Jak działa blockchain? Blockchain to współdzielony zapis transakcji, którego kopie jednocześnie przechowuje wiele komputerów. Nowe wpisy grupuje się w bloki, każdy blok niesie unikalny odcisk palca bloku poprzedniego, a sieć trzyma się zestawu reguł, które decydują, jaki nowy blok dochodzi kolejny. Wynikiem jest zapis, który bardzo trudno przepisać po fakcie i nad którym nie panuje żadna pojedyncza strona.
Ten artykuł wyjaśnia każdy z tych elementów, skąd wziął się ten pomysł, jak różne blockchainy osiągają zgodę oraz — co równie ważne — czego blockchain nie robi. Opisuje technologię i nie zajmuje żadnego stanowiska w sprawie kupowania czy trzymania jakiejkolwiek kryptowaluty.
Jak działa blockchain?
Zacznijmy od rejestru: listy tego, kto komu co przesłał. Bank prowadzi rejestr kont swoich klientów, i wszyscy ufają kopii banku, bo to bank nią zarządza.
Blockchain zastępuje ten jeden zaufany rejestr wieloma kopiami przechowywanymi przez wiele niezależnych komputerów, zwanych węzłami. Żeby wszystkie te kopie pozostawały identyczne, rejestr buduje się w szczególny sposób.
- Transakcje grupuje się w bloki. Zamiast dodawać wpisy pojedynczo, sieć zbiera niedawne transakcje i pakuje je razem.
- Każdy blok jest połączony z poprzednim. Każdy blok zawiera hasz bloku poprzedniego — rodzaj cyfrowego odcisku palca, wyjaśniony poniżej.
- Sieć uzgadnia każdy nowy blok. Zestaw reguł, zwany mechanizmem konsensusu, decyduje, jaki blok zostaje dodany jako kolejny, więc każdy węzeł kończy z tym samym łańcuchem.
Te trzy elementy razem sprawiają, że blockchain różni się od zwykłej bazy danych.
Blockchain nie sprawia, że zapisy są prawdziwe. Sprawia, że bardzo trudno je zmienić, gdy wszyscy już się co do nich zgodzili.
Sprawdź wiedzęZałóżmy, że ktoś zmienia jedną cyfrę w transakcji wewnątrz bloku sprzed roku. Które bloki przestałyby się zgadzać i co trzeba by zrobić, żeby ta zmiana się utrzymała?Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź
Hasz edytowanego bloku całkowicie się zmienia. Kolejny blok zapisał stary hasz, więc przestaje pasować, i nie pasuje też żaden blok po nim. Żeby zmiana się utrzymała, trzeba by przerobić każdy blok od tamtej pory i przekonać resztę sieci, by zaakceptowała tę wersję. Na tym polega odporność na manipulację: zmiany nie są niemożliwe, ale są oczywiste, a w dużej sieci — niezwykle kosztowne.
Hasze: odcisk palca, który spina łańcuch
Funkcja haszująca przyjmuje dowolny fragment danych i tworzy z niego krótki ciąg znaków o stałej długości. Liczą się dwie własności. Te same dane wejściowe zawsze dają ten sam hasz. A nawet niewielka zmiana danych wejściowych — jedna cyfra w jednej transakcji — daje zupełnie inny hasz.
Ponieważ każdy blok zawiera hasz poprzedniego bloku, bloki tworzą łańcuch. Gdyby ktoś spróbował zmienić transakcję w starym bloku, hasz tego bloku by się zmienił. Kolejny blok, który zapisał stary hasz, przestałby pasować, i tak samo każdy blok po nim. Żeby zmienić jeden dawny wpis, atakujący musiałby przerobić każdy blok od tamtej pory i przekonać resztę sieci, by zaakceptowała zmienioną wersję.
Właśnie to ludzie mają na myśli, mówiąc, że blockchain jest odporny na manipulację. Zmiany nie są niemożliwe, ale są oczywiste, a w dużej sieci niezwykle kosztowne do przeforsowania.
Skąd wziął się ten pomysł?
Idea łańcuchowania jest starsza niż kryptowaluty. W 1991 roku badacze Stuart Haber i W. Scott Stornetta opublikowali pracę „How to Time-Stamp a Digital Document”, opisującą, jak łączyć zapisy za pomocą haszy, tak by nikt nie mógł ich antydatować ani zmienić bez wykrycia. Ich pracę często opisuje się jako pierwszy projekt blockchainu.
31 października 2008 roku osoba lub grupa posługująca się pseudonimem Satoshi Nakamoto opublikowała białą księgę Bitcoina, która połączyła to łańcuchowanie ze sposobem, w jaki obcy sobie ludzie w internecie mogą uzgodnić rejestr bez zaufania żadnej centralnej stronie. Haber i Stornetta są w niej najczęściej cytowanymi autorami. Pierwszy blok Bitcoina powstał 3 stycznia 2009 roku i niósł nagłówek gazety o ratowaniu banków z tamtego dnia wydania The Times.
Ethereum, uruchomione w 2015 roku, rozszerzyło ten pomysł z zapisywania płatności na uruchamianie małych programów, zwanych smart kontraktami, bezpośrednio na blockchainie.
Konsensus: jak dojść do zgody bez sędziego?
Naprawdę trudny problem, który rozwiązuje publiczny blockchain, to nie przechowywanie danych. To dojście do zgody. Jeśli tysiące komputerów trzyma po jednej kopii, a dołączyć może każdy, jak uzgodnić, który nowy blok jest ważny, bez centralnego autorytetu i bez ryzyka, że ktoś oszuka, wydając tę samą monetę dwa razy?
Odpowiedzią są mechanizmy konsensusu. Dwa najszerzej stosowane to proof of work i proof of stake.
| Mechanizm | Jak dodaje się blok | Co sprawia, że oszustwo jest kosztowne |
|---|---|---|
| Proof of work | Komputery rywalizują w rozwiązaniu trudnej zagadki; zwycięzca dodaje blok | Przepisanie historii wymagałoby więcej mocy obliczeniowej niż reszta sieci razem wzięta |
| Proof of stake | Walidatorzy blokują monety jako zastaw i są wybierani do proponowania i zatwierdzania bloków | Walidatorzy, którzy oszukują, mogą stracić swój zastaw |
Bitcoin korzysta z proof of work, z nowym blokiem dodawanym mniej więcej co dziesięć minut. Proof of work jest bezpieczny, ale zużywa ogromne ilości energii elektrycznej, bo rozwiązywanie zagadki jest celowo kosztowne.
Jak uczy tego Astra Trainer
Ścieżka Krypto w świecie Biznes i finanse obejmuje jedenaście kursów o tym, jak odróżnić prawdziwy projekt od pustego, jak czytać tokenomikę i jak rozumieć działanie portfela, zanim się go zasili, zaczynając od kursów takich jak Podstawy blockchainu, Decentralizacja i Monety a tokeny.
Zaczynanie od mechanizmu jest celowe. Większość zamieszania wokół krypto bierze się z przeskakiwania od razu do cen, bez zrozumienia, co system leżący u podstaw gwarantuje, a czego nie. Lekcje trwają około pięciu minut, a przewodnik prowadzi cię przez wszystko, co wydaje się dziwne.
Od proof of work do proof of stake
Koszt energetyczny proof of work stał się jednym z najmocniejszych zarzutów wobec technologii blockchain. Ethereum odpowiedziało, zmieniając swój mechanizm konsensusu. 15 września 2022 roku, w ramach aktualizacji znanej jako Merge, przeszło z proof of work na proof of stake. Ethereum Foundation szacuje, że zmniejszyło to zużycie energii przez sieć o około 99,95 procent.
Ta zmiana pokazała, że konsensus to decyzja projektowa, a nie stała cecha blockchainów. Różne systemy dokonują różnych kompromisów między bezpieczeństwem, szybkością, zużyciem energii i tym, jak zdecentralizowane są w praktyce.
Blockchainy publiczne i prywatne
Nie każdy blockchain jest otwarty dla wszystkich. Publiczne blockchainy, takie jak Bitcoin i Ethereum, pozwalają każdemu czytać rejestr i brać udział. Blockchainy prywatne albo z uprawnieniami ograniczają udział do zatwierdzonych uczestników, na przykład grupy firm dzielących wspólny zapis łańcucha dostaw.
Blockchainy prywatne są szybsze i zużywają mniej energii, ale rezygnują z dużej części tego, co wyróżnia blockchainy publiczne. Jeśli niewielka grupa kontroluje, kto może zapisywać w rejestrze, jest to bliższe współdzielonej bazie danych z dodatkowymi zabezpieczeniami niż systemowi działającemu bez zaufanych stron.
Czego blockchain nie robi?
Tę technologię często opisuje się tak, jakby rozwiązywała problemy, których nie rozwiązuje.
Nie sprawia, że zapisy są prawdziwe. Blockchain zapisuje to, co zostało wprowadzone, spójnie i trwale. Jeśli wprowadzi się fałszywą informację, zostaje ona zapisana fałszywie, na zawsze. Nazywa się to czasem problemem wyroczni: łańcuch nie potrafi sprawdzić faktów o świecie zewnętrznym.
Nie nadaje tokenowi wartości. Zapis, że ktoś posiada token, nic nie mówi o tym, czy token jest cokolwiek wart. Artykuł o tokenomice opisuje, jak odczytać, co token naprawdę obiecuje.
Nie czyni cię anonimowym. Większość publicznych blockchainów jest pseudonimowa: adresy nie są nazwiskami, ale każda transakcja jest widoczna dla wszystkich, na zawsze, i często da się ją namierzyć.
Nie chroni cię przed utratą dostępu. Jeśli sam kontrolujesz portfel i zgubisz klucz prywatny, zwykle nie ma nikogo, kto mógłby go odzyskać.
Ogólne informacje, nie porada inwestycyjna. Ten artykuł wyjaśnia, jak działa technologia blockchain. Nie jest poradą inwestycyjną i nie zajmuje stanowiska w sprawie tego, czy ktokolwiek powinien kupić, trzymać albo sprzedać jakąkolwiek kryptowalutę czy token. Aktywa kryptowalutowe są bardzo zmienne, mogą stracić całą wartość, są często słabiej chronione niż tradycyjne inwestycje i są inaczej regulowane w różnych krajach. Rozważ konsultację z wykwalifikowanym, licencjonowanym doradcą przed podjęciem jakiejkolwiek decyzji.
Dlaczego zrozumienie jest ważniejsze niż cokolwiek innego
Wokół blockchainu krąży więcej pewnych siebie twierdzeń niż wokół niemal jakiejkolwiek innej technologii, w obie strony. Zrozumienie mechanizmu — co gwarantują haszowanie i konsensus, a czego nie — to najlepsza ochrona zarówno przed hype’em, jak i przed lekceważeniem.
Astra Trainer jest zbudowany tak, by to zrozumienie zapadało w pamięć. Po każdym temacie czekają quizy, a każdy kurs kończy się egzaminem końcowym złożonym z dziesięciu pytań, a codzienne wyzwania, punkty i seria dni z rzędu podtrzymują pięciominutowe lekcje. Krąg daje ci małą grupę ze wspólnym celem tygodniowym i sesjami na żywo, co pomaga przy temacie, w którym duża część tego, co się słyszy, to szum.
Co warto zapamiętać
Blockchain to współdzielony rejestr przechowywany przez wiele komputerów, z transakcjami pogrupowanymi w bloki połączone haszami, więc zmiana starych zapisów jest oczywista i kosztowna.
Idea łańcuchowania pochodzi od Habera i Stornetty z 1991 roku; Bitcoin w 2008 roku dodał sposób, by obcy sobie ludzie mogli uzgodnić rejestr bez centralnego autorytetu.
Mechanizmy konsensusu, takie jak proof of work i proof of stake, umożliwiają to uzgadnianie. Przejście Ethereum na proof of stake w 2022 roku obniżyło jego zużycie energii o około 99,95 procent.
Dlatego najbardziej użyteczna odpowiedź na pytanie, jak działa blockchain, ma dołączone zastrzeżenie: utrzymuje zapisy spójne i trudne do zmiany, a nic nie mówi o tym, czy te zapisy — albo opisywane przez nie tokeny — zasługują na zaufanie.
Sprawdź się
Pytanie 1 z 3
W blockchainie proof of stake, co sprawia, że zatwierdzenie fałszywego bloku jest dla walidatora kosztowne?
Jak w prostych słowach działa blockchain?
Transakcje grupuje się w bloki, a każdy blok zawiera cyfrowy odcisk palca, zwany haszem, bloku poprzedniego, tworząc łańcuch. Wiele komputerów przechowuje kopie i stosuje reguły, by uzgodnić każdy nowy blok, więc zapis jest współdzielony i bardzo trudny do zmiany.
Kto wynalazł blockchain?
Pomysł łączenia zapisów za pomocą haszy opisali Stuart Haber i W. Scott Stornetta w pracy z 1991 roku o znakowaniu czasowym dokumentów. Pierwszym działającym publicznym blockchainem był Bitcoin, opisany w białej księdze przez posługującego się pseudonimem Satoshiego Nakamoto w 2008 roku i uruchomiony w styczniu 2009 roku.
Jaka jest różnica między proof of work a proof of stake?
W proof of work komputery rywalizują w rozwiązywaniu kosztownych zagadek, by dodać bloki, co zużywa dużo energii. W proof of stake walidatorzy blokują monety i są wybierani do zatwierdzania bloków, a w razie oszustwa mogą stracić swój zastaw. Ethereum przeszło na proof of stake w 2022 roku.
Czy blockchain to to samo co Bitcoin?
Nie. Bitcoin to jedno zastosowanie technologii blockchain — waluta cyfrowa. Blockchain to leżąca u podstaw metoda prowadzenia współdzielonego, odpornego na manipulację rejestru, wykorzystywana przez wiele innych systemów, w tym Ethereum i prywatne sieci biznesowe.
Gdzie mogę nauczyć się o blockchainie i krypto w krótkich lekcjach?
Kierunek Krypto w świecie Biznes i finanse w Astra Trainer obejmuje jedenaście kursów o blockchainach, portfelach, monetach i tokenach oraz czytaniu tokenomiki, w pięciominutowych lekcjach z quizami. Pierwsza lekcja nie wymaga karty.
Dokąd to prowadzi. Jak lepiej radzić sobie z pieniędzmi: kolejność nauki wyjaśnia, gdzie krypto mieści się wśród pojęć finansowych wartych zrozumienia i dlaczego przychodzi po podstawach.
