Blockchain dla laików. Na czym polega technologia, która ma zmienić świat?

Blockchain robi furorę w świecie nowych technologii. Od kilku lat realnie zmienia świat, a według prognoz wielu ekspertów oparte na blockchainie rozwiązania mogą znacząco wpłynąć nie tylko na świat technologii, ale też na funkcjonowanie instytucji finansowych, państw i polityki. Czym jest i jak działa blockchain?

Pierwszym zastosowaniem tej technologii było uruchomienie w 2009 roku kryptowaluty bitcoin, której wartość opiera się na mocy obliczeniowej, a nie na parytecie złota czy państwowych i międzynarodowych regulacjach. Kilka miesięcy temu jej wartość przewyższyła uncję złota. Następnie przebiła barierę 3 tysięcy dolarów za 1 bitcoin. Najlepiej przedstawić tę dynamikę za pomocą popularnego w Internecie przykładu.

Siedem lat temu dwie pizze kosztowały 10 tysięcy bitcoinów, co oznaczało niespełna 20 dolarów. Jeśli właściciel pizzerii, któremu wówczas zapłacono kryptowalutą, do tej pory nie wydałby tych pieniędzy, to dziś miałby na koncie… około 30 mln dolarów.

Dzięki blockchainowi pojawiają się kolejne kryptowaluty, a technologia ta ma szansę stać się fundamentem dla kolejnych innowacyjnych rozwiązań. Czym jest zatem blockchain dla bitcoina?

Blockchain (według definicji ze strony bitcoin.org, która podjęła się również spolszczenia tego pojęcia) to łańcuch bloków, będący publicznym zapisem wszystkich transakcji Bitcoin w kolejności chronologicznej. Łańcuch ten jest współdzielony pomiędzy wszystkimi użytkownikami Bitcoin. Zgodnie z dosłownym tłumaczeniem (ang. block – blok, chain – łańcuch) bloki informacji połączone są w łańcuch, w którym każdy kolejny element zależy od poprzedniego. Blockchain pozwala każdemu „posiadać” całą bazę danych systemu, tym samym tworząc całkowicie rozproszony i zdecentralizowany rejestr. Dzięki takiemu rozwiązaniu niemożliwa jest modyfikacja danych, usuwanie czy dodanie fałszywych informacji.

Technologia ta co do zasady wyklucza istnienie jakiegokolwiek centralnego organu wprowadzającego zmiany w serwisie, gdyż aktualna wersja bazy danych rozrzucona jest po całym świecie. W tym zakresie możemy więc porównać blockchain do znanej na całym świecie Wikipedii.

Wszyscy mamy do niej łatwy dostęp, a każdy najdrobniejszy ślad modyfikacji pozostaje zapisany – z tą różnicą, że „administratorami” systemu blockchainowego są zarazem wszyscy jego użytkownicy. Wiadomo więc dokładnie, kto, kiedy i jak zmodyfikował treść na każdej podstronie. Cała siła systemu tkwi bowiem w zaufaniu do technologii, która jest jego silnikiem. Co więcej, nie jest to tajny algorytm przechowywany gdzieś w ściśle strzeżonych serwerowniach w USA czy Izraelu, ale w pełni otwarty kod źródłowy, który przeanalizować i sprawdzić może absolutnie każdy kto dysponuje wiedzą o tworzeniu oprogramowania. Na podstawie łańcucha bloków można tworzyć różnego typu systemy gromadzące rejestry, np. transakcji na giełdzie czy zdarzeń medycznych w szpitalu. Pojawia się jednak pytanie, czy technologia ta jest wystarczająco zaawansowana i bezpieczna, żeby przetwarzać za jej pomocą tak ważne i wrażliwe dane?

Podstawową cechą blockchaina jest „niezaprzeczalność” – w praktyce oznacza to, że raz zapisana informacja pozostaje niezmieniona na zawsze, a żadnego wcześniej wprowadzonego zapisu nie da się usunąć ani sfałszować. Wszystko dzięki temu, że komunikaty o nowych zdarzeniach wysyłane są jednocześnie do wszystkich uczestników systemu. Wymagane jest przy tym dostosowanie się do określonych reguł wynikających z dynamicznie zmieniających się warunków panujących w systemie.

Każda nowa informacja w rejestrze musi być zaszyfrowana z wykorzystaniem pary kluczy (klucza publicznego i prywatnego). Polega to na wygenerowaniu podpisu naszpikowanego kryptografią, który jest o wiele bezpieczniejszy niż ten odręczny (np. na umowie czy przy płatności kartą kredytową). Klucz publiczny (można go wyobrazić sobie jako adres korespondencyjny odbiorcy) używany jest do zaszyfrowania informacji, natomiast klucz prywatny (przechowywany w tajemnicy) służy do autoryzowania wysyłanych wiadomości, a także odczytywania przez odbiorcę zaszyfrowanych treści (można go porównać do klucza od skrzynki pocztowej). Bezpieczeństwo konta zależy przede wszystkim od tego, czy użytkownik potrafi bezpiecznie przechowywać przypisany mu klucz prywatny. Warto zauważyć, że „zgubienie” takiego klucza powoduje nieodwracalną – zarówno dla samego użytkownika, jak i wszystkich osób trzecich z wyjątkiem ewentualnego „znalazcy klucza”– utratę kontroli nad kontem.

Podpis ten jest unikalny dla każdego zestawu danych, gdyż bazuje na informacji o nadawcy, treści i czasie zdarzenia. Tak zaszyfrowane informacje muszą być wysłane z zachowaniem odpowiedniego formatu i być możliwe do zweryfikowania. Weryfikacja nie odbywa się jednak w banku czy u notariusza, ponieważ każdy użytkownik systemu opartego na łańcuchu bloków może w dowolnym momencie sprawdzić poprawność każdej zmiany w systemie. Prowadzi to do pełnej decentralizacji, która uniemożliwia kontrolowanie rejestrów przez pojedyncze osoby (administratorów systemów, prawników) lub organizacje (banki, instytucje finansowe, państwa). Co więcej, w momencie uaktualnienia, informacja jest dystrybuowana, dostępna do wglądu i weryfikacji każdemu uczestnikowi systemu. Informacje z rejestru wszystkich użytkowników są publiczne. Zamiast imienia i nazwiska posiadacza widnieje jedynie identyfikator, który wygląda jak przypadkowy ciąg znaków, który wygenerował kot biegający po klawiaturze.

Jak to się jednak dzieje, że równolegle w tak wielu miejscach aktualizowane są duże porcje danych, a cały system nadal jest zsynchronizowany i nie wariuje? Dzieje się to tak, jak w każdym… demokratycznym systemie, a więc za pomocą „wyborów powszechnych”. Wszystkie maszyny „głosują” na wersję bazy, która według ich obliczeń jest najaktualniejsza, a zatem wiarygodna. Na podstawie tak przeprowadzonych automatycznych uzgodnień, w których nie ma możliwości oszukania systemu, wybierana jest odpowiednia baza referencyjna dla następnych obliczeń. Takich operacji w ciągu minuty może być wykonywanych nawet setki tysięcy. Co więcej, informacje nie muszą być wymieniane między ludźmi, ale mogą wysyłać je automaty, np. inteligentne urządzenia domowe w sieci, tworzące ekosystem Internet of Things (IoT).

Zatrzymując się wyłącznie na finansowym zastosowaniu technologii blockchain, możemy mówić o rewolucyjnym rozwiązaniu, które mocno zagroziło istniejącemu status quo w gospodarce. Coraz większe znaczenie łańcucha bloków może spowodować redefinicję pojęcia zaufania, które dotychczas opierało się na autorytecie instytucji, a teraz bazować będzie na sile algorytmu kryptograficznego zastosowanego w systemie.

Trudno jednoznacznie przesądzić, czy hiperoptymistyczne nastroje związane z rozwojem blockchain okażą się słuszne.

Nie ma jednak wątpliwości, że chociaż technologia ta rozwijała się w pospolitym ruszeniu programistów z całego świata, to obecnie staje się przedmiotem coraz większego zainteresowania ze strony wielkich korporacji i państw.

Już dziś polscy programiści są w awangardzie rozwoju tej technologii. Czy ich talenty, wiedzę i doświadczenie będziemy umieli wykorzystać w kraju i dla dobra obywateli? To temat na osobne rozważania.