Technologia Blockchain dla początkujących: Przewodnik

Technologia Blockchain (łańcucha bloków), znana także jako Distributed Ledger Technology (DLT), jest jedną z największych innowacji gospodarczych w najnowszej historii świata.

Na pierwszy rzut oka blockchain to nic innego jak cyfrowa księga rachunkowa lub lepsza baza danych. Nie jest to jednak koncept całkowicie nowy ani unikalny. Cyfrowe księgi rachunkowe istnieją od czasów bankowości internetowej, a cyfrowe bazy danych — jeszcze dłużej. Co zatem sprawia, że ta technologia ma tak rewolucyjny potencjał? Odpowiedź na to pytanie znajdziesz w dalszej części tego przewodnika.

Rozdział I — Co to jest Technologia Blockchain?

Technologię Blockchain można porównać do wielkiej księgi rachunkowej, ale w wersji cyfrowej. Technologia ta opiera się na „łańcuchu bloków”, które zawierają dane dotyczące transakcji przeprowadzanych w Internecie. Blockchain zapewnia niezmienny zapis wszystkich transakcji, bez konieczności korzystania z pośredników, takich jak banki centralne. Jest to pierwsza prawdziwie cyfrowa koncepcja gospodarki, łącząca ekonomię i technologie cyfrowe w sposób, który wcześniej nie był możliwy.

Blockchain nie tylko wprowadza nowe sposoby dostarczania usług finansowych, ale także redefiniuje różne dziedziny — od rządów, przez praktykę prawną i księgowość, aż po łańcuchy dostaw i dystrybucję energii. Technologia ta została pierwotnie stworzona jako część cyfrowej waluty Bitcoin, jednak Blockchain i Bitcoin to nie to samo. Blockchain może obsługiwać szeroki zakres zastosowań i jest już używany do równorzędnych usług płatniczych, śledzenia łańcucha dostaw oraz wielu innych zastosowań.

• Cyfrowy zapis: Serce Blockchain stanowi zapis transakcji, podobnie jak w tradycyjnej księdze. Transakcje te mogą obejmować przepływ pieniędzy, towarów lub bezpiecznych danych — na przykład zakup w supermarkecie lub przydzielenie numeru identyfikacyjnego przez instytucję rządową.
• Bezpieczeństwo: Blockchain został zaprojektowany tak, aby przechowywać informacje w sposób, który praktycznie uniemożliwia dodawanie, usuwanie lub modyfikację danych bez wykrycia przez innych użytkowników.
• Decentralizacja: Obecnie transakcje są weryfikowane przez centralne władze, takie jak rządy czy centrale rozliczeniowe kart kredytowych. Aplikacje Blockchain mogą zastąpić te scentralizowane systemy zdecentralizowanymi, w których weryfikacja odbywa się dzięki konsensusowi wielu użytkowników.

Rozdział II — Jak działa Technologia Blockchain?

Blockchain wymaga dwóch kluczowych elementów: zbierania i porządkowania danych w bloki, a następnie bezpiecznego łączenia ich przy użyciu kryptografii.

Nagrywanie transakcji

Zacznijmy od prostej transakcji: Szymon sprzedaje swój samochód Andrzejowi. Informacje o tej transakcji są rejestrowane i udostępniane innym komputerom w sieci blockchain, co zapewnia przejrzystość i niezaprzeczalność zapisu.

Budowanie transakcji w bloki

W sieci, rekord transakcji łączy się z innymi transakcjami, tworząc blok — podobnie jak w tradycyjnej bazie danych. Każda transakcja otrzymuje znacznik czasu (timestamp). Po zakończeniu tworzenia bloku, sam blok również otrzymuje własny znacznik czasu, co zapewnia sekwencyjność i pomaga uniknąć duplikatów wpisów.

Łączenie bloków w łańcuch

• W sieci: Ukończony blok jest przesyłany do sieci, gdzie zostaje dołączony do istniejącego łańcucha bloków.
• Formowanie linii: Inni uczestnicy sieci mogą jednocześnie przesyłać swoje bloki. Znaczniki czasu gwarantują, że dane są dodawane w odpowiedniej kolejności, a wszyscy uczestnicy mają zawsze najnowszą wersję łańcucha.

Zabezpieczenie łańcucha

Klucz do bezpieczeństwa blockchainu stanowi tzw. hash. To funkcja matematyczna, która sprawia, że powiązania między blokami są praktycznie niezniszczalne. Funkcja skrótu przetwarza informacje z każdego bloku, tworząc unikatowy ciąg znaków, zwany hashem.

Zamykanie bloku

Znacznik z jednego bloku jest dodawany do danych w kolejnym bloku. Gdy ten nowy blok przejdzie przez funkcję skrótu, jego hash zawiera ślad poprzedniego bloku. Dzięki temu każdy blok jest połączony z poprzednim, tworząc nieprzerwany łańcuch.

Reagowanie na zmiany: Podniesienie alarmu

Jeśli ktoś spróbuje zmienić dane w już utworzonym bloku, hash zakodowany w kolejnym bloku nie będzie pasował do zmienionego bloku. To niedopasowanie będzie widoczne w całym łańcuchu, sygnalizując, że dokonano manipulacji.

Ustanowienie Zaufania

Ponieważ każdy uczestnik sieci posiada kopię całego blockchainu, wszelkie próby manipulacji są łatwo wykrywalne. Dzięki temu, że dane są rozproszone i zweryfikowane przez konsensus, wszystkie strony mogą ufać, że ich zapisy są wiarygodne.

Drzewa Merkle

Każdy blok w blockchainie Bitcoina zawiera podsumowanie wszystkich transakcji, używając struktury danych znanej jako drzewo Merkle.

Drzewo Merkle, znane również jako binarne drzewo skrótów, to struktura danych używana do efektywnego podsumowywania i weryfikowania integralności dużych zbiorów danych. Drzewa te zawierają kryptograficzne skróty (hash’e), co zapewnia skuteczny proces weryfikacji.

W informatyce termin „drzewo” opisuje rozgałęziającą się strukturę danych, ale w drzewach Merkle, „korzeń” znajduje się na górze, a „liście” na dole. W blockchainie Bitcoina drzewo Merkle podsumowuje wszystkie transakcje w bloku, tworząc cyfrowy odcisk palca całego zestawu transakcji. To pozwala szybko i skutecznie zweryfikować, czy konkretna transakcja jest zawarta w bloku.

Drzewo Merkle powstaje poprzez rekurencyjne hashowanie par węzłów, aż zostanie tylko jeden hash, zwany korzeniem Merkle. W blockchainie Bitcoina używany jest algorytm SHA-256, stosowany dwukrotnie, znany jako double-SHA-256.

Rozdział III — Technologia Blockchain w zastosowaniu

Technologia blockchain jest stosunkowo nowa, ale jej potencjał jest ogromny. Może hipotetycznie przekształcić wiele codziennych procesów. Dzięki swojej strukturze blockchain buduje zaufanie i umożliwia prostą, bezpapierową metodę zarządzania własnością pieniężną, informacjami oraz różnymi przedmiotami, takimi jak bilety na wydarzenia sportowe czy muzyczne.

Płatności oraz pożyczki P2P (Peer-to-Peer)

Blockchain umożliwia globalną sieć przekazów pieniężnych oraz pożyczek, eliminując potrzebę korzystania z pośredników.

Wymiana walut i transakcje bankowe

Technologia ta umożliwia szybkie i niezawodne przetwarzanie transakcji, redukując koszty oraz czas realizacji operacji finansowych.

Zdecentralizowane rynki

Blockchain umożliwia transakcje bezpośrednie, bez udziału pośredników. Użytkownicy mogą sprzedawać, współdzielić oraz wynajmować własność w sposób bezpieczny i przejrzysty.

Usługi rządowe

Blockchain może służyć do zarządzania podatkami, hipotekami, aktami własności, a także rejestrami, takimi jak PESEL czy NIP. Technologia ta oferuje bezpieczeństwo oraz przejrzystość w zarządzaniu danymi obywateli.

Tożsamość i jej weryfikacja

Rozproszone systemy identyfikacji pozwalają na cyfrową weryfikację tożsamości, autoryzację oraz zarządzanie reputacją. Blockchain umożliwia bezpieczne przechowywanie danych osobowych i cyfrowych podpisów.

Digitalizacja dokumentów

Technologia pozwala na przechowywanie dokumentów w formie inteligentnych kontraktów, co gwarantuje niezaprzeczalność i bezpieczeństwo. Przykład: składowanie paragonów w blockchain w celach gwarancyjnych.

Systemy głosowania

Blockchain zapewnia niezawodne i rozproszone systemy głosowania, które automatycznie zliczają głosy z pełną historią. Dzięki temu możliwa jest pełna przejrzystość procesu wyborczego.

Transport

Technologia blockchain wspiera usługi transportowe — od prywatnych przejazdów po współdzielenie i wynajem. Dzięki transparentności blockchain można ominąć pośredników oraz regulacje, tworząc bardziej efektywny system.

Dowód autorstwa i własności

Blockchain eliminuje potrzebę tradycyjnych dokumentów i przenosi dowody własności do cyfrowego świata. Dzięki temu można skutecznie zabezpieczyć prawa do różnych dóbr.

Identyfikacja i śledzenie dóbr luksusowych

Technologia umożliwia śledzenie dzieł sztuki, diamentów, zegarków oraz innych dóbr kolekcjonerskich, zapewniając autentyczność i eliminując ryzyko fałszerstw.

Inteligentne kontrakty (Smart Contracts)

To automatyczne umowy, które realizują się samoczynnie bez potrzeby ingerencji stron trzecich. Każdy uczestnik sieci może ufać tym kontraktom, co zoptymalizuje procesy takie jak łańcuchy dostaw.

Internet rzeczy (Internet of Things)

Blockchain umożliwia śledzenie stanu urządzeń, wymianę zdarzeń oraz zarządzanie nimi w sposób przejrzysty i bezpieczny.

Dystrybucja i produkcja energii

Technologia blockchain wspiera rozliczanie energii — od liczników po producentów energii. Możliwe jest również wydawanie certyfikatów oraz analiza zużycia.

Hazard, systemy gier oraz przewidywanie zdarzeń

Blockchain znajduje zastosowanie w systemach hazardowych i gier komputerowych, umożliwiając przekazy wygranych, zarządzanie osiągnięciami oraz wirtualne waluty. Jest także wykorzystywany w systemach przewidywania wydarzeń.

Każdy z tych obszarów pokazuje, jak wszechstronne mogą być zastosowania technologii blockchain. Wiele z tych przykładów już funkcjonuje, a inne dopiero czekają na realizację. Jednak jedno jest pewne: blockchain ma potencjał, aby zmienić wiele branż na lepsze.

Technologia Blockchain w praktyce: zakup biletu na mecz piłkarski

Czy możesz zaufać swojemu sprzedawcy?
Trudno jest odróżnić prawdziwe bilety od fałszywek, szczególnie gdy kupujesz je od pośredników lub prywatnych osób. Blockchain może pomóc w szybkim ustaleniu autentyczności biletu i zaufaniu do sprzedawcy.

Idąc prosto do źródła
Technologia blockchain umożliwia rejestrowanie wydarzeń, dat oraz numerów seryjnych biletów bezpośrednio w bloku, który jest dostępny online. Gdy bilet zostaje sprzedany po raz pierwszy, jest mu przypisany unikalny adres, który widnieje publicznie w blockchainie. Właściciel biletu otrzymuje klucz prywatny, który służy jako hasło dostępu do tego adresu.

Dzięki kluczowi prywatnemu posiadacz może potwierdzić autentyczność biletu, bez konieczności jego weryfikacji w miejscu wydarzenia. Jeśli bilet zostanie odsprzedany, nowy właściciel otrzymuje nowy klucz prywatny, a transakcja zostaje dodana do blockchaina. Dzięki temu, przy każdej odsprzedaży, nowy właściciel ma pewność, że bilet jest prawdziwy, ponieważ historia transakcji jest jawna i niezmienna.

Bardziej wydajne rynki = usunięcie „wąskich gardeł”

Na rynkach finansowych transakcje mogą być przetwarzane w ułamku sekundy, ale rzeczywista wymiana aktywów i płatności może trwać dni, obejmując wiele instytucji finansowych. To często prowadzi do błędów, opóźnień, dodatkowych kosztów i niepotrzebnego ryzyka.

Smart Contract (Inteligentna umowa)
Inteligentna umowa to fragment kodu komputerowego, który automatyzuje realizację transakcji. Może łączyć się z wieloma blockchainami, śledzić różne zasoby i wykonywać zaplanowane operacje bez konieczności udziału pośredników.

Przykład:
Broker kupuje akcje w imieniu klienta. Zlecenie sprawdza dostępność zasobów i płatności, a następnie automatycznie dokonuje transferu między sprzedającym a kupującym, eliminując błędy i opóźnienia.

Identyfikator cyfrowy — kto tam idzie?

Blockchain może śledzić więcej niż tylko transakcje finansowe; może także przechowywać i chronić poufne informacje. Dokumenty, które są tradycyjnie wydawane i monitorowane przez rządy, mogą być bardziej bezpieczne, gdy są zarządzane przez blockchain.

Cyfrowa identyfikacja na blockchainie
Międzynarodowy blockchain identyfikacyjny może pozwolić ludziom na udowodnienie swojej tożsamości, łączenie się z rodziną, a nawet na otrzymywanie pieniędzy bez posiadania konta bankowego.

Przykład:
Odcisk palca osoby jest poddawany digitalizacji, a powiązane informacje są dodawane do bloku w łańcuchu. Kiedy jednostka musi ustalić swoją tożsamość, może to zrobić poprzez skan odcisku palca. Te dane służą do weryfikacji identyfikatora, zapewniając bezpieczeństwo i łatwość dostępu do swoich danych.

Rozdział IV — Pierwsze „kroki” za nami

Poza pierwszymi krokami
Potencjał technologii blockchain jest obiecujący, ale nadal znajduje się ona na wczesnym etapie rozwoju. Przed szeroką adaptacją stoi szereg wyzwań, które muszą zostać pokonane, zanim stanie się standardem w biznesie i innych dziedzinach życia.

Czy firmy są gotowe na blockchain?
Dla wielu przedsiębiorstw wdrożenie blockchaina oznacza radykalne odejście od tradycyjnych, manualnych procesów. Każda nowa technologia niesie ze sobą zarówno nowe możliwości, jak i ryzyka, a także koszty implementacji i integracji. Firmy mogą być niechętne, aby zrobić ten krok, obawiając się wyzwań związanych z adaptacją.

Wczesne adopcje i pilotażowe projekty
Pomimo pewnych barier, duże korporacje takie jak IBM, Maersk, Tennet czy Walmart rozpoczęły już pilotażowe projekty oparte na blockchainie. Globalne firmy coraz częściej dostrzegają korzyści płynące z tej technologii — obecnie na całym świecie działa blisko 400 realnych projektów biznesowych wykorzystujących blockchain. Wczesne adopcje zaczynają przynosić widoczne rezultaty, co skłania inne korporacje do rozwijania własnych projektów w tej dziedzinie.

Przyszłość blockchaina: szerokie rozpowszechnienie
Wiele firm planuje kolejne kroki, które obejmują szersze wykorzystanie technologii blockchain. Pomimo pozytywnych sygnałów, ta oś czasu rozwoju blockchaina nie stanowi jednak jednoznacznego przewidywania ani poparcia — jest raczej ilustracją obecnych trendów.

Czy technologia blockchain jest gotowa do masowego wdrożenia?

Skalowalność i wydajność
Jednym z głównych wyzwań, przed jakimi stoi blockchain, jest jego skalowalność. Technologia ta musi być w stanie obsługiwać dużą ilość transakcji, jakie są wymagane w komercyjnych zastosowaniach. Obecnie najbardziej znany blockchain, wykorzystywany do Bitcoina, przetwarza zaledwie 5-8 transakcji na sekundę (tps), a Ethereum około 20 tps. Tymczasem sieci kart kredytowych przetwarzają prawie 10 000 razy więcej.

Istnieją jednak nowe projekty blockchain, które mają na celu zwiększenie wydajności, takie jak NEXUS (100,000 tps) czy NANO (10,000 tps). To pokazuje, że technologia zmierza w kierunku rozwiązań konkurencyjnych w stosunku do tradycyjnych systemów płatności.

Ustawianie granic i regulacje
Przejrzystość, jaką oferuje blockchain, jest atrakcyjna dla organów regulacyjnych, ponieważ umożliwia łatwiejsze śledzenie transakcji. Niemniej jednak, blockchain to wciąż nowa technologia bez jednolitych standardów implementacji. Prawodawcy potrzebują czasu, aby rozwiązać kwestie związane z odpowiedzialnością i regulacjami prawnymi, co może wpłynąć na tempo adaptacji tej technologii.

Nowe technologie, nowe zagrożenia
Blockchain jest chroniony zaawansowaną kryptografią, co sprawia, że jest bardzo bezpieczny. Jednak żadna technologia nie jest w 100% odporna na ataki. Im większe zaangażowanie finansowe, tym większa pokusa dla hakerów, aby próbować przełamać zabezpieczenia. Takie obawy dotyczące bezpieczeństwa mogłyby spowolnić adaptację blockchaina, zwłaszcza w sektorach, które wymagają absolutnej niezawodności.

Konkluzja Rozdziału IV

Blockchain przebył już swoje „pierwsze kroki,” pokazując swój potencjał i możliwe zastosowania. Jednakże, aby technologia ta mogła stać się powszechna, musi jeszcze przejść szereg wyzwań związanych ze skalowalnością, regulacjami i bezpieczeństwem. Wiele firm i instytucji już eksperymentuje z blockchainem, a wczesne wyniki są obiecujące. To wskazuje, że technologia ta będzie się dalej rozwijać, choć droga do pełnej adaptacji jeszcze przed nami.

Rozdział V — Podsumowanie i wnioski

Blockchain jako rewolucyjna technologia
Technologia blockchain może przynieść ogromne zmiany, ponieważ umożliwia współpracę przedsiębiorstw, rządów, organizacji i osób prywatnych na niespotykaną dotąd skalę. Dzięki niej możliwe jest zapewnienie prostego, bezpiecznego sposobu na budowanie zaufania do praktycznie każdego rodzaju transakcji, co pozwala na uproszczenie przepływu pieniędzy, produktów czy poufnych informacji na całym świecie.

Większe zaufanie i przejrzystość dzięki decentralizacji
Dzięki decentralizacji, kryptografii i tworzeniu nowych bodźców, blockchain oferuje większe zaufanie i przejrzystość. Choć początkowo kojarzona głównie jako technologia stojąca za Bitcoinem, dziś staje się fundamentem w wielu różnych dziedzinach. Sektor finansowy bada blockchain jako sposób na zastąpienie kosztownych i nieefektywnych systemów płatności, ale potencjał tej technologii wykracza poza to.

Blockchain w łańcuchach dostaw, IoT i AI
Blockchain może zrewolucjonizować łańcuchy dostaw, szczególnie w połączeniu z Internetem rzeczy (IoT) oraz sztuczną inteligencją (AI). Ułatwia to tworzenie praktycznych, codziennych zastosowań inteligentnych kontraktów i tożsamości cyfrowych, które mogą stać się standardem w wielu branżach. Niemniej jednak, wciąż pozostaje wiele pytań dotyczących najlepszego sposobu wykorzystania tej technologii, jej wpływu na środowisko oraz sposobów zarządzania nią.

Nowa technologia zaufania

Transformacja już się rozpoczęła
Organizacje — zarówno te, którym blockchain może pomóc, jak i pośrednicy, którym grozi dezintermediacja — będą musiały dostosować się do zmian, gdy technologia ta będzie dojrzewać. Blockchain to transformacja, która już się rozpoczęła, a świat, który znamy, zaczyna wchodzić w zupełnie nową erę technologiczną.

Połączenie Blockchain, IoT i AI — mieszanka „wybuchowa”
Jeśli połączymy blockchain z IoT i AI, stworzymy „wybuchową” kombinację, która ma potencjał całkowicie zmienić znany nam świat. Obecnie istnieje blisko 400 realnych projektów biznesowych opartych na blockchainie na całym świecie, a to dopiero początek! Trudno sobie wyobrazić, co przyniesie przyszłość za 5 czy 10 lat, ale jedno jest pewne — blockchain w biznesie ma coraz większe zastosowanie.

Przyszłość i przygotowania na zmiany

Machina, która ruszyła i nie ma zamiaru się zatrzymać
Technologia blockchain rozpoczęła swoją podróż i nic nie wskazuje na to, by miała się zatrzymać. Czekają nas ogromne, nieuniknione zmiany, na które powinniśmy się przygotować. Dla przedsiębiorstw i organizacji oznacza to konieczność dostosowania się do nowych realiów i wykorzystania pełnego potencjału tej technologii. Blockchain to nowa technologia zaufania, która kształtuje przyszłość i wyznacza nowe standardy bezpieczeństwa, przejrzystości i efektywności w biznesie i nie tylko.

Źródła użyte do przygotowania powyższego opracowania:

• Investopedia Link pierwszy, link drugi
• Uczelnia Łazarskiego
• Medium – @wen_xs
• Blockgeeks
• Goldmansachs
• Wordl Economic Forum
• Wikipedia Link pierwszy, Link drugi

Postaw mi kawę i wesprzyj moją pracę!

Podobają Ci się moje artykuły o kryptowalutach, cyberbezpieczeństwie, technologii Open Source i AI? Teraz możesz postawić mi wirtualną kawę na buycoffee.to/szymonwsieci! Każda filiżanka kawy pomaga mi dalej tworzyć wartościowe treści i dzielić się wiedzą z Wami za darmo. Razem budujmy bezpieczniejszą i bardziej otwartą cyfrową przyszłość.

Dzięki za Twoje wsparcie – każda kawa ma ogromne znaczenie!