Blockchain: Technologie pro sdílenou i klasickou ekonomiku

Proto je v povědomí především jako technologie na pozadí těžby a obchodování s kryptoměnou, protože umožňuje bezpečný a transparentní převod mezi dvěma zainteresovanými subjekty bez centrální autority. Jinak řečeno, umožňuje dosáhnout konsenzu. Podle jedné z definic je blockchain infrastruktura, která různým distribuovaným aplikacím umožňuje ukládat, uchovávat a zpřístupňovat údaje, případně i takzvané smart kontrakty čili předpisy pro zpracování dat, tak aby byly zaručeny vysoká dostupnost a integrita těchto údajů.

Z praktických důvodů se do block­chainu ukládají pouze základní údaje. Klíčovou vlastností blockchainu je, že systém nemusí nikdo organizovat a nemusí na něj dohlížet žádná centrální autorita. Pokud použijeme sportovní analogii, systém nemá žádného rozhodčího, jehož rozhodnutí by bylo třeba respektovat a v neposlední řadě ho i dobře platit.

Základní rozdělení blockchain sítí:

• Veřejné – kdokoliv má možnost připojit se a účastnit se na vytváření nových bloků. Každý si může stáhnout aktuální množinu bloků a záznamů, a stát se tak ověřovatelem zapsaných informací. Případný pokus o podvod, například změnu existujícího záznamu, lze rychle odhalit.
• Konsorční – připojit se mohou pouze centrálně určení členové konsorcia, takže počet účastníků, kteří se mohou připojit, je omezený. Proto je potřeba důsledněji analyzovat vlastnosti daného algoritmu konsenzu, aby se zjistila nákladnost různých typů útoků, a tím je praktická proveditelnost. Kompromisem je u konsorcií blockchain s veřejným přístupem pro čtení, při kterém si konsorcium udržuje právo na vytváření bloků a přístup ke čtení je otevřený veřejnosti.
• Privátní – je omezený na členy určité organizace. Z hlediska důvěryhodnosti je důležité, aby takové organizace či sdružení měly co nejvíce členů.

Od problému byzantských generálů...

Dosažení konsenzu bez centrální autority sahá až někam do počátku historie. Pověstný je například algoritmus, který je známý také jako problém byzantských generálů. O co jde? Velká armáda obléhající město je rozdělená na desítky divizí s vlastními generály a nemá centrální vedení. Generálové mezi sebou komunikují přes posly a takto si oznamují čas společného útoku. Avšak co když někdo vyšle posla s falešnou zprávou? Nebo je posel infiltrovaným zrádcem?

Generálové potřebují algoritmus, který jim umožní dohodnout se i za předpokladu, že mezi nimi je určité množství zrádců. Navíc platí, že čím je více generálů, tím více komunikačních kanálů potřebují a množství příležitostí pro nedůvěru stoupá exponenciálně. Připomíná vám to něco? Například účtování mezi firmami v rámci sdílené ekonomiky. Zprávami z analogie problému byzantských generálů jsou údaje o transakcích, které nelze měnit.

Vyřešení problému nedůvěry pomocí konsenzu otevírá nové možnosti pro byznys, hlavně ve sdílené ekonomice a cloudovém prostředí. Na řešení tohoto problému klasickými metodami si již vylámalo zuby hodně matematiků. Jinak řečeno, je třeba jít na to netradičně. Jedním z důkazů je prokázání prací, v případě digitálních transakcí je to potvrzení složitými výpočty. Původní model typu proof of work, který navrhl Satoschi Nakamoto, je energeticky extrémně náročný.

... K privátním blockchain sítím

V privátních blockchainových sítích se konsenzus vytváří nikoliv metodou proof of work, ale jiným způsobem. Primárně se vylosují náhodným způsobem členové konsorcia, kteří budou fungovat jako evaluation peer. Ti ověří blok dat obsahující údaje o transakcích, zda má všechny potřebné atributy. Aby se vyloučila možnost vlivu potenciálního narušitele (viz problém byzantských generálů), musejí blok verifikovat další členové sítě a porovnat výstupy.

Členové konsorcia se mezi sebou dotazují na výstupy. Klient čeká na f + 1 odpověď, kde f je maximální číslo, tzv. fault nódů, pro které je algoritmus konsenzu ještě bezpečný. Algoritmus Practical Byzantine Fault Tolerance zaručuje bezpečnost, pokud chybných, resp. padělaných odpovědí není více než (n–1)/3, kde n je počet členů, evaluačních peerů.

Pokud tedy f + 1 peerů odpoví shodně, transakce se považuje za platnou a blok je validní. Z toho jednak teoreticky vyplývá, že na ovládnutí takové privátní sítě stačí dohoda f + 1 členů. Je třeba si však uvědomit, že jde o privátní síť, jejíž členové se zvou, vybírají a schvalují, takže jejím členem se nemůže stát kdokoliv. Dosavadní členové do sítě zvou jen firmy, kterým důvěřují.

Tato řešení jsou určená pro B2B komunikaci, takže si členové zvou především firmy, s nimiž chtějí obchodovat. Na rozdíl od veřejných blockchain sítí, kde všichni vidí vše, privátní sítě fungují jinak a historii transakcí vidí jen zainteresované strany. Síť funguje jako transparentní auditovatelná a decentralizovaná účetní kniha. Největší výhodou je odolnost vůči změnám.

Uložená data již nelze modifikovat, je možné jen přidávat nové záznamy. Transparentnost a rezistence proti dodatečným úpravám je zajištěna a zaručena konsenzuální decentralizovanou peer-to-peer sítí. Blockchain technologie umožňují v potenciálně nedůvěryhodném světě byznysu spolehlivě sdílet údaje nejen o finančních transakcích, ale i údaje obecně.

Jak je zajištěna důvěryhodnost údajů?

Částečnou analogií pro blockchain je klasická papírová účetní kniha s číslovanými stranami, do které se zapisuje nesmazatelným inkoustem. Částečná proto, že taková klasická účetní kniha je sice do značné míry zajištěna proti pozměňování, avšak ne proti vytržení stran čili vymazání dat. Transakce postupně generované uživateli aplikace využívající blockchain jsou balené do bloků, přičemž každý nově vzniklý blok se kryptograficky převáže s předchozím blokem.

Toto se děje prakticky současně a synchronizovaně ve všech „hlavních" uzlech blockchain sítě, čímž sice vzniká značná redundance, která je nutná k tomu, aby údaje nebyly vymazány, a také k odhalení úmyslných nebo náhodných odchylek od „společné verze blockchainu" a jejich opravě.

Další možnosti využití

Tento systém se využívá nejen pro evidenci finančních či obchodních transakcí, ale také na evidenci záležitostí, kde záleží na tom, aby nebyly pozměňovány. Proto privátní block­chain řešení začínají využívat například některé zahraniční univerzity na ukládání informací o průběhu studia kaž­dého studenta. Tyto ověřené informace pak může student sdílet při ucházení se o práci. Takto se mohou evidovat a sdílet údaje v zemědělství o produktech konkrétních farmářů, ve farmaceutickém průmyslu by takto bylo možné zabránit reexportu léků a podobně.

Výhody blockchainu si uvědomují nejen firmy dodávající podnikové informační systémy, ale dokonce i dodavatelé tradičních databází, například Oracle či IBM, čímž názorně bourají mýtus, že řešení na bázi blockchainu budou konkurovat tradičním databázovým platformám. Tyto a mnohé další renomované globální firmy si uvědomily, že vhodně implementované blockchainové technologie jsou velkou obchodní příležitostí, a proto se spojily ve sdružení Hyperledger. 

Na podobné téma čtěte také:
» Blockchain: Co zvážit, než o něm budete uvažovat