Blockchain

Definice databáze

Databáze je systém sloužící k modelování objektů a vztahů reálného světa (včetně abstraktních nebo fiktivních) prostřednictvím digitálních dat uspořádaných tak, aby se s nimi dalo efektivně manipulovat, tj. rychle vyhledat, načíst do paměti a provádět s nimi potřebné operace - zobrazení, přidání nových nebo aktualizace stávajících údajů, matematické výpočty, uspořádání do pohledů a sestav apod.

Distribuovaná databáze

Distribuovaná databáze je databáze rozmístěná v prostředí počítačové sítě. Decentralizované rozdělení do uzlů sítě se může týkat jak dat (fyzická distribuce - horizontální či vertikální fragmentace nebo replikace), tak logického modelu databáze (logická distribuce) i programu pro práci s daty (distribuovaný SŘBD). Uživatel má díky jednotnému komunikačnímu protokolu a uživatelskému rozhraní zajištěn transparentní pohled na distribuovanou databázi jako na jednotný celek.

Centralizovaná databáze

V centralizované databázi, ve velkém fyzickém datovém centru s množstvím serverů a pevných disků, najdeme například “uskladněné” fotky či videa z instagramu, anebo produkty na e-shopu. Problém centralizované databáze je právě v její centralizovanosti – je snadno zničitelná společně se všemi cennými daty. Obrovskou nevýhodou je i to, že centralizovaná databáze má jednu jedinou centrální autoritu, která jako jediná o databázi rozhoduje.

Decentralizovaná databáze

Decentralizovanost velmi úzce souvisí s distribucí databáze (fungující na více zařízeních). Decentralizovaná databáze znamená, že tato databáze nemá žádné jedno hlavní centrum, data se tudíž nešíří pouze z jednoho místa, ale mají více hlavních uzlů. Je šířena a upravována dle daných pravidel všemi uživateli sítě.

Definice Blockchainu

Blockchain, lze do češtiny přeložit jako bločenka (tento termín byl vybrán v roce 2017 jako český ekvivalent). Blockchain je druh distribuované decentralizované databáze uchovávající neustále se rozšiřující řetězec chronologických záznamů (dat), které jsou propojeny pomocí kryptograficky zabezpečených peer-to-peer (P2P) uzlů (řetězů). Data jsou v blockchainu uložena navždy a jsou veřejně přístupná. Zjednodušeně řečeno, blockchain je jakousi online knihou účetních záznamů a velmi specifický druh databáze. Na rozdíl od běžných databází není centralizovaná, ale decentralizovaná, což znamená, že nemá žádného centrálního správce a nachází se na velkém množství počítačů po celém světě. Veřejný blockchain je přístupný každému a zapisovat data do něj lze pouze na základě konsenzu (pravidel) finančně motivovaných účastníků sítě (těžařů). Nutno však poznamenat, že blockchain nemusí být vždy veřejný. Takto lze bezpečně a navždy ukládat transakce či data zcela bez nadřazené centrální autority. Ověřování transakcí má v kompetenci síť samotná. Uživatelé sítě, kteří se na validaci podílejí (těžaři), získávají jako odměnu za vynaložené úsilí síťové tokeny (kryptoměny). Ať už se jedná o Bitcoin, Ethereum nebo například Litecoin. Tyto kryptoměny se pak dají snadno směnit za klasické peníze, které známe z běžného života.

Základní principy

Blockchain využívá asymetrickou kryprografii a hashovací funkce na základě P2P sítě, čímž umožňuje uzlům společně vytvořit nezpochybnitelnou "účetní knihu". Dochází tak k řetězení záznamů, aniž by obsah mohl jeden uzel ovlivnit či s ním manipulovat. Blockchain vděčí za svůj název tomu, jak funguje, a způsobu, jakým ukládá data. Konkrétně se jedná o to, že informace jsou zabaleny do bloků, které se spojují a vytvářejí řetězec s jinými bloky podobných informací. Právě tento akt spojování bloků do řetězce způsobuje, že informace uložené na blockchainu jsou tak důvěryhodné. Jakmile jsou data zaznamenána v bloku, nelze je změnit, aniž by bylo nutné měnit každý blok, který přišel za předchozím blokem. Tento princip znemožňuje provedení změn, aniž by to zároveň viděli ostatní účastníci v síti. Každý blok standardně obsahuje data, která zaznamenává, například transakce, jako je token, odesílaný od jednoho uživatele k druhému, a časová razítka, kdy byla tato informace zaznamenána. Bude také zahrnovat digitální podpis spojený s účtem, který provedl záznam, a jedinečné identifikační spojení ve formě hashe s předchozím blokem v řetězci. Právě toto propojení znemožňuje změnu kterékoliv z informací nebo vložení bloku mezi dva existující bloky. Za tímto účelem by bylo nutné upravit také všechny následující bloky. Výsledkem je, že každý blok posiluje předchozí blok a zabezpečení celého blockchainu, protože to znamená, že by bylo nutné změnit více bloků, aby se narušily jakékoliv informace. Když se bloky spojí, všechny z nich vytvoří nesporné úložiště informací, které nelze zpochybnit nebo prohlásit za nepravdivé. Pokaždé tedy, když dojde k nové transakci, vytvoří se nový blok a připojí se k existujícím blokům, a odtud plyne název „blockchain“. Všechny bloky jsou v síti aktualizovány současně a obsahují úplnou historii zúčastněných transakcí, čímž se udržuje řetězec integrity.

Hlavní výhody blockchainu:

• Decentralizovaná a sdílená kontrola.
• Nezkorumpovatelnost a nezměnitelnost záznamů.
• Databáze je distribuována mezi jednotlivé uživatele, čímž je zaručena bezpečnost.
• Systém funguje bez dohledu centrální autority, která by mohla celý smysl ohrožovat.
• Za potvrzování transakcí jsou poskytovány odměny.
• Integrita tohoto typu databáze je chráněna řetězením bloků a procesem těžení.
• Autenticita transakcí je chráněna asymetrickou kryptografií.

Hlavní nevýhody blockchainu:

• V nesvobodných zemích s diktátorskou vládou mohou blockchainová data znamenat ještě větší kontrolu.
• Další velkou nevýhodou blockchainu může být jeho nadměrné využívání, které síť zpomalí. Vytvoření bloku nějakou dobu trvá a za předpokladu, že by všichni tento systém současně využívali, došlo by k přetížení sítě. Toto je však nejspíše problém dočasný, jelikož se na vývoji blockchainové technologie pracuje a neustále se posouvá a zlepšuje.
• Přidávání nových záznamů do blockchainové databáze je velmi náročné na výkon počítače. S tím se zvyšuje i energetická náročnost.
• Další komplikací na cestě k zavedení blockchainové technologie je nutnost přítomnosti internetu, což není ve všech oblastech světa možné.

Typy blockchainu:

Typy blockchainu se liší tím, kdo má oprávnění zobrazovat si data z databáze a kdo má oprávnění data měnit.

• Veřejný blockchain: kdokoliv má přístup k záznamům v databázi a kdokoliv se správným softwarem může databázi aktualizovat.
• Částečně veřejný / soukromý blockchain: pouze některé osoby mají přístup k údajům v databázi a pouze některé osoby mohou aktualizovat záznamy v databázi.

Blockchain a kryptoměny

Kryptoměny, konkrétně Bitcoin, celou tuto technologii proslavily. Občas se stává, že se někteří lidé domnívají, že blockchain = Bitcoin, což není pravdou. Kryptoměny využívají tuto technologii právě kvůli její bezpečnosti a decentralizovanosti. Jako první přišel v roce 2008 s využitím blockchainu společně s kryptoměnami Satoshi Nakamoto, což je buďto jeden člověk, nebo společenství lidí, kteří se nikdy prokazatelně neidentifikovali. Nikdo neví, o koho se jedná. Satoshi Nakamoto vytvořil Bitcoin – první kryptoměnu na světě, která využívala blockchainovou technologii. Obrazně se dá říci, že blockchain je takový otec Bitcoinu a všech ostatních kryptoměn.

K čemu je blockchain užitečný?

Blockchain umožnil lidem, kteří si vzájemně nedůvěřují, prostřednictvím internetu vyměňovat nebo vytvářet záznamy zcela bezpečnou cestou, a to bez nějakého prostředníka (například notáře, banky, správce databáze nějaké MMO hry). Na jeho provozu se totiž podílejí místo centrálního správce přímo jeho uživatelé. Každý se může zapojit jak přímo do ověřování transakcí (těžby kryptoměn), tak do hlídání těch, kdo v daném blockchainu transakce ověřuje. Stačí k tomu provozovat takzvaný nod, což není nic jiného než aktuální kopie blockchainové databáze. Ve zkratce blockchain představuje velmi specifickou formu databáze.

Blockchainové projekty se soustředí na následující oblasti:

• Kryptoměny
• Smart Contracts (např. Microsoft Azure Blockchain Service)
• Dodavatelské řetězce, logistika
• Katastr nemovitostí
• Vypořádání obchodů s cennými papíry a deriváty
• Přímé mezinárodní platby bez účasti korespondenčních bank
• Blockchain pro finanční instituce

Příklady využití blockchainové technologie v praxi

• Ochrana autorských práv: sdílená kontrola a praktická nezkorumpovatelnost umožňuje dvěma soupeřícím stranám spolupracovat k oboustranné spokojenosti. Toho využívají například Open Music Initiative nebo UjoMusic, což jsou blockchainové projekty, které zjednodušují hlídání práv a kompenzace hudebníkům a držitelům práv k hudebním nahrávkám (není přitom u toho potřeba žádná OSA).
• WWW, bitcoin a ethereum: pokud je síť decentralizovaná a dostatečně otevřená pro všechny, zbývá již jen krůček, aby se stala novou veřejnou službou, podobně jako se to stalo internetu a WWW. Příkladem je bitcoin jako, ethereum jako jednoduchý světový decentralizovaný superpočítač.
• Zápisy v katastru nemovitostí: zapsat data do (veřejného) blockchainu je podobné jako vytesat je do kamene. To je užitečné, například pokud jde o zápisy v katastru nemovitostí, které umožňují eliminovat podvody (neoprávněné nakládání s nemovitostmi, zpronevěry finančních záloh – platbu je možné zahrnout rovnou do smart kontraktu) a snížit celkové náklady na zápis a provoz databáze.
• Zamezení odcizení identity: v roce 2017 bylo zaznamenané na 16,7 milionů případů odcizení identity. Díky centralizovanosti dat se hackeři snadno dostanou například k bankovnímu účtu konkrétní osoby. S decentralizovanou blockchain technologií by k tomu však nemuselo dojít. Odborníci na ochranu soukromí si od digitální identity na blockchainu slibují mnohé.
• Automobilový průmysl: průkopníkem v aplikaci blockchainu do automobilů je firma Porsche. Ta testuje odemykání a zamykání vozu pomocí mobilní aplikace propojené s blockchainem. Majitel může přes aplikaci na stanovenou dobu propůjčit digitální klíčky od auta jiné osobě. Třeba dalšímu členu rodiny, jenž si vůz potřebuje půjčit, mechanikovi, který ho má odvézt do servisu, nebo doručovateli, který má uložit do kufru auta balíček.
• Trh s diamanty: společnost De Beers, největší producent diamantů na světě, začala využívat blockchain k ověření autenticity původu těchto drahokamů. Snaží se tak vyhnout obchodování s „krvavými diamanty“ z oblastí Afriky ovládaných různými gerilami, které takto financují svá válečná tažení. Další velcí světoví producenti diamantů a výrobci šperků využívají coby garanta autenticity blockchainovou technologii TrustChain od IBM.

Zdroje

Doporučená literatura

• FINCK, Michèle. Blockchain regulation and governance in Europe. First published. Cambridge: Cambridge University Press, 2019. ix, 214 stran. ISBN 978-1-108-47475-7.
• Blockchain technology: platforms, tools and use cases [online]. Cambridge, MA: Academic Press, an imprint of Elsevier, 2018. Advances in Computers; Volume 111 [cit. 2021-01-31]. ISBN 978-0-12-813884-7. Dostupné z: https://ebookcentral.proquest.com/lib/natl-ebooks/detail.action?docID=5496313.
• DE FILIPPI, Primavera a WRIGHT, Aaron. Blockchain and the law: the rule of code. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, 2018. 300 stran. ISBN 978-0-674-97642-9.
• VANEETVELDE, Kenny. Ethereum projects for beginners: build blockchain-based cryptocurrencies, smart contracts, and DApps [online]. Birmingham: Packt Publishing, 2018 [cit. 2021-01-31]. ISBN 978-1-78953-164-0. Dostupné z: https://ebookcentral.proquest.com/lib/natl-ebooks/detail.action?docID=5477670.
• Handbook of blockchain, digital finance, and inclusion. Volume 1, Cryptocurrency, finTech, insurTech, and regulation [online]. London, England: Academic Press, 2018, ©2018 [cit. 2021-01-31]. ISBN 978-0-12-810442-2. Dostupné z: https://ebookcentral.proquest.com/lib/natl-ebooks/detail.action?docID=4939374.

Související články

Změny podnikového paradigmatu a jejich reflexe v oblasti podnikové informatiky
Bitcoin
Kyberprostor

Klíčová slova

blockchain, internet, kryptografie, virtuální měna, bitcoin, kryptoměna