Blockchain – technologie pravdy

Představte si

  • že peníze, které posíláte ze své banky, jsou během minuty v bance na druhém konci světa, v jiné měně, a to vše za poplatek několika eurocentů
  • hlasování v parlamentních volbách do Národní rady ČR, které nelze zmanipulovat a jehož finální výsledky máte ihned po uzavření volebních místností
  • změny v katastru nemovitostí, které dokážete provést z pohodlí domova a projeví se během pár minut s jistotou, že kupujete od skutečného vlastníka
  • smlouvy, u kterých je riziko nezaplacení nebo nedodání zboží nulové
  • pronájem nemovitosti nebo auta s pomocí chytrého zámku, který povolí vstup nájemníkovi, pokud platí, nebo mu přístup odepře, pokud nezaplatí (bez nutnosti soudních tahanic, exekuce či asistence policie)
  • domácnosti se solárními panely a bateriovými systémy, které přebytečnou energii prodávají ostatním účastníkům sítě bez složitých formálních smluv a nutnosti platit vysoké poplatky distributorům energie
  • poskytnutí hypotéky bankou na počkání za bankovní přepážkou, protože ověření skutečného vlastníka nemovitosti je otázkou okamžiku a prověření Vaší platební spolehlivosti rovněž
  • sdílenou ekonomiku, která Vám umožní půjčit si na ulici kolo, svézt se, kam potřebujete, nechat ho kdekoliv a zaplatit drobný poplatek kliknutím na displej mobilního telefonu, aniž byste si museli kupovat vlastní kolo (místo kola si doplňte auto, smoking, domeček na pláži, dětský kočárek, bagr či ponorný vibrátor do betonu)

Technologie blízké budoucnosti

S podobným využitím se už v rozvinutých zemích světa (Austrálie, USA, Belgie, Kanada, Estonsko, Bělorusko, Slovinsko, Rusko) běžně setkáváme díky technologii nazvané blockchain (česky bločenka). Banky a pojišťovny, finanční instituce, letecké společnosti, mobilní operátoři, státní organizace, velká vydavatelství, realitní společnosti či podnikatelské startupy již masivně implementují blockchain do svých produktů s cílem být technologicky na špici a získat výhodnější pozici dříve, než se produkty masově rozšíří do všech oblastí života. Aplikace této technologie je ještě v počátcích a trochu těžkopádná, ale takové byly i jiné vynálezy, jako první mobilní telefony, samotná síť Internet, ovládnutí páry či vynález kola. Díky jednoduchosti, rychlosti, nízkým nákladům, decentralizaci a spravedlnosti smluv jí čeká rozvoj a pronikání do každodenního života lidí (podobně jako mobilní telefony či pára). Úspěšné příklady z praxe najdete časem v textu níže, pojďme si nejprve říct, co je to bločenka.

Co je bločenka?

Bločenka (odborně WAU blockchain či jednoduše blockchain) představuje v informatice speciální druh distribuované decentralizované databáze uchovávající neustále se rozšiřující počet záznamů. Tyto záznamy jsou chráněny proti neoprávněnému zásahu jak z vnější strany, tak i ze strany samotných uzlů peer-to-peer sítě. Nejčastější aplikací technologie blockchainu je použití jako účetní kniha kryptoměn (např. bitcoinu a dalších altcoinů), která uchovává transakce prováděné uživateli. Kombinace bločenky s kryptografií umožňuje zajistit atomicitu operací a zabránit neoprávněným transakcím. (Zdroj: Wikipedie)

Jak funguje blockchain?

Blockchain je distribuovaná databáze chráněná šifrováním tak, že zaručuje bezpečnost informací a chrání před přístupem a úpravami od nevyžádaných třetích stran. Využití bločenkové technologie je neomezené, umožňuje vytvářet bezpečné transakce mezi stranami bez potřeby zprostředkovatele. Odstraněním zprostředkovatelů a režijních nákladů mají blockchainové technologie potenciál výrazně snížit transakční poplatky, zkrátit čas transakcí z dnů na minuty a zpracovávat je 24 hodin denně.

Řekni, jaká je?

  • levná a rychlá – nevyžaduje centralizované zabezpečené servery a dokáže zaznamenávat obchody v reálném čase, což znamená okamžité převody peněz či aktiv
  • transparentní, ale anonymní – záznamy o převodech může číst každý, kdo má veřejně přístupný klíč (nemají však identifikovatelné osoby, kdo a komu převádí peníze)
  • bezpečná – šifrování zajišťuje, že obchody mohou provádět pouze autorizovaní účastníci s potřebnými prostředky, přičemž záznamy už nejdou zpětně měnit

Bločenka, jako sdílená decentralizovaná databáze, dosud našla své největší využití při záznamu transakcí digitální měny Bitcoin, pro kterou byla navržena. Bitcoin místo jedné centrální databáze ukládá potřebné údaje o transakcích mezi všemi účastníky sítě a každá transakce proběhne až tehdy, když je potvrzena nadpoloviční většinou účastníků. V praxi to znamená, že odpadnou obrovské náklady na vedení údajů o realizovaných transakcích (což ohrožuje celou dnešní síť finančních zprostředkovatelů včetně bank, ale o tom se rozepsáme podrobněji později).

Transparentní

Největší předností bločenky je její transparentnost. Data se ukládají do samostatných úložných celků nazývaných blok. Tyto bloky se ukládají do řetězce jeden za druhým, proto chain. Blockchain je bezpečný. V případě globální katastrofy blockchain funguje, dokud bude na světě existovat alespoň jeden počítač, který má uložen tento řetězec. Stovky milionů počítačů, na kterých se daný blockchain nachází, však zajišťují, že tato situace nehrozí. Blockchain lze využít například na elektronické volby, spolehlivé ukládání katastrálních a matrikových informací, registraci vozidel a podobně. (Zdroj: Blockchainslovakia.sk)

Decentralizovaná

Každý uzel v síti decentralizované kryptoměny obsahuje kompletní či částečnou kopii blockchainu. Tím je vyřešen problém centralizované databáze, kterou používají ostatní technologie, například bankovnictví nebo PayPal. Zatímco běžná účetní kniha pouze pasivně zaznamenává přesuny peněz, bankovních poukázek či příkazů k úhradě, které existují nezávisle na této knize, u kryptoměny jsou jednotky měny a blockchain pevně spojeny. Blockchain lze v těchto případech považovat za jediné místo, kde jednotky kryptoměny existují ve formě neutratitelného součtu všech transakcí.

Transakce ve formě záznamu, že plátce X posílá Y jednotek měny příjemci Z, jsou propagovány celou sítí pomocí softwarových prostředků a asymetrické kryptografie. Kterýkoliv uzel sítě je schopen tuto transakci ověřit, přidat do kopie své účetní knihy a přeposlat tyto přírůstky ostatním uzlům.

Trochu více teorie o základním principu blockchainu

Implementace bločenky se skládá ze dvou druhů záznamů: transakcí a bloků. Transakce představují data vložená do databáze uživatelem, bloky pak záznamy potvrzující, kdy a jak byla konkrétní transakce přidána do databáze blockchainu. Transakce vytvářejí uživatelé používající systém jako databázi (v případě kryptoměny jako účetní knihu). Bloky oproti tomu vytvářejí těžaři, kteří používají software či hardware vytvořený speciálně pro tvorbu bloků.

Transakce vytvořené uživateli jsou volně předávány od uzlu k uzlu podle toho, kdo je právě s kým spojen. Definice platné transakce se liší podle standardu, který implementuje většina uzlů v síti. Ve většině kryptoměn je za platnou transakci považována ta, která má správný elektronický podpis uživatele, utrácí peníze z existující peněženky, k níž uživatel podpisem dokládá vlastnictví, a zároveň splňuje další podmínky, jako je příslušný poplatek (fee) pro těžaře nebo uplynutí dostatečné doby od chvíle, kdy byla zadána poslední transakce s daným kusem měny.

Těžební společnosti se pak snaží vytvořit blok, který potvrzuje a začleňuje tyto transakce do blockchainu. V kryptoměnách založených na Bitcoinu jsou těžaři motivováni dvěma druhy odměn: předdefinovanou odměnou za vytěžený blok a transakčními poplatky (fee), které jsou vypláceny těžaři, který správně potvrdí transakci.

Hlavní blockchainové protokoly

Satoshi Nakamoto zavedl v roce 2008 pojem bitcoin a definoval ho jako nový elektronický a výhradně peer-to-peer hotovostní systém bez nutnosti prostředníka (mezi dvěma koncovými uživateli), vzrostl zájem o technologii bitcoinů a bločenkovou technologii. Vývoj bločenkových protokolů postupuje, každý den přicházejí vývojáři s novými, lepšími a bezpečnějšími protokoly, zejména v oblasti bankovnictví a financí. Představujeme přehled hlavních blockchainových protokolů.

  • Bitcoin technology stack – decentralizovaný protokol s využitím hlavně rozšíření o postranní/boční propojení (sidechains) a platební kanály (payment channels), např. Blockstream a Lightning Network.
  • Ethereum platform – v současnosti druhá nejvyužívanější platforma po Bitcoin stacku.
  • Ripple Consensus Network – umožňuje bezproblémové, bezpečné a téměř bezplatné globální finanční transakce jakéhokoli rozsahu. Protokol je již zavedený a podporuje tokeny představující kryptoměny, fiat měny, komodity a jakoukoli jinou hodnotovou jednotku, jako jsou mobilní minuty, letecké míle atd.
  • Hyperledger (Fabric, Sawtooth Lake) – vznikl jako výsledek významných strategických investic společnosti IBM a mnoha dalších s cílem proniknout do existujícího základu velkých firemních zákazníků.
  • R3 Corda – vertikálně orientovaná blockchainová technologie (společnost R3 preferuje výraz „inspirace blockchainem“ pro zdůraznění významných rozdílů mezi touto soukromou účetní knihou a veřejnou účetní knihou, jako je například Bitcoin blockchain).
  • Symbiont Distributed ledger – bezpečná, vysoce výkonná distribuovaná účetní kniha odolná vůči chybám (Byzantine fault-tolerant distributed ledger), která dokáže zpracovat až 80 000 transakcí za sekundu v lokální síti více uzlů.
  • Digital Asset – další vertikálně zaměřená bločenková technologie, která se používá hlavně v oblasti finančních služeb.

Nutné podmínky úspěšné bločenkové technologie

I když je velmi těžké předpovědět případného vítěze mezi bločenkovými protokoly (protože nemusí být ještě ani na trhu či ve vývoji), již víme, jak by měl vypadat a jaké charakteristiky by měl mít:

  • Open source – aby jej mohl kdokoli používat, revidovat i kontrolovat, protože je potřeba rozvíjet bohatý a rozmanitý ekosystém bločenkové technologie a urychlit její přijetí a použití pomocí síťového efektu
  • Modulární architektura s vrstvami programovatelnosti a přizpůsobitelnosti – jak je uvedeno výše, podporuje ekosystém a usnadňuje přijetí na trhu
  • Globální rozsah – škálovatelnost, výkonnost a efektivita jsou nezbytné, pokud má bločenka stát základem pro „internet peněz“
  • Více implementací základního protokolu – více nezávisle vyvinutých implementací zajišťuje, že je protokol pochopený, dobře definovaný a poskytuje odolnost vůči možným útokům. To vyžaduje přesnou specifikaci základního protokolu, na rozdíl od spoléhání se na jedinou kódovou základnu, která není zdokumentovaná.
  • Vytvrzování pomocí veřejné bločenky – jediný způsob, jak zajistit, aby byl systém bezpečný a „neprostřelitelný“, tak že je vystaven nejhorším hrozbám na otevřeném internetu, jako je tomu u Bitcoinu či platformy Ethereum.
  • Konfigurovatelnost pro nasazení soukromých bloků a podpora důvěrnosti transakcí – protože většina firem nechce, aby jejich transakce byly viditelné konkurenci nebo zbytku světa.
  • Funkční řízení – musí existovat soudržná rozhodovací struktura, která může agilně a koherentně reagovat na hrozby pro systém.
  • Pokročilé vlastnosti inteligentních smluv – protože současná generace technologie inteligentních kontraktů vychází z tradičních jazyků (podobně jako Java nebo C#), které nejsou adekvátní pro přísné požadavky smluv s vysokou hodnotou (a jsou nejlépe podporované metadatově či matematicky ověřitelnými programovacími systémy).
  • Přiměřené nástroje pro vývoj, ladění, nasazení, monitorování a řízení systémů založených na inteligentních smlouvách (jejich důležitost se ukázala například při útocích odmítnutí služby na síti Ethereum).

Výhody bločenkové technologie

Prostřednictvím kryptoměny můžete převést tisíce eur z jedné země do druhé s poplatkem pod 5 eurocentů prakticky okamžitě. Pokud to porovnáme s