Začněte psát a výsledky vyhledávání se zobrazí zde...

Blockchain: Co je blockchain a jak blockchain u kryptoměn funguje?

Blockchain je revoluční technologie, kterou svět poznal spolu s Bitcoinem. Právě ona je totiž jeho základem. Jak funguje? Po přečtení tohoto článku budete na blockchain experti!

Matěj Bajer
Jméno Příjmení
Popisek autora
Informace o autorovi článku
Ověřeno
Blockchain: Co je blockchain a jak blockchain u kryptoměn funguje?
Zdroj: gettyimages.com
Varování

Tento článek obsahuje pojednává o pojmu blockchain. Nejedná se o recenzi platformy Blockchain.com. Pokud jste byli kontaktováni člověkem, který se vydává za poradce z této společnosti, je velká šance, že se jedná o podvodníka. Více informací naleznete ZDE.

Blockchain lze definovat jako distribuovanou decentralizovanou databázi uchovávající neustále se rozšiřující počet záznamů.

Slovo blockchain je složeninou slov block (blok) a chain (řetěz). A blockchain, česky poněkud kostrbatě bločenka, je skutečně chronologicky řazený řetězec bloků, ke kterému se konkrétně u Bitcoinu průměrně každých 10 minut přidává blok nový.

Bloky slouží jako účetní kniha a mají v sobě zapsány seznamy transakcí s časovým razítkem a noncí. Každý nový blok v sobě nese ještě otisk = hash těch předchozích. Data jsou v blockchainu uložena navždy a jsou většinou veřejně přístupná.

Každý blok blockchainu obsahuje seznam transakcí, časové razítko, nonci a hash

V čem je blockchain tak přelomový? Budou v budoucnu úřední záznamy na blockchainu? Jaká jsou jeho konkrétní využití? A jaké alternativy známe? Čtěte dále!

Obsah článku o blockchainu

Představení blockchainu

Proč je blockchain jakožto decentralizované úložiště záznamů lepší než centralizovaná řešení s centrální autoritou v podobě vlády či společnosti?

  • Je neovlivnitelný a necenzurovatelný: Blockchain nikdo neřídí a nikdo jej nedokáže zpětně změnit. Řídí se pravidly matematiky, nikoli rozhodnutími jednotlivce. Kopie bitcoinové sítě je uchovávána na tisících počítačů po celém světě.
  • Je bezpečný: Alespoň blockchain největších kryptoměn. Blockchain, který budou ověřovat jen 2 uzly (co je to uzel, se dozvíte níže), bude hodně centralizovaný a tím pádem nedůvěryhodný.
  • Je distribuovaný: Data o blockchainu jsou vždy uložená na více místech, na počítačích označovaných jako uzly. Čím více počítačů s kopií blockchainu existuje, tím více je jisté, že nezmizí z povrchu světa “ani když vypnout elektřinu”.
  • Je decentralizovaný: Blockchain nikdo nevlastní a všichni jej vytvářejí spolu. Zápisy do něj jsou založeny na shodě, konsensu mezi všemi účastníky sítě dle předem jasných pravidel. Např. bitcoinovou síť kontroluje více než milion těžařů.

Blockchain = Bitcoin? Tak to není, i když si to spousta lidí myslí. Blockchain je technologie, kterou má společnou většina kryptoměn. Bitcoinový blockchain je pak úplně nejbezpečnější, je ale také poměrně starý a tím pádem pomalý.

Firemní blockchainy

Nutno poznamenat, že existuje spoustu řešení podnikové infrastruktury zahrnujících blockchain. Tyto varianty mají často pozměněné parametry, nejsou např. tolik decentralizované (to v podniku s jasně danou formou vedení netřeba) a jsou tím pádem o to více rychlé a bezpečné.

Toto ovšem nelze použít všeobecně na světové kryptoměnové sítě, pro něž je decentralizace základním kamenem.

Širší pochopení fungování blockchainu není vůbec jednoduché a ne každému jednoduché a rychlé vysvětlení stačí. Proto si na této stránce blockchain technologii vysvětlíme opravdu detailně a půjdeme do hloubky věci.

Zdroj: alza.cz
Odvětví, která mohou využít technologii blockchainu

Decentralizovaná a distribuovaná databáze obecně

Pojďme začít pěkně pomalu, od začátku a už trochu techničtěji. Blockchain je databáze. V IT databáze slouží jako takový sklad pro data, kde se skladují například fotky z Instagramu, videa, e-shopové produkty a další.

Obyčejnou databázi si můžete představit jako velké datové centrum, ve kterém najdete množství serverů a pevných disků, přes které neustále protékají informace.

Jenomže taková obyčejná databáze má jeden zásadní problém: není distribuovaná a je centralizovaná (má pouze jedno hlavní uložiště).

Jeden bod selhání

Když zničíte, poškodíte anebo vypnete toto hlavní datové centrum, zničíte nejen servery a pevné disky, ale spolu s nimi nenávratně také všechna data.

Jinak řečeno, máte jeden bod selhání.

Toto u blockchainu nehrozí. Blockchain totiž není obyčejnou databází uloženou na jednom místě. Blockchain je distribuovanou databází (podrobné vysvětlení typů databází níže). To znamená, že ji nenajdete na jednom jediném místě, ale na mnoha místech zároveň. Dá se říci, že je všude, je nekonečná a věčná.

Můžete si ji představit jako takovou nikdy nekončící účetní knihu či tabulku v excelu, která se neustále rozšiřuje o nové záznamy a není možné ji smazat nebo vypnout. Přestala by existovat pouze tehdy, pokud by byla vymazána ze všech počítačů, na kterých je uložena. To je v případě Bitcoinu už téměř nemožné.

Více bodů selhání

Platí tedy, že na čím více počítačích je blockchain (či jiná forma distribuované databáze) uložen, tím více je distribuován a tím více je bezpečný, protože se snižuje riziko jeho ztráty.

Jinými slovy, má více bodů selhání.

Způsob strukturování dat je tím zásadním rozdílem mezi klasickou databází a blockchainem. V běžné databázi máme data většinou uložená v nějakých tabulkách přímo pod sebou. V počítači se pak všechno nachází v jednom jediném souboru.

Blockchain k tomu přistupuje jinak. Data tu nejsou seřazená přímo pod sebe, ale ukládána do bloků. Tyto bloky jsou za sebe pak spojovány do řetězce (odtud výraz blockchain) a jsou na sobě závislé. Nejen na pořadí, ale i na obsahu. Pokud by se data v nějakém již existujícím bloku změnila, narušilo by tovšechny bloky před ním.

Zdroj: talentica.com
Ukázka propojení blockchainu

Nyní se pojďme podívat na rozdíl mezi distribucí a decentralizací dat. Např. Bitcoin je decentralizovaná digitální měna fungující na distribuované účetní knize (blockchainu). Co to vlastně znamená?

  • Decentralizace představuje úroveň kontroly. Centralizovaná síť je ovládána úzkou skupinkou centrálních autorit či pouze jednou jedinou. Naproti tomu decentralizované síti jedna jediná entita nevládne.
    • Míra decentralizace může být různá, např. už v roce 2021 bitcoiny těžilo více než milion těžařů. U Bitcoinu mají všichni těžaři stejná práva a proto jde o plně decentralizovanou síť – vedoucích entit tu je více než milion. Naproti tomu Solana (SOL) má pouze několik tisíc validátorů a BNB Smart Chain dokonce jen několik desítek. Stablecoiny USDT a USDC se pak sice nachází na decentralizovaných blockchainech, jelikož se však jedná o smart kontrakty, s jejich kódem mohou jejich emitenti (regulované společnosti Tether a Circle) nakládat dle libosti a komukoli např. stablecoiny na peněžence zmrazit, což na vyžádání úřadů dělají.
  • Distribuce dat pak znamená jejich rozdělení na více míst zároveň. Ano, distribuce tedy souvisí pouze s daty a jejich umístěním, nikoliv s úrovní kontroly. Síť může být centralizovaná i decentralizovaná, její data však mohou být rozdělována mezi více uživatelů zároveň či nikoliv. Distribuce a decentralizace tedy na sebe nejsou nijak vázány.

Chcete nějaký příklad, kdy centralizovaná síť využívá distribuovanou formu dat? Takovým příkladem budiž např. cloudové služby od Google (Cloud), Microsoftu (Azure) nebo Amazonu (Amazon Web Services).

Co blockchain má, ale nutně mít nemusí?

Dále si řekneme něco o 2 význačných vlastnostech blockchainu, které ale nejsou pro blockchain nezbytné a ten může fungovat i bez nich.

  • Decentralizace: Celou dobu o ní mluvíme, ale přitom pro blockchain není vitální. Drtivá většina kryptoměn je decentralizovaná, jinak by jim nikdo nevěřil, jak jsme si ale řekli, např. pro firemní blockchainová řešení se často spíše hodí, aby nad “účetní knihou” měla pravomoc právě jedna centrální autorita.
  • Transparentnost: “Všechno na blockchainu je veřejné a dá se snadno dohledat.” Takto také není úplně pravda. Bitcoin sice takový je, protože byl takto zamýšlen a proto data veřejná jsou, existují i privátní blockchainy využívající anonymizační funkce kvůli kterým není možné zjistit, odkud kam transakce putují nebo jaká je jejich výše. Takovými jsou např. Monero (XMR), Dash (DASH) nebo Zcash (ZEC).

Z výše uvedeného, spíše tedy neuvedeného vyplývá, že blockchain musí být vždy distribuovaný. Blockchain je inherentně distribuovaný, což znamená, že jeho kopie je vždy uložena na více jednotlivých zařízeních.

Databáze, potvrzování transakcí, dvojitá útrata

Základní informace o tom, co je blockchain, jak funguje a jaké jsou rozdíly mezi decentralizací a distribucí dat, jsme si řekli.

Teď půjdeme, jak jsme si slíbili, do hloubky věci. Je potřeba se podívat na pojem “databáze” jako takový, podívat se na druhy databází, vysvětlit si jak funguje potvrzování transakcí a podívat se i na problém dvojité útraty.

Centralizované databáze

Co je to centralizovaná databáze, jsme si pověděli hned na začátku. Jsou to například “uskladněné” fotky či videa na Instagramu anebo produkty na e-shopu.

Tato data najdete v jedné centralizované databázi, ve velkém fyzickém datovém centru s množstvím serverů a pevných disků. Problém centralizované databáze je právě v její centralizovanosti. Je snadno zničitelná společně se všemi cennými daty.

Obrovskou nevýhodou je i to, že centralizovaná databáze má jednu jedinou centrální autoritu, která jako jediná o databázi rozhoduje.

Centralizované databáze jsou typické pro běžná podniková řešení, kde za prvé není potřeba rozdělovat moc mezi více uživatelů (jinými slovy databázi decentralizovat) a ani není nutné výpočetní výkon či úložný prostor štěpit na více míst.

Decentralizované databáze

Jak jsme si již popsali výše, decentralizace znamená zejména úroveň kontroly, kterou mají účastníci sítě. Čím více uživatelů má právo o něčem rozhodovat (v případě kryptoměn např. ověřovat transakce), tím více je síť decentralizovaná.

Výhodou zde ani není tak vyšší množství bodů selhání, protože decentralizovaná síť nemusí být nutně distribuovaná a tím pádem silně rezilientní, ale spíše absence centrální autority. Nikdo zde nemá hlavní slovo, vše je řízeno demokraticky.

Decentralizovaná databáze je typická pro téměř všechny kryptoměny. Ale jsou mezi nimi rozdíly, protože těžařů či validátorů může být někdy více a někdy méně.

Poznámka

Decentralizaci mohou ovlivňovat i těžební pooly, ve kterých se těžaři shlukují proto, aby získávali odměny za poskytování výkonu pravidelněji.

Např. u Bitcoinu vytěžily v uplynulém roce 2 největší pooly 54 % bloků. U altcoinů je to pak ještě horší. Například u Kadeny (KDA) ovládá více než 50 % celkové hashrate jediný mining pool, PoolFlare.

Zdroj: btc.com/stats
Graf zobrazující poměr na celkovém počtu vytěžených bloků BTC za rok 2024

Distribuované databáze

Poslední formou databáze je databáze distribuovaná. Zprvu je nutné podotknout, že i v této kategorii existuje ve světě IT značné množství rozdílů a kryptoměnový svět s terminologií obecně silně pokulhává.

Blockchain je označován jako distribuovaná databáze, protože data o blocích jsou rozdělována (distribuována) mezi všechny těžaře (bez toho by těžaři ověřovat transakce ani nemohli). To je důvod, proč musí být každý blockchain nevyhnutelně distribuovaný a zároveň i důvod, proč má více bodů selhání a je velmi rezilientní.

Opět je vhodné připomenout, že toto všechno nemá vliv na způsob rozhodování. Kontrola distribuované databáze (blockchainu) může být decentralizovaná i centralizovaná.

Poznámka

V technickém světě najdeme distribuované sítě i na úplně jiných místech než jen v blockchainu. Funguje tak např. vyhledávací robot Google.

Stovky počítačů zpracovávají požadavek uživatele a procházejí zaindexované weby, proto vyhledávání trvá tak krátkou dobu – počítače spojí síly do jednoho.

Abyste si povahu a fungování jednotlivých sítí mohli lépe představit, zde je vizuální reprezentace jednotlivých typů databází:

Je zde krásně vidět, jaký by potenciální útok na centralizovanou databázi měl dopad. Stačí zničit hlavní uzel a data jsou nenávratně pryč. Další, již zmíněnou, velkou nevýhodou je i fakt, že tento druh databáze má nějakou centrální autoritu, která o ní rozhoduje. Pak zde, jak vás asi napadlo, není žádný problém manipulovat s daty.

Na chodu a rozhodování decentralizované databáze se podílejí všichni její uživatelé za předem dohodnutých podmínek v podobě dosahování konsenzu o správnosti dat. Blockchain je tedy decentralizovanou databází, která je jako celek dále rozdělována sítí na sobě navzájem nezávislých počítačů (tedy distribuována).

Bloky, transakce a jejich ověřování

Blockchain se skládá ze dvou typů záznamů a to z transakcí a bloků. Jako transakce označujeme data, která do databáze vkládají samotní uživatelé blockchainu (například převod kryptoměn, odeslání, swap, exekuce chytrého kontraktu…), zatímco bloky tyto transakce díky úsilí těžařů shromažďují a potvrzují.

Bloky potvrzují, kdy a jak byly transakce do databáze blockchainu přidány a jestli je vše podle pravidel. Zjednodušeně řečeno, transakce vytváří sami uživatelé a bloky vytváří na svém počítači těžaři.

Transakce, které uživatelé vytvoří, se volně předávají od uzlu k uzlu v závislosti na tom, kdo s kým má v tu danou chvíli navázané spojení. Za validní transakci v síti Bitcoin se považuje taková transakce, pro kterou platí následující:

  • obsahuje správný elektronický podpis uživatele,
  • je patrný finanční pohyb v peněžence uživatele,
  • a splňuje další podmínky, jako např. odměnu pro těžaře anebo adekvátně dlouhou dobu od momentu, kdy byla evidována poslední transakce právě s tímto kusem měny.

Těžaři se následně pokouší vytvořit blok, kterým tyto transakce potvrdí, začlení je do blockchainu a “napojí” na další blok, čímž vznikne “chain” (řetěz).

Motivuje je k tomu jak samotná odměna za vytěžený blok v podobě nově emitovaných mincí (po posledních halvingu jde o 3,125 BTC za blok), tak transakční poplatky, které uživatelé ke svým transakcím připojují.

Pokud k transakci připojíte malý poplatek, těžaři se jí nebudou věnovat a nebude zpracována. Poradí vám s tím však následující článek:

O validaci transakcí na blockchainu se stará síť samotná, resp. počítače jednotlivých uživatelů. Ti uživatelé, kteří se na validaci svým hlasováním podílejí, získávají za tuto svou aktivitu odměnu, kterou jsou síťové kryptoměny, jinak řečeno nativní mince.

Na potvrzování transakcí se může podílet úplně každý. Jenomže ne úplně každý získá odměnu. Např. u Bitcoinu získává odměnu ten, kdo jako první najde náhodný údaj – nonci, a tím může být pouze jeden těžař (proto se těžaři sdružují do poolů, kde vedení poolu odměny poměrně rozděluje).

Čím výkonnější stroj máte, tím se zvyšuje šance na její získání. Proces těžby je na výkon a elektřinu velmi náročný, ale odměna za to stojí. Tedy dřív stála, teď už to v konkurenci obřích těžařských farem pro našince moc výhodné není.

Každá kryptoměna má nastaveno, jak dlouho bude těžba jednoho bloku trvat. U Bitcoinu to je cca 10 minut, třeba u Solany kolem 1 sekundy.

Čím více těžařů se snaží najít správné řešení, tím by se měla zvyšovat pravděpodobnost, že se správné řešení najde dříve než za 10 minut, říkáte si. To ovšem neplatí a nikdy se to nestane, jelikož algoritmus v reakci úměrně zvýší obtížnost těžby tak, aby opět trvala stanovených 10 minut.

Poznámka

Právě ona zvyšující se obtížnost těžby a probíhající halvingy jsou důvodem, proč je se zvyšující se hashrate (hashrate je údaj udávající celkový výkon strojů zapojených do těžby) stále těžší na těžbě bitcoinů vydělat. A hashrate roste posledních několik let konstantně.

Zdroj: coinmarketcap.com
Vývoj celkové hashrate (modře) a odměny pro těžaře za blok (černě)

Problém dvojité útraty

Všechno není ale tak růžové, jak se může na první pohled zdát. Představte si, jak dnes fungují počítačové sítě – data, která přes ně posíláte, se přesouvají kopírováním. Takže když pošlete takový obyčejný email, vytvoří se několik jeho kopií, přičemž každá jeho kopie se uloží na mailserveru, přes který zpráva prochází, ve schránce příjemce, na pevném disku a ve výčtu bychom mohli pokračovat dál.

Běžný člověk vlastně nemá ani ponětí o tom, kde všude je kopie jeho mailu uložena. E-mail tedy pochopitelně ze světa nesprovodíte tím, že jej ze schránky vymažete. Minimálně ho má uložený ve své schránce ve složce Odeslané ještě jeho odesílatel.

V případě kryptoměn a digitálních sběratelských předmětů však přeci není možné, aby 1 bitcoin, který odešlete, se zkopíroval a měli jste ho vy, příjemce a ještě si v dalších kopiích pobíhal na blockchainu.

V současné době náš tradiční finanční systém zamezuje vzniku dvojité úhrady za pomoci kontroly centrální dohledové autority, která případnému pokusu o podvod zamezí. Netřeba však poznamenávat, že se nejedná o jedno z nejefektivnějších řešení.

Avšak ani tato opatření nedokáží zabránit tzv. 51% útoku. Jde o situaci, kdy nějaká osoba nebo skupina (například těžaři) získají více jak polovinu výkonu celé sítě. Nastane zde možnost zpětně upravit blockchain a způsobit tak zneplatnění již proběhlé transakce tím, že svou 51% větví předběhne již existující větev.

Základním pravidlem blockchainu však je, že uznává vždy jen tu nejdelší řadu. Pokud tedy nějakou dobu počkáme, vytěží se další bloky a napojí se na jednu z historií. Ta se díky tomu stane nejdelší a validní a druhá historie se stane neplatnou.

Blockchain se může dočasně rozdělit. Kratší řetězce jsou však vzápětí opuštěny

To dává smysl i z pohledu filozofie kryptoměn. Nejdelší blockchain je ten blockchain, který stál největší úsilí vybudovat, a je tedy nejvíce pravděpodobné, že je správný.

Kryptoměny však mají ještě množství dalších pojistek vedoucích k diverzifikaci sítě těžařů, takže se těmto útokům dá efektivně předcházet. Takový útok není sám o sobě jen tak, je totiž velmi nákladný a náročný. A v současnosti už se vůbec nemusíte bát, hashrate bitcoinové sítě je tak obrovský, že je 51% útok zcela nemožný.

Je důležité si uvědomit, že útočníka by 51% útok nestál jen jednorázově masivní částku, ale i pravidelné výdaje, protože by bitcoinovou síť musel svými stroji dosahujícími víc než 51 % celého výkonu udržovat naživu stále.

Info

Dle portálu gobitcoin.io by si útočník na 51% útok na Bitcoin k listopadu roku 2024 musel pořídit těžební hardware za přibližně 125 miliard USD (a to za nejlevnější ceny na trhu). Ověřování transakcí při takovém hashrate by pak denně spotřebovalo zhruba 1,7 milionu MWh.

Jak lze u blockchainu zabránit tomuto problému? Zajímá vás tato problematika více? Pokud ano, opět vám předkládáme náš specializovaný článek:

Blockchain a kryptoměny

To, proč se zrovna teď o blockchain zajímáte, není zřejmě ochrana vaší identity nebo jeho potenciál do budoucna, co se šíření a bezpečnosti dat týče, ale fenomén současnosti: kryptoměny. Není zde absolutně pochyb, že to byly právě kryptoměny, a konkrétně Bitcoin, které celou technologii proslavily.

Zdroj: Finex.cz
Vizualizace platby na blockchainu: Převod peněz z A do B.

A proč blockchain a kryptoměny? Dát Bitcoin a tuto technologii dohromady byl opravdu geniální tah. Pro kryptoměny je blockchain skvělý právě kvůli jeho bezpečnosti a míře decentralizace.

Jako první přišel s propojením blockchainu s kryptoměnami Satoshi Nakamoto, anonymní zakladatel Bitcoinu.

I když je Bitcoin první kryptoměnou, která do svého jádra integrovala blockchain jako takový, první zmínky o něm se datují už roku 1991, kdy američtí kryptografici a fyzici Wakefield S. Stornetta a Stuart Harber publikovali první akademickou práci o kryptograficky zabezpečených řetězcích dat.

V roce 1998 pak Nick Szabo, jenž je mimo jiné považován i za otce smart kontraktů, o nichž budeme mluvit níže, stvořil kryptoměnu Bit Gold. Bit Gold sice není ze 100 % jako Bitcoin, ale využíval spoustu podobných, až téměř stejných technik.

Také stavěl na principu peer-to-peer sítě, těžby a úložného registru (databáze transakcí). Byl revoluční v tom smyslu, že se, stejně jako Bitcoin, jako první odkláněl od centralizovaného konceptu. Proto vše se spekuluje, že by právě Szabo mohl být Satoshim, on to ale několikrát popřel.

A Bitcoin je nyní nejhodnotnější kryptoměnou na světě. Pokud o něm chcete vědět více, o jeho filosofii, monetární politice a dalším, určitě si přečtěte naši recenzci.

Dokážete si představit, že by takový Bitcoin fungoval na centralizované databázi? Klidně by tak fungovat mohl, ale pravděpodobně by ho nikdo nechtěl a neměl by tak žádnou hodnotu. Kdyby nějaký úředník mohl vaše bitcoiny zmrazit, nebo vám je vzít z účtu po rozhodnutí příslušných orgánů, bylo by to celé k ničemu.

Alternativy blockchainu

Naprostá většina kryptoměn na blockchainu skutečně funguje, ale naprostá většina nejsou všechny. Několik kryptoměn to zkusilo jinak a nejspíše se vyplatilo, protože o nich dnes píšeme.

Nejpoužívanější alternativou blockchainu je DAG neboli Directed Acyclic Graph, česky orientovaný acyklický graf a hashgraph, který je variantou DAGu.

Zdroj: blockchainappfactory.com
Ilustrační zobrazení DAGu, blockchainu a hashgraphu

DAG

DAG je jedna z možných variant struktury grafu, která je orientovaná (z jednoho vrcholu směřuje hrana do vrcholu dalšího) a acyklická (v grafu nevzniká smyčka).

Zdroj: A Survey on the Usage of Blockchain Technology for Cyber-Threats in the Context of Industry 4.0
Zjednodušené schéma blockchainu a orientovaného acyklického grafu (DAGu)

AG si lze jednoduše představit jako systém bodů spojený čárami, kde každý jeden bod představuje jednu transakci. Graf je orientovaný, protože míří jedním směrem (nové transakce jsou napojovány na ty již zapsané) a acyklický, protože když jej začneme následovat od jakéhokoli bodu, nikdy se na ten stejný bod nevrátíme.

Schéma zjednodušeného orientovaného acyklického grafu (DAG)

Klasickým příkladem grafů je např. silniční síť, kde vrcholy jsou jednotlivá města a hrany silnice mezi nimi. Ty mohou být obousměrné či jednosměrné a zároveň tvořit smyčku, např. pomyslný okruh mezi několika městy. Pakliže se jedná o DAG, tedy graf, který je orientovaný a acyklický, je jeho ukázkovým příkladem např. rodokmen.

Tou nejvíce patrnou odlišností DAGu od blockchainu je skutečnost, že v DAGu neexistují žádné bloky transakcí. Ještě zajímavější ovšem je, že kryptoměny používající čistě DAG nemají žádné těžaře jednoduše proto, že nejsou třeba.

Transakce se totiž automaticky ověří tím, že se na její historický výsledek naváže jiná. Každá nová transakce v DAGu reprezentuje nový uzel, který se napojí minimálně na dvě (většinou více) minulé transakce. Součástí napojení je i ověření transakcí minulých – např. kontrola validity podpisu či správného zůstatku.

A to je také důvod, proč jsou systémy založené na této datové struktuře snadno škálovatelné. Mezi projekty, které DAG používají, se řadí např. Fantom (FTM) ve výpočetní fázi, Avalanche (AVAX) nebo Constellation (DAG).

Hashgraph

Hashgraph je jednou z rychlejších alternativ klasického blockchainu. S využitím této technologie mohou kryptoměnové projekty dosahovat propustnosti až 250 000 transakcí za sekundu (TPS).

Zajímavostí je, že transakce v hashgraphu nejsou validovány skrze žádný důkaz o provedené práci (jako je tomu v mechanismu Proof of Work), ale skrze tzv. Gossips, mechanismus, který funguje skutečně jako drby.

Upřesnění

Samotné drby (prvotní informace o transakci neboli Gossip) a druhotné drby (informace o dřívějších transakcích neboli Gossip about gossip) si všechny uzly předávají navzájem.

Pro zjednodušení si představte následující situaci: Alena odešle nějaké mince Andrejovi a přitom mu sdělí veškeré informace o síti, které zatím ví. Andrej pak nějaké další mince (nová transakce) odešle Milošovi a opět mu předá vše, co ví, zahrne do toho tedy i informace od Aleny. Miloš pak odešle další obnos mincí Jiřímu a předá mu informace stejným způsobem.

Takto se po síti šíří neustále všechny informace. Díky dodatečné automatizaci pomocí algoritmů je zajištěno, že po nějakém čase vědí všechny uzly o všem, co se kde po síti šustne, není tedy nutné žádné další validace pomocí výpočtů.

Chybí nám však pouze jedna věc. To, že všechny uzly ví o všech transakcích, nestačí. A to i přes to, že jsou transakce určitě správné. Všichni se musejí zároveň shodnout na tom, jak jdou transakce za sebou, tedy na linearitě sítě. Jedině potom jsou transakce skutečně platné. Toho je docíleno skrze tzv. virtuální hlasování.[/infobox]

Protože se v síti nenacházejí žádné složité matematické operace jako v Proof of Work a drby (Gossip) se šíří exponenciálně, dosahuje tak síť enormní propustnosti.

Pro podrobnější vysvětlení doporučujeme oficiální dokumentaci kryptoměny Hedera Hashgraph (HBAR), která je v této oblasti průkopníkem nebo náš speciální článek věnovaný právě blockchainových alternativám:

Rizika a nevýhody blockchainu

Pokud jste článek dočetli až sem, jistě již víte, že blockchain je pouze prostá forma uložení dat, jinými slovy datová struktura.

Tato datová struktura ovšem vyniká řadou vlastností, díky nimž umožnila vznik kryptoměn v (konečně) použitelné formě. A to zejména díky tomu, že je bezpečná a rezilientní. Míra bezpečnosti a rezilience závisí na míře decentralizace blockchainu, které jde vstříc naproti s otevřenou náručí.

Nějaké ty roky, co Bitcoin a éra blockchainu existuje, již uběhly a s tím se posunul vpřed i technický vývoj. Za tu dobu se přišlo na spoustu nedostatků, které blockchain a kryptoměny obecně v širší adopci brzdí a některé z nich se již podařilo vyřešit. V čem tedy tato technologie obecně pokulhává a co se s tím dá dělat?

  • Blockchain není vždy efektivní: Ve spoustě kryptoměnových projektů bývá blockchain používán jako to základní řešení. I když čas ukázal, že v případě kryptoměn jako uchovatelů hodnoty a kryptoměn, které jsou určené skutečně pouze pro placení a pouhé uložení dat o transakcích, je blockchain vhodným způsobem pro uložení dat, nemusí to být ta nejefektivnější cesta pro všechny kryptoměnové projekty. A to z toho důvodu, že takové projekty některé vlastnosti blockchainu často vůbec nepotřebují. Blockchainy jsou např. mnohdy velmi velké (každý uzel Etherea musí k listopadu 2024 uchovávat v synchronizované velikosti 1,17 TB dat) a díky tomu se s nimi obtížně manipuluje, jsou hůře škálovatelné a v závislosti na mechanismech konsenzu obecně dost pomalé.
  • Data v blockchainu jsou neměnná: Ano, je pravda, že toto je zároveň jedna z největších výhod. To ovšem neznamená, že je to ve všech případech žádoucí. Pokud např. odešlete bitcoiny omylem na špatnou adresu, navždy o ně přijdete, protože transakce na bitcoinové síti jsou nevratné. To je důvodem nastavení blockchainu samotného – abyste již uběhlou transakci mohli změnit, museli byste na Bitcoin provést 51% útok, o němž jsme se bavili výše a ukázali jsme si názorně, jak moc drahé to je. Ani to by vám ovšem nezajistilo výhru, protože také záleží na tom, jak hluboko transakce v blockchainu je. Čím hlouběji se nachází, tím těžší je jí (a tím pádem zbytek celého řetězce) změnit. Kvůli své neměnnosti nemají blockchainy také jak získat data z reálného světa. Ale co když je např. na ceně zlata závislá exekuce nějakého chytrého kontraktu? Problém naštěstí řeší oracles.
  • Blockchain je drahý: Hlavně u Proof of Work blockchainů s nízkou propustností jsou poplatky nesnesitelně drahé. Blockchain je ale drahý i z jiného úhlu pohledu. Přesněji řečeno pro soukromé firmy a korporace, které se rozhodnou ho do své infrastruktury integrovat. Správa blockchainu je oproti jiným formám databází nesmírně složitá a drahá. A to i několikanásobně více než běžné distribuované sítě pro grid computing a cluster computing, které využívá např. Google, Microsoft, Amazon nebo Netflix.
  • Blockchain není 100% bezpečný: Blockchain je jedna z nejbezpečnějších datových struktur, hlavně díky neměnnosti dat. To ale neznamená, že je 100% bezpečný, jak se většina lidí domnívá. Jednoduše řečeno, nikdy nic není ze 100 %. Pro blockchain je nebezpečný např. onen 51% útok, který je sice nesmírně nerentabilní, ale pro některé světové entity stále realizovatelný. A to jen v případě Bitcoinu, v případě jiných kryptoměn je to snazší. Zároveň zde tkví další nebezpečí, jako např. DDoS útoky na těžaře a validátory, kterými se celá síť ochromí (na to trpí třeba Solana) či problém dvojité útraty.

Výše jsme vám vyčetli body, které jsou pro blockchain vlastní. To znamená, že se s nimi toho tolik dělat nedá.

Ve skutečnosti má blockchain spoustu dalších nevýhod, jako třeba nízká škálovatelnost, obtížná interoperabilita, nutnost nějakých základních technických znalostí pro manipulaci s kryptoměnovými peněženkami či energetická náročnost. To jsou ale záležitosti, s kterými se už něco dělat dá a moderní sítě na ně tolik netrpí.

Příklady konkrétního využití blockchainu v praxi

Konečně se dostáváme k praktickému využití blockchainových technologií v ostatních oborech. Zatímco některé svou funkci již plní a jejich přítomnost vlastně ani nevnímáme, jiné nejspíše ovlivní náš život v budoucnu.

Podívejte se na námi 6 zvolených příkladů využití blockchainové technologie v budoucnu (kliknutím si zobrazíte příslušný příklad):

Decentralizované volby

Díky blockchain technologii by demokratické volby mohly být konečně skutečně demokratické, zkrátka v rukou občana. Možná jste zaregistrovali kauzu v americkém státu Georgia, kdy byly ve volbách 2020 na příkaz, neznámo koho, vymazány ze serveru (ano, centralizovaného) elektronické volební hlasy.

Odborníci na bezpečnost mimo jiné podezřívají Rusy z interference do americké politiky, včetně možného ovlivňování elektronického hlasování.

Mohlo by se toto s blockchainovou technologií, která je decentralizovaná, stát? Pravděpodobně ne. Jak jsme si již řekli, nic není 100%, je však nepopiratelné, že úroveň bezpečnosti by byla vyšší. Myšlenka voleb založených na blockchainu má své příznivce i v Gruzii či na Ukrajině.

Zápis v katastru nemovitostí

Takový blockchainový zápis v katastru nemovitostí prostě nikdo nevymaže a bude tam zapsán navždy. Účinně by se tak zamezilo neoprávněnému nakládání s nemovitostmi, zpronevěrám finančních záloh apod. Realizací této technologie v oblasti evidence nemovitostí se již několik projektů zabývá, některé ji dokonce již zrealizovaly.

Příkladem může být např. Lto Network (LTO), která byla zvolena pro technickou realizaci nového systému pro spolehlivou a bezpečnou evidenci katastru nemovitostí v Afghanistánu. LTO na svém prestižním úkolu spolupracovalo s afghánskou vládou a několika agenturami OSN.

Nejenže je takový blockchainový systém velmi účinný proti podvodům, ale také přispěje ke snížení celkových nákladů na zápis a provoz databáze.

Autorská a umělecká díla

Ještě před vznikem internetu tento problém u uměleckých děl příliš neexistoval. Samozřejmě, že šlo okopírovat hudbu, knihu i filmy, nicméně dělo se tak ve velmi malém měřítku.

Jenomže pak přišla éra internetu a tato odvětví začala velmi trpět. Blockchain může tento problém velmi efektivně vyřešit. Stejným způsobem, jakým Bitcoin vytváří nereplikovatelné tokeny, RIAA může vytvořit nereplikovatelnou kopii písničky na jednoho kupujícího.

Do takového stavu ovšem adopce blockchainu zatím nedošla. Roku 2021 jsme však mohli pozorovat silný rozmach NFTs a s ním přicházející i všeobecně ověřené vlastnictví čehokoliv, např. nějakého uměleckého díla. NFTs ovšem dosud nezamezují nelegálnímu stahování kopie díla všudemožně na internetu.

Finanční sféra

Ve finanční sféře toho bude možné také velmi mnoho. Například takové audity bude možné provádět mnohem snáze a efektivněji. Namísto namátkové kontroly transakcí půjde zkontrolovat každou transakci za použití specifického kódu. Snáze díky tomu také půjde vyšetřovat podvody.

Adopce blockchainu do sféry tradičních financí (TradFi) již probíhá, pro prostého uživatele je ovšem často neviditelná. Většina různých společností působících ve finančním sektoru bude chtít nová a modernizovaná blockchainová řešení určitě nějakým způsobem využít. Budou to ale veřejnosti neznámá, specializovaná řešení šitá na míru od profesionálních a prověřených společností. Z toho plyne následující:

  • Budou banky či jiné fin. instituce chtít používat blockchain? Pravděpodobně ano.
  • A co technologie, které vyvíjejí různé nové projekty, jako např. zlepšené formy škálování, jako jsou rollupy nebo sharding? Pravděpodobně ano.
  • Bude to Bitcoin, Ethereum nebo jakákoliv jiná kryptoměna? Spíše ne, i když po schválení bitcoinových ETFs možná najedou na vlnu “bitcoinového kapitálového trhu”, jak říká Michael Saylor, i banky.

Přeprava zboží a původ věcí

V dubnu roku 2018 společnosti IBM a Helzberg Diamonds informovaly veřejnost o zahájení spolupráce s využitím blockchainové technologie od IBM, která se nazývá TrustChain. Díky TrustChainu je snadné ověřit pravost a původ diamantů.

A nejen diamantů, ale také drahých kovů či již zhotovených šperků. Blockchain od IBM využívá například i WalMart ke sledování dodávek masa z Číny a přepravní gigant Maersk jejich technologii využívá pro sledování přepravovaných kontejnerů.

Zamezení odcizení identity

V roce 2017 bylo zaznamenáno na 17 milionů případů odcizení identity. Díky centralizovanosti dat se hackeři snadno dostanou například k vašemu bankovnímu účtu. S decentralizovanou blockchainovou technologií by k tomuto docházet nemuselo. Odborníci na ochranu soukromí si od digitální identity na blockchainu slibují mnohé.

I tato oblast už ve vývoji značně pokročila. Na tvorbě digitální identity s daty uloženými na blockchainu pracuje např. Polygon nebo Hypersign Identity. Polygon již spustil svůj produkt Polygon ID. A nesmíme zapomenout na World (WLD) Sama Altmana, CEO společnosti OpenAI. World používá zařízení Orb a skenuje dobrovolníkům po celém světě duhovku, na základě čehož jim vystaví World ID.

Shrnutí a závěr, užitečné odkazy

Tak co jsme se dnes dozvěděli? Že je blockchain obvykle:

  • decentralizovaný,
  • distribuovaný,
  • neměnný,
  • necenzurovatelný,
  • veřejný a transparentní,
  • energeticky náročný,
  • má více tzv. bodů selhání,
  • je chráněn procesem těžby nebo validace

… a může se prosadit nejen v odvětví kryptoměn, i když pro ty je jako stvořený.

Na závěr si také znovu řekněme, že blockchain ≠ kryptoměny. Proto pokud vás zajímají kryptoměny jako takové, navštivte naši jim věnovanou obsáhlou rubriku. Naleznete tam veškeré informace ohledně kryptoměn, ať už z pohledu obchodování, nebo co nejlepšího nákupu či prodeje.

Jak často zmiňujeme, člověk by se měl pořád vzdělávat a u kryptoměn to platí dvojnásob. Nemyslete si, že víte všechno. Vždy je něco dalšího, co se můžete naučit a dozvědět. Z tohoto důvodu jsme pro vás na závěr připravili odkazy na další zdroje:

TIP

Zároveň bychom vás rádi pozvali do našeho Discordu, kde s námi všechny technické, ale i zcela normální věci můžete diskutovat.

FAQs: Nejčastěji kladené otázky k blockchainu

Co je blockchain?

Blockchain je jakousi online knihou účetních záznamů a velmi specifický druh databáze. Na rozdíl od běžných databází je obvykle decentralizovaný (neovládá jej žádná centrální autorita) a vždy distribuovaný, což znamená, že se nachází se na velkém množství počítačů.

V čem blockchain vyniká?

Blockchain, zejm. ten bitcoinový, je vysoce bezpečný. Míra jeho integrity dat a rezilience závisí na míře decentralizace (toho, jak moc blockchain nenáleží do rukou jedné entity nebo jedné úzké skupiny) a distribuce dat (na kolika počítačích se nachází v jednom čase zároveň a ve své aktuální podobě). Veškerá data jsou zde v bezpečí a falšování záznamů je velice obtížné, ne-li skoro nemožné. Zároveň je většinou transparentní, to platí např. pro Bitcoin nebo Ethereum.

Proč blockchain a kryptoměny?

Kryptoměny využívají blockchain technologii právě kvůli její bezpečnosti a vysoké míře decentralizace. O blockchainu se poprvé zmínili pánové Wakefield Scott Stornetta a Stuart Harber, ovšem úplně první kryptoměnu, která blockchain plně využívala, představil Satoshi Nakamoto. Nejedná se o nic jiného, než o samotný Bitcoin.

Z čeho se blockchain skládá?

Blockchain se skládá ze dvou typů záznamů, a to z transakcí a bloků. Jako transakce označujeme data, která do databáze vkládají samotní uživatelé blockchainu, zatímco bloky tyto transakce díky úsilí těžařů shromažďují a potvrzují. Zjednodušeně řečeno, transakce vytváří sami uživatelé a bloky vytváří na svém počítači těžaři.

Jaká jsou rizika a nevýhody blockchainu?

Data uložená v blockchainu je téměř nemožné vymazat, což není vždy žádoucí. Jeho iplementace do současných infrastruktur je velmi drahá a to platí i o vysokých poplatcích, kterými Ethereum a Bitcoin momentálně oplývá. I blockchain má své hrozby, jež ho ohrožují, i přes to, že je oproti jiným datovým strukturám bezpečný opravdu hodně. I když spoustu lidí staví blockchain na pomyslný piedestal nejvyšší slávy, nejedná se vždy o to nejlepší řešení. To platí i pro kryptoměny.

Jaké je konkrétní využití blockchain technologie?

Kryptoměny, decentralizované volby, zápis v katastru nemovitostí, autorská díla, finanční a bankovní sféra, přeprava zboží nebo zamezení odcizení identity. Pouze několik z mnoha příkladů. Technologie založené na blockchainu již existují, efektivně fungují a další budou velmi rychle přibývat.

Líbil se vám tento článek?
41
0

Autor

Bývalý šéfredaktor, softwarový architekt a nadšenec do kyberbezpečnosti a blockchainu. V rámci Finexu se zaměřuje zejména na technická témata v oblasti kryptoměn. Kryptoměny považuje za platidlo budoucnosti řešící řadu problémů s centralizovanou náturou existujících platebních prostředků. DeFi svět považuje za úchvatný a nabízející spoustu skvělých příležitostí.

Přečíst více

Jmenuji se Michal Sobol a na Finex.cz jsem dříve působil jako šéfredaktor kryptoměnové redakce. Mým cílem bylo, abychom společně s našimi pravidelnými redaktory i dalšími přispěvateli předali čtenářům každý den mnoho zajímavých a zejména užitečných informací.

Nadšenec do finančních trhů a aktivní investor s desetiletou historií, který se aktuálně soustředí na pasivní investování. Svůj hluboký zájem o finance a investice zhmotňuje do budování Finexu s jasným cílem – stát se nejlepší platformou svého druhu v Česku a na Slovensku.

Matěj věří, že Finex je místem, kde každý člověk s touhou investovat do své budoucnosti najde užitečné rady, návody i inspiraci.

“Cesta investora je náročná. Musíme se vzdělávat a věnovat hromadu času práci. Ale víte co? Ta nezávislost, svoboda a samozřejmě i výdělky za to opravdu stojí.”

Přečíst více

Sdílejte tento článek

Mohlo by vás zajímat