Co je blockchain, jak funguje a kde najde využití?

Barbora Koďousková

Aktualizováno: · 9 min. čtení

Technologie blockchain dnes již není žádnou novinkou, přesto však zůstává zahalená určitou rouškou tajemství. Svůj podíl na tom bezpochyby má nejen relativně složitá architektura blockchainu, ale i neustálý vývoj souvisejících technologií a principů, který přináší nová využití. Co to tedy vlastně ten blockchain je, jak funguje a jaké je jeho využití?

Co je blockchain

Blockchain je distribuovaná, decentralizovaná databáze, která je dostupná všem uživatelům připojeným k internetu. Přívlastky „decentralizovaná“ a „distribuovaná“ zde znamenají, že nemá žádný hlavní bod, není řízená žádnou autoritou ani závislá na rozhodnutích provozovatele – v blockchainu jsou si zkrátka všichni rovni.

Každá úprava dat v databázi, jejich odstranění či přidání nových pak musí být schváleno všemi uzly sítě. Díky tomu jsou všechny úspěšné transakce na blockchainu bezpečné a důvěryhodné. Nikdo totiž nemůže vkládat nepravdivá data ani je upravovat ve svůj prospěch.

Data, respektive transakce, blockchain shlukuje do bloků (odtud první část názvu). Vytvořené bloky následně ověří uzly sítě (uživatelé) a v případě, že jsou v pořádku, je prostřednictvím šifry propojí s předchozími bloky databáze.

Neustále tak dochází k vytváření řetězců (chain) bloků. Úspěšnost snažení o připojení nového bloku dat ke stávajícímu řetězci je následně odměněna tokeny (kryptoměnou).

Výhody blockchainu

Největší předností technologie blockchain je její nezávislost na autoritách, které v současných systémech (například banka, notář, …) garantují důvěryhodnost transakce či procesu nákupu. Problém se stávajícím modelem spočívá v tom, že se taková autorita může kdykoli rozhodnout znepřístupnit své služby na vybraném území či vybraným uživatelům. Stejně tak výpadek řídícího centra znamená výpadek celého systému. Např. výpadek na straně banky znemožňuje provádět platby.

Blockchain oproti tomu zaručuje důvěryhodné transakce i mezi neznámými lidmi, bez potřeby autority, která by zmíněnou důvěryhodnost zaručovala. Databáze navíc netrpí výpadky.

Dalším často omílaným problémem internetu je porušování autorských práv a riziko zneužití osobních údajů uživatelů. Princip důvěryhodnosti a konsensu na nichž je blockchain postaven, dokáže tyto problémy a rizika eliminovat, jelikož má celá komunita kontrolu nad každou transakcí a identita uživatele je chráněna privátním klíčem.

Jak funguje blockchain?

Charakteristika blockchainu již částečně naznačila, jak vlastně tato technologie funguje. Její architektura se skládá z následujících prvků:

  • nody (uzly) – počítače jednotlivých uživatelů,
  • blok – skupina ověřených transakcí, případně transakcí, které na ověření čekají,
  • ověřování – rozšifrování hashe (těžba), případně kontrola validátorem, 
  • tokeny (např. bitcoin) – odměna pro těžaře, který rozluštil hash.

Nody dohromady vytvářejí peer-to-peer síť, což znamená, že každý počítač komunikuje s každým, všichni jsou si rovni a každý může vznést požadavek na síť. Požadavky čili transakce se po předem stanovenou dobu shromažďují do bloků. Po uplynutí této doby dochází k ověřování. K tomu lze přistoupit několika způsoby, nejčastěji metodou Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) – více níže.

Po schválení následuje kontrola zbytkem sítě, která ověří, zda blok dat skutečně odpovídá datům, která byla k ověření odeslána. K tomu slouží kopie blockchainu, která je porovnávána s novým stavem. Každý uzel (počítač) tak u sebe vždy musí mít aktuální verzi databáze.

 Díky tomu je princip blockchainu zcela autonomní – postavený pouze na aktivitě svých uživatelů.

Ověřování metodou Proof of Work a Proof of Stake

Výše uvedený popis, jak funguje blockchain, ve vás možná vzbuzuje více otázek než odpovědí. Pojďme si jednotlivé prvky architektury ještě přiblížit a vysvětlit jejich funkci.

Každá (nejen) finanční transakce musí v základu zajistit jedinečnost měny neboli ošetřit, že někdo nebude utrácet peníze, které nemá, nebo se neoprávněně obohacovat (např. falšovat peníze). V reálném světě toto riziko ošetřuje centrální autorita – banka, která má přehled nad všemi penězi i například stavem vašeho účtu. Díky tomu dokáže rozpoznat potenciální pokusy o neoprávněné navýšení zůstatku na účtu, případně zabránit v útratě hodnoty peněz, která je vyšší než zůstatek na účtu.

V blockchainu ovšem žádná centrální autorita není, kontrolu zajišťují všechny uzly. Proto má kopii záznamu o všech transakcích (tj. blockchain) k dispozici každý jeden člen sítě a každý z nich musí schválit provedené změny.

Z toho vyplývá, že je blockchain přímo závislý na aktivitě uzlů (podobně jako třeba torrenty). Jak ale uživatele k takové aktivitě motivovat? Odpověď je nasnadě – tokeny čili kryptoměny.

Odměna za ověřování v podobě zisku tokenů je tedy zřejmá. Jak ale takové ověřování bloku v blockchainu probíhá?

Proof of Work

Jednou z nejvyužívanějších ověřovacích metod je Proof of Work, jež využívá například bitcoin. Princip PoW je postaven na takzvané těžbě, což v praxi znamená rozluštění hashovací funkce bloku.

Například v případě bitcoinu dochází každých 10 minut k uzavření bloku, který obsahuje požadované transakce. Blok je zabezpečen hashem (šifrou) a těžaři mají za úkol šifru rozřešit. Není to ovšem nic jednoduchého (může se jednat o miliony pokusů na jednom uzlu), protože uzly v podstatě hádají různé kombinace čísel, dokud se jeden z nich netrefí.

Jakmile jeden z uzlů šifru rozluští, blok zapečetí, informuje ostatní uzly a zašle řešení šifry. Ti na svých kopiích blockchainu ověří, zda databáze obsahuje pouze požadované transakce (pokud by úspěšný těžař data pozměnil, ostatním by nefungovalo zaslané řešení šifry), blok se přidá ke zbytku řetězce a těžař za odměnu dostane bitcoiny spolu s poplatky za transakce.

Koncept Proof od Work je tedy postaven na těžbě kryptoměny, během níž uzel řeší mnoho složitých matematických operací, respektive hádá správné rozřešení hashe. To vyžaduje obrovský výpočetní výkon a stojí spoustu elektrické energie – což je PoW často vyčítáno.

Na druhou stranu ovšem těžaři musí projevit určitou snahu o ověření a zisk kryptoměny, který je tak náročný, že by se nikomu nevyplatilo zkoušet podvádět a měnit obsah bloku.

Proof of Stake

Druhou, hojně používanou, metodou k ověření blockchainové transakce je Proof of Stake, jež využívá například Ethereum 2.0. Proof of Stake na rozdíl od Proof of Work nevyžaduje takový výpočetní výkon a soustředí se spíše na prokázání důvěry formou vlastnictví určitého množství měny.

V tomto konceptu se tedy nevyskytují těžaři, nýbrž validátoři. Každý uchazeč o post validátora musí zastavit určitou částku (definovanou daným blockchainem). Z těchto uchazečů je následně pseudonáhodně – s vyšší zástavou se zvyšuje šance na výběr – vybrán jeden validátor, který blok zkontroluje a následně pošle zbytku sítě, jenž tuto kontrolu ověří.

Validátor je za kontrolu následně odměněn poplatky za transakce. V tomto systému je tedy typicky vhodnější kryptoměnu uchovávat a zvyšovat šance na to, že díky výběru k validaci přibude další. K tomu, aby PoS fungoval je ovšem nutné, aby poplatky za transakce zůstaly nižší než záruka, jinak může validátor při kontrole podvádět a znehodnotit blockchain.

Výhodou tohoto přístupu jsou bezpochyby nižší nároky na hardware a nižší spotřeba elektrické energie. Nevýhodou pak prioritní výběr validátora s vyšší zástavou.

Jaké je další využití blockchainu?

Výše uvedené odstavce hojně zmiňovaly kryptoměny a eliminaci vlivu institucí či autorit. Blockchain tak může posloužit nejen jako prostředek bezpečnější digitální identity, ale i jako nástroj v boji proti korupci, kdy by například žádná ze stran nemohla ovlivnit hlasování ve volbách.

Decentralizace blockchainu navíc dala vzniknout NFT a mnoho investorů začíná věřit, že blockchain bude základem internetu nové generace – web3. Na kterém poběží decentralizované aplikace (dApps), nezávisle na korporacích.

Co je NFT, k čemu slouží a jak funguje?
Co je NFT, k čemu slouží a jak funguje?

NFT tokeny v posledních měsících vzbudily obrovský zájem veřejnosti a boom na poli prodeje digitálního obsahu. Co jsou zač, jak fungují a k čemu slouží?

Co jsou chytré kontrakty (smart contracts) a k čemu slouží?
Co jsou chytré kontrakty (smart contracts) a k čemu slouží?

Chytré kontrakty (smart contracts) jsou klíčovou součástí Ethereum blockchainu, NFT a decentralizovaných aplikací. Prozradíme vám, jak fungují i proč jsou tak důležité.

Co je metaverse a jak souvisí s webem 3.0?
Co je metaverse a jak souvisí s webem 3.0?

Metaverse a web 3.0 pro mnohé představují vize budoucnosti internetu. Prozradíme vám, co je metaverse a web3 zač, jejich společné vlastnosti i čím se liší.

POTŘEBUJETE PORADIT?
KONTAKTUJTE NÁS