Wat is blockchain?

Wat is blockchain? Ergens zou je blockchain kunnen vergelijken met bijvoorbeeld Wikipedia. Er is een database waar een groep van gebruikers informatie aan toe kan voegen en bovendien bepaalt die groep of en hoe de informatie wordt gewijzigd. Net als bij Wikipedia zijn de bijdragen geen product van één enkele persoon én heeft nooit één persoon alle macht over de informatie.

Blockchain versus Wikipedia

Maar als we inzoomen worden de verschillen die blockchaintechnologie zo uniek maken direct duidelijk. Ten eerste gaat het om wie de controle heeft over de database. In het geval van Wikipedia is dat een groep administrators. Heb je het recht gekregen om wijzigingen aan te brengen of nieuwe onderwerpen in te voeren dan worden die veranderingen opgeslagen op een centrale server. Kijk je vervolgens op Wikipedia dan zie je de geüpdatete versie van de ‘master copy’ op de centrale server, maar daar heb jij als gebruiker niets over te zeggen. Wie toegang heeft en welke wijzigingen worden doorgevoerd wordt dus bepaald door een centrale autoriteit. Zo is de basis van Wikipedia in feite hetzelfde als die van de afgeschermde en gecentraliseerde database van een overheid, bank of verzekeraar. Zij bepalen hoe en of je beschermd bent tegen cyberaanvallen, wie toegang heeft tot bijvoorbeeld je bankrekening en wanneer er een update plaats vindt.

Blockchain is uniek

De digitale basis van een database die gebruik maakt van blockchaintechnologie is fundamenteel anders. Bij een blockchain is er geen ‘mastercopy’ op een centrale server. Elke deelnemer van het netwerk update de wijziging of nieuwe input onafhankelijk van elkaar. Als iedereen het er mee eens is wordt de bijdrage officieel.

Het is precies deze eigenschap die blockchaintechnologie zo nuttig maakt. Het is een grootschalige innovatie van informatieregistratie en verspreiding waardoor er geen betrouwbare partij (bank, overheid, Wikipedia) meer nodig is om digitale transacties te faciliteren.

Blockchain is niet helemaal nieuw, maar eerder een combinatie van bewezen technologieën, die op een nieuwe manier worden toegepast. Het internet, private key cryptografie en een protocol governing incentivization zorgen er samen voor dat het idee van de uitvinder van de Bitcoin, Satoshi Nakamoto zo nuttig is. Het resultaat is een systeem voor digitale interacties waarvoor geen betrouwbare derde noodzakelijk is. Het beveiligen van de digitale relaties gebeurt door de elegante, eenvoudige, maar robuuste netwerkstructuur van blockchain-technologie.

Autorisatie en authenticatie blockchain

Vertrouwen is in feite een risicobeoordeling tussen verschillende partijen: hoe groot is de kans dat de ander je gaat bedonderen? In de digitale wereld wordt het vertrouwen in de ander vastgesteld door authenticatie (ben je wie je zegt dat je bent) en autorisatie (mag je doen wat je probeert te doen).

In het geval van blockchain-technologie zorgt private key-cryptografie ervoor dat wordt voldaan aan de eisen voor authenticatie. Het bezit van een private key betekent dat jij de eigenaar bent van bijvoorbeeld een aantal bitcoins. Het zorgt er ook voor dat je niet meer persoonlijke informatie hoeft te delen dan nodig is voor de transactie, waardoor het voor hackers lastig is om in te breken.

Maar authenticatie is niet genoeg, er is ook autorisatie nodig. Voor autorisatie – genoeg geld hebben, over het juiste transactietype beschikken etc. – is om te beginnen een gedistribueerd peer-to-peernetwork noodzakelijk. Een gedecentraliseerd netwerk reduceert de kans op gecentraliseerde corruptie of systeemfouten.

Het gedecentraliseerde netwerk moet zich committeren aan de boekhoudings- en beveiligingsmethoden van het transactienetwerk. Het autoriseren van transacties is het resultaat van de toepassing van de regels van het blockchain-protocol door het hele netwerk.

Blockchain biedt kansen

Als authenticatie en autorisatie plaatsvinden op deze manier zijn interacties in de digitale wereld niet langer afhankelijk van een dure, onbetrouwbare derde partij. Tegenwoordig zien bedrijven en overheden overal ter wereld de implicaties van deze technologie. Onvoorstelbare, nieuwe, krachtige digitale relaties zijn mogelijk. Blockchain-technologie wordt vaak omschreven als de ruggengraat van de internettransacties, het fundament van het Internet of Value.

Sterker nog, het idee dat er cryptografische sleutels en gedeelde grootboeken zijn waarmee gebruikers digitale relaties kunnen beveiligen en formaliseren spreekt gigantisch tot de verbeelding van veel digitale innovators.

Iedereen van overheden tot IT-bedrijven en banken wil een blockchaintoepassing bouwen. Authenticatie en autorisatie zijn essentieel voor digitale transacties. Blockchain-technologie lost dit probleem op en kan worden toegepast op elk opslagsysteem dat betrouwbaar moet zijn.

Hoe blockchain sociale ongelijkheid in de wereld kan verminderen

In deze geweldig interessante TED Talk legt Don Tapscott uit hoe blockchain-technologie bijdraagt aan een eerlijkere inkomensverdeling in de wereld. Er zijn diverse toepassingen mogelijk op het ethereum-netwerk die daartoe kunnen bijdragen. Denk aan landregistratie in de derde wereld, maar ook de bescherming van auteursrecht van muziek en kunst.

Een duidelijke en erg interessante uitleg over de praktische toepassing van blockchain-technologie:

Hoe werkt blockchain?

Er zijn drie technologieën die samen ten grondslag liggen aan de ontwikkeling van een blockchain. Geen van die drie is nieuw. Het is hun samenwerking en toepassing die nieuw is. Het gaat om private key-cryptografie, een gedistribueerd netwerk met een gedeeld grootboek en de behoefte om de transacties van het netwerk, het bijhouden van het grootboek en de beveiliging te faciliteren. Deze technologieën werken samen om de veiligheid van digitale transacties te garanderen.

Cryptografische sleutels

Als twee mensen een transactie willen doen via de blockchain heeft elk van hen een private key en een public key nodig. Het belangrijkste doel van dit onderdeel van blockchain-technologie is om een beveiligde digitale identiteitsreferentie te creëren. De identiteit van een persoon wordt vastgesteld door het bezit van de combinatie van een private en publieke cryptografische sleutel.

De combinatie van deze sleutels kan worden beschouwd als een manier waarop de eigenaar toestemt met de transactie. Het is een vorm van een digitale handtekening, die bewijst dat de eigenaar van de keys de bitcoins of het koopwaar in bezit heeft.

Identiteit

Maar een sterk bewijs van eigendom is niet genoeg om de veiligheid van een digitale relatie te garanderen. Hoewel de authenticatie is verzekerd, moet deze gecombineerd worden met autorisatie oftewel een middel om transacties goed te keuren. Bij de blockchain begint dit met een gedecentraliseerd netwerk.

Gedecentraliseerd netwerk

Het voordeel en de noodzaak van een gedecentraliseerd netwerk kan het best worden uitgelegd aan de hand van een gedachte-experiment dat we “Als een boom omvalt in het bos” noemen.

Als er een boom omvalt in het bos met camera’s die de val vastleggen dan kunnen we er vrij zeker van zijn dat de boom is omgevallen. We hebben visueel bewijs, ook al weten we niet waarom of hoe het is gebeurd.

De nodes (verbonden computers) van een bitcoin-blockchain zijn zoals de camera’s in het bos. Ze zijn zo waardevol omdat een groot netwerk consensus bereikt over dat ze hetzelfde hebben gezien op hetzelfde moment. In plaats van camera’s gebruiken ze een mathematische verificatie. De grootte van het netwerk is belangrijk voor de mate van veiligheid ervan.

Dat is een van de meest aantrekkelijke eigenschappen van de bitcoin-blockchain. Op het moment van schrijven is bitcoin beveiligd door 3.500.00 TH/s, meer dan de 10.000 grootste banken ter wereld samen. Ethereum, dat nog maar twee jaar bestaat en feitelijk nog in de testfase zit is al beveiligd met 12,5 TH/s, wat al meer is dan Google.

Als de cryptografische sleutels worden gecombineerd met dit netwerk ontstaat een heel handige vorm van digitale interacties. Het proces begint met persoon A die zijn private key pakt en een bepaald bericht verstuurt – in het geval van Bitcoin, dat hij een bepaalde hoeveelheid bitcoin verzendt – en die vasthecht aan de public key van persoon B.

Een block – dat de digitale handtekening, een tijdsaanduiding en relevante informatie bevat – wordt dan verstuurd naar alle nodes in het netwerk.

Protocol

Bij het verhaal van de boom die omvalt in het bos kun je je afvragen: Waarom zouden er een miljoen computers met camera’s aan het wachten zijn om vast te leggen dat er een boom valt? Met andere woorden, hoe krijg je zoveel computers zover om met hun kracht bij te dragen aan het netwerk om het te beveiligen?

Het simpele antwoord is: mining. Als je de rekenkracht van je computer aanbiedt aan het netwerk, ontvang je een beloning. Het eigenbelang van een persoon wordt gebruikt om het gemeenschappelijke belang te dienen. Het doel van het protocol bij bitcoin is om de kans uit te sluiten dat dezelfde bitcoin voor verschillende transacties tegelijkertijd wordt gebruikt op een manier die moeilijk is te achterhalen.

Dit is hoe bitcoin zich wil gedragen als goud, als bezit. Bitcoins moeten uniek zijn om waarde te hebben. Om dit te bereiken creëren en onderhouden de nodes van het netwerk een geschiedenis van transacties voor elke bitcoin door zware wiskundige problemen op te lossen. Dit wordt proof-of-work genoemd.

In feite stemmen ze met hun CPU-kracht en geven zo hun goedkeuring over nieuwe blocks of verwerpen ze incorrecte blocks. Als een meerderheid van miners tot dezelfde oplossing komt, voegen ze een nieuwe block toe aan de chain. Dit block heeft een tijdsaanduiding en kan data of berichten bevatten.

Het soort, aantal en verificatie kan verschillen bij elke blockchain. Dat hangt af van het blockchain-protocol, oftewel de regels voor wat wel of geen valide transactie is of een valide nieuw block. Het proces van verificatie kan voor elke blockchain worden aangepast. Er kunnen steeds nieuwe regels worden gemaakt, zolang maar genoeg nodes consensus bereiken over hoe transacties moeten worden geverifieerd.

Wat kun je met blockchain doen?

Financiële instellingen hebben in de afgelopen dertig jaar de disruptie van talloze industrieën gefinancierd. Ze hebben dus wel een idee van wat een revolutionaire technologie kan doen met de vaak zo statische gevestigde bedrijven.

Om voorop te lopen op het gebied van innovatie hebben banken proactief R&D-labs opgezet, testcentra gebouwd en partnerships ontwikkeld met blockchain-ontwikkelaars om zo het revolutionaire potentieel van deze technologie te leren begrijpen.

Financiële instellingen waren de eersten die zich verdiepten in blockchain-technologie, maar ook universiteiten, overheden en consultancybureaus zijn er mee bezig.

Dit staat uiteraard los van al het werk wat ondernemers en ontwikkelaars verzetten om nieuwe manieren te ontdekken om bitcoin- en ethereum-blockchains te gebruiken of zelfs geheel nieuwe blockchains te creëren.

Een digitale identiteit

Zoals eerder besproken wordt de identiteit bepaald door cryptografische sleutels. De combinatie van een public en een private key zorgt voor een sterke digitale identiteitsreferentie gebaseerd op bezit. Met een public key word je geïdentificeerd door anderen (zoals een e-mailadres), met een private key geef je toestemming voor digitale interacties. Cryptografie is een belangrijke kracht achter de blockchain-revolutie.

Een grootboek

Blockchains zijn een innovatie op het gebied van informatieregistratie en distributie. Ze zijn handig voor zowel statische data (registratie) als dynamische data (transacties).

Data kunnen op drie manieren worden opgeslagen:

  • Niet versleutelde data – kunnen gelezen worden door iedere deelnemer aan de blockchain en zijn volledig transparant.
  • Versleutelde data – kunnen gelezen worden door deelnemers met een decryptiesleutel. De key geeft toegang tot de data op de blockchain en kan bewijzen wie de data heeft toegevoegd en wanneer.
  • Hashed data – kunnen worden getoond bij de functie waarmee de blockchain is gecreëerd om te bewijzen dat er niet met de data is geknoeid.

Blockchain hashes worden meestal gemaakt in combinatie met de originele data die niet in de blockchain zijn opgeslagen. Digitale vingerafdrukken bijvoorbeeld worden vaak gehashed in de blockchain terwijl de rest van de informatie offline wordt opgeslagen. Zo’n gedeeld opslagsysteem kan de manier waarop sterk van elkaar verschillende organisaties samenwerken compleet veranderen.

Op dit moment worden data nog opgeslagen op private servers. De kosten voor transacties tussen bedrijven zijn erg hoog, vanwege processen, procedures en het cross-checken van registraties.

Bewijs van onveranderlijkheid

Een kenmerk van blockchains is dat ze hun eigen geschiedenis hebben opgeslagen. Daarom worden ze vaak onveranderlijk genoemd. Met andere woorden, het zou heel veel moeite kosten om een bijdrage aan de database te veranderen, omdat dan alle data die daarna komen ook aangepast moeten worden op elke individuele node. Het is daarom meer een opslagsysteem in plaats van een database.

Waarom blockchain de financiële wereld op zijn kop zet

Blockchain is al de nieuwe digitale revolutie genoemd. In onderstaande video wordt de technologie vergeleken met het vliegtuig. Toen de gebroeders Wright in 1903 voor het eerst een vliegtuig lieten vliegen, kon ook niemand geloven dat er nu duizenden tegelijkertijd in de lucht zouden zijn. Het ziet er meer en meer naar uit dat het ook zo zal vergaan met blockchain.

Diverse experts uit de techindustrie en de financiële sector leggen uit waarom zij geloven dat blockchain de wereld gaat veranderen. Binnen afzienbare tijd bestaat financiële dienstverlening bijvoorbeeld enkel nog maar uit software. De blockchain en smart contracts doen de rest.

Lees ook de uitgebreide uitleg over het fascinerende Ethereum-netwerk:

Uitleg over het Ethereum-netwerk