Hvis du har set nyhederne for nylig, har du muligvis hørt om noget, der kaldes blockchain. Det er et koncept, der gør data ultra-sikre til specifikke anvendelser. Du har sikkert hørt det i forbindelse med Bitcoin , men det har applikationer langt ud over alles foretrukne kryptokurver. Her er en hurtig forklaring på, hvordan det fungerer.
Det hele begynder med kryptering
RELATEREDE: Hvad er Bitcoin, og hvordan fungerer det?
For at forstå blockchains skal du forstå kryptografi. Idéen med kryptografi er langt ældre end computere: det betyder blot at omarrangere information på en sådan måde, at du har brug for en bestemt nøgle for at forstå det. Det enkle decoder ring toy du fandt i din æske med Kix-korn er en form for den mest basale kryptografi - opret en nøgle (også kendt som en chiffer), der erstatter et bogstav med et tal, kør din besked gennem nøglen, og giv derefter nøglen til en anden . Enhver, der finder meddelelsen uden nøglen, kan ikke læse den, medmindre den er "revnet". Militæret brugte mere kompleks kryptografi længe før computere (den Enigma-maskine kodede og afkodede meddelelser under anden verdenskrig, for eksempel).
Moderne kryptering er dog helt digital . Dagens computere bruger krypteringsmetoder, der er så komplekse og så sikre, at det ville være umuligt at bryde dem ved simpel matematik udført af mennesker. Computerkrypteringsteknologi er dog ikke perfekt; det kan stadig "knækkes", hvis smart nok mennesker angriber algoritmen, og data stadig er sårbare, hvis nogen bortset fra ejeren finder nøglen. Men selv kryptering på forbrugerniveau, som AES 128-bit-kryptering, der nu er standard på iPhone og Android, er nok til at holde låste data væk fra FBI.
Blockchain er en samarbejdsvillig, sikker databog
Kryptering bruges normalt til at låse filer, så de kun er tilgængelige for bestemte personer. Men hvad hvis du har oplysninger, der skal ses af alle - som f.eks. Regnskabsoplysningerne for et regeringsorgan, der skal være offentligt ved lov - og stadig skal være sikre? Der har du et problem: jo flere mennesker, der kan se og redigere oplysninger, jo mindre sikker er de.
Blockchains blev udviklet til at imødekomme sikkerhedsbehovene i disse specifikke situationer. I en blockchain registreres og bekræftes ændringen, hver gang informationen åbnes og opdateres, og derefter forsegles ved kryptering, og den kan ikke redigeres igen. Sættet med ændringer gemmes derefter og føjes til den samlede post. Næste gang nogen foretager ændringer, starter det forfra og bevarer informationen i en ny "blok", der er krypteret og knyttet til den forrige blok (deraf "block chain"). Denne gentagne proces forbinder den allerførste version af informationssættet med den nyeste, så alle kan se alle de ændringer, der nogensinde er foretaget, men kan kun bidrage og redigere den nyeste version.
Denne idé er slags modstandsdygtig over for metaforer, men forestil dig, at du er i en gruppe på ti personer, der samler et LEGO-sæt. Du kan kun tilføje et stykke ad gangen og kan aldrig fjerne stykker overhovedet. Hvert medlem af gruppen skal være enige specifikt om, hvor det næste stykke går hen. På denne måde kan du se alle brikkerne til enhver tid - lige tilbage til det allerførste stykke i projektet - men du kan kun ændre det nyeste stykke.
For noget lidt mere relevant, forestil dig et samarbejdsdokument, som et regneark på Google Docs eller Office 365. Alle, der har adgang til dokumentet, kan redigere det, og hver gang de gør det, gemmes ændringen og registreres som et nyt regneark, derefter låst i dokumenthistorikken. Så du kan gå tilbage trin for trin gennem de foretagne ændringer, men du kan kun tilføje oplysninger til den nyeste version og ikke ændre de tidligere versioner af regnearket, der allerede er låst.
Som du sikkert har hørt, anvendes denne idé om en sikker, konstant opdateret "hovedbog" for det meste på økonomiske data, hvor det giver mest mening. Distribuerede digitale valutaer som Bitcoin er den mest almindelige brug af blockchains - faktisk blev den allerførste lavet til Bitcoin, og ideen spredte sig derfra.
Den tekniske ting: Trin for trin, Blok efter blok
Hvordan spiller alt dette faktisk ud på en computer? Det er en kombination af kryptografi og peer-to-peer-netværk.
RELATEREDE: Hvordan fungerer BitTorrent?
Du er muligvis bekendt med peer-to-peer-fildeling: tjenester som BitTorrent der giver brugerne mulighed for at uploade og downloade digitale filer fra flere placeringer mere effektivt end fra en enkelt forbindelse. Forestil dig "filerne" som kernedataene i en blockchain, og downloadprocessen som kryptografi, der holder den opdateret og sikker.
Eller for at vende tilbage til vores Google Docs-eksempel ovenfor: Forestil dig, at det samarbejdsdokument, du arbejder med, ikke er gemt på en server. I stedet er det på hver enkelt persons computer, som konstant kontrollerer og opdaterer hinanden for at sikre, at ingen har ændret de tidligere poster. Dette gør det "decentraliseret".
Det er kerneideen bag blockchain: det er kryptografiske data, der kontinuerligt tilgås og sikres på samme tid uden nogen centraliseret server eller lagring med en registrering af ændringer, der inkorporerer sig selv i hver nye version af dataene.
Så vi har tre elementer at overveje i dette forhold. Den ene, netværket af peer-to-peer-brugere, der alle gemmer kopier af blockchain-posten. To, de data, som disse brugere tilføjer til den seneste "blok" af oplysninger, så de kan opdateres og føjes til den samlede post. Tre, de kryptologiske sekvenser, som brugerne genererer for at blive enige om den seneste blok, der låser den på plads i den sekvens af data, der danner posten.
Det er den sidste bit, der er den hemmelige sauce i blockchain-sandwichen. Ved hjælp af digital kryptografi bidrager hver bruger deres computers magt for at hjælpe med at løse nogle af de superkomplekse matematiske problemer, der holder rekorden sikker. Disse ekstremt komplekse løsninger - kendt som en “hash” - løser centrale dele af dataene i posten, som hvilken konto der blev tilføjet eller fratrukket penge i en regnskabsbog, og hvor disse penge gik til eller kom fra. Jo mere tætte data, jo mere kompleks er kryptografien, og jo mere processorkraft er der behov for at løse dem. (Det er her ideen om "minedrift" i Bitcoin forresten kommer til at spille.)
Så for at opsummere kan vi tænke på, at en blockchain er et stykke data, der er:
- Konstant opdateret. Blockchain-brugere kan til enhver tid få adgang til dataene og tilføje oplysninger til den nyeste blok.
- Distribueret. Kopier af blockchain-data gemmes og sikres af hver bruger, og alle skal være enige om nye tilføjelser.
- Bekræftet. Både ændringer til nye blokke og kopier af gamle blokke skal aftales af alle brugere gennem kryptografisk verifikation.
- Sikker . At manipulere med de gamle data og ændre metoden til sikring af nye data forhindres af både den kryptografiske metode og den ikke-centraliserede lagring af selve dataene.
Og tro det eller ej, det bliver endnu mere kompliceret end dette ... men det er den grundlæggende idé.
Blockchain i aktion: Vis mig de (digitale) penge!
Så lad os overveje et eksempel på, hvordan dette gælder for en kryptokurrency som Bitcoin. Sig, at du har en Bitcoin, og at du vil bruge den på en ny bil. (Eller en cykel eller et hus eller en lille til mellemstor ø-nation - uanset hvor meget en Bitcoin er værd i denne uge. ) Du opretter forbindelse til den decentrale Bitcoin blockchain med din software, og du sender din anmodning om at overføre din Bitcoin til bilens sælger. Din transaktion overføres derefter til systemet.
Hver person på systemet kan se det, men din identitet og sælgers identitet er kun midlertidige signaturer, små elementer i de enorme matematiske problemer, der danner hjertet i digital kryptografi. Disse værdier er tilsluttet blockchain-ligningen, og selve problemet “løses” af medlemmerne på peer-to-peer-netværket, der genererer kryptografihash.
Når transaktionen er bekræftet, flyttes en Bitcoin fra dig til sælgeren og registreres på den seneste blok i kæden. Blokken er færdig, forseglet og beskyttet med kryptografi. Den næste serie af transaktioner begynder, og blockchain bliver længere og indeholder en komplet oversigt over alle transaktioner, hver gang den opdateres.
Når du nu tænker på en blockchain som "sikker", er det vigtigt at forstå sammenhængen. Individuelle transaktioner er sikre, og den samlede rekord er sikker, så længe de metoder, der bruges til at sikre kryptografien, forbliver "ukontrollerede". (Og husk, det er disse ting virkelig svært at bryde - selv FBI kan ikke gøre det kun ved hjælp af databehandlingsressourcer alene .) Men det svageste led i blockchain er, ja, du - brugeren.
Hvis du tillader en anden at bruge din personlige nøgle til at få adgang til kæden, eller hvis de finder den ved blot at hacke ind på din computer, kan de tilføje tilføjelser til blockchain med dine oplysninger, og der er ingen måde at stoppe dem på. Sådan bliver "stjålet" Bitcoin stærkt omtalte angreb på større markeder : det er de virksomheder, der opererede markederne, ikke selve Bitcoin-blockchain, der var kompromitteret. Og fordi de stjålne Bitcoins overføres til anonyme brugere gennem en proces, der er verificeret af blockchain og registreret for evigt, er der ingen måde at finde angriberen eller hente Bitcoin.
Hvad andet kan blokkæder gøre?
Blockchain-teknologi startede med Bitcoin, men det er så vigtig, at det ikke blev der længe. Et system, der konstant opdateres, tilgængeligt for alle, verificeret af et ikke-centraliseret netværk og utroligt sikkert, har mange forskellige applikationer. Finansielle institutioner som JP Morgan Chase og den australske børs udvikler blockchain-systemer til at sikre og distribuere finansielle data (til konventionelle penge, ikke kryptokurrency som Bitcoin). Bill & Melinda Gates-stiftelsen håber at bruge blockchain-systemer til at levere gratis, distribuerede banktjenester til milliarder af mennesker, der ikke har råd til en almindelig bankkonto.
Open source-værktøjer som Hyperledger forsøger at stille blockchain-teknikker til rådighed for en bredere vifte af mennesker, i nogle tilfælde uden at have brug for de enorme mængder processorkraft, der kræves for at sikre andre designs. Samarbejdsarbejdssystemer kan verificeres og registreres med blockchain-teknikker. Næsten alt, hvad der konstant skal registreres, åbnes og opdateres, kan bruges på samme måde.
Billedkredit: posteriori / Shutterstock , Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock , Zack Copley
