Nybegynnerguiden til blockchain

Blockchain er et hot buzzwords i disse tider. Å forstå blokkjede er også viktig i kryptovalutaverdenen. Denne artikkelen er en nybegynnerguide til blockchain. Hva er fordelene med å bruke blokkjede sammenlignet med tradisjonelle databaser? Du vil få svar på dette og mange andre spørsmål!

Den tradisjonelle måten å lagre informasjon på

Blokkjeden muliggjør en ny måte å lagre data og verifisere data på. For det første er det godt å forstå hvordan informasjon har blitt lagret tidligere.

Vi har hatt sentraliserte datalagringssystemer i tusenvis av år. Typiske eksempler er arkivene til byer, kirker og biblioteker. Branner og andre katastrofer har ødelagt verdifull informasjon siden tidenes begynnelse. Dette er fordi det ikke fantes noen kopier.

Når informasjon lagres på ett sted, er det ingen problemer med synkroniseringen. Før den digitale tidsalderen var det svært vanskelig å vedlikeholde kopier.

Fremskritt innen informasjonsteknologi har gjort digital lagring mulig. I utviklede land lagres all kritisk informasjon digitalt. Folkeregisteret og Kjøretøyregisteret er gode eksempler på store databaser, inkludert borgernes historie, bileierskapshistorie osv.

Det er to store problemer med tradisjonelle databaser: tillit og sikkerhet. En sentralisert database er et attraktivt mål for hackere. De siste årene har utallige datainnbrudd blitt rapportert over hele verden, med millioner av menneskers personlige data som blir hacket.

Den tradisjonelle modellen krever også tillit til dataadministratoren. Viktige databaser holdes av offentlige institusjoner, banker og globale bedriftsgiganter. Innehaveren av dataene kan kontrollere tilgangen til informasjonen og, hvis de ønsker det, blokkere den helt.

Blockchain er en desentralisert database

Blockchain kalles også Distributed Ledger Technology – DLT. Disse tre ordene oppsummerer prinsippet bak blockchain veldig bra. Vi vil først se på blockchain fra Bitcoins perspektiv. Senere vil vi også dekke andre løsninger.

En blokkjede er, i all sin enkelhet, en database. Det er en ny måte å lagre informasjon på. Formålet med en blokkjede er å løse problemene med sentraliserte databaser – tillit og sikkerhet. Hvordan løser en blokkjede disse problemene?

Når informasjonen er i blokkjeden, lagres den på serverne som kjører nettverket. Disse kalles noder. Du kan lese mer om noder fra vår nybegynnerguide til Bitcoin.

Bitcoin-nettverket består av titusenvis av noder som ligger over hele verden. Det finnes ingen sentral server eller andre kritiske feilpunkter som kan lammes av en fiendtlig enhet.

Et nodenettverk løser sikkerhetsproblemet. Bitcoin-blokkjeden kan ikke ødelegges eller slås av. Selv med ti, hundre eller til og med tusen lammede servere ville ikke dette ha noen innvirkning på blokkjeden.

Dataene på Bitcoin blockchain er også uhackbare, noe som betyr at det er umulig å endre. Dette skyldes den massive hashingkraften til Bitcoin-minere, som vi vil komme tilbake til om et øyeblikk.

Det desentraliserte nettverket løser også tillitsproblemet. Dette er en stor prestasjon og innovasjon av blockchain. Bitcoin-blokkjeden styres ikke av noen enkelt enhet. Ingen kan slå av blokkjeden eller hindre andre i å bruke den.

Bitcoin-nettverket er også tillatelsesløst. Alle kan laste ned Bitcoin-programvaren, bli med i nettverket som en node og begynne å lagre blokkjedeinformasjon. Noder sørger også for at dataene som er lagret i blokkjeden, følger nettverksreglene.

Informasjon som er lagret i blokkjeden

Bitcoin blockchain er en desentralisert database lagret på tusenvis av datamaskiner. Hvilken informasjon lagres egentlig i blokkjeden? Det er her forskjellene mellom ulike prosjekter (kryptovalutaer) oppstår. Imidlertid er visse prinsipper universelt gyldige.

Selv om blockchain er en revolusjonerende løsning, har den også begrensninger. Hovedforskjellen med en sentralisert database er kapasiteten til nettverkene og serverne. Siden en blokkjede må synkroniseres med tusenvis av servere over internett, er det grenser for hvor mye data som kan overføres.

Det er ganske åpenbart at man ikke skal lagre unødvendig informasjon i blokkjeden. Det er to gode grunner til dette.

1. Hvis størrelsen på blokkene er stor og tiden mellom blokkene er kort, vil nettverksnodene slite med å behandle alle dataene.
2. Jo mer data det er i en blokkjede, jo mer plass krever det fra nodenes harddisker.

Når det gjelder Bitcoin, snakker vi bare om et par megabyte per blokk. I tillegg er gjennomsnittlig blokktid ti minutter. Dette gjør det mulig å bli en node med svært beskjeden maskinvare. Dette har vært en av nøkkelverdiene til Bitcoin helt fra begynnelsen.

Videoen nedenfor viser installasjonen av en Bitcoin-node på en Raspberry Pi minicomputer.

Noen kryptovalutaer har ofret denne funksjonen. Hvis du bygger en  blokkjede med høy kapasitet med blokkeringstider på 1-2 sekunder, fører det til høye krav til nettverk og maskinvare. Bare et lite antall deltakere vil kunne kjøre en node. Dette vil føre til et mer sentralisert system.

Hva er lagret på Bitcoin blockchain? Det er for det meste transaksjonsdata, noe som betyr overføringene som gjøres på Bitcoin-nettverket. Fordi Bitcoin-blokkjeden er åpen, er transaksjonsdata synlige for alle. En populær tjeneste for å bla gjennom disse dataene er Blockchain.com explorer.

Hver transaksjon inneholder blant annet følgende informasjon:

1. Hash-verdien (unik identifikator) for transaksjonen
2. Avsenderens adresse
3. Mottakerens adresse
4. Beløp sendt i bitcoins
5. Transaksjonsgebyr betalt i bitcoins

I tillegg til dette lagres også andre detaljer om transaksjonen, men listen ovenfor viser de viktigste delene. Du kan vise detaljene for en eksempeltransaksjon fra her.

I skrivende stund (6/2022) er størrelsen på Bitcoin blockchain rundt 413 gigabyte. Den har vokst med rundt 65 gigabyte per år de siste årene.

Minere opprettholder blokkjeden

Nå som blokkjeden og fordelene er introdusert, kan vi gå videre til datavedlikehold.

Når det gjelder Bitcoin, kommer informasjon inn i blokkjeden i to trinn. De nevnte nodene videresender alle transaksjoner til mempoolen. Dette kan betraktes som et postsorteringssenter. Mempoolet kan ha titusenvis av transaksjoner som venter på å bli behandlet. Deretter går minere inn.

Minere har to viktige oppgaver.

1. Samle inn nye transaksjoner fra mempoolet og lagre dem i en ny blokk.
2. Prøve å slå de andre minerene i en matematisk beregning og få rett til å lage neste blokk.

Minere er spesialbygde datamaskiner, kjent som ASIC. De er i dag for det meste lokalisert i gigantiske minere, som kan inneholde (titusenvis av) tusenvis av ASIC-er. Avhengig av type koster en maskin flere tusen dollar. Bitcoin-mining er en milliardvirksomhet i disse dager.

Se mer i videoen nedenfor.

Alle verdens minere konkurrerer med hverandre om å skape neste blokk. Prosessen kan betraktes som å gjette de riktige lotteritallene. Noen vil alltid være heldige og gjette de riktige tallene omtrent en gang hvert 10. Minutt, så starter arbeidet på nytt.

Fordi maskinene som brukes til å mine er dyre og mining bruker store mengder energi, må de få betalt. Det er her blokkbelønninger kommer inn. Med hver blokk opprettes nye bitcoins – for tiden (6/2022) 6.25 BTC per blokk.

Blokkbelønningene reduseres hvert fjerde år med femti prosent. Denne hendelsen kalles halving. Etter ca 120 år går blokkbelønninger til null. På dette tidspunktet har alle 21 millioner bitcoins blitt utvunnet. I tillegg til blokkbelønningene mottar minere alle transaksjonsgebyrene i blokken.

Blokkbelønningen er et insentiv for minerene. Faktisk har miningkraften til Bitcoin-nettverket økt enormt gjennom årene. Du kan sjekke gjeldende data på denne lenken. Bitcoin-nettverket er den desidert kraftigste superdatamaskinen i verden når det gjelder datakraft.

På grunn av sin enorme datakraft kan ikke Bitcoin blockchain endres. Et fiendtlig parti måtte utføre et såkalt 51% angrep. Dette betyr at den må få mer datakraft enn alle ikke-fiendtlige minere til sammen.

Les vår omfattende guide om Bitcoin-mining for å lære mer om emnet.

Blokkjeder av andre kryptovalutaer

Bitcoin er for tiden en av de få populære kryptovalutaene som bruker Proof of Work-konsensusalgoritmen. Det er PoW som krever fysisk miningutstyr for å fungere. Ethereum er en annen blockchain som bruker PoW, men den beveger seg til den svært populære Proof of Stake-konsensus.

Omtrent 90% av de 100 beste kryptovalutaene opererer på en Proof of Stake-konsensus. Ingen vesentlig Proof of Work kryptovaluta har kommet inn i markedet på fem år. Dette er fordi nye prosjekter har begynt å fokusere mer og mer på skalerbarheten til blokkjeden.

Blokkjeden til et PoS-system fungerer på samme måte som i Bitcoin. Det avhenger av kryptovalutaen hvilke data som lagres. Men de grunnleggende prinsippene er de samme. Det gir ingen mening å lagre unødvendig informasjon på tusenvis av servere. Derfor inneholder blokkjeder for det meste transaksjonsdata.

Hver blokkjede har også sin egen utforsker. Bildet nedenfor viser Etherscan-hjemmesiden.  Etherscan lar deg utforske dataene på Ethereum blockchain.

Et Proof of Stake-system har validatorer i stedet for minere. Dette er servere som staker en viss mengde krypto. For eksempel staker validatorer av Solana blockchain Solana (SOL) token. De tjener sin status som validatorer ved å ta den økonomiske risikoen ved å holde store mengder av den aktuelle mynten. Det avhenger av kryptovalutaen om det er dusinvis eller hundrevis av validatorer.

Validatorens server bruker en brøkdel av strømmen som forbrukes av minere (99,99+ % mindre). Derfor spiller det ingen rolle om blokkbelønningene er veldig lave. I noen tilfeller kan det hende at de ikke eksisterer i det hele tatt. Validatorene kan fortsatt ha et insentiv til å støtte vedlikehold av nettverket.

En nybegynner bør forstå hvordan Bitcoin fungerer. Det er også viktig å vite at andre kryptovalutaer fungerer litt annerledes. Det er også kryptovalutaer som ikke bruker blockchain i det hele tatt, som DAG-teknologi. Dette er for eksempel IOTA og Fantom.

Blockchain-teknologi og det desentraliserte nettverket

Til slutt, la oss avslutte med et emne som kommer opp med jevne mellomrom. Spørsmålet er: Er det rimelig å bygge en lukket eller privat blokkjede?

Som nevnt tidligere har blockchain sine egne utfordringer. Det er på ingen måte den mest effektive eller optimale måten å lagre data på. Selv om Bitcoin blockchain ikke er den optimale regnskapsmodellen, er det den eneste måten å skape en virkelig desentralisert, sikker og korrupsjonsfri digital valutadatabase.

Hastigheten på internett, prosessorkraften til servere og kapasiteten til harddisker pålegger alle grenser for blokkjeder. Det er for tiden fornuftig å lagre bare visse typer data på en blokkjede. Digital, desentralisert, penger er den beste applikasjonen. Det fanger fordelene med blockchain uten å overvinne de praktiske begrensningene.

Blockchain-teknologi vil også bli brukt og pilotert i andre sammenhenger. Eksempler er overvåking og stemmegivning i leverandørkjeden. Tiden vil fortelle om bruken av blockchain virkelig vil gi betydelige fordeler i forhold til andre alternativer.

Hvis blokkjededata ikke lagres og vedlikeholdes av en enkelt operatør i stedet for en desentralisert måte, vil fordelene med teknologien gå tapt. En tradisjonell databasemodell kan da være en smartere løsning. Desentralisering er derfor en integrert del av hele konseptet med blokkjeden.

Photo by NASA on Unsplash, Pixabay, Pexels