Εάν παρακολουθείτε τις ειδήσεις τελευταία, μπορεί να έχετε ακούσει για κάτι που ονομάζεται blockchain. Είναι μια ιδέα που καθιστά τα δεδομένα εξαιρετικά ασφαλή για συγκεκριμένες χρήσεις. Ίσως το έχετε ακούσει σε σύνδεση με το Bitcoin , αλλά έχει εφαρμογές πολύ πέρα από τα αγαπημένα κρυπτονομίσματα όλων. Ακολουθεί μια γρήγορη εξήγηση για το πώς λειτουργεί.
Όλα ξεκινούν με κρυπτογράφηση
ΣΧΕΤΙΖΟΜΑΙ ΜΕ: Τι είναι το Bitcoin και πώς λειτουργεί;
Για να κατανοήσετε τα blockchain, πρέπει να κατανοήσετε την κρυπτογραφία. Η ιδέα της κρυπτογραφίας είναι πολύ παλαιότερη από τους υπολογιστές: σημαίνει απλώς την αναδιάταξη των πληροφοριών με τέτοιο τρόπο ώστε να χρειάζεστε ένα συγκεκριμένο κλειδί για να τις κατανοήσετε. Το απλό παιχνίδι δακτυλίου αποκωδικοποιητή βρήκατε στο κουτί σας το Kix δημητριακό είναι μια μορφή της πιο βασικής κρυπτογραφίας - δημιουργήστε ένα κλειδί (επίσης γνωστό ως κρυπτογράφος) που αντικαθιστά ένα γράμμα με έναν αριθμό, εκτελέστε το μήνυμά σας μέσω του κλειδιού και, στη συνέχεια, δώστε το κλειδί σε κάποιον άλλο . Όποιος εντοπίσει το μήνυμα χωρίς το κλειδί δεν μπορεί να το διαβάσει, εκτός αν είναι "σπασμένο" Ο στρατός χρησιμοποίησε πιο περίπλοκη κρυπτογραφία πολύ πριν από τους υπολογιστές (το Μηχανή Enigma για παράδειγμα κωδικοποιημένα και αποκωδικοποιημένα μηνύματα κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου).
Η σύγχρονη κρυπτογράφηση, ωστόσο, είναι εντελώς ψηφιακή . Οι σημερινοί υπολογιστές χρησιμοποιούν μεθόδους κρυπτογράφησης που είναι τόσο περίπλοκες και τόσο ασφαλείς που θα ήταν αδύνατο να τις σπάσουμε με απλά μαθηματικά που κάνουν οι άνθρωποι. Η τεχνολογία κρυπτογράφησης υπολογιστή δεν είναι τέλεια, ωστόσο. Μπορεί ακόμα να «σπάσει» εάν αρκετά έξυπνοι άνθρωποι επιτεθούν στον αλγόριθμο και τα δεδομένα εξακολουθούν να είναι ευάλωτα εάν κάποιος εκτός από τον ιδιοκτήτη βρει το κλειδί. Αλλά ακόμα και η κρυπτογράφηση σε επίπεδο καταναλωτή, όπως η κρυπτογράφηση AES 128-bit που είναι πλέον στάνταρ στο iPhone και το Android, αρκεί για να διατηρεί τα κλειδωμένα δεδομένα μακριά από το FBI.
Το Blockchain είναι ένα συλλογικό, ασφαλές καθολικό δεδομένων
Η κρυπτογράφηση χρησιμοποιείται συνήθως για το κλείδωμα αρχείων, ώστε να έχουν πρόσβαση μόνο σε συγκεκριμένα άτομα. Αλλά τι γίνεται αν έχετε πληροφορίες που πρέπει να τις βλέπουν όλοι - όπως, για παράδειγμα, τις λογιστικές πληροφορίες για μια κρατική υπηρεσία που πρέπει να είναι δημόσια από το νόμο - και πρέπει να είναι ασφαλείς; Εκεί, έχετε ένα πρόβλημα: όσο περισσότερα άτομα μπορούν να δουν και να επεξεργαστούν πληροφορίες, τόσο λιγότερο ασφαλής είναι.
Τα blockchains αναπτύχθηκαν για να καλύψουν τις ανάγκες ασφαλείας αυτών των συγκεκριμένων καταστάσεων. Σε ένα blockchain, κάθε φορά που γίνεται πρόσβαση στις πληροφορίες και ενημερώνονται, η αλλαγή καταγράφεται και επαληθεύεται, στη συνέχεια σφραγίζεται με κρυπτογράφηση, δεν είναι δυνατή η επεξεργασία ξανά. Στη συνέχεια, το σύνολο των αλλαγών αποθηκεύεται και προστίθεται στη συνολική εγγραφή. Την επόμενη φορά που κάποιος κάνει αλλαγές, ξεκινά ξανά από την αρχή, διατηρώντας τις πληροφορίες σε ένα νέο "μπλοκ" που είναι κρυπτογραφημένο και προσαρτημένο στο προηγούμενο μπλοκ (εξ ου και "αλυσίδα μπλοκ"). Αυτή η επαναλαμβανόμενη διαδικασία συνδέει την πρώτη έκδοση του συνόλου πληροφοριών με την τελευταία, έτσι ώστε όλοι να μπορούν να δουν όλες τις αλλαγές που έχουν γίνει ποτέ, αλλά μπορούν να συνεισφέρουν και να επεξεργαστούν μόνο την τελευταία έκδοση.
Αυτή η ιδέα είναι ανθεκτική στις μεταφορές, αλλά φανταστείτε ότι βρίσκεστε σε μια ομάδα δέκα ατόμων που συγκεντρώνουν ένα σετ LEGO. Μπορείτε να προσθέσετε μόνο ένα κομμάτι τη φορά και δεν μπορείτε ποτέ να αφαιρέσετε καθόλου κομμάτια. Κάθε μέλος της ομάδας πρέπει να συμφωνήσει συγκεκριμένα για το πού πηγαίνει το επόμενο κομμάτι. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να δείτε όλα τα κομμάτια ανά πάσα στιγμή - πίσω στο πρώτο κομμάτι του έργου - αλλά μπορείτε να τροποποιήσετε μόνο το πιο πρόσφατο κομμάτι.
Για κάτι λίγο πιο σχετικό, φανταστείτε ένα συνεργατικό έγγραφο, όπως ένα υπολογιστικό φύλλο στα Έγγραφα Google ή το Office 365. Όλοι όσοι έχουν πρόσβαση στο έγγραφο μπορούν να το επεξεργαστούν και κάθε φορά που το κάνουν, η αλλαγή αποθηκεύεται και εγγράφεται ως νέο υπολογιστικό φύλλο, στη συνέχεια κλειδώθηκε στο ιστορικό εγγράφων. Έτσι, μπορείτε να επιστρέψετε, βήμα προς βήμα, μέσω των αλλαγών που πραγματοποιήθηκαν, αλλά μπορείτε να προσθέσετε πληροφορίες μόνο στην πιο πρόσφατη έκδοση και όχι να τροποποιήσετε τις προηγούμενες εκδόσεις του υπολογιστικού φύλλου που έχουν ήδη κλειδωθεί.
Όπως ίσως έχετε ακούσει, αυτή η ιδέα ενός ασφαλούς, συνεχώς ενημερωμένου "καθολικού" εφαρμόζεται κυρίως σε οικονομικά δεδομένα, όπου είναι πιο λογικό. Τα κατανεμημένα ψηφιακά νομίσματα όπως το Bitcoin είναι η πιο κοινή χρήση των blockchain - στην πραγματικότητα, το πρώτο δημιουργήθηκε για το Bitcoin και η ιδέα εξαπλώθηκε από εκεί.
The Technical Stuff: Βήμα προς βήμα, Block by Block
Πώς όλα αυτά πραγματικά παίζονται σε υπολογιστή; Είναι ένας συνδυασμός κρυπτογραφίας και ομότιμης δικτύωσης.
ΣΧΕΤΙΖΟΜΑΙ ΜΕ: Πώς λειτουργεί το BitTorrent;
Μπορεί να είστε εξοικειωμένοι με την κοινή χρήση αρχείων peer-to-peer: υπηρεσίες όπως το BitTorrent που επιτρέπουν στους χρήστες να ανεβάζουν και να μεταφορτώνουν ψηφιακά αρχεία από πολλές τοποθεσίες πιο αποτελεσματικά από ό, τι από μία σύνδεση. Φανταστείτε τα «αρχεία» ως τα βασικά δεδομένα σε ένα blockchain και τη διαδικασία λήψης ως την κρυπτογραφία που την κρατά ενημερωμένη και ασφαλή.
Εναλλακτικά, για να επιστρέψετε στο παραπάνω παράδειγμα των Εγγράφων Google: φανταστείτε ότι το έγγραφο συνεργασίας στο οποίο εργάζεστε δεν είναι αποθηκευμένο σε διακομιστή. Αντ 'αυτού, βρίσκεται στον υπολογιστή κάθε ατόμου, ο οποίος ελέγχει και ενημερώνει συνεχώς ο ένας τον άλλον για να βεβαιωθεί ότι κανείς δεν έχει τροποποιήσει τις προηγούμενες εγγραφές. Αυτό το καθιστά «αποκεντρωμένο».
Αυτή είναι η βασική ιδέα πίσω από το blockchain: είναι κρυπτογραφικά δεδομένα τα οποία έχουν συνεχή πρόσβαση και προστατεύονται ταυτόχρονα, χωρίς κεντρικό διακομιστή ή αποθηκευτικό χώρο, με ένα αρχείο αλλαγών που ενσωματώνεται σε κάθε νέα έκδοση των δεδομένων.
Έχουμε λοιπόν τρία στοιχεία που πρέπει να λάβουμε υπόψη σε αυτήν τη σχέση. Πρώτον, το δίκτυο χρηστών peer-to-peer που αποθηκεύουν όλα τα αντίγραφα της εγγραφής blockchain. Δεύτερον, τα δεδομένα που προσθέτουν αυτοί οι χρήστες στο τελευταίο «μπλοκ» πληροφοριών, επιτρέποντάς τους να ενημερώνονται και να προστίθενται στη συνολική εγγραφή. Τρίτον, οι κρυπτολογικές ακολουθίες που δημιουργούν οι χρήστες για να συμφωνήσουν στο τελευταίο μπλοκ, κλειδώνοντάς το στη θέση του με την ακολουθία δεδομένων που σχηματίζει την εγγραφή.
Αυτό είναι το τελευταίο κομμάτι που είναι η μυστική σάλτσα στο σάντουιτς blockchain. Χρησιμοποιώντας ψηφιακή κρυπτογραφία, κάθε χρήστης συνεισφέρει τη δύναμη του υπολογιστή του, προκειμένου να βοηθήσει στην επίλυση ορισμένων από αυτά τα πολύπλοκα μαθηματικά προβλήματα που διατηρούν την εγγραφή ασφαλή. Αυτές οι εξαιρετικά περίπλοκες λύσεις - γνωστές ως "κατακερματισμός" - επιλύουν βασικά μέρη των δεδομένων στην εγγραφή, όπως ποιος λογαριασμός πρόσθεσε ή αφαιρούσε χρήματα σε ένα λογιστικό βιβλίο και από πού πήγαν ή προήλθαν αυτά τα χρήματα. Όσο πιο πυκνά τα δεδομένα, τόσο πιο περίπλοκη είναι η κρυπτογραφία και τόσο περισσότερη δύναμη επεξεργασίας απαιτείται για την επίλυσή τους. (Εδώ παρεμπιπτόντως παίζει η ιδέα της «εξόρυξης» στο Bitcoin.)
Συνοψίζοντας, μπορούμε να σκεφτούμε ότι το blockchain είναι ένα κομμάτι δεδομένων που είναι:
- Ενημερώνεται συνεχώς. Οι χρήστες του Blockchain μπορούν να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα ανά πάσα στιγμή και να προσθέτουν πληροφορίες στο νεότερο μπλοκ.
- Διανέμονται. Τα αντίγραφα των δεδομένων blockchain αποθηκεύονται και ασφαλίζονται από κάθε χρήστη και όλοι πρέπει να συμφωνήσουν για νέες προσθήκες.
- Επαληθεύτηκε. Και οι δύο αλλαγές σε νέα μπλοκ και αντίγραφα παλαιών μπλοκ πρέπει να συμφωνηθούν από όλους τους χρήστες μέσω κρυπτογραφικής επαλήθευσης
- Ασφαλής . Η παραβίαση των παλαιών δεδομένων και η αλλαγή της μεθόδου εξασφάλισης νέων δεδομένων αποτρέπεται τόσο από την κρυπτογραφική μέθοδο όσο και από τη μη συγκεντρωτική αποθήκευση των ίδιων των δεδομένων.
Και το πιστεύετε ή όχι, γίνεται ακόμη πιο περίπλοκο από αυτό… αλλά αυτή είναι η βασική ιδέα.
Το Blockchain σε δράση: Δείξτε μου τα (ψηφιακά) χρήματα!
Ας δούμε λοιπόν ένα παράδειγμα για το πώς αυτό ισχύει για κρυπτογράφηση όπως το Bitcoin. Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα Bitcoin και θέλετε να το ξοδέψετε σε ένα νέο αυτοκίνητο. (Ή ένα ποδήλατο, ή ένα σπίτι, ή ένα νησιωτικό έθνος μικρού έως μεσαίου μεγέθους— Ωστόσο, αξίζει πολύ ένα Bitcoin αυτή την εβδομάδα. Συνδέεστε στο αποκεντρωμένο blockchain Bitcoin με το λογισμικό σας και στέλνετε το αίτημά σας για να μεταφέρετε το Bitcoin σας στον πωλητή του αυτοκινήτου. Η συναλλαγή σας μεταδίδεται στη συνέχεια στο σύστημα.
Κάθε άτομο στο σύστημα μπορεί να το δει, αλλά η ταυτότητά σας και η ταυτότητα του πωλητή είναι μόνο προσωρινές υπογραφές, μικροσκοπικά στοιχεία των τεράστιων μαθηματικών προβλημάτων που αποτελούν την καρδιά της ψηφιακής κρυπτογραφίας. Αυτές οι τιμές συνδέονται στην εξίσωση blockchain και το ίδιο το πρόβλημα «επιλύεται» από τα μέλη στο δίκτυο peer-to-peer που δημιουργεί κατακερματισμούς κρυπτογραφίας.
Μόλις επαληθευτεί η συναλλαγή, ένα Bitcoin μεταφέρεται από εσάς στον πωλητή και καταγράφεται στο τελευταίο μπλοκ της αλυσίδας. Το μπλοκ έχει ολοκληρωθεί, σφραγίζεται και προστατεύεται με κρυπτογραφία. Η επόμενη σειρά συναλλαγών ξεκινά και το blockchain μεγαλώνει, που περιέχει μια πλήρη εγγραφή όλων των συναλλαγών κάθε φορά που ενημερώνεται.
Τώρα, όταν σκέφτεστε ένα blockchain ως «ασφαλές», είναι σημαντικό να κατανοήσετε το πλαίσιο. Οι μεμονωμένες συναλλαγές είναι ασφαλείς και η συνολική εγγραφή είναι ασφαλής, αρκεί οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της κρυπτογράφησης να παραμένουν «μη ραγισμένες». (Και να θυμάστε, αυτά τα πράγματα είναι Πραγματικά δύσκολο να σπάσει— ακόμη και το FBI δεν μπορεί να το κάνει μόνο με υπολογιστικούς πόρους μόνο .) Αλλά ο πιο αδύναμος σύνδεσμος στο blockchain είναι, εσείς - ο χρήστης.
Εάν επιτρέπετε σε κάποιον άλλον να χρησιμοποιήσει το προσωπικό σας κλειδί για να αποκτήσει πρόσβαση στην αλυσίδα, ή αν το βρει απλώς εισερχόμενος στον υπολογιστή σας, μπορεί να κάνει προσθήκες στο blockchain με τις πληροφορίες σας και δεν υπάρχει τρόπος να τα σταματήσετε. Έτσι κλέβεται το Bitcoin πολύ δημοσιευμένες επιθέσεις σε μεγάλες αγορές : είναι οι εταιρείες που λειτουργούσαν τις αγορές, όχι το ίδιο το Bitcoin blockchain, που παραβιάστηκαν. Και επειδή τα κλεμμένα Bitcoin μεταφέρονται σε ανώνυμους χρήστες, μέσω μιας διαδικασίας που επαληθεύεται από το blockchain και καταγράφεται για πάντα, δεν υπάρχει τρόπος να βρεθεί ο εισβολέας ή ανακτήστε το Bitcoin.
Τι άλλο μπορεί να κάνει το Blockchains;
Η τεχνολογία Blockchain ξεκίνησε με το Bitcoin, αλλά είναι τόσο σημαντική ιδέα που δεν έμεινε εκεί για πολύ. Ένα σύστημα που ενημερώνεται συνεχώς, είναι προσβάσιμο σε όλους, επαληθευμένο από ένα μη συγκεντρωτικό δίκτυο και απίστευτα ασφαλές, έχει πολλές διαφορετικές εφαρμογές. Χρηματοοικονομικά ιδρύματα όπως η JP Morgan Chase και το Χρηματιστήριο της Αυστραλίας αναπτύσσουν συστήματα blockchain για την ασφάλεια και τη διανομή οικονομικών δεδομένων (για συμβατικά χρήματα, όχι για κρυπτονομίσματα όπως το Bitcoin). Το ίδρυμα Bill & Melinda Gates ελπίζει να χρησιμοποιήσει συστήματα blockchain για να παρέχει δωρεάν, κατανεμημένες τραπεζικές υπηρεσίες σε δισεκατομμύρια ανθρώπους που δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά έναν κανονικό τραπεζικό λογαριασμό.
Εργαλεία ανοιχτού κώδικα όπως Υπερκαλλιεργητής προσπαθούν να κάνουν τις τεχνικές blockchain διαθέσιμες σε ένα ευρύτερο φάσμα ανθρώπων, σε ορισμένες περιπτώσεις, χωρίς να χρειάζονται τις τεράστιες ποσότητες επεξεργασίας που χρειάζεται για να εξασφαλίσει άλλα σχέδια. Τα συνεργατικά συστήματα εργασίας μπορούν να επαληθευτούν και να καταγραφούν με τεχνικές blockchain. Σχεδόν οτιδήποτε χρειάζεται να καταγράφεται συνεχώς, να έχει πρόσβαση και να ενημερώνεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο.
Πιστωτική εικόνα: posteriori / Shutterstock , Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock , Zack Copley
