Blockchain: Co to jest, jak działa i jakie ma znaczenie?

Technologia blockchain wprowadziła ogromną rewolucję w dziedzinie przechowywania i transferu informacji. Znaczenie blockchaina polega na jego zdolności do zmiany sposobu przetwarzania, udostępniania i ochrony danych w przestrzeni cyfrowej. Jest powszechnie uznawany za jedną z najważniejszych innowacji XXI wieku, mającą potencjał do wpływania na szeroką gamę branż – od finansów, przez handel elektroniczny, logistykę, media cyfrowe, aż po opiekę zdrowotną, administrację publiczną i cyfrową tożsamość.

Mimo to wiele osób wciąż zadaje pytanie: co to jest blockchain i jak działa? Mówiąc w prost, znaczenie blockchaina polega na tym, że jest to specyficzny rodzaj zdecentralizowanej i rozproszonej bazy danych, która umożliwia bezpieczne przechowywanie, weryfikowanie i przetwarzanie informacji w sieci komputerowej bez potrzeby centralnej władzy. Odpowiedź na pytanie, jak działa blockchain, jest ściśle związana z zasadą zaufania opartą na kryptografii, przejrzystości i zbiorowym konsensusie.

Jednym z głównych powodów, dla których blockchain ma znaczenie, jest jego zdolność do przechowywania rosnącej liczby rekordów – tzw. transakcji – które są uporządkowane w blokach. Każdy blok zawiera zbiór danych, zwykle informacje o transferach aktywów cyfrowych lub innych działaniach, a także odniesienie do poprzedniego bloku. W ten sposób powstaje połączona struktura – blockchain, czyli łańcuch bloków, który jest niezwykle odporny na manipulacje.

Zdroj: DecBC

Kolejną kluczową zaletą jest decentralizacja. Blockchain działa bez centralnego punktu kontroli – wszystko jest zarządzane przez sieć węzłów, które współpracują w architekturze peer-to-peer. Oznacza to, że żadna pojedyncza osoba ani organizacja nie ma wyłącznej kontroli nad całym systemem. Wręcz przeciwnie, każde urządzenie podłączone do sieci (węzeł) ma dostęp do kopii całej bazy danych, co znacznie zwiększa bezpieczeństwo, niezależność i transparentność. Te cechy są powodem, dla którego technologie blockchain uważane są za przełomowe, zwłaszcza w dziedzinie cyfrowych walut i zdecentralizowanych finansów (DeFi).

Nie mniej ważna jest możliwość publicznej kontroli – blockchain jest zaprojektowany w taki sposób, aby każdy uczestnik miał możliwość weryfikacji wszystkich dokonanych zapisów. Dzięki temu jest idealny do aplikacji, w których wymagana jest wysoka przejrzystość i zmniejszenie ryzyka oszustw.

Jeśli chcesz dowiedzieć się wszystkiego, co ważne o blockchainie, nie można pominąć Bitcoina – pierwszego i najbardziej znanego przykładu realnego wykorzystania tej technologii. W systemie Bitcoin blockchain pełni rolę publicznego rejestru. Wszystkie transakcje zachodzące w sieci są weryfikowane przez niezależne węzły, a następnie zapisywane w blokach. Te bloki są następnie na stałe zapisywane na blockchainie, co zapewnia niezmienność i wiarygodność danych.

Skoro odpowiedzieliśmy już na pytania – czym jest blockchain, jakie ma znaczenie i jak działa – w dalszej części tekstu przybliżymy także typy blockchaina oraz samą technologię blockchain.

Typy blockchainu

Jeśli chodzi o to, co to jest blockchain, nie wystarczy tylko poznać jego podstawową „definicję” lub zrozumieć, jak działa. Ważne jest również zrozumienie, że istnieje kilka rodzajów blockchainu, które różnią się w zależności od tego, kto ma dostęp do sieci, kto może zapisywać transakcje i jak są weryfikowane dane.

1. Publiczny blockchain (Public Blockchain)

Publiczny blockchain to najbardziej znany typ blockchainu, który jest całkowicie otwarty dla każdego. Oznacza to, że każdy na świecie może dołączyć do sieci, weryfikować transakcje, czytać dane i brać udział w tworzeniu nowych bloków. Ten typ blockchainu jest całkowicie zdecentralizowany, co oznacza, że nie istnieje żadna centralna autorytet.

Przykładem publicznego blockchainu jest Bitcoin, który jest także najczęściej stosowaną aplikacją technologii blockchain w kryptowalutach. Każdą transakcję w tej sieci weryfikują tzw. górnicy za pomocą algorytmu proof-of-work, a transakcja jest następnie zapisywana w blockchainie, gdzie jest trwała i niezmienna.

2. Prywatny blockchain (Private Blockchain)

W odróżnieniu od publicznego blockchainu, prywatny blockchain jest kontrolowany przez określoną organizację lub grupę podmiotów. Dostęp do takiej sieci jest jednak ograniczony. Oznacza to, że tylko zatwierdzeni użytkownicy mogą czytać i zapisywać dane.

Prywatne blockchainy nie są używane do projektów kryptowalutowych, ale raczej do zastosowań przedsiębiorstw – takich jak śledzenie łańcuchów dostaw, zarządzanie dokumentami czy audyty.

3. Blockchain konsorcjalny (Consortium Blockchain)

Ten typ blockchainu łączy zalety blockchainu publicznego i prywatnego. Sieć jest zarządzana przez kilka organizacji, które wspólnie tworzą „konsorcjum”. Dostęp jest nadal ograniczony, ale nie jest centralizowany do jednej jednostki.

Ten typ blockchainu jest często wykorzystywany w takich branżach jak bankowość, energetyka czy opieka zdrowotna. W tych branżach ważne jest, aby wiele organizacji dzieliło dane, ale jednocześnie zachowało kontrolę nad ich dystrybucją.

4. Blockchain hybrydowy (Hybrid Blockchain)

Blockchain hybrydowy to kolejny interesujący typ blockchainu, który łączy elementy blockchainu publicznego i prywatnego w jednej platformie. Umożliwia organizacjom decyzję, które dane będą publiczne, a które pozostaną prywatne.

Zastosowanie blockchainu hybrydowego rozszerza się szczególnie w przypadkach, gdy konieczne jest połączenie przejrzystości z prywatnością – na przykład w projektach rządowych, zamówieniach publicznych lub systemach tożsamości cyfrowej. Również w tych przypadkach stanowi ważną część świata technologii blockchain i kryptowalut.

Czym jest technologia blockchain?

Technologia blockchain to rewolucyjny sposób przechowywania, przetwarzania i udostępniania danych cyfrowych w zdecentralizowanym środowisku. Jeśli zastanawiasz się, czym jest technologia blockchain, w skrócie jest to system, w którym dane są przechowywane w połączonych blokach, a te bloki są chronione kryptografią. Cały system działa bez potrzeby centralnej autorytetu, co zapewnia wysokie bezpieczeństwo, przejrzystość i odporność na manipulacje.

Technologia blockchain jest wykorzystywana głównie w dziedzinie kryptowalut, ale jej potencjał sięga daleko poza granice rozwiązań blockchain dla kryptowalut – od usług finansowych po logistykę i opiekę zdrowotną. Aby lepiej zrozumieć, jak działa ten system, warto przyjrzeć się jego podstawowym warstwom, które razem tworzą solidną architekturę sieci blockchain.

Architektura technologii blockchain

Jeśli zastanawiasz się, czym jest technologia blockchain, to jest to nowoczesny, rozproszony system zarządzania danymi, który jest odporny na manipulacje i nie wymaga zaufania do centralnej władzy. Architektura technologii blockchain składa się z pięciu podstawowych warstw. Każda z tych warstw pełni specyficzne funkcje, które razem tworzą solidne i funkcjonalne rozwiązanie technologiczne do bezpiecznego przechowywania, zarządzania i przesyłania danych w zdecentralizowanym środowisku.

Warstwa hardwerowa

Warstwa sprzętowa technologii blockchain to fizyczne urządzenia i infrastruktura, na których działa technologia blockchain. Ta warstwa obejmuje komputery, serwery, urządzenia sieciowe i inny sprzęt, które razem tworzą globalną sieć blockchain. Dane przechowywane w technologii blockchain są hostowane przez serwery danych, a poszczególne komputery – węzły – dzielą się i weryfikują te dane.

Dzięki temu ustawieniu powstaje sieć typu peer-to-peer, w której technologia blockchain umożliwia przejrzyste i niezmienne przetwarzanie transakcji. Te komputery, rozmieszczone na całym świecie, wykonują obliczenia, weryfikują i zapisują transakcje w udostępnionej księdze rachunkowej, co jest podstawową cechą technologii blockchain. Wynikiem jest zdecentralizowana i rozproszona baza danych, która zapewnia bezpieczne przechowywanie wszystkich ważnych danych.

Warstwa danych

Warstwa danych technologii blockchain to podstawowa jednostka, która zawiera dane przechowywane w poszczególnych blokach. Te dane obejmują informacje o transakcjach, smart kontraktach i innych aplikacjach działających na technologii blockchain.

Ta warstwa jest kluczowa dla zapewnienia decentralizacji, integralności i przejrzystości systemu. Wszystkie transakcje są zapisywane w poszczególnych blokach, które są kryptograficznie powiązane. Wyjątkiem jest tzw. Genesis block – pierwszy blok w historii blockchainu.

Aby zapewnić bezpieczeństwo i integralność danych zawartych w blockchainie, transakcje są cyfrowo podpisywane. Klucz prywatny jest używany do podpisywania transakcji, a każdy, kto ma klucz publiczny, może zweryfikować podpisującego. Ponieważ dane w blockchainie są nie tylko szyfrowane, ale również podpisane cyfrowym podpisem, każda próba manipulacji tymi danymi spowoduje, że podpis stanie się nieważny – co ponownie pokazuje, czym jest technologia blockchain i dlaczego jest tak bezpieczna.

Warstwa sieciowa

Warstwa sieciowa blockchainu odpowiada za przesyłanie danych i komunikację między poszczególnymi węzłami w sieci blockchain. Ta warstwa obejmuje protokoły do komunikacji między węzłami w sieci peer-to-peer i umożliwia im wymianę informacji o nowych blokach i transakcjach w systemie. Dzięki temu węzły mogą się znaleźć i współdziałać, rozprzestrzeniać i synchronizować, aby utrzymać sieć blockchain w aktualnym i legalnym stanie.

Warstwa sieciowa jest kluczowa dla wydajności i efektywności systemu blockchain, a także dla bezpieczeństwa systemu jako całości. Warstwa sieciowa jest również znana jako warstwa propagacji.

Warstwa konsensualna

Warstwa konsensusu technologii blockchain stanowi rdzeń zaufania całego systemu. Jej zadaniem jest zapewnienie, że wszystkie węzły w sieci uzgadniają ten sam stan danych. To właśnie ta warstwa odróżnia technologię blockchain od tradycyjnych baz danych – zdecentralizowany konsensus zastępuje potrzebę centralnego administratora.

W celu osiągnięcia konsensusu stosuje się różne algorytmy, takie jak Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) lub Delegated Proof of Stake (DPoS). Każde z tych podejść ma swoje zalety, a wybór zależy od konkretnego przypadku użycia.

Mechanizm konsensusu zapewnia, że żaden pojedynczy węzeł nie ma absolutnej kontroli nad systemem, co doskonale odzwierciedla istotę technologii blockchain – zaufanie bez pośredników.

Warstwa aplikacyjna

Warstwa aplikacyjna technologii blockchain zapewnia przestrzeń do rozwoju i działania aplikacji, które wykorzystują zalety tej technologii. Jest to interfejs między technicznym rdzeniem blockchainu a jego praktycznym zastosowaniem.

Dzięki tej warstwie programiści mogą tworzyć zdecentralizowane aplikacje (dApps) w różnych dziedzinach: opieka zdrowotna, cyfrowa tożsamość, usługi finansowe, handel i inne. Technologia blockchain oferuje przejrzystość, bezpieczeństwo i niezmienność, które stanowią podstawę zaufania w świecie cyfrowym.

Ta warstwa ukazuje praktyczne dowody na to, czym jest blockchain – nie tylko jako koncepcja, ale jako funkcjonalne narzędzie, które znajduje rzeczywiste zastosowanie.

Zdroj: Cointelegraph

Warstwy blockchaina

Aby lepiej zrozumieć, czym jest blockchain, ważne jest poznanie jego struktury warstwowej. Użytkownicy w świecie blockchain często spotykają się z terminami takimi jak blockchain warstwy zerowej, pierwszej czy drugiej. Te warstwy reprezentują różne poziomy, na których działa technologia blockchain, a każda z nich odgrywa ważną rolę w ogólnej architekturze systemu. Jakie są między nimi różnice i na czym polega ich istota?

Warstwa 0

Tak zwana warstwa 0 jest często określana jako podstawowy typ infrastruktury blockchainu, który stanowi fundament dla blockchainów wyższych warstw. W wielu przypadkach można powiedzieć, że sama technologia blockchain zaczyna się właśnie tutaj – w tzw. warstwie zerowej. Ta warstwa obejmuje podstawowe komponenty, takie jak internet, sprzęt i połączenia sieciowe, bez których blockchainy pierwszej warstwy, takie jak Bitcoin czy Ethereum, nie mogłyby działać.

Niektóre projekty, takie jak Polkadot czy Cosmos, znane są jako blockchainy warstwy 0. Ich blockchainowy znaczenie polega na tym, że oferują elastyczniejszą podstawową infrastrukturę wspierającą interoperacyjność – czyli zdolność różnych blockchainów do wzajemnej komunikacji. Projekty te rozszerzają możliwości działania blockchainu, szczególnie w kontekście bardziej złożonych i skalowalnych rozwiązań.

Warstwa 1

Do najbardziej znanych blockchainów pierwszej warstwy należą Bitcoin, Ethereum i Cardano. Ten typ blockchainu odpowiada za podstawowe czynności, takie jak rejestrowanie transakcji, produkcja bloków, zarządzanie konsensusem i zabezpieczenie sieci. Tutaj widać już, czym jest blockchain w praktyce – jest to zdecentralizowany system, w którym każdy blok stanowi zapis zdarzeń weryfikowanych przez sieć.

Blockchainy pierwszej warstwy są często zaprojektowane w celu rozszerzenia funkcjonalności i możliwości blockchainów warstwy zerowej, takich jak obsługa inteligentnych kontraktów, umożliwienie tworzenia zdecentralizowanych aplikacji (dApps) oraz emisji tokenów zamiennych (fungible) i niezamiennych (non-fungible).

Warstwa 2

Starsze generacje blockchainów, takie jak Bitcoin i Ethereum, mają ograniczoną skalowalność. Te sieci zapewniają bezpieczeństwo i decentralizację, ale nie zawsze są w stanie szybko i efektywnie przetwarzać dużą liczbę transakcji. W tym przypadku pojawiają się rozwiązania drugiej warstwy (Layer-2), które są niezależnymi blockchainami stworzoną w celu poprawy wydajności podstawowej sieci.

Przykłady to Lightning Network dla Bitcoina oraz Optimism i Arbitrum dla Ethereum. Rozwiązania te działają off-chain – przetwarzają transakcje poza głównym blockchainem i wysyłają na pierwotną sieć jedynie dane zbiorcze. Dzięki temu pomagają skalować sieć, nie zmieniając samego typu blockchainu pierwszej warstwy. Rozwiązania drugiej warstwy są dowodem na to, jak blockchain może działać w nowoczesnym, skalowalnym środowisku.

Blockchainy drugiej warstwy regularnie komunikują się z podstawowym blockchainem, aby zapewnić, że oba blockchainy mają te same gwarancje dotyczące bezpieczeństwa i decentralizacji. Dzięki temu nie ma potrzeby wprowadzania zmian w blockchainach pierwszej warstwy, ponieważ warstwa 1 zajmuje się bezpieczeństwem, dostępnością danych i decentralizacją, podczas gdy blockchainy drugiej warstwy rozwiązują problem skalowania i wysyłają na nie gotowe dowody transakcji. To również przyczynia się do tego, że blockchainy pierwszej warstwy stają się mniej obciążone.

Warstwa 3

Trzecia warstwa, często nazywana warstwą aplikacyjną, to ta, z którą użytkownicy spotykają się najczęściej. Znajdują się tutaj konkretne aplikacje oparte na technologii blockchain, takie jak Uniswap, Balancer, Decentraland i wiele innych.

Ta warstwa pozwala na interakcję między użytkownikiem a siecią blockchain i pokazuje praktyczne zastosowanie technologii. Właśnie tutaj blockchain staje się rzeczywistością – w aplikacjach, które korzystają z zalet decentralizacji, bezpieczeństwa i przejrzystości, co jest istotą tego, czym jest blockchain i dlaczego jego rozwój jest tak znaczący.

Zdroj: Medium

Kto weryfikuje transakcje na blockchainie?

Pytanie, kto weryfikuje transakcje na blockchainie, jest jednym z najczęściej zadawanych, gdy zaczynamy zapoznawać się z tą technologią. Walidacja transakcji jest niezbędna, aby blockchain był bezpieczny, wiarygodny i niezmienny. Odpowiedź na to, kto weryfikuje transakcje na blockchainie, zależy od konkretnego typu sieci i zastosowanych mechanizmów konsensusu.

• W przypadku sieci wykorzystujących algorytm Proof of Work, jak Bitcoin, odpowiedź na pytanie, kto weryfikuje transakcje na blockchainie, brzmi: górnicy. Użytkownicy ci rozwiązują skomplikowane zadania obliczeniowe, weryfikując prawdziwość transakcji przed zapisaniem ich w bloku. Więcej o kopaniu można przeczytać w naszym artykule: Kopanie Bitcoina i kryptowalut.

• Natomiast w sieciach opartych na Proof of Stake, takich jak Ethereum (po przejściu na Proof of Stake – PoS) lub Cardano, odpowiedź na pytanie, kto weryfikuje transakcje na blockchainie, jest inna – to walidatorzy. Ci uczestnicy składają swoje kryptowaluty jako zabezpieczenie (stake) i zgodnie z zasadami sieci potwierdzają nowe bloki.

Bez względu na model, ten, kto weryfikuje transakcje na blockchainie, bezpośrednio przyczynia się do utrzymania bezpieczeństwa, integralności i decentralizacji całej sieci.

Uwagi końcowe

Pomimo faktu, że technologia blockchain jest bardzo złożona i być może skomplikowana dla kogoś do zrozumienia, przy odrobinie wysiłku każdy może zdać sobie sprawę z jej wielkich korzyści i przydatności w codziennym życiu. Dlatego też wiele firm, w tym Visa, IBM i Walmart, wykorzystuje obecnie technologię blockchain w swojej działalności. Z czasem coraz więcej światowej sławy firm niemal na pewno do nich dołączy.

Dzięki Fumbi praktycznie każdy może inwestować w kryptowaluty. Nasz zdywersyfikowany Fumbi Index Portfolio łączy to, co najlepsze we wszystkich obszarach świata kryptowalut – od blockchainów warstwy zerowej po blockchainy warstwy trzeciej. Index Portfolio sprawia, że inwestowanie w kryptowaluty jest proste, bezpieczne i intuicyjne.

INWESTUJ W FUMBI