je přímo svým kolegům.

Zvažte níže uvedený graf. Vlevo je centralizovaná struktura, ve které účastník A potřebuje poslat zprávu přes server, aby ji doručil účastníkovi F. Vpravo jsou však všichni účastníci připojeni přímo, bez jakéhokoli prostředníka.

Centralizovaná síť (vlevo) a decentralizovaná (vpravo).

Server obvykle ukládá všechny informace potřebné pro uživatele. Když vstoupíte do Binance Academy, žádáte její servery, aby vám poskytly všechny články. Pokud web přestane fungovat, neuvidíte je. Pokud byste si však stáhli veškerý obsah, měli byste k němu na svém počítači přístup, aniž byste museli zasílat požadavek Binance Academy.

V podstatě to je to, co dělá každý uživatel s blockchainem: celá databáze je uložena na jeho počítači. Pokud někdo síť opustí, zbývající uživatelé budou mít stále přístup k blockchainu a vyměňovat si mezi sebou informace. Když je do řetězce přidán nový blok, data jsou distribuována po síti, takže každý může aktualizovat svou vlastní kopii účetní knihy.

Určitě se podívejte na P2P Networks Explained, kde najdete podrobnější pohled na tento typ sítě.

Co jsou uzly na blockchainu?

Uzly jsou jednoduše to, čemu říkáme stroje připojené k síti. Uzly ukládají kopie blockchainu a vyměňují si informace s jinými stroji. Uživatelé nemusí tyto procesy zpracovávat ručně. Obvykle vše, co potřebují, je stáhnout a spustit blockchainový software a vše ostatní bude provedeno automaticky.

Výše uvedené popisuje, co je uzel, ale tato definice může platit i pro ostatní uživatele, kteří jakýmkoliv způsobem interagují se sítí. Například v kryptoměně se jednoduchá aplikace peněženky v telefonu nazývá lite node.

Veřejné vs soukromé blockchainy

Jak možná víte, bitcoin položil základy pro blockchainový průmysl, aby se vyvinul do dnešní podoby. Od doby, kdy se bitcoin začal chovat jako skutečné finanční aktivum, inovátoři začali přemýšlet o potenciálu základní technologie v jiných oblastech. To vedlo k tomu, že blockchain byl zkoumán pro nespočet využití mimo finance.

Bitcoin je to, čemu říkáme veřejný blockchain. To znamená, že na něm může kdokoli prohlížet transakce a vše, co je potřeba k připojení, je připojení k internetu a potřebný software. Vzhledem k tomu, že neexistují žádné další požadavky na účast, můžeme to nazvat inkluzivním (bez povolení) prostředím.

Naproti tomu existují další typy blockchainů nazývané privátní blockchainy. Tyto systémy stanovují pravidla o tom, kdo může blockchain vidět a komunikovat s ním. Proto je nazýváme exkluzivní prostředí. I když se soukromé blockchainy mohou na první pohled zdát nadbytečné, mají několik důležitých aplikací – většinou v podnikovém prostředí.

Další informace o tomto tématu najdete v tomto článku "Jaký je rozdíl mezi veřejnými, soukromými a konsorciovými blockchainy?"

Chcete začít obchodovat s kryptoměnami? Kupte si bitcoiny na Binance!

Jak se provádějí transakce?

Pokud chce Alice zaplatit Bobovi bankovním převodem, řekne to své bance. Pro zjednodušení předpokládejme, že obě strany používají stejnou banku. Banka před aktualizací své databáze zkontroluje, zda má Alice finanční prostředky na dokončení transakce (např. -50 USD pro Alice, +50 USD pro Bob).

To se příliš neliší od toho, co se děje s blockchainem. Vždyť je to také databáze. Klíčový rozdíl je v tom, že neexistuje žádná strana, která provádí kontroly a aktualizuje zůstatek. To by měly dělat všechny uzly.

Pokud chce Alice poslat 5 BTC Bobovi, pošle o tom zprávu do sítě. Do blockchainu se to hned nepřidá – uvidí to uzly, ale musí být provedeny další akce, aby byla transakce potvrzena. Viz článek "Jak se do blockchainu přidávají bloky?"

Jakmile je tato transakce přidána do blockchainu, všechny uzly uvidí, že proběhla. Aktualizují svou kopii blockchainu, aby to odrážela. Nyní Alice nemůže poslat stejných 5 BTC Carol (dvojnásobná útrata), protože síť ví, že je již utratila v dřívější transakci.

Neexistuje žádná koncepce uživatelských jmen a hesel – k prokázání vlastnictví finančních prostředků se používá kryptografie s veřejným klíčem. Aby Bob mohl získat finanční prostředky, musí nejprve vygenerovat soukromý klíč. Je to jen velmi dlouhý náhodný počet postav, který prakticky nikdo neuhodne, i když má k dispozici stovky let. Pokud ale někomu sdělí svůj soukromý klíč, pak tito uživatelé budou moci prokázat vlastnictví jeho prostředků (a proto je Bob utratí). Proto je důležité, aby to držel v tajnosti.

Bob však může získat veřejný klíč ze svého soukromého klíče. Veřejný klíč pak může poskytnout komukoli, protože je prakticky nemožné jej přepracovat tak, aby získal soukromý klíč. Ve většině případů provede s veřejným klíčem nějakou jinou operaci (například hašování), aby získal veřejné adresy.

Dá Alici veřejnou adresu, aby věděla, kam má poslat peníze. Vytvoří transakci, která říká: převeďte tyto prostředky na tuto veřejnou adresu. Poté, aby dokázala síti, že se nesnaží utrácet prostředky někoho jiného, ​​Alice vygeneruje digitální podpis pomocí svého soukromého klíče. Kdokoli si může vzít podepsanou zprávu Alice, porovnat ji s jejím veřejným klíčem a s jistotou říci, že má právo poslat tyto prostředky Bobovi.

Jak provádět bitcoinové transakce

Pro ilustraci toho, jak můžete provádět bitcoinové transakce, si představme dva různé scénáře. První je, když vybíráte bitcoiny z Binance a druhý je, když posíláte prostředky z vaší TrustWallet do vaší peněženky Electrum.

Jak vybrat bitcoiny z Binance

1. Přihlaste se ke svému účtu Binance. Pokud ještě nemáte BTC, podívejte se na našeho průvodce Jak nakupovat BTC.

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

3. Klikněte na tlačítko „Odebrat“ na postranním panelu vlevo.

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

5. Zkopírujte adresu, na kterou chcete vybrat své bitcoiny, a vložte BTC adresu příjemce.

6. Zadejte částku, kterou chcete vybrat.

7. Klikněte na "Odeslat".

8. Brzy obdržíte potvrzovací e-mail. Pečlivě zkontrolujte správnost adresy. Pokud je vše v pořádku, potvrďte transakci v emailu.

9. Počkejte, až transakce projde blockchainem. Jeho 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 BTC z Trust Wallet do Electrum.

1. Otevřete aplikaci Trust Wallet.

2. Klikněte na svůj bitcoinový účet.

3. Klikněte na "Odeslat".

4. Otevřete svou peněženku Electrum.

5. Přejděte na kartu „Přijmout“ v Electrum a zkopírujte adresu.

Případně se můžete vrátit do Trust Wallet a kliknutím na ikonu [–] naskenovat QR kód, který vede na vaši adresu Electrum.

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

7. Zadejte částku.

8. Pokud je vše v pořádku, potvrďte transakci.

9. Vše je připraveno! Počkejte, až bude vaše transakce potvrzena na blockchainu. Jeho stav můžete sledovat zkopírováním své adresy do Block Explorer.

Chcete začít obchodovat s kryptoměnami? Kupte si bitcoiny na Binance!

Kdo vynalezl blockchain?

Technologie blockchain byla vytvořena v roce 2009 se spuštěním bitcoinu, prvního a nejoblíbenějšího blockchainu. Jeho tvůrce pod pseudonymem Satoshi Nakamoto však čerpal inspiraci z dřívějších technologií a návrhů.

Blockchainy široce využívají hašovací funkce a kryptografii, které existovaly desítky let před Bitcoinem. Zajímavé je, že blockchainovou strukturu lze vysledovat až do počátku 90. let 20. století, ačkoliv byla jednoduše používána k časovému označení dokumentů, aby je nebylo možné později změnit.

Podrobné informace naleznete v článku „Historie blockchainu“.

Klady a zápory technologie blockchain

Správně navržené blockchainy řeší problém, kterému čelí zúčastněné strany v řadě průmyslových odvětví, od financí po zemědělství. Distribuovaná síť má oproti tradičnímu modelu klient-server mnoho výhod. Ale jsou tu i některé nevýhody.

Plusy

Jednou z okamžitých výhod uvedených v „Bitcoinové bílé knize“ je, že platby lze přenášet bez prostředníka. Následné blockchainy šly ještě dále a umožnily uživatelům posílat nejrůznější informace. Eliminace protistran znamená menší riziko pro zúčastněné uživatele a vede k nižším poplatkům, protože prostředník nezíská podíl.

Jak jsme již zmínili, veřejná blockchain síť je také inkluzivní – neexistuje zde žádná překážka vstupu, protože neexistuje žádný regulační orgán. Pokud se potenciální uživatel dokáže připojit k internetu, bude moci komunikovat s ostatními uzly v síti.

Mnozí tvrdí, že nejdůležitější kvalitou blockchainů je jejich vysoká úroveň odolnosti vůči cenzuře. Ke zhroucení centralizované služby stačí útočníkovi zaútočit na server. Ale v P2P síti funguje každý uzel jako samostatný server.

Systém jako bitcoin má přes 10 000 viditelných uzlů roztroušených po celém světě, což znemožňuje i dobře vybavenému útočníkovi kompromitovat síť. Je třeba poznamenat, že existuje mnoho skrytých uzlů, které nejsou viditelné pro širší síť.

Ale jsou tu některé povrchní výhody. Existuje mnoho konkrétních případů použití, které lze v blockchainech implementovat. Více se o tom můžete dozvědět v tomto článku "Jak se používá blockchain?"

Nevýhody

Blockchainy nejsou všelékem na všechny problémy. Optimalizované pro výhody popsané v předchozí části, postrádají rozvoj v jiných oblastech. Nejzjevnější překážkou hromadného přijetí blockchainů je to, že se příliš dobře neškálují.

To platí pro jakoukoli distribuovanou síť. Protože se všichni účastníci musí synchronizovat, nové informace nelze přidávat dostatečně rychle, protože uzly s nimi nemohou držet krok. Vývojáři proto obvykle záměrně omezují rychlost, jakou lze blockchainy aktualizovat, aby systém udrželi decentralizovaný.

U uživatelů sítě se to může projevit dlouhými čekacími lhůtami, pokud se příliš mnoho lidí pokouší dokončit transakce. Bloky mohou obsahovat omezené množství dat a nejsou přidány do řetězce okamžitě. Pokud existuje více transakcí, než se vejde do bloku, všechny další musí počkat na další blok.

Další možnou nevýhodou decentralizovaných blockchainových systémů je, že se nedají snadno aktualizovat. Pokud si vytvoříte vlastní software, můžete přidávat nové funkce, jak uznáte za vhodné. Nemusíte spolupracovat s ostatními ani žádat o povolení k provádění změn.

V prostředí s miliony uživatelů je provádění změn mnohem obtížnější. Můžete změnit některá nastavení softwaru vašeho uzlu, ale skončíte odpojením od sítě. Pokud je upravený software nekompatibilní s jinými uzly, poznají to a odmítnou s vaším uzlem komunikovat.

Řekněme, že chcete změnit pravidlo o tom, jak velké mohou být bloky (z 1 MB na 2 MB). Můžete se pokusit odeslat tento blok do uzlů, ke kterým jste připojeni, ale mají pravidlo „nepřijímejte bloky větší než 1 MB“. Pokud obdrží větší blok, nezahrnou jej do své kopie blockchainu.

Jediný způsob, jak prosadit změnu, je přimět většinu ekosystému, aby ji přijal. Než bude možné koordinovat změny na základních blockchainech, může to trvat měsíce nebo dokonce roky intenzivní diskuse na fórech. Podrobnosti naleznete v článku "Tvrdé a měkké vidlice".

Kapitola 2 – Jak funguje blockchain?

Obsah

• Jak se do blockchainu přidávají bloky?

• Těžba (doklad o práci)

  • Pros of Proof of Work

  • Nevýhody dokladu o práci

• Staking (Proof of Stake)

  • Výhody Proof of Stake

  • Nevýhody důkazu o sázce

• Další konsensuální algoritmy

• Je možné zrušit bitcoinovou transakci?

• Co je škálovatelnost blockchainu?

• Proč je třeba blockchain škálovat?

• Co je to blockchain fork?

  • Měkká vidlice

  • Tvrdá vidlice

Jak se do blockchainu přidávají bloky?

Zatím jsme toho hodně probrali. Víme, že uzly jsou propojeny a uchovávají kopie blockchainu. Vzájemně 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 říkal, co mají dělat. Vzhledem k tomu, že všechny uzly mají stejnou sílu, je zapotřebí spravedlivý mechanismus rozhodování o tom, kdo může přidávat bloky do blockchainu. Potřebujeme systém, který zdražuje podvádění uživatelů, ale odměňuje je za upřímnost. Každý rozumný uživatel bude chtít jednat ekonomicky prospěšně pro sebe.

Vzhledem k tomu, že síť je inkluzivní, vytváření bloků by mělo být přístupné všem. Protokoly to často zajišťují tím, že vyžadují, aby uživatel přispíval do hry, tj. zahrnoval určité riziko. To jim umožní podílet se na vytváření bloku a pokud vytvoří platný blok, budou odměněni.

Pokud se však pokusí ošidit systém, zbytek sítě o tom bude vědět. Jakýkoli podíl, který těžař přispěje do sítě, bude ztracen. Tyto mechanismy nazýváme konsensuální algoritmy, protože umožňují účastníkům sítě dosáhnout konsensu o tom, který blok by měl být přidán jako další.

Těžba (doklad o práci)

Těžba je zdaleka nejpopulárnějším konsensuálním algoritmem. Těžba využívá algoritmus Proof of Work (PoW). To znamená, že uživatelé obětují výpočetní výkon, aby se pokusili vyřešit problém nastíněný v protokolu.

Hádanka vyžaduje, aby uživatelé zahašovali transakce a další informace obsažené v bloku. Ale aby byl hash považován za platný, musí být nižší než určité množství. Vzhledem k tomu, že nelze předvídat, jaký bude ten či onen výstup, musí těžaři mírně pozměněná data hashovat, dokud nenajdou správné řešení.

Je zřejmé, že vícenásobné hašování dat vyžaduje velké výpočetní zdroje. V blockchainech Proof of Work jsou sázkou, kterou uživatelé vkládají, peníze investované do nákupu těžebních zařízení a elektřiny používané k jejich napájení. Dělají to v naději, že dostanou blokovou odměnu.

Pamatujete si, jak jsme zmínili, že původní hodnotu z hashe je téměř nemožné získat, ale je snadné ověřit její správnost? Když těžař odešle nový blok do zbytku sítě, všechny ostatní uzly jej použijí jako vstup pro hashovací funkci. Potřebují pouze předat jeho hash funkcí, která zajistí, že blok je platný a těžený podle všech pravidel blockchainu. Pokud tomu tak není, těžař není odměněn a bude plýtvat elektřinou.

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

Pros of Proof of Work

• Spolehlivost. K dnešnímu dni je Proof of Work nejvyspělejším konsensuálním algoritmem, který zajišťuje stovky miliard dolarů.

• Inkluzivita. Kdokoli se může připojit k těžbě nebo jen spustit ověřovací uzel.

• Decentralizace. Těžaři mezi sebou soutěží ve výrobě bloků, což znamená, že hashovací síla není nikdy řízena jednou stranou.

Nevýhody dokladu o práci

• Vysoké servisní náklady. Těžba spotřebuje obrovské množství elektřiny.

• Vysoká bariéra vstupu. Jak se k síti připojuje více těžařů, protokoly ztěžují těžební úlohu. Aby si uživatelé udrželi konkurenceschopnost, musí investovat do lepšího hardwaru. To může zastavit mnoho horníků.

• Útok 51 %. Přestože těžba podporuje decentralizaci, existuje možnost, že většinu hashovací síly získá jediný těžař. Pokud tak učiní, teoreticky by mohl zrušit transakce a podkopat bezpečnost blockchainu.

Staking (Proof of Stakes)

V systémech Proof of Work vás motivují k poctivému jednání peníze, které jste zaplatili za těžbu počítačů a elektřiny. Pokud nebudete bloky správně těžit, vaše investice se vám nevrátí.

S Proof of Stake (PoS) neexistují žádné externí náklady. Místo těžařů máme validátory, které nabízejí bloky. K vytváření nových bloků mohou použít běžný počítač, ale k získání tohoto privilegia musí vložit velkou část svých prostředků. Staking se provádí s předem stanoveným množstvím nativní blockchainové kryptoměny podle pravidel každého protokolu.

Různé implementace mají různé varianty, ale jakmile validátor začne sázet své jednotky, může to být náhodně vybraný protokol, který oznámí další blok. Pokud to uděláte správně, dostanou odměnu. Alternativně může existovat několik validátorů, kteří se dohodnou na dalším bloku a odměna se rozděluje v poměru ke sázkovým prostředkům každého z nich.

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

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

Výhody Proof of Stake

• Zelená – V porovnání s těžbou PoW je uhlíková stopa PoS extrémně malá. Staking eliminuje potřebu operací hašování dat náročných na zdroje.

• Rychlé transakce. Protože není potřeba utrácet další výpočetní výkon na libovolné úlohy uložené 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 vydělávat pasivní příjem ve formě airdrops nebo úroků jednoduše vložením svých prostředků.

Nevýhody důkazu o sázce

• Ne zcela otestováno. Protokoly PoS je třeba teprve testovat ve velkém měřítku. V jeho implementaci nebo krypto-ekonomice mohou existovat nějaké neodhalené zranitelnosti.

• Plutokracie. Panují obavy, že PoS systémy jsou ekosystémem v podobě „bohatších stále bohatších“, protože validátoři s větším podílem aktiv mají tendenci dostávat více odměn.

• Nic není v sázce. V případě PoW mohou uživatelé „sázet“ pouze na jeden řetězec, který je podle nich nejúspěšnější. Během hard forku nemohou přihazovat na více coinů se stejnou hashovací silou. Validátory v PoS však mohou pracovat s více řetězci s malou režií, což může způsobit ekonomické problémy.

Další konsensuální algoritmy

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

Nebudeme se jim podrobně věnovat, ale pokud vás to zajímá, podívejte se na následující články:

• Vysvětlení opožděného prokazování práce

• Vysvětlení pronajatého Proof of Stake Consensus

• Vysvětlení dokladu o oprávnění

• Vysvětlení důkazu o spálení

Je možné zrušit bitcoinovou transakci?

Blockchainy jsou ze své podstaty velmi bezpečné databáze. Jejich přirozené vlastnosti extrémně ztěžují odstranění nebo změnu blockchainových dat, jakmile byla zaznamenána. Pokud jde o bitcoiny a další velké sítě, je to téměř nemožné. Jakmile tedy provedete transakci na blockchainu, je nevratná.

Jak již bylo řečeno, existuje mnoho různých implementací blockchainu a zásadní rozdíl mezi nimi je v tom, jak dosahují konsensu v síti. To znamená, že v některých implementacích může relativně malá skupina účastníků získat dostatek výkonu v síti k efektivnímu obrácení transakcí. To platí zejména pro altcoiny, které fungují na malých sítích (s nízkými hashraty kvůli slabé těžařské konkurenci).

Co je škálovatelnost blockchainu?

Škálovatelnost blockchainu se běžně používá jako obecný termín pro označení schopnosti blockchainového systému uspokojit rostoucí poptávku. Přestože blockchainy mají žádoucí vlastnosti (jako je decentralizace, odolnost proti cenzuře, neměnnost), něco stojí.

Na rozdíl od decentralizovaných systémů může centralizovaná databáze pracovat s vyšší rychlostí a šířkou pásma. To dává smysl, protože není potřeba, aby se tisíce uzlů rozesetých po celém světě synchronizovaly se sítí pokaždé, když se obsah změní. To ale neplatí pro blockchainy. Výsledkem je, že škálování je již mnoho let předmětem zuřivých debat mezi vývojáři blockchainu.

Pro zmírnění některých výkonnostních nedostatků blockchainů byla navržena nebo implementována řada různých řešení. V současnosti však neexistuje jasný nejlepší přístup. Pravděpodobně bude nutné vyzkoušet mnoho různých řešení, dokud nebudou nalezeny jednodušší odpovědi na problém se škálovatelností.

Na širší úrovni existuje základní otázka týkající se škálovatelnosti: měli bychom zlepšit výkon samotného blockchainu (škálování na řetězci) nebo umožnit provádění transakcí bez nafouknutí základního blockchainu (škálování mimo řetězec)?

Obojí může mít zjevné výhody. Řešením pro on-chain škálování může být snížení velikosti transakcí nebo dokonce optimalizace ukládání dat v blocích. Na druhou stranu, off-chain řešení zahrnují dávkování transakcí z hlavního blockchainu a jejich přidání později. Některá ze známějších off-chain řešení se nazývají postranní řetězce a platební kanály.

Pokud se chcete do tohoto tématu ponořit hlouběji, přečtěte si článek „Škálovatelnost blockchainu – vedlejší řetězce a platební kanály“.

Proč je třeba blockchain škálovat?

Mají-li blockchainové systémy konkurovat svým centralizovaným protějškům, musí být přinejmenším stejně účinné jako ty druhé. Ve skutečnosti však pravděpodobně budou muset udělat ještě lépe, aby motivovali vývojáře a uživatele k přechodu na platformy a aplikace založené na blockchainu.

To znamená, že ve srovnání s centralizovanými systémy by mělo být používání blockchainů rychlejší, levnější a jednodušší pro vývojáře i uživatele. Toho není snadné dosáhnout při zachování hlavních charakteristik blockchainů, o kterých jsme hovořili dříve.

Co je to blockchain fork?

Jako každý software, i blockchainy vyžadují aktualizace k vyřešení problémů, přidání nových pravidel nebo odstranění starých. Protože většina blockchainového softwaru je open source, teoreticky může kdokoli navrhnout nové aktualizace, které přidá do softwaru, který provozuje síť.

Mějte na paměti, že blockchainy jsou distribuované sítě. Po aktualizaci softwaru musí být tisíce uzlů rozesetých po celém světě schopny vyměňovat si data a implementovat novou verzi. Co se ale stane, když se účastníci nemohou dohodnout na tom, kterou aktualizaci implementovat? Obvykle neexistuje žádná organizace se zavedeným rozhodovacím postupem. Výsledkem je měkká a tvrdá vidlice.

Měkká vidlice

Pokud panuje všeobecná shoda na tom, jak by aktualizace měla vypadat, je to celkem jednoduchá záležitost. V takovém scénáři je software aktualizován zpětně kompatibilními změnami, což znamená, že aktualizované uzly mohou stále komunikovat s neaktualizovanými uzly. Ve skutečnosti se však očekává, že téměř všechny uzly budou nakonec aktualizovány. Tomu se říká soft fork.

Tvrdá vidlice

S tvrdou vidličkou to bude složitější. Po implementaci budou nová pravidla nekompatibilní se starými pravidly. Pokud se tedy uzly používající nová pravidla pokusí komunikovat s uzly, které používají stará pravidla, bude to nemožné. V důsledku toho je blockchain rozdělen na dvě části – na jedné běží starý software a na druhé nová pravidla.

Po hard forku existují v podstatě dvě různé sítě provozující paralelně dva různé protokoly. V době rozvětvení jsou zůstatky nativní blockchainové jednotky klonovány ze staré sítě. Tímto způsobem, pokud jste měli zůstatek na staré síti v době rozvětvení, budete mít také zůstatek na nové síti.

Podrobnosti naleznete v článku "Tvrdé a měkké vidlice".

Kapitola 3. Jak se blockchain používá?

Obsah

• Blockchain pro dodavatelské řetězce

• Blockchain a herní průmysl

• Blockchain pro zdravotnictví

• Blockchainové převody

• Blockchain a digitální identita

• Blockchain a internet věcí (IoT)

• Blockchain pro správu

• Blockchain pro charitu

• Blockchain pro spekulace

• Crowdfunding na blockchainu

• Blockchain a distribuované souborové systémy

Technologie blockchain může mít široké využití. Pojďme si některé z nich projít.

Blockchain pro dodavatelské řetězce

Efektivní dodavatelské řetězce jsou jádrem mnoha úspěšných podniků a zahrnují pohyb zboží od dodavatele ke spotřebiteli. Koordinace více zúčastněných stran v této oblasti byla tradičně obtížným úkolem. Technologie blockchain však může poskytnout novou úroveň transparentnosti v mnoha odvětvích. Funkční ekosystém dodavatelského řetězce točící se kolem neměnné databáze je přesně to, co mnoho průmyslových odvětví potřebuje, aby se stalo spolehlivějším.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek Blockchain Use Cases: Supply Chains.

Blockchain a herní průmysl

Herní průmysl se stal jedním z největších zábavních odvětví na světě a blockchainová technologie mu může výrazně prospět. Hráči jsou zpravidla v moci vývojářů her. Ve většině online her jsou hráči nuceni spoléhat se na serverový prostor vývojářů a dodržovat jejich neustále se měnící sady pravidel. V této souvislosti může blockchain pomoci decentralizovat výkon, správu a údržbu online her.

Největším problémem však může být, že předměty ve hře nemohou existovat mimo hry, čímž se eliminuje šance na skutečné vlastnictví a existence sekundárních trhů. Použitím přístupu založeného na blockchainu by se hry mohly stát dlouhodobě udržitelnějšími a položky ve hře vydané jako krypto-sběratelské předměty by mohly získat skutečnou hodnotu.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Využití blockchainu: Hraní“.

Blockchain pro zdravotnictví

Bezpečné ukládání lékařských záznamů je životně důležité pro jakýkoli zdravotnický systém a spoléhání se na centralizované servery činí citlivé informace zranitelnými. Transparentnost a bezpečnost technologie blockchain z ní činí ideální platformu pro ukládání lékařských záznamů.

Kryptografickým zabezpečením záznamů na blockchainu si pacienti mohou zachovat své soukromí a přitom stále mohou sdílet své lékařské informace s jakýmkoli zdravotnickým zařízením. Pokud by se všichni účastníci současného roztříštěného zdravotnického systému dokázali připojit k zabezpečené globální databázi, tok informací mezi nimi by byl rychlejší.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Použití blockchainu: Zdravotní péče“.

Blockchainové převody

Posílání peněz do zahraničí je s tradičními bankovními službami problém. Především kvůli spletité síti zprostředkovatelů, poplatkům a vypořádacím lhůtám je používání tradičních bank drahé a nespolehlivé pro urgentní transakce.

Kryptoměny a blockchainy eliminují tento ekosystém prostředníků a mohou umožnit levné a rychlé převody po celém světě. Zatímco blockchainy jistě obětují výkon pro některé ze svých žádoucích vlastností, řada projektů tuto technologii využívá k poskytování levných a téměř okamžitých transakcí.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Možnosti využití blockchainu: Převody“.

Chcete začít obchodovat s kryptoměnami? 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 odpovědnost za svá data a selektivně sdělovat informace třetím stranám pouze v případě potřeby. Tento typ kryptografické magie může zajistit plynulejší internetový zážitek bez ohrožení soukromí.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Použití blockchainu: Digitální identita“.

Blockchain a internet věcí (IoT)

K internetu je připojeno neskutečné množství fyzických zařízení a toto číslo bude jen narůstat. Někteří spekulují, že komunikace a spolupráce mezi těmito zařízeními by se mohla výrazně zlepšit pomocí technologie blockchain. Automatizované mikroplatby stroj-stroj (M2M) mohou vytvořit novou ekonomiku, která závisí na bezpečném řešení databází s vysokou propustností.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek Blockchain Use Cases: The Internet of Things.

Blockchain pro správu

Distribuované sítě mohou definovat a aplikovat své vlastní formy regulace ve formě počítačového kódu. Proto není divu, že blockchain může mít šanci eliminovat prostředníky v různých procesech vládnutí na místní, národní nebo dokonce mezinárodní úrovni.

A co víc, mohlo by to vyřešit jeden z největších problémů, kterým v současnosti vývojová prostředí s otevřeným zdrojovým kódem čelí – nedostatek spolehlivého mechanismu rozdělování financí. Blockchain governance zajišťuje, že se všichni účastníci mohou podílet na rozhodování a poskytuje transparentní přehled o tom, jaké politiky jsou implementovány.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Použití blockchainu: Governance“.

Blockchain pro charitu

Charitám často brání omezení, jak mohou přijímat finanční prostředky. Je také nešťastné, že konečné určení darovaných prostředků je obtížné přesně vysledovat, což nepochybně mnohé od podpory těchto organizací odrazuje.

„Kryptofilantropie“ se zabývá používáním technologie blockchain k obcházení těchto omezení. V návaznosti na přirozené vlastnosti technologie umožňující větší transparentnost, globální zapojení a snížení nákladů se nové odvětví snaží maximalizovat dopad charitativních organizací. Jednou z takových organizací je Charitable Blockchain Foundation.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek Blockchain Uses: Charity.

Blockchain pro spekulace

Jednou z nejoblíbenějších aplikací technologie blockchain jsou bezesporu spekulace. Bezproblémové převody mezi burzami, necustodiální obchodní řešení a rostoucí ekosystém derivátových produktů z něj činí ideální hřiště pro všechny typy spekulantů.

Díky svým přirozeným vlastnostem je blockchain vynikajícím nástrojem pro ty, kteří jsou ochotni riskovat pomocí této třídy aktiv. Někteří zastánci se dokonce domnívají, že jakmile technologie a vhodná regulace dospějí, mohly by být všechny globální spekulativní trhy tokenizovány na blockchain.

Pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si článek „Použití blockchainu: Predikční trhy“.

Crowdfunding na blockchainu

Online crowdfundingové platformy pokládají základy P2P ekonomiky již téměř deset let. Úspěch těchto stránek ukazuje, že o vývoj crowdfundingových produktů je skutečný zájem. Tyto platformy však fungují jako správci finančních prostředků, významnou část z nich mohou přijímat jako provize. Každý z nich bude mít navíc svůj vlastní soubor pravidel pro usnadnění dohody mezi různými účastníky.

Technologie blockchain, nebo spíše chytré kontrakty, může poskytnout bezpečnější automatizovaný crowdfunding, kde jsou podmínky obchodů definovány v počítačovém kódu.

Další aplikací blockchainového crowdfundingu jsou Initial Coin Offerings a Initial Exchange Offerings (IEO). V těchto tokenových prodejích investoři získávají finanční prostředky v naději, že síť bude v budoucnu úspěšná a že se jim investice vrátí.

Blockchain a distribuované souborové systémy

Distribuované ukládání souborů na internetu má mnoho výhod oproti tradičním centralizovaným alternativám. 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 zaznamenat problémy s přístupností kvůli cenzuře ze strany centralizovaných serverů.

Z uživatelského hlediska fungují blockchainová řešení pro ukládání souborů stejným způsobem jako jiná řešení cloudových úložišť – můžete nahrávat, ukládat a přistupovat k souborům. To, co se děje v pozadí, je však docela jiné.

Když nahrajete soubor do blockchainového úložiště, je distribuován a duplikován mezi více uzly. V některých případech bude každý uzel ukládat různé části vašeho souboru. Uzly zase nebudou moci s těmito částmi dat nic dělat, ale později je můžete požádat, aby vám poskytly každou z těchto částí, abyste je spojili a získali zpět celý soubor.

Úložiště pochází od členů, kteří darují své úložiště a šířku pásma sítě. Tito účastníci jsou obvykle ekonomicky motivováni k poskytování těchto zdrojů a jsou penalizováni, pokud nedodržují pravidla nebo neudržují a neudržují soubory.

Tento typ sítě si můžete představit jako bitcoin. Hlavním účelem sítě však v tomto případě není podporovat převody peněz, ale poskytovat decentralizované úložiště souborů chráněné před cenzurou.

Další open source protokoly, jako je InterPlanetary File System (IPFS), již dláždí cestu této nové, trvalé a distribuované webové technologii. I když je IPFS protokol a P2P síť, není to úplně blockchain. Uplatňuje však některé principy technologie blockchain ke zlepšení bezpečnosti a efektivity.