Jeśli ostatnio oglądałeś wiadomości, być może słyszałeś o czymś, co nazywa się blockchain. Jest to koncepcja, która sprawia, że dane są wyjątkowo bezpieczne dla konkretnych zastosowań. Prawdopodobnie słyszałeś to w związku z Bitcoinem, ale ma aplikacje znacznie wykraczające poza ulubione ulubione kryptowaluty. Oto krótkie wyjaśnienie, jak to działa.
Aby zrozumieć blockchains, musisz zrozumieć kryptografię. Idea kryptografii jest znacznie starsza niż komputery: oznacza po prostu zmianę kolejności informacji w taki sposób, że potrzebujesz określonego klucza, aby to zrozumieć. Prosta zabawka do dekodowania, którą znalazłeś w pudełku Kixa, jest formą najbardziej podstawowej kryptografii - stwórz klucz (znany również jako szyfr), który zastępuje literę liczbą, przesyłaj wiadomość przez klucz, a następnie daj klucz do kogoś innego. Każdy, kto znajdzie wiadomość bez klucza, nie może jej przeczytać, chyba że jest "popękana". Wojsko używało bardziej złożonej kryptografii na długo przed komputerami (na przykład maszyna Enigma kodowała i dekodowała wiadomości podczas II wojny światowej).
Nowoczesne szyfrowanie jest jednak całkowicie cyfrowe. Dzisiejsze komputery wykorzystują metody szyfrowania, które są tak złożone i tak bezpieczne, że niemożliwe byłoby ich złamanie za pomocą prostej matematyki wykonanej przez ludzi. Komputerowa technologia szyfrowania nie jest jednak idealna; nadal może być "popękany", jeśli wystarczająco inteligentni ludzie zaatakują algorytm, a dane nadal są podatne na ataki, jeśli ktoś znajdujący się poza właścicielem znajdzie klucz. Ale nawet szyfrowanie na poziomie klienta, takie jak 128-bitowe szyfrowanie AES, które jest obecnie standardem na iPhone'ach i urządzeniach z Androidem, wystarczy, aby zablokować dane z dala od FBI.
Szyfrowanie jest zwykle używane do blokowania plików, więc dostęp do nich mają tylko określone osoby. Ale co, jeśli masz informacje, które muszą być widoczne dla wszystkich - na przykład informacje dotyczące księgowości dla agencji rządowej, która musi być publiczna z mocy prawa - i nadal musi być bezpieczna? Masz problem: im więcej osób może wyświetlać i edytować informacje, tym mniej bezpieczne.
Blockchains zostały opracowane w celu zaspokojenia potrzeb bezpieczeństwa w tych konkretnych sytuacjach. W blockchain, za każdym razem, gdy informacja jest dostępna i aktualizowana, zmiana jest rejestrowana i weryfikowana, a następnie szyfrowana i nie może być edytowana ponownie. Zestaw zmian jest następnie zapisywany i dodawany do całkowitego rekordu. Następnym razem, gdy ktoś wprowadzi zmiany, rozpoczyna się od początku, zachowując informacje w nowym "bloku", który jest zaszyfrowany i dołączony do poprzedniego bloku (stąd "blok łańcucha"). Ten powtarzający się proces łączy pierwszą wersję zestawu informacji z najnowszą, dzięki czemu każdy może zobaczyć wszystkie wprowadzone zmiany, ale może tylko dodać i edytować najnowszą wersję.
Ten pomysł jest trochę odporny na metafory, ale wyobraź sobie, że jesteś w grupie dziesięciu osób, które tworzą zestaw LEGO. Możesz dodać tylko jedną sztukę na raz i nigdy nie możesz usunąć żadnych elementów. Każdy członek grupy musi zgodzić się konkretnie, gdzie idzie następny kawałek. W ten sposób możesz zobaczyć wszystkie elementy w dowolnym momencie - od razu do pierwszego elementu projektu - ale możesz modyfikować tylko najnowszy element.
Aby uzyskać coś bardziej istotnego, wyobraź sobie dokument współpracy, taki jak arkusz kalkulacyjny w Dokumentach Google lub Office 365. Każdy, kto ma dostęp do dokumentu, może go edytować i za każdym razem, gdy to zrobi, zmiana zostanie zapisana i zapisana jako nowy arkusz kalkulacyjny, następnie zablokowane w historii dokumentu. Możesz więc krok po kroku powrócić do wprowadzonych zmian, ale możesz tylko dodawać informacje do najnowszej wersji, a nie modyfikować poprzednich wersji arkusza kalkulacyjnego, który został już zablokowany.
Jak zapewne słyszeliście, idea bezpiecznej, stale aktualizowanej "księgi głównej" jest najczęściej stosowana do danych finansowych, gdzie ma to największy sens. Rozproszone waluty cyfrowe, takie jak Bitcoin, są najczęstszym zastosowaniem bloków kodu - w rzeczywistości pierwszy został stworzony dla Bitcoin, a idea rozprzestrzeniła się z tego miejsca.
Jak to wszystko działa na komputerze? Jest to połączenie kryptografii i sieci typu peer-to-peer.
Być może znasz współdzielenie plików peer-to-peer: usługi takie jak BitTorrent, które umożliwiają użytkownikom ładowanie i pobieranie plików cyfrowych z wielu lokalizacji wydajniej niż z jednego połączenia. Wyobraź sobie "pliki" jako podstawowe dane w łańcuchu bloków, a proces pobierania jako kryptografię, która utrzymuje go na bieżąco i zabezpiecza.
Lub, aby wrócić do powyższego przykładu Dokumentów Google: wyobraź sobie, że dokument współpracy, nad którym pracujesz, nie jest przechowywany na serwerze. Zamiast tego jest na komputerze każdego, który stale sprawdza i aktualizuje się nawzajem, aby upewnić się, że nikt nie zmodyfikował poprzednich rekordów. To sprawia, że jest "zdecentralizowany".
To podstawowa idea kryptonimu: są to dane kryptograficzne, które są stale dostępne i zabezpieczone w tym samym czasie, bez scentralizowanego serwera lub pamięci masowej, z zapisem zmian, które włączają się w każdą nową wersję danych.
Mamy więc trzy elementy do rozważenia w tym związku. Po pierwsze, sieć użytkowników peer-to-peer, którzy przechowują wszystkie kopie rekordu blockchain. Dwa, dane, które ci użytkownicy dodają do najnowszego "bloku" informacji, co pozwala na ich aktualizację i dodanie do całego rekordu. Trzy, sekwencje kryptologiczne, które użytkownicy generują, aby uzgodnić ostatni blok, blokując go na miejscu w sekwencji danych, które tworzą rekord.
To ten ostatni kawałek, to sekretny sos w kanapce blockchain.Korzystając z cyfrowej kryptografii, każdy użytkownik wykorzystuje moc swojego komputera, aby pomóc rozwiązać niektóre z tych bardzo złożonych problemów matematycznych, które zapewniają bezpieczeństwo danych. Te niezwykle złożone rozwiązania - znane jako "hash" - rozwiązują główne części danych w rejestrze, takie jak konto, które dodało lub odjęło pieniądze w księdze rachunkowości, i gdzie te pieniądze trafiły lub przybyły. Im bardziej gęste dane, tym bardziej złożona kryptografia i im więcej mocy obliczeniowej jest potrzebna, aby ją rozwiązać. (Tak nawiasem mówiąc, w grę wchodzi pomysł "wydobywania" w bitcoinach).
Podsumowując, możemy myśleć o blockchainie, który jest kawałkiem danych, który jest:
I wierzcie lub nie, to staje się jeszcze bardziej skomplikowane ... ale to jest podstawowy pomysł.
Przyjrzyjmy się więc przykładowi, jak to ma zastosowanie do kryptowaluty, takiej jak Bitcoin. Załóżmy, że masz jeden Bitcoin i chcesz wydać go na nowy samochód. (Albo rower, albo dom, albo małe do średniej wielkości państwo wyspiarskie - chociaż w tym tygodniu jest wart wiele Bitcoin.) Łącz się z zdecentralizowanym Blockchainem Bitcoin za pomocą twojego oprogramowania, a wyślesz swoją prośbę, aby przenieść Bitcoin do sprzedawcy samochodu. Twoja transakcja jest następnie przekazywana do systemu.
Każda osoba w systemie może to zobaczyć, ale twoja tożsamość i tożsamość sprzedawcy są tylko tymczasowymi podpisami, drobnymi elementami ogromnych problemów matematycznych, które stanowią serce cyfrowej kryptografii. Wartości te są podłączane do równania blockchain, a sam problem jest "rozwiązywany" przez członków sieci peer-to-peer generujących skróty kryptograficzne.
Gdy transakcja zostanie zweryfikowana, jeden bitcoin zostanie przeniesiony od ciebie do sprzedawcy i zapisany na ostatnim bloku w łańcuchu. Blok jest zakończony, zapieczętowany i zabezpieczony kryptograficznie. Rozpocznie się następna seria transakcji, a łańcuch blockchain będzie się wydłużał, zawierający pełny zapis wszystkich transakcji za każdym razem, gdy zostanie zaktualizowany.
Teraz, gdy myślisz o blockchainie jako "bezpiecznym", ważne jest, aby zrozumieć kontekst. Poszczególne transakcje są bezpieczne, a całkowity rekord jest bezpieczny, o ile metody wykorzystywane do zabezpieczenia kryptografii pozostają "nieskrępowane". (I pamiętaj, te rzeczy są naprawdę trudne do złamania - nawet FBI nie może tego zrobić jedynie przy użyciu tylko zasobów obliczeniowych.) Jednak najsłabszym ogniwem w blockchain jest, cóż, ty - użytkownik.
Jeśli pozwolisz komuś innemu użyć klucza osobistego, aby uzyskać dostęp do łańcucha, lub jeśli go znajdziesz, po prostu włamując się do twojego komputera, mogą dodawać do łańcucha blockchain twoje informacje i nie ma sposobu, aby je zatrzymać. W ten sposób Bitcoin zostaje "skradziony" w mocno nagłośnionych atakach na główne rynki: to firmy, które operowały rynkami, a nie sam system blockchain Bitcoin, zostały skompromitowane. A ponieważ skradzione Bitcoiny są przekazywane anonimowym użytkownikom, dzięki procesowi weryfikowanemu przez blockchain i nagrywanemu na zawsze, nie ma możliwości znalezienia atakującegolubodzyskać Bitcoin.
Technologia Blockchain zaczęła się od Bitcoin, ale jest to ważna myśl, że nie pozostała tam długo. System, który jest stale aktualizowany, dostępny dla każdego, zweryfikowany przez niecentralizowaną sieć i niezwykle bezpieczny, ma wiele różnych aplikacji. Instytucje finansowe, takie jak JP Morgan Chase i Australijska Giełda Papierów Wartościowych, opracowują systemy blockchain do zabezpieczania i dystrybucji danych finansowych (dla konwencjonalnych pieniędzy, a nie dla kryptowaluty jak Bitcoin). Fundacja Billa i Melindy Gates ma nadzieję na wykorzystanie systemów blockchain do świadczenia bezpłatnych, rozproszonych usług bankowych miliardom ludzi, których nie stać na zwykłe konto bankowe.
Narzędzia Open Source, takie jak Hyperledger, starają się udostępniać techniki blockchain szerszemu gronu ludzi, w niektórych przypadkach robiąc to bez potrzeby potwornej ilości mocy obliczeniowej potrzebnej do zabezpieczenia innych projektów. Współpracujące systemy robocze można weryfikować i rejestrować za pomocą technik blockchain. Prawie wszystko, co musi być stale rejestrowane, dostępne i aktualizowane, może być używane w ten sam sposób.
Image credit: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Zack Copley
