Apa itu Blockchain?

Jika anda telah menonton berita akhir-akhir ini, anda mungkin pernah mendengar tentang sesuatu yang dipanggil blockchain. Ia adalah konsep yang membuat data ultra-selamat untuk kegunaan tertentu. Anda mungkin pernah mendengarnya berkaitan dengan Bitcoin, tetapi ia mempunyai aplikasi yang jauh melebihi mata wang kriptografi kegemaran semua orang. Berikut adalah penjelasan ringkas bagaimana ia berfungsi.

Ia Semula Bermula dengan Penyulitan

Untuk memahami rentetan blok, anda perlu memahami kriptografi. Idea kriptografi jauh lebih tua daripada komputer: ia hanya bermaksud menyusun semula maklumat sedemikian rupa sehingga anda memerlukan kunci khusus untuk memahaminya. Toy decoder mudah mainan yang anda temukan di dalam kotak bijak Kix anda adalah bentuk kriptografi yang paling asas-mencipta kunci (juga dikenali sebagai cipher) yang menggantikan huruf dengan nombor, jalankan mesej anda melalui kunci, dan kemudian berikan kunci kepada orang lain. Sesiapa yang mencari mesej tanpa kunci tidak boleh membacanya, melainkan jika ia "retak." Tentera menggunakan kriptografi yang lebih rumit jauh sebelum komputer (mesin Enigma yang dikodkan dan diedarkan mesej semasa Perang Dunia II, sebagai contoh).

Penyulitan moden, bagaimanapun, adalah sepenuhnya digital. Komputer hari ini menggunakan kaedah penyulitan yang sangat rumit dan sangat selamat sehingga tidak mungkin untuk memecahkannya dengan matematik mudah yang dilakukan oleh manusia. Teknologi penyulitan komputer tidak sempurna, walaupun; ia masih boleh "retak" jika orang pintar menyerang algoritma itu, dan data masih terdedah jika seseorang selain daripada pemilik mendapati kunci. Tetapi, walaupun penyulitan tahap pengguna, seperti penyulitan AES 128-bit yang kini standard pada iPhone dan Android, sudah cukup untuk menyimpan data terkunci jauh dari FBI.

The Blockchain Adalah Collaborative, Secure Data Lejar

Penyulitan biasanya digunakan untuk mengunci fail supaya mereka hanya boleh diakses oleh orang tertentu. Tetapi bagaimana jika anda mempunyai maklumat yang perlu dilihat oleh semua orang, katakanlah, maklumat perakaunan untuk agensi kerajaan yang perlu dipublikasikan oleh undang-undang-dan masih perlu selamat? Di sana, anda mempunyai masalah: lebih ramai orang yang dapat melihat dan mengedit maklumat, semakin kurang selamat.

Rantai blok telah dibangunkan untuk memenuhi keperluan keselamatan dalam situasi tertentu ini. Dalam sekatan, setiap kali maklumat itu diakses dan dikemas kini, perubahan itu direkodkan dan disahkan, kemudian dimatikan oleh penyulitan, tidak dapat diedit lagi. Set perubahan kemudiannya disimpan dan ditambahkan pada jumlah rekod. Pada masa yang berikutnya seseorang membuat perubahan, ia bermula sekali lagi, memelihara maklumat dalam "blok" baru yang disulitkan dan dilampirkan pada blok sebelumnya (dengan itu "rantaian blok"). Proses pengulangan ini menghubungkan versi pertama maklumat yang ditetapkan dengan yang terkini, sehingga semua orang dapat melihat semua perubahan yang pernah dibuat, tetapi hanya dapat menyumbangkan dan mengedit versi terbaru.

Idea ini adalah jenis tahan terhadap metafora, tetapi bayangkan anda berada dalam sekumpulan sepuluh orang yang memasang set LEGO. Anda hanya boleh menambah satu sekeping pada satu-satu masa, dan tidak boleh mengeluarkan sebarang potongan sama sekali. Setiap ahli kumpulan mesti bersetuju secara spesifik di mana bahagian seterusnya akan berlaku. Dengan cara ini, anda boleh melihat semua keping pada bila-bila masa-kembali ke bahagian pertama dalam projek itu-tetapi anda hanya boleh mengubahsuai sekeping terkini.

Untuk sesuatu yang lebih relevan, bayangkan dokumen kolaboratif, seperti spreadsheet di Google Docs atau Office 365. Semua orang yang mempunyai akses kepada dokumen itu boleh mengeditnya, dan setiap kali ia lakukan, perubahan itu disimpan dan direkodkan sebagai hamparan baru, kemudian dikunci dalam sejarah dokumen. Jadi anda boleh kembali, langkah demi langkah, melalui perubahan yang dibuat, tetapi anda hanya boleh menambah maklumat kepada versi terkini, tidak mengubah versi spreadsheet yang telah dikunci sebelumnya.

Seperti yang mungkin anda dengar, idea tentang "lejar" yang sentiasa dikemas kini dan sentiasa diaplikasikan kepada data kewangan, di mana ia paling masuk akal. Mata wang digital yang disebarkan seperti Bitcoin adalah penggunaan yang paling biasa di blok-sebenarnya, yang pertama dibuat untuk Bitcoin dan idea yang tersebar di sana.

Perkara Teknikal: Langkah demi Langkah, Blok Mengikut Blok

Bagaimana semua ini sebenarnya bermain di komputer? Ia adalah kombinasi kriptografi dan rangkaian peer-to-peer.

Anda mungkin terbiasa dengan perkongsian fail peer-to-peer: perkhidmatan seperti BitTorrent yang membolehkan pengguna memuat naik dan memuat turun fail digital dari beberapa lokasi dengan lebih cekap daripada dari satu sambungan. Bayangkan "fail" sebagai data teras dalam blokchain, dan proses muat turun sebagai kriptografi yang membuatnya dikemas kini dan selamat.

Atau, untuk kembali kepada contoh Google Docs kami di atas: bayangkan bahawa dokumen kolaborasi yang anda sedang kerjakan tidak disimpan di pelayan. Sebaliknya, ia adalah pada setiap komputer individu, yang sentiasa menyemak dan mengemas kini antara satu sama lain untuk memastikan tiada sesiapa yang telah mengubah suai rekod sebelumnya. Ini menjadikannya "terdesentralisasi".

Itulah idea utama di belakang blokchain: data kriptografi yang terus diakses dan diamankan pada masa yang sama, tanpa sebarang pelayan atau penyimpanan berpusat, dengan rekod perubahan yang menggabungkan dirinya ke dalam setiap versi baru dalam data.

Oleh itu, kita mempunyai tiga elemen untuk dipertimbangkan dalam hubungan ini. Satu, rangkaian pengguna peer-to-peer yang semua menyimpan salinan catatan blockchain. Dua, data yang ditambahkan pengguna ini kepada "blok" terkini maklumat, yang membolehkannya dikemas kini dan ditambah kepada jumlah rekod. Tiga, urutan kriptologi yang dihasilkan oleh pengguna untuk menyetujui blok terkini, menguncinya ke dalam urutan dalam urutan data yang membentuk rekod.

Itu sedikit yang terakhir itu sos rahsia di sandwic blockchain. Menggunakan kriptografi digital, setiap pengguna menyumbang kuasa komputer mereka untuk membantu menyelesaikan beberapa masalah matematik super kompleks yang memastikan rekod selamat. Ini penyelesaian yang sangat rumit-dikenali sebagai "hash" -menyelesaikan teras bahagian-bahagian data dalam rekod, seperti mana akaun ditambah atau ditolak wang dalam lejar perakaunan, dan di mana wang itu pergi ke atau datang dari. Semakin padat data, semakin kompleks kriptografi, dan lebih banyak kekuatan pemprosesan diperlukan untuk menyelesaikannya. (Di sinilah idea "perlombongan" dalam Bitcoin dimainkan, dengan cara ini.)

Jadi, untuk meringkaskan, kita boleh memikirkan blockchain adalah sekeping data iaitu:

1. Sentiasa dikemas kini. Pengguna blokchain boleh mengakses data pada bila-bila masa, dan menambah maklumat ke blok terbaru.
2. Diagihkan. Salinan data blokchain disimpan dan dijamin oleh setiap pengguna, dan semua mesti bersetuju dengan penambahan baru.
3. Disahkan. Kedua-dua perubahan kepada blok baru dan salinan blok lama perlu dipersetujui oleh semua pengguna melalui pengesahan kriptografi.
4. Selamat. Mengaitkan dengan data lama dan mengubah kaedah mendapatkan data baru dicegah oleh kedua-dua kaedah kriptografi dan penyimpanan bukan terpusat data itu sendiri.

Dan percaya atau tidak, ia menjadi lebih rumit daripada ini ... tetapi itulah idea asas.

The Blockchain in Action: Show Me the (Digital) Money!

Oleh itu, mari kita pertimbangkan contoh bagaimana ini terpakai kepada cryptocurrency seperti Bitcoin. Katakan anda mempunyai satu Bitcoin dan anda mahu membelanjakannya pada sebuah kereta baru. (Atau basikal, atau sebuah rumah, atau sebuah negara pulau berukuran kecil-ke-sederhana-walau bagaimanapun Bitcoin bernilai minggu ini.) Anda menyambung ke blockchain Bitcoin yang terpencil dengan perisian anda, dan anda menghantar permintaan anda untuk memindahkan anda Bitcoin kepada penjual kereta. Transaksi anda kemudiannya dihantar ke sistem.

Setiap orang dalam sistem dapat melihatnya, tetapi identiti dan identiti penjual anda hanya tandatangan sementara, unsur-unsur kecil masalah matematik besar yang membentuk pusat kriptografi digital. Nilai-nilai ini dimasukkan ke dalam persamaan blockchain, dan masalah itu sendiri "diselesaikan" oleh ahli-ahli pada rangkaian peer-to-peer yang menghasilkan penutupan cryptography.

Sebaik sahaja urusniaga disahkan, satu Bitcoin dipindahkan daripada anda kepada penjual dan direkodkan ke blok terbaru dalam rantai. Blok itu selesai, dimeteraikan dan dilindungi dengan kriptografi. Urusniaga berikutnya akan bermula, dan rantaian blok semakin panjang, yang mengandungi rekod lengkap semua urus niaga setiap kali ia dikemas kini.

Kini, apabila anda memikirkan blockchain sebagai "selamat", penting untuk memahami konteksnya. Transaksi individu adalah selamat, dan jumlah rekod adalah selamat, selagi kaedah yang digunakan untuk mengamankan kriptografi tetap "tidak diselesaikan." (Dan ingat, perkara ini adalah benar-benar sukar untuk memecah-bahkan FBI tidak boleh melakukannya dengan hanya sumber pengkomputeran saja.) Tetapi pautan paling lemah di blokchain adalah, baik, anda-pengguna.

Jika anda membenarkan orang lain menggunakan kunci peribadi anda untuk mengakses rantai, atau jika mereka mendapatinya dengan hanya menggodam komputer anda, mereka boleh membuat penambahan kepada blockchain dengan maklumat anda, dan tidak ada cara untuk menghentikannya. Itulah bagaimana Bitcoin mendapat "dicuri" dalam serangan yang sangat dipublikasikan di pasaran utama: ia adalah syarikat yang mengendalikan pasaran, bukan Bitcoin blockchain itu sendiri, yang telah dikompromi. Dan kerana Bitcoin dicuri dipindahkan ke pengguna tanpa nama, melalui proses yang telah disahkan oleh blockchain dan direkodkan selama-lamanya, tidak ada cara untuk mencari penyerang atau dapatkan Bitcoin.

Apa Yang Lain Bolehkah Penghalang Rantai Kunci?

Teknologi Blockchain bermula dengan Bitcoin, tetapi ia adalah idea yang penting bahawa ia tidak tinggal di sana selama bertahun-tahun. Sistem yang sentiasa dikemaskinikan, diakses oleh sesiapa sahaja, disahkan oleh rangkaian yang tidak berpusat, dan sangat selamat, mempunyai banyak aplikasi yang berbeza. Institusi kewangan seperti JP Morgan Chase dan Bursa Saham Australia sedang membangunkan sistem blockchain untuk mendapatkan dan mengagihkan data kewangan (untuk wang konvensional, bukan cryptocurrency seperti Bitcoin). Yayasan Bill & Melinda Gates berharap dapat menggunakan sistem blockchain untuk memberikan layanan perbankan yang bebas dan diedarkan kepada berbilion orang yang tidak mampu membeli rekening bank biasa.

Alat sumber terbuka seperti Hyperledger cuba membuat teknik blockchain tersedia untuk pelbagai orang yang lebih luas, dalam beberapa keadaan berbuat demikian tanpa memerlukan sejumlah besar kuasa pemprosesan yang diperlukan untuk mengamankan reka bentuk yang lain. Sistem kerja kolaboratif boleh disahkan dan direkodkan dengan teknik blockchain. Apa-apa perkara yang perlu direkod, diakses dan dikemas kini sentiasa boleh digunakan dengan cara yang sama.

Kredit imej: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Zack Copley