Hvað er bálkakeðja?

Hugmyndin: bókhald sem allir eiga afrit af

Hugsaðu þér húsfélag í fjölbýlishúsi. Venjulega heldur gjaldkerinn bókhaldið og hinir íbúarnir treysta því að það sé rétt.

Ímyndaðu þér nú að allir íbúar eigi sitt eigið afrit af bókhaldinu. Þegar einhver greiðir í hússjóðinn er greiðslan tilkynnt öllum. Hver íbúi fer yfir hana og skráir hana í sína bók. Ef einhver reyndi að hagræða tölunum sér í hag sæju hinir strax að sú bók stemmdi ekki við þeirra eintök.

Þetta er grunnhugmyndin á bak við bálkakeðju. Hún er dreifð færsluskráDreifð færsluskráFærsluskrá sem margar tölvur geyma samtímis og halda samstilltri eftir sameiginlegum reglum, án þess að einn aðili eigi frumritið.: bókhald sem er geymt á mörgum stöðum í einu. Í stað íbúanna koma tölvur um allan heim og í stað hússjóðsins kemur til dæmis bitcoin.

Bálkar og tætigildi

FærslurFærslaSkráning á því að rafmynt flyst af einu veskisfangi á annað, undirrituð með einkalykli sendandans og geymd varanlega í bálkakeðjunni. eru ekki skráðar ein og ein heldur í hópum sem kallast bálkarBálkurHópur færslna sem bætist við bálkakeðjuna í einu lagi, ásamt tilvísun í bálkinn á undan.. Hver bálkur er eins og ein blaðsíða í bókhaldsbók. Á Bitcoin-netinu bætist nýr bálkur við að jafnaði á um tíu mínútna fresti.

Hver bálkur fær tætigildiTætigildiStuttur stafastrengur, eins konar fingrafar, sem reiknaður er út frá gögnum og gjörbreytist ef gögnunum er breytt um einn staf., eins konar stafrænt fingrafar. Tætigildið er reiknað út frá öllu innihaldi bálksins með stærðfræðiformúlu sem kallast tætifallTætifallStærðfræðiaðferð sem breytir gögnum af hvaða stærð sem er í stutt fingrafar af fastri lengd, svokallað tætigildi.. Ef einum staf er breytt verður fingrafarið allt annað:

• Anna greiðir Birni 5.000 kr. gefur 9055e4785c227f63b6b6ddfd16ba1ace67cd7793893c6de741375eec1abaaade
• Anna greiðir Birni 6.000 kr. gefur 27dd3cc43d84343405d08761147b156e5a54cd1f00f25513354b7efe1f4da5b7

Þessi tætigildi eru reiknuð með SHA-256, tætifallinu sem Bitcoin byggir á. Ekki er hægt að reikna sig til baka frá fingrafarinu að textanum, en allir geta reiknað fingrafarið út frá textanum og séð hvort það passi.

Það sem gerir keðjuna að keðju er að hver bálkur geymir líka tætigildi bálksins á undan. Bálkarnir eru því tengdir saman, hver við annan, alla leið aftur að fyrsta bálkinum. Í Bitcoin-keðjunni varð sá bálkur til 3. janúar 2009.

Nóður: hver heldur keðjunni við?

Tölvurnar sem geyma afrit af bálkakeðjunni kallast nóðurNóðaTölva sem keyrir hugbúnað rafmyntanets, geymir afrit af bálkakeðjunni og athugar hvort nýjar færslur og bálkar standist reglurnar.. Nóða er venjuleg tölva sem keyrir hugbúnað netsins. Nóðurnar taka við nýjum færslum, athuga hvort þær standist reglurnar og senda þær áfram til annarra nóða.

Nóðurnar athuga til dæmis hvort færsla sé rétt undirrituð og hvort innstæða sé fyrir henni. Færslu sem brýtur reglurnar er hafnað, sama hver sendi hana. Á opnum bálkakeðjum eins og Bitcoin og Ethereum getur hver sem er keyrt nóðu án þess að biðja um leyfi.

Af hverju er erfitt að falsa bálkakeðju?

Segjum að einhver vilji breyta gamalli færslu, til dæmis til að eyða eigin greiðslu úr bókhaldinu. Um leið og færslunni er breytt breytist tætigildi bálksins. Næsti bálkur vísar hins vegar enn í gamla tætigildið, svo keðjan slitnar á þeim stað.

Svindlarinn þyrfti því að reikna upp á nýtt alla bálka sem komu á eftir, og gera það hraðar en allir hinir á netinu, sem halda áfram að bæta nýjum bálkum við. Þetta kallast 51% árás51% árásÁrás þar sem einn aðili ræður yfir meira en helmingi reiknigetu eða veðs á neti og getur þá endurskrifað nýlegar færslur., því til þess þarf meirihluta allrar getu netsins. Á stórum netum er það gríðarlega dýrt.

Þess vegna er gjarnan sagt að bálkakeðja sé óbreytanleg. Nákvæmara er að segja að breytingar sjáist strax og séu afar dýrar. Því fleiri bálkar sem bætast ofan á færslu, því öruggari verður hún. Hver nýr bálkur telst ein staðfestingStaðfestingMælikvarði á hve örugglega færsla er skráð: hún fær eina staðfestingu þegar hún fer í bálk og eina til viðbótar með hverjum nýjum bálki..

Hvernig koma tölvurnar sér saman?

Þegar þúsundir tölva halda utan um sama bókhaldið þarf skýra reglu um það hver fær að bæta næsta bálki við og hvaða útgáfa keðjunnar gildir. Slík regla kallast samstöðuaðferðSamstöðuaðferðReglurnar sem gera þúsundum tölva kleift að koma sér saman um eina útgáfu af bálkakeðjunni án þess að treysta neinum einum aðila. (e. consensus mechanism). Tvær eru algengastar:

• Proof of workProof of workSamstöðuaðferð þar sem rétturinn til að bæta næsta bálki við bálkakeðjuna fellur í hlut þess sem fyrstur leysir erfiða reikningsþraut.. Tölvur keppast við að leysa erfiða reikningsþraut. Sú tölva sem leysir hana fyrst fær að bæta næsta bálki við og hlýtur nýja mynt að launum. Þetta kallast námuvinnsla og krefst mikillar raforku. Bitcoin notar proof of work. Lestu meira um námuvinnslu.
• Proof of stakeProof of stakeSamstöðuaðferð þar sem rafmynt er lögð að veði fyrir réttinum til að búa til bálka, og sá sem svindlar getur tapað hluta veðsins.. Í stað reiknigetu leggja þátttakendur eigin rafmynt að veði. Kerfið velur af handahófi hver leggur til næsta bálk og aðrir staðfesta hann. Sá sem reynir að svindla getur misst veðið. Ethereum skipti yfir í proof of stake 15. september 2022 og við það minnkaði orkunotkun netsins um áætluð 99,95%.

Í báðum tilvikum þyrfti svindlari að ráða yfir meirihluta netsins, annaðhvort reiknigetunnar eða þess sem lagt er að veði.

Opnar og lokaðar bálkakeðjur

Opnar bálkakeðjur eru aðgengilegar öllum. Hver sem er getur lesið færslurnar, sent færslur og tekið þátt í að halda keðjunni við. Bitcoin og Ethereum eru opnar bálkakeðjur.

Lokaðar bálkakeðjur eru reknar af einu fyrirtæki eða hópi fyrirtækja sem ákveður hverjir mega taka þátt. Þær eru oft hraðari, en þá þarf að treysta eigandanum, sem getur breytt reglunum. Lokuð bálkakeðja líkist frekar sameiginlegum gagnagrunni nokkurra fyrirtækja en rafmynt.

Til hvers er hægt að nota bálkakeðjur?

• Rafmyntir og greiðslur. Þetta er langútbreiddasta notkunin til þessa. Lestu meira um bitcoin.
• Forrit sem keyra sjálfkrafa. Á Ethereum og svipuðum netum keyra snjallsamningarSnjallsamningurForrit á bálkakeðju sem keyrir sjálfkrafa þegar tiltekin skilyrði eru uppfyllt og gerir nákvæmlega það sem það var forritað til að gera., forrit sem framkvæma það sem um var samið án milliliðar. Lestu meira um Ethereum.
• Stafrænar útgáfur af eignum. Stöðugleikamyntir eru stafrænir dollarar og evrur á bálkakeðju. Fjármálafyrirtæki hafa líka prófað að gefa út skuldabréf og sjóði á bálkakeðju.
• Rekjanleiki. Fyrirtæki hafa prófað að skrá feril vöru, til dæmis matvæla, frá framleiðanda til verslunar.

Margar slíkar hugmyndir hafa þó ekki komist lengra en á tilraunastig. Ef einn aðili ber hvort eð er ábyrgð á gögnunum dugar venjulegur gagnagrunnur oftast betur.

Takmarkanir bálkakeðja

• Hraði og kostnaður. Allar tölvurnar þurfa að fara yfir allt. Þess vegna ráða opnar bálkakeðjur við færri færslur en hefðbundin greiðslukerfi, og gjöldin hækka þegar álagið er mikið.
• Orkunotkun. Proof of work notar mikla raforku. Proof of stake notar margfalt minna.
• Rusl inn, rusl út. Bálkakeðjan tryggir aðeins það sem gerist innan hennar. Hún getur ekki sannreynt hvort upplýsingar utan keðjunnar séu sannar. Til þess þarf véfréttVéfréttÞjónusta sem færir upplýsingar utan bálkakeðjunnar, til dæmis gengi eða veðurgögn, inn í snjallsamninga., þjónustu sem flytur gögn inn á keðjuna, og þá þarf að treysta henni.
• Mistök verða ekki leiðrétt. Ef þú sendir á rangt veskisfang getur enginn bakfært færsluna.
• Allt er opinbert. Á opnum bálkakeðjum getur hver sem er skoðað allar færslur.
• Breytingar krefjast samstöðu. Forritarar leggja til breytingar, en þær taka aðeins gildi ef rekstraraðilar nóðanna taka þær upp. Þegar hópar eru ósammála getur keðjan kvíslast í tvær. Það kallast kvíslunKvíslunBreyting á reglum bálkakeðju; ef ekki allar nóður fylgja breytingunni getur keðjan kvíslast í tvær aðskildar keðjur með sína myntina hvor. (e. fork). Árið 2016 klofnaði Ethereum þannig og úr varð Ethereum Classic.

Lokaorð

Bálkakeðja er bókhald sem margir halda saman, þar sem hver blaðsíða geymir fingrafar þeirrar á undan. Það gerir skráninguna gagnsæja og afar erfitt að falsa hana, án þess að treysta þurfi einum milliliði.

Tæknin hentar vel fyrir rafmyntir, því hún gerir fólki kleift að vera sammála um hver á hvað án milliliða. Hún leysir þó ekki allan vanda: hún er hægari en venjulegur gagnagrunnur, mistök verða ekki leiðrétt og hún tryggir aðeins það sem gerist innan keðjunnar.