Hvis du har sett på nyhetene i det siste, har du kanskje hørt om noe som heter blockchain. Det er et konsept som gjør data ultra-sikre for spesifikke bruksområder. Du har sikkert hørt det i forbindelse med Bitcoin , men den har applikasjoner langt utover alles favorittkryptovaluta. Her er en rask forklaring på hvordan det fungerer.
Alt begynner med kryptering
I SLEKT: Hva er Bitcoin, og hvordan fungerer det?
For å forstå blokkjeder, må du forstå kryptografi. Ideen om kryptografi er langt eldre enn datamaskiner: det betyr bare å omorganisere informasjon på en slik måte at du trenger en bestemt nøkkel for å forstå den. Det enkle dekoder ringleketøy du fant i esken din med Kix-frokostblandinger er en form for den mest grunnleggende kryptografien - lag en nøkkel (også kjent som en kryptering) som erstatter et brev med et tall, kjør meldingen din gjennom nøkkelen, og gi deretter nøkkelen til noen andre . Alle som finner meldingen uten nøkkelen, kan ikke lese den, med mindre den er "knekt". Militæret brukte mer kompleks kryptografi lenge før datamaskiner (den Enigma-maskin kodede og dekodede meldinger under andre verdenskrig, for eksempel).
Moderne kryptering er imidlertid helt digital . Dagens datamaskiner bruker metoder for kryptering som er så komplekse og så sikre at det ville være umulig å bryte dem ved enkel matematikk utført av mennesker. Datakrypteringsteknologi er imidlertid ikke perfekt; det kan fremdeles bli "knekt" hvis smart nok mennesker angriper algoritmen, og data fremdeles er sårbare hvis noen bortsett fra eieren finner nøkkelen. Men til og med kryptering på forbrukernivå, som AES 128-bit kryptering som nå er standard på iPhone og Android, er nok til å holde låste data borte fra FBI.
Blockchain er en samarbeidende, sikker datahovedbok
Kryptering brukes vanligvis til å låse filer, slik at de bare er tilgjengelige for bestemte personer. Men hva om du har informasjon som alle trenger å se - som for eksempel regnskapsinformasjonen for et myndighetsorgan som må være offentlig ved lov - og som fremdeles må være sikker? Der har du et problem: jo flere mennesker som kan se og redigere informasjon, jo mindre sikker er den.
Blokkjeder ble utviklet for å møte sikkerhetsbehovene i disse spesifikke situasjonene. I en blockchain, blir endringen registrert og bekreftet hver gang informasjonen er tilgjengelig og oppdatert, og deretter forseglet av kryptering, og kan ikke redigeres på nytt. Settet med endringer blir deretter lagret og lagt til den totale posten. Neste gang noen gjør endringer, begynner det på nytt, og oppbevarer informasjonen i en ny "blokk" som er kryptert og festet til forrige blokk (derav "blokkjede"). Denne gjentatte prosessen forbinder den aller første versjonen av informasjonssettet med den nyeste, slik at alle kan se alle endringene som noen gang er gjort, men kan bare bidra og redigere den nyeste versjonen.
Denne ideen er slags motstandsdyktig mot metaforer, men forestill deg at du er i en gruppe på ti personer som monterer et LEGO-sett. Du kan bare legge til ett stykke om gangen, og kan aldri fjerne noen stykker i det hele tatt. Hvert medlem av gruppen må avtale spesifikt hvor neste stykke går. På denne måten kan du se alle brikkene når som helst - helt tilbake til det aller første stykket i prosjektet - men du kan bare endre det siste stykket.
For noe litt mer relevant, forestill deg et samarbeidsdokument, som et regneark på Google Docs eller Office 365. Alle som har tilgang til dokumentet kan redigere det, og hver gang de gjør det, blir endringen lagret og registrert som et nytt regneark, deretter låst i dokumenthistorikken. Så du kan gå tilbake trinn for trinn gjennom endringene som er gjort, men du kan bare legge til informasjon i den siste versjonen, ikke endre de tidligere versjonene av regnearket som allerede er låst.
Som du sikkert har hørt, blir denne ideen om en sikker, kontinuerlig oppdatert "reskontro" for det meste brukt på økonomiske data, der det gir mest mening. Distribuerte digitale valutaer som Bitcoin er den vanligste bruken av blokkjeder - den aller første ble faktisk laget for Bitcoin, og ideen spredte seg derfra.
Det tekniske grepet: trinn for trinn, blokker etter blokk
Hvordan spiller alt dette egentlig ut på en datamaskin? Det er en kombinasjon av kryptografi og peer-to-peer-nettverk.
I SLEKT: Hvordan fungerer BitTorrent?
Du er kanskje kjent med peer-to-peer-fildeling: tjenester som BitTorrent som lar brukere laste opp og laste ned digitale filer fra flere steder mer effektivt enn fra en enkelt tilkobling. Tenk deg "filene" som kjernedataene i en blockchain, og nedlastingsprosessen som kryptografi som holder den oppdatert og sikker.
Eller for å gå tilbake til eksemplet vårt på Google Dokumenter ovenfor: forestill deg at samarbeidsdokumentet du jobber med ikke er lagret på en server. I stedet er det på hver enkelt datamaskin, som kontinuerlig sjekker og oppdaterer hverandre for å sikre at ingen har endret de forrige postene. Dette gjør det “desentralisert”.
Det er kjerneideen bak blockchain: det er kryptografiske data som kontinuerlig er tilgjengelig og sikret samtidig, uten sentralisert server eller lagring, med en oversikt over endringer som inkorporerer seg i hver nye versjon av dataene.
Så vi har tre elementer å vurdere i dette forholdet. Den ene, nettverket av peer-to-peer-brukere som alle lagrer kopier av blockchain-posten. To, dataene som disse brukerne legger til i den siste "informasjonsblokken", slik at den kan oppdateres og legges til den totale posten. Tre, de kryptologiske sekvensene som brukerne genererer for å bli enige om den siste blokken, og låser den på plass i sekvensen av data som danner posten.
Det er den siste biten som er den hemmelige sausen i blockchain-sandwichen. Ved å bruke digital kryptografi bidrar hver bruker til datamaskinens kraft for å løse noen av de superkomplekse matematiske problemene som holder posten sikker. Disse ekstremt komplekse løsningene - kjent som en “hash” - løser kjernedelene av dataene i posten, som hvilken konto som ble lagt til eller trukket penger i en regnskapsbok, og hvor pengene gikk til eller kom fra. Jo tettere data, jo mer kompleks er kryptografien, og jo mer prosessorkraft er nødvendig for å løse dem. (Dette er for øvrig ideen om "gruvedrift" i Bitcoin.)
Så for å oppsummere kan vi tenke oss at en blockchain er et stykke data som er:
- Stadig oppdatert. Blockchain-brukere kan når som helst få tilgang til dataene og legge til informasjon i den nyeste blokken.
- Distribuert. Kopier av blockchain-data lagres og sikres av hver bruker, og alle må være enige om nye tillegg.
- Bekreftet. Både endringer i nye blokker og kopier av gamle blokker må avtales av alle brukere gjennom kryptografisk bekreftelse.
- Sikre . Å manipulere med de gamle dataene og endre metoden for å sikre nye data forhindres av både den kryptografiske metoden og den ikke-sentraliserte lagringen av selve dataene.
Og tro det eller ei, det blir enda mer komplisert enn dette ... men det er grunnideen.
The Blockchain in Action: Show Me the (Digital) Money!
Så la oss se på et eksempel på hvordan dette gjelder en kryptovaluta som Bitcoin. Si at du har en Bitcoin, og at du vil bruke den på en ny bil. (Eller en sykkel, et hus eller en liten til mellomstor øy-nasjon - uansett hvor mye en Bitcoin er verdt denne uken. ) Du kobler deg til den desentraliserte Bitcoin blockchain med programvaren din, og du sender forespørselen din om å overføre Bitcoin til selgeren av bilen. Transaksjonen din blir deretter overført til systemet.
Hver person på systemet kan se det, men identiteten din og selgerens identitet er bare midlertidige signaturer, små elementer av de enorme matematiske problemene som danner hjertet i digital kryptografi. Disse verdiene er plugget inn i blockchain-ligningen, og selve problemet blir “løst” av medlemmene i peer-to-peer-nettverket som genererer kryptografihash.
Når transaksjonen er bekreftet, blir en Bitcoin flyttet fra deg til selgeren og registrert på den siste blokken i kjeden. Blokken er ferdig, forseglet og beskyttet med kryptografi. Neste serie med transaksjoner begynner, og blockchain blir lenger og inneholder en komplett oversikt over alle transaksjoner hver gang den oppdateres.
Nå, når du tenker på en blockchain som "sikker", er det viktig å forstå sammenhengen. Individuelle transaksjoner er sikre, og den totale posten er sikker, så lenge metodene som brukes til å sikre kryptografien forblir "ukontrollerte." (Og husk, dette er egentlig vanskelig å bryte— selv FBI kan ikke gjøre det med bare databehandlingsressurser alene .) Men den svakeste lenken i blockchain er, vel, du - brukeren.
Hvis du lar noen andre bruke din personlige nøkkel for å få tilgang til kjeden, eller hvis de finner den ved å bare hacke inn på datamaskinen din, kan de legge til blockchain med informasjonen din, og det er ingen måte å stoppe dem. Slik blir Bitcoin "stjålet" inn høyt omtalte angrep på store markeder : det er selskapene som opererte markedene, ikke selve Bitcoin-blokkjeden, som ble kompromittert. Og fordi de stjålne Bitcoins overføres til anonyme brukere, gjennom en prosess som er bekreftet av blockchain og registrert for alltid, er det ingen måte å finne angriperen eller hente Bitcoin.
Hva annet kan blokkjeder gjøre?
Blockchain-teknologien startet med Bitcoin, men det er en så viktig idé at den ikke ble der lenge. Et system som kontinuerlig oppdateres, tilgjengelig for alle, verifisert av et ikke-sentralisert nettverk og utrolig sikkert, har mange forskjellige applikasjoner. Finansinstitusjoner som JP Morgan Chase og den australske børsen utvikler blockchain-systemer for å sikre og distribuere økonomiske data (for konvensjonelle penger, ikke for kryptovaluta som Bitcoin). Bill & Melinda Gates-stiftelsen håper å bruke blockchain-systemer for å tilby gratis, distribuerte banktjenester til milliarder mennesker som ikke har råd til en vanlig bankkonto.
Open source verktøy som Hyperledger prøver å gjøre blockchain-teknikker tilgjengelig for et bredere spekter av mennesker, i noen tilfeller uten å trenge de enorme mengder prosessorkraft som trengs for å sikre andre design. Samarbeidssystemer kan verifiseres og registreres med blockchain-teknikker. Nesten alt som må registreres, åpnes og oppdateres kontinuerlig kan brukes på samme måte.
Bildekreditt: posteriori/Shutterstock , Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock , Zack Copley
