Rozwój technologii blockchain i ich wpływ na kryptowaluty

Blockchain to technologia, która swoją sławę zawdzięcza m.in. wirtualnym walutom tj. Bitcoin (BTC). Warto jednak wiedzieć o tym, że są one tylko jedną z wielu możliwych jej implementacji. Ten rozproszony rejestr danych może być wykorzystywany w zróżnicowanych sektorach, począwszy od bankowości po śledzenie dostaw żywności – czym jest zatem blockchain, oraz jakie są jego główne zalety oraz wady?

Czym jest blockchain i jak działa?

Technologia blockchain opisywana jest najczęściej, jako zdecentralizowana baza danych, w której informacje przechowywane są w tzw. blokach. Te zaś łączą się ze sobą w cyfrowy łańcuch. Jedną z ich cech jest kompatybilność. Każdy blok ma odpowiednią pojemność, a gdy zostaje on wypełniony, jest zamykany oraz dodawany do poprzedniego pełnego bloku. Za sprawą takiej struktury porządkowania danych tworzona jest nieodwracalna oś. Zmiany wprowadzone w jednym z zamkniętych bloków spowodują, że informacje zawarte w kolejnych nie będą się zgadzać.

Sposób, w jaki informacje są grupowane i przechowywane za pośrednictwem blockchaina, to jedna z głównym różnic między tą technologią, a tradycyjnymi bazami danych. Z uwagi na to, iż każda modyfikacja byłaby widoczna w łańcuchu bloków połączonych ze sobą, twierdzi się, że blockchainy są niezmienne. Wprowadzane dane będą widoczne dla wszystkich uczestników sieci. W przypadku zdecentralizowanych blockchainów tj. ten przynależny do Bitcoina żadna pojedyncza jednostka ani grupa osób nieprzekraczająca 51% nie może wprowadzić w nich zmian.

Głównym celem blockchainów jest zapis i udostępnianie danych w sposób przejrzysty. Pozwalają one na rozpowszechnianie informacji, ale nie ich edycję. To z kolei może przekładać się na zwiększone zaufanie ze strony interesariuszy. Można stwierdzić, iż taki zapis jest niezniszczalny. Blockchainy traktowane są zatem, jako niezmienne “księgi danych”.

Technologia blockchain – historia powstania

Choć pierwsze powszechne zastosowanie blockchaina związane jest z Bitcoinem, badania nad tą technologią były prowadzone już w 1991 r. Została ona opisana przez Stuarta Habera i Wakefielda Scotta Stornetta. Przedstawili oni wówczas koncepcję systemu zabezpieczonego kryptografią przeznaczonego do przechowywania dokumentów opatrzonych znacznikami czasu. Rok później technologia ta została wzbogacona o strukturę danych zawierającą haszowane skróty informacji – tzw. drzewo skrótów. To pozwoliło na składanie kilku dokumentów w jeden cyfrowy blok.

Mimo dużego potencjału, w tamtym okresie technologia ta nie weszła do użytku, a patent na nią wygasł w 2004 r. Nie oznacza to jednak, że inni badacze się jej nie przyglądali. Przykładowo jeszcze w 2000 r. Stefan Konst przedstawił koncepcję rozproszonej księgi transakcyjnej, której głównym celem było zapewnienie lepszego dostępu do danych finansowych generowanych zarówno przez bankowość internetową, jak i rozwijający się handel online. Każdy jej powiernik miał zachowywać niezależność od pozostałych członków.

Wreszcie w 2005 r. Hal Finney podejrzewany o bycie twórcą Bitcoina opracował system Reusable Proof Of Work (RPoW). Ten z kolei pozwalał użytkownikom wymieniać między sobą cyfrowe tokeny podpisane za pomocą algorytmu kryptograficznego opracowanego w 1977 r., nazwanego od nazwisk swoich twórców Algorytmem Rivesta-Shamira-Adlemana (RSA).

Kolejnym badaczem, który zaproponował wykorzystanie blockchaina, był Nick Szabo. W 2005 r. opublikował on projekt kryptowaluty opartej na tej technologii Bit Gold. Nigdy nie została ona jednak uruchomiona. Swojej implementacji nie doczekał się również powstały w 2006 r. koncept wirtualnej waluty e-money przedstawiony przez Wei Dai. Tym samym dopiero Bitcoin stworzony przez anonimowego twórcę znanego pod pseudonimem Satoshi Nakamoto połączył poprzednie technologie, nadając blockchainowi pierwsze powszechne zastosowanie. “Biała księga” – oficjalny dokument go opisujący pojawił się w listopadzie 2008 r., a 3 stycznia 2009 r. doszło do uruchomienia jego publicznej sieci i wydania pierwszego bloku.

Blockchain a kryptowaluty

Choć wirtualne waluty tj. BTC używają blockchaina do przejrzystego rejestrowania transakcji, technologia ta może być wykorzystywana do prowadzenia niezmiennego zapisu dowolnych danych. Przykładem jest tu, chociażby zapisywanie aktów własności, czy innych dokumentów, prowadzenie inwentaryzacji produktów, rejestrowanie głosów w wyborach itd.

Wiele firm, czy instytucji jest w stanie wykorzystywać blockchain na różny sposób, niekoniecznie tylko do emisji kryptowalut. Jedną z głównych zalet rozproszonych baz danych jest przede wszystkim decentralizacja. Za jej sprawą informacje są przechowywane przez wiele węzłów sieci o zróżnicowanej lokalizacji, nie zaś jeden serwer. Pojedynczy punkt awarii w tym przypadku nie wpłynie na pracę pozostałych uczestników sieci.

Posługując się przykładem najstarszej zaimplementowanej kryptowaluty, jeżeli jeden węzeł manipuluje zapisem transakcji zapisanych na blockchainie, wszystkie inne węzły zauważą nieprawidłowości i łatwo go wykluczą. Technologia ta umożliwia zatem ustalenie przejrzystej kolejności zdarzeń. Z tego też powodu historia transakcyjna jest nieodwracalna.

Każdy węzeł sieci Bitcoina wyposażony jest we własną kopię jego blockchaina. Jest ona aktualizowana, gdy nowe bloki są potwierdzane i dodawane do tzw. łańcucha. W przypadku tej kryptowaluty, która charakteryzuje się publicznym blockchainem, wszystkie transakcje mogą być przeglądane nie tylko przez posiadaczy węzłów, ale i innych użytkowników korzystających do tego celu z eksploratora umożliwiającego śledzenie danych dodawanych do sieci BTC na żywo.

Publiczny blockchain pozwala interesariuszom na śledzenie każdej transakcji dokonywanej w Bitcoinie. Choć adresy kryptograficzne nie są podpisane, wszystkie manewry dokonywane w sieci pozostają widoczne dla jej użytkowników. W tym przypadku anonimowość transakcji nie istnieje, ponieważ zostawiają one za sobą cyfrowe ślady. Użytkownicy mają wgląd do informacji tj. ilość przeniesionych BTC, czas, pobrana opłata transakcyjna oraz adresy kryptograficzne nadawcy i odbiorcy.

W przypadku prywatnych blockchainów wykorzystywanych przez kryptowaluty pokroju Monero (XMR) dane o transakcjach są “tajne”. Pozwalają one na ukrycie informacji dot. adresów kryptograficznych nadawcy i odbiorcy oraz ilości transferowanej wirtualnej waluty przy wykorzystaniu zaawansowanej kryptografii.

Technologia blockchain inne zastosowania

Ze względu na to, iż technologia blockchain może być niezawodnym sposobem na przechowywanie danych, jest ona wykorzystywana nie tylko przez projekty kryptowalutowe. Jednym z popularniejszych przykładów jest stworzony przez firmę IBM system Food Trust bazujący na tej technologii. To modułowe rozwiązanie pozwala na zwiększenie wydajności w łańcuchach dostaw produktów żywnościowych, bezpieczeństwa, czy zaufania ze strony konsumentów.

Wykorzystanie blockchaina w przemyśle spożywczym ma duży potencjał. Dla przykładu taki rejestr pozwala na szybsze wyeliminowanie produktów będących źródłem epidemii, czy chorób. Dzięki tej technologii firmy są w stanie sprawniej zidentyfikować problem, analizując trasę produktu spożywczego. W przeszłości taka identyfikacja przy skażonej żywności zajmowała o wiele więcej czasu.

Innym zastosowaniem blockchaina, jest możliwość wykorzystania go przez branżę finansów i bankowości. Z uwagi na to, iż tego typu instytucje nie pracują 7 dni w tygodniu 24 godziny na dobę, ich klienci nie zawsze mogą dokonać szybkiego transferu. Z uwagi na to, że technologia nigdy nie śpi, użytkownicy mogą dokonać transakcji o każdej porze dnia i nocy w ciągu zaledwie 10 minut – ponieważ tyle mniej więcej zajmuje dodanie bloku do łańcucha. Blockchain stanowi również dla banków przepis na szybszą i bezpieczniejszą wymianę środków między sobą.

Ważnym aspektem jest także minimalizacja kosztów. W przypadku tradycyjnych systemów nawet kilka dni, w ciągu których pieniądze znajdują się w tranzycie, mogą generować wysokie koszty. Przy wykorzystaniu technologii blockchain możliwe są natomiast szybkie transakcje bez względu na wysokość transferowanej kwoty, czy lokalizację odbiorcy.

Kolejne przykłady sektorów, które mogą skorzystać na implementacji blockchaina, to m.in. ten skoncentrowany na nieruchomościach, księgowości, opiece zdrowotnej, a nawet branży artystycznej. We wszystkich tych przypadkach możliwe jest zapewnienie większej wydajności, niezmienności danych, gwarancji autentyczności, skrótu czasu trwania pracy, czy minimalizacji kosztów.

Podstawowe zalety i wady blockchaina

Każda nowa technologia ma swoje mocne oraz słabe strony. Nie inaczej jest zatem w przypadku blockchaina. Choć jego potencjał, jako zdecentralizowanej formy prowadzenia rejestru danych może być nieograniczony, ma on również pewne minusy.

Główne wady blockchainów:

• Koszt technologii – chociaż za sprawą blockchainów można zaoszczędzić przy dokonywaniu transferów poprzez eliminację pośredników, technologia ta nie jest darmowa. Przykładowo sieć Bitcoina wykorzystuje mechanizm osiągania konsensusu Proof of Work (PoW), który wymaga tego, aby specjalne urządzenia nazywane koparkami kryptowalutowymi rozwiązywały skomplikowane zagadki matematyczne w celu odgadnięcia nowego bloku BTC i dodania go do łańcucha. Urządzenia te potrzebują do tego dużej ilości energii elektrycznej.
• Problemy ze skalowalnością – niektóre blockchainy nie dorównują markom tj. Visa pod względem ilości możliwych do dokonania transakcji na sekundę. W przypadku BTC dołączenie nowego bloku do łańcucha zajmuje około 10 minut. Nad poprawą swojej skalowalności pracuje Ethereum (ETH). Projekt ten dąży do tego, aby móc przeprowadzać 100 tys. transakcji na sekundę.
• Możliwość wykorzystywania ich do nielegalnych operacji – kryptowalutom będącym jedną z wielu implementacji blockchaina zarzuca się to, że przestępcy mogą wykorzystywać je do nielegalnych działań tj. handel bronią, czy narkotykami, finansowanie terroryzmu albo pranie brudnych pieniędzy. Z uwagi na możliwość zacierania “cyfrowych śladów” poprzez wykorzystywanie tzw. mikserów kryptowalutowych bądź innych platform z sektora zdecentralizowanych finansów (DeFi) organy ścigania mają utrudnione zadanie w namierzeniu sprawców.
• Brak możliwości modyfikacji danych w przypadku błędu/nieodwracalność transakcji – choć brak możliwości wprowadzenia zmian w danych umieszczonych na blockchainach może chronić przed próbami różnego rodzaju oszustw, w przypadku błędów ludzkich proces ten również w wielu przypadkach jest nieodwracalny. Przykładowo, aby cofnąć transakcję na blockchainach opartych na PoW taką zmianę musiałoby poprzeć co najmniej 51% wszystkich węzłów utrzymujących sieć. Jeżeli zatem użytkownik kryptowaluty wyśle ją na błędny adres, odzyskanie środków będzie niemożliwe.

Główne zalety blockchainów:

• Przejrzystość/transparentność – w przypadku publicznych blockchainów dane zapisane w sieci są ogólnodostępne. Prześledzić może je każdy interesariusz. To z kolei utrudnia dokonywanie różnego rodzaju oszustw.
• Bezpieczeństwo – z uwagi na to, że siecią blockchain zarządza wiele węzłów, zdecentralizowana baza danych jest bezpieczniejsza od scentralizowanej, w której dane nie są przechowywane w sposób rozproszony. Ze względu na dużą ilość kopii uszkodzenie jednego węzła w przypadku blockchaina nie powoduje utraty cennych informacji, ponieważ te same kopie są zapisywane i aktualizowane przez wiele innych węzłów rozproszonych po świecie.
• Prywatność transakcji – chociaż blockchainy nie zapewniają pełnej anonimowości, mogą one pozwalać na przeprowadzanie prywatnych transakcji. Adresy kryptograficzne nie są w żaden sposób połączone z tożsamością użytkownika. Oczywiście warto mieć na uwadze to, że przy zakupuje wirtualnych walut za pośrednictwem giełd kryptowalutowych przestrzegających polityki KYC i AML dane o klientach są zbierane. Inwestorzy proszeni są o przejście weryfikacji. Przy dokonywaniu transferów z takich miejsc na inne adresy kryptograficzne, tego typu platformy mają informacje o tym, gdzie i przez kogo zostały wysłane środki. Mogą następnie udostępnić je organom ścigania, jeśli zaistnieje taka konieczność.
• Redukcja kosztów – z uwagi na to, iż dzięki technologii blockchain wiele procesów może zostać usprawnionych, a operacje wykonywane w czasie rzeczywistym, eliminuje to potrzebę korzystania z pomocy pośrednika, który generowałby dodatkowe koszty.

Reasumując, technologia blockchain może rozwiązać wiele realnych problemów. Jest ona wykorzystywana nie tylko przez kryptowaluty. Warto jednak pamiętać o tym, że mimo licznych zalet ma ona też swoje wady.