Blockchain technologie
Terug naar de basis
Veel mensen denken dat blockchain de bitcoin is. Dit is niet waar. Blockchain is de databasetechnologie achter de bitcoin. Blockchain technologie, ook wel Distributed Ledger Technology genoemd, maakt het mogelijk om een veilig, permanent en fraude-bestendig grootboek van transacties bij te houden die beheerd wordt door de leden van het netwerk. Onder transacties dient te worden verstaan: overdrachten van waarde waarbij de waarde niet per se monetair is.
Bij blockchain worden transacties niet centraal geregistreerd, maar gedistribueerd over alle computers van het netwerk. Een ingebouwd mechanisme zorgt voor een consensus over het grootboek waardoor centrale registers vervangen kunnen worden die voordien door centrale autoriteiten werden beheerd. De innovatieve kracht van blockchain technologie maakt het mogelijk voor bedrijven om via een computernetwerk zaken te doen met andere bedrijven die zij niet vertrouwen. Hierdoor wordt blockchain technologie ook wel het ‘Trust Protocol’ genoemd, omdat vertrouwen ingebouwd is in het blockchain-netwerk.
Zowel blockchain technologie als Distributed Ledger Technology maakt gebruik van een ledger (grootboek) en een mechanisme om over een consensus te komen wat de laatste versie van het grootboek is. Blockchain technologie onderscheidt zich door gegevens in het grootboek bij te werken op een sequentiële manier aan de hand van blokken, die door middel van cryptografie aaneengeschakeld zijn. Hierdoor is elke blockchain een distributed ledger, maar niet elke distributed ledger is een blockchain.
Een ledger of grootboek is een collectie van transacties die bijhoudt wie wat bezit. Het risico op crashes, fraude en hacks van grote databases welke fungeren als grootboeken die in eigendom en in het beheer van gecentraliseerde partijen zijn, kan worden verkleind door gebruik te maken van een grootboek op basis van blockchain technologie. Aan de hand van een blockchain wordt het grootboek gekopieerd en gedistribueerd over elke computer in het netwerk waardoor elke computer de laatste versie van het grootboek kan verifiëren en raadplegen. Middels een afgesproken consensusmechanisme tussen alle partijen in het blockchain-netwerk wordt er een akkoord bereikt over de laatste nieuwe versie van de ledger.
Simpel gezegd: blockchain is een gezamenlijke administratie waarin je met verschillende partijen op kan lezen en schrijven zonder dat een van de deelnemende partijen bang hoeft te zijn dat iemand anders iets doet in die administratie wat hij of zij niet mag. Dus de authenticiteit van de inhoud is altijd gewaarborgd zonder dat je daarvoor een traditionele centrale (derde) partij nodig hebt. Tot op heden had je in gezamenlijke administraties altijd een derde partij nodig; iemand die in de gaten hield of de inhoud wel authentiek en integer was, bijvoorbeeld een notaris of certificeringsautoriteit. Dat soort partijen hebben altijd die rol van authenticiteit bewaking en integriteitsbewaking van data in een gemeenschappelijke administratie (gehad). Er is ‘a shared single source of truth’. Wat van belang is dat je dus geen derde partij nodig hebt om die ‘truth’ te bewaken.
Er is niet één soort blockchain. Er zijn blockchains die helemaal open zijn, zoals websites die voor iedereen toegankelijk zijn en er zijn blockchains die veel geslotener zijn, die alleen toegankelijk zijn voor bijvoorbeeld industriepartners etc. Met het soort blockchain kan dus ontzettend gevarieerd worden.
Publieke blockchain
In een publieke blockchain kan iedereen in het netwerk transacties raadplegen en verifiëren. Daarnaast kan iedereen deelnemen aan het consensusproces. Dit netwerk wordt verondersteld open en volledig gedecentraliseerd te zijn. Bitcoin en Ethereum zijn de bekendste voorbeelden van publieke blockchains.

Consortium blockchain
In een consortium blockchain wordt op voorhand bepaald wie welke lees- en schrijfrechten krijgt in het netwerk. Anders dan de publieke blockchain wordt in een consortium blockchain op voorhand bepaald wie mag deelnemen aan het consensusproces. Deze type blockchains wordt vaak gebruikt in een B2B context. De data in het netwerk kan open of privaat zijn waardoor deze blockchains gezien worden als gedeeltelijk gedecentraliseerd. Een voorbeeld van dit type blockchain is Hyperledger Fabric.

Private blockchain
In een private blockchain kan niet iedereen toegang krijgen tot het netwerk en heeft het netwerk een strikt beleid wie toegang krijgt tot de data. Er is in deze soort blockchain maar één organisatie die deel uitmaakt van het consensusproces. Dit type blockchain functioneert volledig centraal en kan vergeleken worden met het intranet van een bedrijf

Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS)
Zoals hiervoor aan de orde is gekomen gebruiken blockchains consensusmechanismen (algoritmen) om tot een consensus te komen welk blok het volgende blok is in de blockchain en dus welke de laatste versie is het van grootboek. Het bekendste consensusmodel is Proof-of-Work (PoW) dat gebruikt wordt in het Bitcoin netwerk.
In het PoW consensusmodel maken een aantal computers, ook wel mining nodes / miners genoemd, gebruik van blockchain software. Er is geen centrale autoriteit die bepaalt welke mining node het volgende blok met transacties mag publiceren. Elke mining node houdt een kopie van de blockchain bij en kan een nieuw blok voorstellen aan andere mining nodes. Wie het volgende blok mag publiceren, hangt af van de nonce waarde die door de mining nodes wordt gemanipuleerd. Nonce is een samentrekking van number used once, een willekeurig getal of een waarde die maar één keer wordt benut om attacks te voorkomen.
De berekening van de nonce waarde wordt uitgevoerd door een complexe mathematische ‘hashpuzzel’ op te lossen. De eerste mining node die de puzzel kan oplossen, krijgt het recht om het volgende blok in de blockchain te publiceren. Ongeldige blokken worden gedetecteerd en geweigerd omdat het moeilijk is om een geldig blok te berekenen, maar rekenkundig eenvoudig om een blok te verifiëren. Vaak hangt aan het miningproces een financiële tegemoetkoming. Nodes worden dan ook aangemoedigd om hieraan deel te nemen. Zo krijgen de Bitcoin miners nieuwe bitcoins als beloning. Het nadeel van PoW is dat er veel elektriciteit nodig is om het consensusproces te voltooien. Een ander bekend consensusmodel is Proof-of-Stake (PoS). Ethereum 2.0 maakt gebruik van dit consensus algoritme.
PoS is eveneens een consensus algoritme dat door blockchains wordt gebruikt om transacties te valideren en blokken toe te voegen aan de blockchains. Een computer die transacties valideert binnen een PoS-netwerk wordt een validator genoemd. In een PoW-netwerk heten deze computers zoals gezegd mining nodes / miners. Om een validator te worden, moet je geld (in de vorm van cryptomunten of tokens) inzetten. Dit wordt ook wel de stake genoemd en is te vergelijken met een soort borg.
Het grootste verschil tussen deze twee algoritmes is dat validators worden beloond op basis van de stake die ze inzetten, terwijl mining nodes worden beloond op basis van de rekenkracht die ze leveren. Bij een PoW-blockchain zijn mining nodes met elkaar aan het competeren om wie het snelst alle transacties heeft goedgekeurd. De winnaar mag een nieuw blok aan de blockchain toevoegen en ontvangt hiervoor een beloning in de vorm van bitcoins. Dit betekent dat alle mining nodes binnen een netwerk bezig zijn om dezelfde transacties te goed te keuren. Uiteindelijk is er maar één mining node waarvan zijn inspanning ook daadwerkelijk iets toevoegt aan de blockchain. Er gaat dus ontzettend veel energie verloren bij het minen. PoS verbruikt minder energie, omdat validators van te voren al worden gekozen. Hierdoor is er maar één validator die een inspanning hoeft te leveren, waarvan de inspanning ook nog eens daadwerkelijk iets toevoegt aan de blockchain.
Meer weten over de toepassing van blockchain technologie en smart contracts binnen uw bedrijf?
Meer weten over de toepassing van blockchain technologie en smart contracts binnen uw bedrijf?
