Čo je to vlastne ten blockchain?

Čo je blockchain – OBSAH

1. Čo je to blockchain?
2. Na čo je blockchain užitočný?
3. Ako to zariadiť, aby zostal len jeden digitálny hamburger
4. Kto bude kontrolovať účtovníka?
5. Nechajme všetko na používateľoch
6. Ekonomický experiment, ktorý nemá vo svete obdobu
7. Kúzla s virtuálnymi hamburgermi
8. Príklady využitia blockchainu

Čo je blockchain?

O blockchaine sa často hovorí ako o distribuovanej databáze (predstavte si napríklad obriu excelovskú tabuľku skombinovanú s BitTorrentom), v ktorej sú navždy uložené všetky záznamy, ktoré sme do nej vložili. Ešte lepšia analógia je ale nekonečná kniha účtovných záznamov. Ani jedno poňatie však zďaleka nevysvetľuje, v čom je blockchain tak jedinečný. Blockchain vlastne nie je ani tak úplne novou revolučnou technológiou, ako sa niekedy odsudzuje – všetky prvky, ktoré využíva, teda internet, kryptografiu a prenosový protokol sú tu s nami už desiatky rokov (kryptografia dokonca oveľa dlhšie). Revolučná na blockchaine teda nie sú technológia samotná, ale spôsob, akým existujúce technológie využíva.

Na čo je blockchain užitočný?

Blockchain umožnil ľuďom, ktorí si vzájomne nedôverujú, prostredníctvom internetu vymieňať alebo vytvárať záznamy úplne bezpečnou cestou, a to bez nejakého sprostredkovateľa (napríklad notára, banky, správcu databázy nejakej MMO hry). Na jeho prevádzke sa totiž podieľajú namiesto centrálneho správcu priamo jeho používatelia. Každý sa môže zapojiť ako priamo do overovania transakcií (ťažby kryptomien), tak do stráženia tých, ktorí v danom blockchaine transakcie overujú. Stačí na to prevádzkovať takzvaný nod, čo nie je nič iné ako aktuálna kópiu blockchainovej databázy.

V skratke blockchain predstavuje veľmi špecifickú formu databázy. Je distribuovaná, nemá centrálneho správcu, môže ju čítať ktokoľvek, ale zapisovať do nej môže len na základe konsenzu. Ten vzniká prostredníctvom hlasovania finančne motivovaných účastníkov siete (teda aspoň v prípade verejného blockchainu, existujú totiž aj iné koncepty). Vďaka tomu je možné bezpečne a trvalo uchovávať dáta alebo transakcie bez nutnosti centrálnej dohľadovej autority, a tým pádom aj bez jediného ľahko zraniteľného miesta.

Ako je to s blockchainom a kryptomenami?

O validáciu sa stará samotná sieť. Používatelia, ktorí sa na validáciu transakcií svojím hlasovaním podieľajú, sú za svoju aktivitu odmeňovaní v podobe sieťových tokenov daného blockchainu (známejší sú spravidla pod označením kryptomeny, ako je napríklad Bitcoin, Ethereum, Litecoin alebo napríklad Monera). Tieto tokeny sú dnes často ľahko zmeniteľné na špecializovaných burzách za štátom vydávané peniaze (priaznivcami kryptomien označovaný ako fiat). Problém je trochu v tom, že ich reálna hodnota je veľmi ťažko stanoviteľná a ich súčasná cena je preto do veľkej miery špekulatívna. Blockchain tak vlastne nahrádza sieťové trhy. Medzi jeho dôležité stránky z technického hľadiska patrí stabilita, jednoduchosť špecifikácie a trvalá povaha v čase (je extrémne ťažké ho sfalšovať).

Blockchain ako nástroj v boji proti cenzúre

Znie to tak trochu ako rozprávka. Vo verejnom decentralizovanom blockchaine nie je možné vykonávať nedovolené úpravy záznamov správcom databázy, ani hackerom. Navyše, umožňuje dvom stranám, ktoré si navzájom nedôverujú, vykonávať prakticky ľubovoľné mysliteľné transakcie, a to bez nutnosti mať dôveryhodného sprostredkovateľa. Transakcie vykonávané pomocou blockchainu nie sú napadnuteľné ani prostredníctvom cenzúry, ako sa to stalo napríklad vo svete tradičného finančníctva, keď v roku 2010 spoločnosti Visa, MasterCard a PayPal začali blokovať darcovské príspevky na účty Wikileaks. Oproti tradičným databázam na centrálnom serveri tiež netrpia „downtimom“, čiže výpadkami (z dôvodu údržby siete, vypadnutého prúdu atď.)

Ale teraz stop! Chcel som objasniť, čo to blockchain vlastne je, a zatiaľ to skôr komplikujem zavádzaním pojmov ako nod, ťažba, kryptografia, distribuované databázy. Skúsme to teraz úplne inak – pomocou analógie. Analógií k blockchainu existuje veľa, kryptológ Nick Szabo, ktorý je podozrivý zo spoluautorstva Bitcoinu, napríklad prirovnáva blockchain k jantáru v ktorom v druhohorách uviazla vážka a už v ňom zostala uväznená navždy. V porovnaní so záznamovými médiami je tiež často prirovnávaný ku kameňu – čo je vytesané do kameňa, je veľmi ťažké a nákladné zničiť a rozhodne to nie je možné vykonať bez zanechania stôp. My ale použijeme úplne inú analógiu, oveľa jednoduchšiu.

Ako to zariadiť, aby zostal len jeden digitálny hamburger

Predstavme si tú úplne najjednoduchšiu transakciu vo fyzickom svete. Ja som si kúpil na obed hamburger, stretol som vás (starého známeho), a pretože vyzeráte hladne, tak som vám polovicu ponúkol. Boli ste tu vy, ja a hamburger, z ktorého mi na konci transakcie zostala polovica. Ani ja, ani vy ste na transakciu nepotrebovali nejakého prostredníka, ktorý by na poctivosť celého procesu dohliadal.

Tak a teraz si predstavte, že sa má celý proces odohrať v digitálnom svete. Kúpil som si teda digitálny hamburger a nastal problém. Pokiaľ si má aj digitálna podoba hamburgeru uchovať svoju transakčnú hodnotu, nesmie byť ľahko kopírovateľný. Respektíve musíme nejako zabezpečiť, že bude vždy existovať iba jedna jeho kópia (do tej doby, než ho niekto zje a zmizne úplne). V opačnom prípade si totiž môžem hamburger namnožiť a rovnakú polovicu, ako som dal vám, venovať niekomu ďalšiemu, predať ju alebo si ju zjesť sám, a nikto by nič nepoznal, pretože by každý mal svoju polovicu hamburgeru. Dostávame sa tu k tzv. problému dvojitej útraty – niekto by mohol platiť úplne rovnakým aktívom dvakrát.

Blockchain a problém dvojitej útraty

Kto má predstavu, ako fungujú napríklad počítačové siete, musí byť teraz na pozore, lebo je mu jasné, pred ako zásadným problémom práve stojíme. Dáta sa totiž bežne presúvajú práve kopírovaním. Ak napríklad niekomu pošleme email, vytvoríme jeho odoslaním celý rad jeho kópií – jedna sa vytvorí na každom mailserveri, cez ktorý naša správa putuje, a na konci sa ďalšia kópia ocitne v schránke príjemcu, na pevnom disku a tak ďalej.

Problémom neplánovaného kopírovania digitálnych predmetov, ktoré mali ťažiť svoju hodnotu zo svojej vzácnosti, mimochodom často trpia virtuálne ekonomiky v MMORPG hrách. V jednom z vôbec prvých titulov tohto druhu (v hre Meridian 59) došlo vďaka chybe, ktorá umožňovala ľahko množiť digitálne jablká a tie následne vymieňať za hernú menu, k totálnemu zrúteniu celej hernej ekonomiky. Nechceným rozmnožovaním digitálnych predmetov trpel tiež napríklad multiplayer dnes legendárneho Diabla. Náš tradičný finančný systém rieši problém prostredníctvom centrálnych dohľadových autorít, ktoré v prípade pokusu o podobný podvod zasiahnu. To ale z mnohých dôvodov tiež nie je úplne ideálne riešenie.

Kto bude kontrolovať účtovníka?

Späť ale k našej transakcii. Čo keby sme mali nejakú účtovnú knihu (blockchain), ktorá by obsahovala všetky transakcie vykonávané s vydanými digitálnymi hamburgermi, a niekoho, kto by na správnosť záznamov dohliadal? Každý presun vlastníctva hamburgeru alebo jeho časti by tak šlo ľahko kontrolovať a overiť a za správnosť by svojou hlavou ručil náš účtovník. Problém vyriešený?

Bohužiaľ nie tak celkom, problém je totiž v samotnej dôvere v bezúhonnosť a presnosť nášho účtovníka. Dajme tomu, že si zo začiatku bude dávať dobrý pozor, ale neskôr môže v ostražitosti poľaviť. Keď si potom svoju chybu uvedomí a zistí, že si ju okrem neho nikto iný nevšimol, môže byť neskôr náchylnejší napríklad prijať úplatok, aby niekde prižmúril oko a dvojitú útratu umožnil. Môže tiež vo svoj prospech editovať staršie záznamy. Ďalší problém môže nastať, keď sa náš správca začne hrať na cenzora a z transakčného procesu ľubovoľne tu a tam vylúči niekoho, kto mu práve pije krv. Ako toto rieši blockchain?

Nechajme všetko na používateľoch

Čo keby sme dali účtovnú knihu (blockchain), respektíve jej aktuálnu kópiu k dispozícii všetkým a samotný zápis transakcií tiež nechali na používateľoch? Tí budú overovať transakcie tak dlho, až sa jedna stránka zápisu v knihe úplne zaplní, potom ju založí, zapečatí unikátnym kľúčom, na ktorom sa všetci účtovníci v skupine dohodnú, a tak zabezpečí, že do jej obsahu nebude môcť nikto do budúcna zasahovať. Tento kľúč bude tiež zabezpečovať kontinuitu, lebo každá nasledujúca stránka bude musieť obsahovať odtlačok kľúča tej predchádzajúcej. Ak sa takto vytvorí celý rad takto na seba nadväzujúcich stránok, bude prakticky nemožné podstrčiť do starších záznamov stránky s falošnými transakciami (kľúče by totiž nenadväzovali).

Predstavte si túto pomyselnú stránku ako samostatný blok, ktorý je prostredníctvom kľúča predchádzajúceho bloku zviazaný s celou transakčnou históriou, a dostanete hrubú predstavu o tom, ako blockchain vyzerá, a kde sa jeho názov vlastne vzal (našu účtovnú knihu tvorí reťazec blokov).

Zrazu už nemôžete tak ľahko darovať hamburger, ktorý ste medzitým predali, lebo pokus o takýto záznam sa nezosynchronizuje s databázovými kópiami všetkých ostatných členov siete. Respektíve, čím je záznam o vami predanom hamburgeri zanesený hlbšie v histórii blockchainu, tým je podobná úprava menej pravdepodobná. Nad systémom navyše nedohliada jedna centrálna autorita, ktorá by mohla rozhodovať o tom, kto sa bude môcť transakcií zúčastniť alebo sa v rozpore s pravidlami obohatiť o pár hamburgerov, ale môžu tak robiť všetci účastníci.

Ekonomický experiment, ktorý nemá vo svete obdobu

Ako ale zaistiť dostatočnú motiváciu členov siete na to, aby sa stali aktívnymi účtovníkmi systému a kontrolovali a aktualizovali záznamy? V prvom prípade je to trochu jednoduchšie, pretože na potvrdenie pravdivosti starších záznamov nám stačí vlastniť platnú kópiu našej digitálnej účtovnej knihy, teda blockchainu. Kontrolovať poctivosť tých, kto záznamy overujú, je potom dobré na zabezpečenie uchovania hodnoty našich vlastných digitálnych hamburgerov.

Overovanie nových transakcií

Čo sa ale týka overovania nových transakcií v blockchaine, tu je už potrebné vynaložiť určitú prácu. Čo keby sa napríklad medzi jednotlivých účtovníkov za každú opísanú stránku knihy rozdeľovala malá odmena v podobe, povedzme, 12 a 5 virtuálnych hamburgerov, a zároveň by to bol tiež jediný spôsob, ako pridávať ďalšie digitálne hamburgery do systému? Tým sa zaistí nielen ochota na vytváranie záznamov, ale tiež by mohol trochu poklesnúť počet pokusov o podvod, pretože málokto si bude chcieť znehodnocovať vlastné bohatstvo.

Ako ale ešte zabezpečiť, aby jeden supervýkonný účtovník nezhromažďoval a nepodpisoval väčšinu transakcií? To by sme potom totiž boli späť pri probléme centrálnej autority. A čo tak zapojiť do celého procesu ešte trochu náhody? Účtovníci by napríklad mohli losovať, kto bude môcť hotovú stránku s transakciami podpísať. Nikto by tak dopredu nemal istotu, že to bude práve on.

Aby takýto systém mohol podobne ako blockchain fungovať v praxi, zostáva samozrejme ešte vyriešiť zopár technických úskalí. Ako napríklad zabezpečiť platnú synchronizáciu našich lokálnych kópií „účtovných kníh“? Ako dosiahnuť distribuované zhody v prípade konfliktných záznamov, keď nad systémom nedohliada centrálna autorita, ktorá by v prípade nezhody povedala: „Platí tento variant, a komu sa to nepáči, ehm, má proste smolu.“ A ako včas odhaliť a eliminovať v sieti podvodníka?

Čo na to Bitcoin?

Našťastie to ale nemusíme robiť úplne od začiatku, pretože takýto systém už v skutočnosti existuje. Volá sa Bitcoin protokol, je plne open source a miesto hamburgerov využíva digitálny token známy pod označením Bitcoin. Celkový počet digitálnych tokenov v bitcoinovom protokole je limitne obmedzený na necelých 21 miliónov, čo z neho robí v dlhodobom horizonte značne deflačné aktívum a najväčší ekonomický experiment v novodobej histórii. Inak ale všetko funguje podobne ako v našom vyššie popísanom hamburgerovom blockchaine. Mimochodom, všetky tri problémy popísané v predchádzajúcom odseku asi najelegantnejšie rieši takzvaný dôkaz prác – proof of work, s ktorým neprišiel nikto iný ako tajomný vynálezca Bitcoinu, Satoshi Nakamoto, ale to je skôr téma na samostatný článok.

Kúzla s virtuálnymi hamburgermi

Zopakujme si ale radšej ešte raz, čo nám vyššie popisovaný systém modelovaný podľa blockchainu umožnil:

1. Zachovať aj v digitálnom svete vzácnosť.
2. Všetky transakcie sú trvalé a nezvratné – ak so svojim hamburgerom prevediem nejakú transakciu, dôjde k trvalej a veľmi dobre zdokumentovanej zmene. Hamburger už napríklad nie je môj, alebo prinajmenšom nie celý, a všetci to vedia.
3. Nepotrebujeme žiadnu tretiu stranu, ktorá by na poctivosť transakčného procesu dohliadala.

To ale nie je zďaleka všetko, mnohé ďalšie výhody vyplývajú zo samotnej digitálnej povahy nášho statku. Zrazu nie sme vôbec viazaní fyzickými obmedzeniami nášho sveta. Hamburger môžeme napríklad takmer ľubovoľne zlučovať a deliť a venovať niekomu napríklad len 0,00000001 jeho kúsku. Alebo môžeme vytvárať ďalšie digitálne statky nad naším hamburgerom (napríklad špeciálny hamburger slúžiaci ako poznávacie znamenie) a ten využiť naopak len ako podkladovú vrstvu.

Tiež môžeme k zasielanému hamburgeru pripojiť napríklad odkaz. Keď už je reč o pripájaní textu, prečo rovno nepripojiť k hamburgeru nejaký užitočnejší kód? Napríklad certifikát o vlastníctve jednej akcie siete rýchleho občerstvenia, digitálne ID alebo napríklad kód s inteligentným kontraktom, ktorý sa vyplní až po splnení všetkých navrhnutých podmienok? Blockchain v digitálnom svete, kde sa dáta prenášajú vlastným kopírovaním, umožnil vlastniť dáta úplne unikátne. Zdanlivo drobná vec, ale možností aplikácie takého vynálezu je nespočetné množstvo.

Príklady využitia blockchainu

Aké konkrétne výhody prináša blockchain v porovnaní s tradičnými databázami? Popravde, je ich naozaj veľa. Ja som pre zjednodušenie vybral dve:

1. Decentralizovaná a zdieľaná kontrola
2. Neskorumpovateľnosť a nemennosť záznamov

Ochrana autorských práv

Zdieľaná kontrola a praktická neskorumpovateľnosť umožňuje dvom súperiacim stranám spolupracovať k obojstrannej spokojnosti. To využívajú napríklad Open Music Initiative alebo UjoMusic, čo sú blockchainové projekty, ktoré zjednodušujú stráženie práv a kompenzácie hudobníkom a držiteľom práv k hudobným nahrávkam (nie je pritom pri tom potrebná žiadna SOZA).

Bankové konzorcium R3

Blockchainové riešenia môžu významne znižovať napätie a mocenské trenice napríklad pri vytváraní odborového konzorcia, pretože zainteresované strany nemusia zverovať kontrolu nad infraštruktúrou do rúk jednej entity. Konkrétnym prípadom, kedy sa tak deje v praxi, je bankové konzorcium R3, ktoré dnes zjednocuje 43 inak súperiacich bankových domov.

WWW, Bitcoin a Ethereum

Ak je sieť decentralizovaná a dostatočne otvorená pre všetkých, zostáva už len krôčik (dostatočný network efekt), aby sa stala novou verejnou službou, podobne ako sa to stalo internetu a WWW. Po príklady nemusíme chodiť ďaleko, Bitcoin ako „internetové peniaze“, Ethereum ako jednoduchý svetový decentralizovaný superpočítač.

Zápisy v katastri nehnuteľností

Zapísať dáta do (verejného) blockchainu je podobné ako vytesať ich do kameňa. To je užitočné, napríklad ak ide o zápisy v katastri nehnuteľností (Benben, Bitfury, Velox.re), ktoré umožňujú eliminovať podvody (neoprávnené nakladanie s nehnuteľnosťami, sprenevery finančných záloh – platbu je možné zahrnúť rovno do smart kontraktu) a znížiť celkové náklady na zápis a prevádzku databázy.

Akademické certifikáty

Jednoduchú, a pritom efektívnu aplikáciu predstavujú akademické certifikáty. Tie sú v blockchaine ľahko vyhľadateľné a overiteľné a tiež trvalé (netreba vystavovať úradne potvrdzované kópie ako v prípade straty papierovej verzie).

Blockchain skrátka ponúka nesmierne širokú aplikačnú vrstvu a disponuje potenciálom úplne zmeniť internet či celosvetovú ekonomiku. Hoci môže táto technológia zostane v očiach mnohých investorov, používateľov a finančných odborníkov nepochopená, jedno je isté – blockchain sa tučným písmom zapíše do histórie moderných technológií.