Blockchain

Technologie blockchain je ve své podstatě distribuovaná a často decentralizovaná účetní kniha či databáze, která je identicky sdílená mezi všemi účastníky dané sítě. Data se v blockchainové databázi zapisují do jednotlivých bloků, které tvoří chronologický řetězec a do blockchainu se přidávají za určitý časový úsek a obsahují předem určený objem dat. Identita všech dat blockchainu napříč celou sítí je ověřována pomocí peer-to-peer uzlů. Většina známých blockchainů jako je Bitcoin či Ethereum je transparentních a vwšechna data od vzniku těchto blockchainů až do aktuálního momentu jsou veřejná.

Co je to blockchain a jak funguje?

Naprosto nejjednodušeji blockchain pochopíme v moment, kdy si představíme účetní knihu plnou různých dat a transakcí. Tato účetní kniha je pomocí technologie blockchain sdílená napříč mnoha počítači po celém světě. Díky blockchain technologii je zajištěno, že je celá účetní kniha i veškerá data v ní identická na všech počítačích, na kterých se nachází. Identičnost účetní knihy je neustále kontrolována pomocí daného mechanismu dosažení konsensu – shody všech zúčastněných peer-to-peer uživatelů sítě. Podle jasně daných pravidel je této shody dosahováno díky finančně motivovaným účastníkům dané blockchainové sítě – těžařům.

Zásadní výhodou blockchainové sítě je absence nutnosti důvěry v třetí stranu, například v bankovní instituci. Neexistuje zde žádná centrální autorita, a tedy ani jediný individuální bod selhání – blockchain nelze vypnout z jediného místa na světě. Pravost dat ověřuje samotná síť.

Mechanismus, jakým jsou data na blockchainu zapisována, je oproti běžným databázím kritickým rozdílem a ostatně i důvodem, proč se tomuto typu databáze říká blockchain – v překladu řetězec bloků. Zatímco v běžné databázi byste viděli třeba tabulku dat, blockchainová síť data ukládá do jednotlivých bloků. Každý z bloků obsahuje předem daný objem dat. V moment vytěžení bloku, k čemuž dochází za předem určený čas, se blok přidá na konec chronologického řetězce všech předchozích bloků, které obsahují kompletní historii dat daného blockchainu od momentu jeho vzniku. Veškerá data a bloky jsou navzájem propojeny pomocí kryptografických zápisů (hashů) například čas vzniku bloku a obsah transakcí. Jakmile pochopíme výhody decentralizace blockchainu, absence jediného bodu selhání a nemožnosti zpětné změny dat, dojde nám, v čem spočívá tak obrovská hodnota velmi silně decentralizovaných sítí jako je Bitcoin a Ethereum.

Blockchain: Klíčové poznatky

Plusy:

• Zvýšená přesnost, snížení šancí na chyby pomocí náhrady člověka kódem
• Snížení nákladů pomocí odstranění třetích stran, prostředníků (např. banky)
• Decentralizace zabraňuje možnosti falšování dat
• Velmi bezpečné a spolehlivé transakce a přenos monetární hodnoty
• Transparentní sítě (v případě veřejných blockchainů; Ethereum; Bitcoin atd.)
• Alternativa pro zastaralý bankovní systém, možnost přístupu k bankovním služba v rozvojových zemích

Mínusy:

• Vysoké nároky na energii v případě systémů Proof of Work (Bitcoin)
• Problémy se škálováním
• Poskvrnění průmyslu v případě využití kryptoměn na dark webu
• Problémy s regulacemi (např. v oblasti decentralizovaných financí)
• Limitace v oblasti ukládání objemných dat

Historie blockchainu

Technologii blockchain lze bezesporu považovat za jeden z nejvýznamnějších technologických průlomů 21. století. Obzvláště potom v kombinaci s decentralizací a systémem konsensu, které s technologií blockchain během tvorby Bitcoinu spojil legendární a dodnes anonymní Satoshi Nakamoto. Nicméně, mnohé možná překvapí, že blockchain jako takový historicky sahá hlouběji do minulosti než Bitcoin. Relativně málo lidí dnes ví, že historii blockchainu můžeme vystopovat až do začátku devadesátých let. V této sekci se pojďme podívat na kompletní historii blockchainu včetně jeho ranných začátků, sahajících ještě do doby před výbuchem kryptoměn a decentralizovaných aplikací. Ostatně, pokud jste stejně jako my nadšenci pro veškeré věci ohledně blockchainů, kryptoměn a jejich využití, potom se detaily o vývoji této revoluční technologie znát rozhodně vyplatí.

Časová osa historie a vývoje Blockchainu

První stopy blockchainu najdeme až v roce 1991. Tohoto roku se Stuart Haber a W. Scott Stornetta začali zabývat o vývoj technologie, která by umožnila tvorbu kryptografií pojištěné databáze tvořené na sebe navazujícími bloky, které obsahují data, s nimiž není možné nijak manipulovat nebo modifikovat čas zápisu. Roku 1992 se první dva vývojáři dostali k upgradu, který implementoval první hašovací stromy, tedy technologii dnes známou jako Merkleův Strom (Merkle Tree). Hlavní inovací zde byla možnost zápisu objemnějšího množství dat do jednoho bloku v blockchainu.

Nicméně, blockchain začal opravdu zářit až roku 2008, tedy představením svého díla pocházejícího z rukou anonymního vývojáře či týmu zvaného Satoshi Nakamoto veřejnosti: spuštěním Bitcoinu a vydáním Bitcoin white paperu.

Právě z tohoto důvodu mnoho lidí dodnes věří, že technologie blockchain pochází přímo z rukou Satoshiho Nakamota. Satoshi však ve skutečnosti blockchain “pouze“ revolučním způsobem aplikoval. Díky tomu vznikla dodnes největší decentralizovaná necenzurovatelná a nezastavitelná kryptoměna Bitcoin. Od roku 2008 se z pouze jediného blockchainového projektu Bitcoinu vyklubal celý průmysl a obrovská škála potenciálních aplikací, sahající od bankovnictví až po herní průmysl. Vraťme se však do roku 2009, kdy si svět poprvé mohl prohlédnout a pročíst White paper Bitcoinu. První popis této technologie ve formě digitální měny Bitcoin uchvátil mnoho velmi inteligentních lidí po celém světě. S odchodem Satoshiho Nakamota ze scény a přenecháním funkční decentralizované sítě Bitcoin na pospas komunitě jsme měli pochopitelně možnost sledovat vývoj Bitcoinu v reálném čase. Právě od této doby začal blockchain nabírat na obrátkách, a to zejména v oblasti první oblíbené aplikace této technologie: oblasti kryptoměn.

Evoluce Blockchainu a kryptoměn 2009-2013

Pokud patříte mezi ty, kteří si myslí, že blockchain a kryptoměny jsou jedním a tím samým, dovolíme si vás vyvést z omylu: kryptoměny jsou pouze jednou z mnoha aplikací poháněných technologií blockchain. Nicméně, během tohoto období byla aplikace peer-to-peer platebních systémů ve formě necenzurovatelných kryptoměn, tedy tím, co Satoshi popsal ve svém White paperu a také vynalezl, nejvíce rozšířenou aplikací a zájmem developerů a veřejnosti. Evoluce blockchainu se však u pouhých platebních systémů a digitálních měn nezastavila. S postupem času vývojáři přišli na to, že může blockchain sloužit i jako decentralizovaný, necenzurovatelný a nezastavitelný světový počítač, na kterém mohou běžet decentralizované aplikace mnoha druhů a podob. Tím se dostáváme k další, velmi významné fázi evoluce blockchainu.

2013 – 2015: Ethereum a chytré kontrakty

Ve světě plném rapidní inovace a bystrých mozků během tohoto období naprosto zazářil mladík, kterému Bitcoin, jeho technologie a jeho aplikace nestačily: Vitalik Butterin. Vitalik byl jedním z úhlavních developerů hlavní kódové základny Bitcoinu, rozhodl se však, že je načase využít možnosti blockchainu naplno, což mu vysoká decentralizace a pomalý vývoj Bitcoinu neumožňoval. Vitalik se tedy rozhodl vytvořit první opravdu tvárný blockchain, který navíc zvládne vykonávat spoustu dalších komputačních procesů, mimo peer-to-peer transakce. Ethereum se zrodilo roku 2013, jakožto nový veřejný blockchain podobný Bitcoinu, s rozšířenými funkcemi a schopnostmi. Tento moment je naprosto esenciální součástí vývoje a evoluce blockchainové technologie a ostatně, Ethereum zde s námi stále je a nejen to, po celou dobu se jedná o druhou největší a nejpoužívanější blockchain síť světa. Naprosto zásadní funkcí Etherea, která tento veřejný blockchain mnohými zvaný jako virtuální světový počítač (Ethereum virtual machine; EVM), je možnost zapisování a spouštění takzvaných chytrých kontraktů (smart contracts). DEFINICE SMART KONTRAKTU: Chytré kontrakty jsou digitální transakční protokoly, které automaticky kontrolují a provádí procesy shody, jež jsou součástí komputačních kódů blockchainu v případě, že obě strany chytrého kontraktu splňují předem definovaná pravidla. Oproti klasickým reálným kontraktům je zde zásadní rozdíl v tom, že mohou být obě zúčastněné strany anonymní, přičemž aspekt důvěry je zde místo člověka zaopatřen pomocí kódu. Za téměř 10 od svého vzniku se z Etherea stala světově největší blockchainová platforma, která je plná nadšených developerů a také komunity uživatelů, kteří díky smart kontraktům mohou objevovat nové hranice decentralizovaných aplikací, jako jsou například decentralizované finance nebo i blockchainové hry.

Budoucnost technologie blockchain

Budoucnost technologie blockchain je složitá, avšak zároveň rozhodně nadějná. Největší překážkou ve vývoji a zejména masové adopci je obtížnost škálování decentralizovaných blockchainů. Právě se škálováním nyní zápasí jak Bitcoin, tak i Ethereum. Například, Bitcoinová komunita se snaží síť Bitcoinu škálovat pomocí takzvané druhé vrstvy blockchainu, napojeného na hlavní síť Bitcoinu. Druhá síť, tedy layer 2 se v případě Bitcoinu nazývá Lightning Network. Na druhé straně, ve světě Etherea probíhá škálovací proces zdánlivě rapidněji, jelikož zde působí mnohem více aktivních developerů a celkově lze říci, že blockchain Etherea je mnohem lépe modifikovatelný, zatímco u Bitcoinu vývoj probíhá velmi pomalu. Ethereum roku 2022 úspěšně přešlo z těžebního mechanismu konsensu Proof of Work (PoW) na stakovací konsensus Proof of Stake (PoS). Nyní se Ethereum nachází v rapidní fázi vývoje, kdy na síti pozorujeme nejen zvyšující se adopci zejména v oblast her a DeFi, ale také růst mnohých layer 2 sítí, které uživatelům umožňují mnohem rychlejší transakce a levnější používání sítě. Hlavní layer 2 řešení pro Ethereum jsou:

• Arbitrum
• Optimism
• zK Sync
• StarkNet

Nejčastější otázky o blockchainu (FAQ)

Jaký je rozdíl mezi blockchainem a Bitcoinem?

Technologie blockchain je v podstatě distribuovanou databází, která může být decentralizovaná nebo centralizovaná. Bitcoin je digitální kryptoměna, který technologii blockchain využívá jako svou účetní knihu pro zápis transakcí.

Co je to Blockchain?

Blockchain je v podstatě distribuovaná databáze a veřejná účetní kniha transakcí. Pokud je blockchain decentralizovaný, neexistuje zde žádná centrální autorita, která může libovolně upravovat data na daném blockchainu. K distribuovanému (veřejnému) blockchainu se může připojit kdokoli, odkudkoli na světě. Například, Bitcoin jako největší decentralizovaný blockchain na světě je přístupný všem lidem na světě, nehledě na místo bydliště a tamní vládu či regulace. Blockchain může být i klasická centralizovaná databáze.

Jaké existují typy blockchainu?

• Veřejný blockchain – tento typ blockchainu je decentralizovaná open-source platforma, která je přístupná komukoli s přístupem k internetovému připojení. Jedná se například o nejznámější Bitcoin a Ethereu,
• Privátní blockchain – centralizovaný blockchain s určitými typy omezení a požadavky k připojení. Účelem centralizovaného blockchainu může být například logistika, správa dodavatelských řetězců či interních firemních rozhodovacích procesů. Příkladem privátního blockchainu je Hyperledger a Corda.
• Hybridní blockchain - hybridní blockchain je kombinací výše zmíněných blockchainů a disponuje jak vlastnostmi privátního tak veřejného blockchainu. Například, byznysy využívající hybridní blockchainy si mohou zvolit, která z dat budou veřejně přístupná všem, a která zůstanou privátní.

Co je to blockchainová aplikace?

Aplikace fungující na blockchainu jsou v podstatě softwarem, který ke svému fungování využívá decentralizovanou architekturu a vlastní krypto-ekonomické systémy. Tímto způsobem dochází k vysoké bezpečnosti aplikací. Rozdílem oproti klasické aplikace je také častá tokenizace zdejších aktiv. Nejznámějším příklad blockchainových aplikací jsou dAppy na síti Ethereum. Jedná se například o aplikace decentralizovaných financí jako je například bankovní protokol AAVE či Curve.

Co je to blok v blockchainu?

Blockchain je tvořen jednotlivými záznamy a daty. Typicky se jedná o data o proběhlých transakcích. Tyto data jsou dle typu blockchainu ukládány do jednotlivých bloků, které jsou k celému řetězci bloků blockchainy přidávány během předem určených časových úseků. Bloky, které jsou přidány do daného blockchainu již nelze zpětně změnit, zejména potom v případě větších decentralizovaných blockchainů jako je Bitcoin či Ethereum.

Co je to chytrý kontrakt (smart contract) na blockchainu?

Chytré kontrakty jsou vynálezem, který vznikl poprvé jako součást veřejného blockchainu Ethereum. Chytré kontrakty umožňují tvorbu a kódování decentralizovaných aplikací (dApps) a fungují dle předem napsaného kódu, který udává jejich funkce. Pokud dojde ke spuštění chytrého kontraktu, jedná se o proces, který je součástí transakce na daném blockchainu. Tím pádem jsou data o spuštění daného kontraktu zapsána do bloku na blockchainu stejně jako v případě transakcí tak, aby tyto data nebylo možné zpětně změnit.

Je možné změnit data bloků na blockchainu?

Ne, vymožeností blockchainu je právě fakt, že data v jednotlivých blocích nelze zpětně změnit. Nicméně, tento fakt platí pouze v případě vysoce decentralizovaných blockchainových sítí jako je Bitcoin a Ethereum. Pokud je síť centralizovaná a vlastněná například pouze 5 node operátory, ke změně dat stačí pouze vzájemná shoda těchto operátorů. Proto existují zásadní rozdíly mezi veřejnými decentralizovanými a centralizovanými blockchainy (viz. výše.)