Kaj je »Blockchain«?

Če ste v zadnjem času gledali novice, ste morda slišali za nekaj, kar se imenuje blockchain. To je koncept, ki omogoča ultra-varne podatke za posebne namene. Verjetno ste ga slišali v povezavi z Bitcoin, vendar ima aplikacije, ki presegajo najljubšo cryptocurrencies vsakogar. Tukaj je kratka razlaga, kako deluje.

Vse se začne s šifriranjem

Za razumevanje blokovskih nizov morate razumeti kriptografijo. Zamisel kriptografije je veliko starejša od računalnikov: zgolj pomeni preurejanje informacij na tak način, da potrebujete določen ključ, da bi ga razumeli. Enostavna dekodirna obročka, ki jo najdete v škatli Kix žita, je oblika najbolj osnovne kriptografije - ustvarite ključ (znan tudi kot šifra), ki nadomešča črko s številko, predvaja vaše sporočilo s ključem in nato daje ključ do nekoga drugega. Vsakdo, ki najde sporočilo brez ključa, ga ne more prebrati, razen če je »razpokan«. Vojska je uporabljala bolj kompleksno kriptografijo dolgo pred računalniki (npr. Enigma Machine je kodirala in dekodirala sporočila med drugo svetovno vojno)..

Sodobno šifriranje pa je povsem digitalno. Današnji računalniki uporabljajo metode šifriranja, ki so tako zapletene in tako varne, da jih ne bi bilo mogoče razbiti s preprosto matematiko, ki jo naredijo ljudje. Tehnologija računalniškega šifriranja pa ni popolna; še vedno je lahko »razpokan«, če dovolj pametni ljudje napadajo algoritem, podatki pa so še vedno ranljivi, če nekdo poleg lastnika najde ključ. Toda celo šifriranje na ravni potrošnikov, kot je 128-bitno šifriranje AES, ki je zdaj standardno za iPhone in Android, je dovolj, da se zaklenjeni podatki ne zadržijo v FBI-ju..

Blockchain je skupna, varna podatkovna knjiga

Šifriranje se običajno uporablja za zaklepanje datotek, tako da jih lahko dostopajo samo določeni ljudje. Kaj pa, če imate informacije, ki jih morajo videti vsi, na primer računovodske informacije za vladno agencijo, ki mora biti po zakonu javna in mora biti še vedno varna? Tam imate problem: več ljudi, ki lahko vidijo in urejajo informacije, manj je varna.

Blockchains so bili razviti za izpolnjevanje varnostnih potreb teh posebnih razmer. V blokčnem nizu se vsakič, ko do informacij dostopate in jih posodabljate, sprememba zabeleži in preveri, nato pa jo zapečati s šifriranjem, ki je ni mogoče ponovno urediti. Nabor sprememb se nato shrani in doda v celotni zapis. Naslednjič, ko nekdo naredi spremembe, se začne znova, pri čemer se informacije shranjujejo v novem "bloku", ki je šifriran in pripet na prejšnji blok (torej "veriga blokov"). Ta ponavljajoči se postopek povezuje prvo različico nabora podatkov z zadnjo, tako da lahko vsi vidijo vse spremembe, ki so bile kdaj koli narejene, vendar lahko prispevajo in urejajo samo najnovejšo različico..

Ta zamisel je nekako odporna na metafore, toda zamislite si, da ste v skupini desetih ljudi, ki sestavljajo komplet LEGO. Dodate lahko le en kos naenkrat, in nikoli ne morete odstraniti kosov. Vsak član skupine se mora dogovoriti, kje bo naslednji del. Na ta način lahko vse dele vidiš kadar koli nazaj do prvega dela v projektu, vendar lahko spreminjaš le najnovejši del..

Za nekaj bolj ustreznega si zamislite skupni dokument, kot je preglednica v Google Dokumentih ali Office 365. Vsakdo, ki ima dostop do dokumenta, ga lahko ureja in vsakič, ko to stori, se sprememba shrani in zabeleži kot nova preglednica, nato zaklenjeno v zgodovini dokumentov. Tako se lahko vrnete, korak za korakom, z izvedenimi spremembami, vendar lahko v najnovejšo različico dodate samo podatke, ne spreminjate pa jih je bilo že zaklenjenih..

Kot ste verjetno slišali, se ta zamisel o varni, stalno posodobljeni "knjigi" večinoma uporablja za finančne podatke, kjer je najbolj smiselna. Porazdeljene digitalne valute, kot je Bitcoin, so najpogostejša uporaba blockchainov - pravzaprav je bil prvi izdelan za Bitcoin in ideja se je razširila od tam.

Tehnične stvari: korak za korakom, blok po blok

Kako se vse to dejansko igra na računalniku? To je kombinacija kriptografije in povezovanja v medsebojne povezave.

Morda ste seznanjeni z izmenjavo datotek med vrstniki: storitve, kot je BitTorrent, ki uporabnikom omogočajo učinkovitejše nalaganje in nalaganje digitalnih datotek z več lokacij kot z ene same povezave. Predstavljajte si »datoteke« kot temeljne podatke v bloku in postopek prenosa kot kriptografijo, ki jo posodablja in varuje.

Če se želite vrniti na primer zgoraj navedenega Google Dokumenta: zamislite si, da dokument, s katerim delate, ni shranjen na strežniku. Namesto tega je na računalniku vsakega posameznika, ki nenehno preverja in posodablja drug drugega, da se prepriča, da nihče ni spremenil prejšnjih zapisov. Zaradi tega je "decentralizirano".

To je osnovna ideja za blockchain: to so kriptografski podatki, ki so neprekinjeno dostopni in zavarovani hkrati, brez centraliziranega strežnika ali pomnilnika, s zapisom sprememb, ki se vključi v vsako novo različico podatkov.

Torej imamo tri elemente, ki jih moramo upoštevati v tem razmerju. Prvič, omrežje peer-to-peer uporabnikov, ki shranjujejo vse kopije bloka. Drugič, podatki, ki jih ti uporabniki dodajajo najnovejšemu „bloku“ informacij, omogočajo, da se jih posodobi in doda k skupnemu zapisu. Trije, kriptološka zaporedja, ki jih uporabniki ustvarijo, da se dogovorijo o najnovejšem bloku in ga zaprejo v zaporedje podatkov, ki tvorijo zapis.

To je ta zadnji del, ki je skrivnostna omaka v sendviču. Z uporabo digitalne kriptografije vsak uporabnik prispeva moč računalnika, da bi pomagal rešiti nekatere od teh zapletenih matematičnih problemov, ki vodijo evidenco varno. Te izjemno kompleksne rešitve, znane kot »razpršitev«, razrežejo jedrne dele podatkov v zapisu, kot so tisti račun, ki je dodal ali odštel denar v računovodski knjigi in kje je šel denar ali od koder je prišel. Bolj ko so podatki tesnejši, bolj zapletena je kriptografija in večja je procesna moč za njeno reševanje. (Mimogrede pride v poštev ideja o »rudarstvu« v Bitcoinu).

Če povzamemo, lahko pomislimo na blokčain je del podatkov, ki je:

1. Nenehno posodabljamo. Blockchain uporabniki lahko dostopajo do podatkov kadarkoli in dodajo informacije najnovejšemu bloku.
2. Porazdeljeno. Vsak uporabnik shrani in zavaruje kopije podatkov blokchaina, vsi pa se morajo dogovoriti o novih dodatkih.
3. Preverjeno. O obeh spremembah novih blokov in kopijah starih blokov se morajo vsi uporabniki dogovoriti s kriptografskim preverjanjem.
4. Varno. Uničenje starih podatkov in spreminjanje načina zagotavljanja novih podatkov preprečujejo kriptografska metoda in necentralizirano shranjevanje samih podatkov..

In verjemite ali ne, postane še bolj zapleteno kot to… toda to je osnovna ideja.

Blockchain v akciji: Pokaži mi (digitalni) denar!

Oglejmo si primer, kako to velja za kriptovalute, kot je Bitcoin. Recimo, da imate en Bitcoin in ga želite porabiti za nov avto. (Ali kolo ali hišo ali majhna do srednje velika otoška država, vendar je vreden le en Bitcoin ta teden.) S svojo programsko opremo se povežete z decentraliziranim Bitcoin blokchainom in pošljete zahtevo za prenos Bitcoin prodajalcu avtomobila. Vaša transakcija se nato prenese v sistem.

Vsaka oseba v sistemu jo lahko vidi, toda vaša identiteta in identiteta prodajalca so le začasni podpisi, drobni elementi velikih matematičnih problemov, ki tvorijo srce digitalne kriptografije. Te vrednosti so vključene v enačbo blockchain, problem pa je »rešen« s strani članov omrežja peer-to-peer, ki generirajo kriptografske hasheve..

Ko je transakcija potrjena, se en Bitcoin prenese od vas na prodajalca in posname na zadnji blok v verigi. Blok je zaključen, zapečaten in zaščiten s kriptografijo. Začne se naslednja vrsta transakcij in blockchain raste dlje in vsebuje popoln zapis vseh transakcij ob vsakem posodabljanju.

Zdaj, ko menite, da je blockchain »varen«, je pomembno razumeti kontekst. Posamezne transakcije so varne, celotna evidenca pa je varna, dokler so metode, uporabljene za zavarovanje kriptografije, še vedno »nepokvarjene«. resnično težko razbiti - celo FBI tega ne more storiti zgolj z računalniškimi viri.) Najšibkejši člen v blockchainu je, no, ti - uporabnik.

Če dovolite nekomu, da uporabi vaš osebni ključ za dostop do verige, ali če ga najdejo s preprostim vdiranjem v vaš računalnik, lahko s svojimi podatki dopolnjujejo blokchain in ne morete jih zaustaviti. Tako je Bitcoin »ukraden« v zelo objavljenih napadih na pomembnejših trgih: podjetja, ki so delovala na trgih, in ne sama Bitcoin bloka, ki so bila ogrožena. Ker so ukradeni Bitcoini preneseni na anonimne uporabnike, skozi postopek, ki ga preverja blokchain in je za vedno shranjen, ni mogoče najti napadalca ali poiščite Bitcoin.

Kaj še lahko Blockchains storiti?

Tehnologija Blockchain se je začela z Bitcoinom, vendar je tako pomembna ideja, da tam ni dolgo ostal. Sistem, ki se nenehno posodablja, je dostopen vsem, ki ga preverja necentralizirano omrežje in je izjemno varen, ima veliko različnih aplikacij. Finančne institucije, kot sta JP Morgan Chase in avstralska borza, razvijajo sisteme blockchain za zaščito in distribucijo finančnih podatkov (za konvencionalni denar, ne za kriptovalute, kot je Bitcoin). Fundacija Bill & Melinda Gates upa, da bo uporabljala blockchain sisteme za zagotavljanje brezplačnih, razdeljenih bančnih storitev milijardam ljudi, ki si ne morejo privoščiti rednega bančnega računa.

Orodja odprte kode, kot je Hyperledger, poskušajo narediti tehnike blockchain na voljo širšemu krogu ljudi, v nekaterih primerih brez tega, da ne potrebujejo ogromne količine procesorske moči, ki je potrebna za zagotovitev drugih modelov. Skupinske delovne sisteme je mogoče preveriti in zabeležiti s tehnikami blokovnih verig. Na enak način je mogoče uporabiti kar koli, kar je treba nenehno beležiti, dostopati in posodabljati.

Image kredit: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Zack Copley