Blockchain-zelfstudie: leren met voorbeelden

Wat is Blockchain?

Blockchain Een blockchain is een keten van blokken die informatie bevat. De techniek is ontworpen om digitale documenten van een tijdstempel te voorzien, zodat niemand ze kan terugdateren of manipuleren. Blockchain lost het probleem van dubbele registratie op zonder afhankelijk te zijn van een centrale server, en daarom vormt het de basis van een groot deel van de moderne digitale economie.

De blockchain wordt gebruikt voor de veilige overdracht van zaken zoals geld, eigendommen en goederen.tracDit gebeurt zonder tussenkomst van een derde partij, zoals een bank of een overheidsinstantie. Zodra gegevens in een blockchain zijn vastgelegd, is het extreem moeilijk om ze te wijzigen.

Blockchain is een softwareprotocol dat vergelijkbaar is met SMTP voor e-mail. Blockchains kunnen echter niet functioneren zonder internetverbinding en worden soms een metatechnologie genoemd omdat ze andere technologieën beïnvloeden. De volledige stack omvat een database, een softwareapplicatie, een netwerk van verbonden computers en een consensusmechanisme.

Soms verwijst de term specifiek naar de Bitcoin Blockchain of de Ethereum Blockchain, en soms ook andere virtuele valuta, digitale tokens of gedistribueerde grootboeksystemen voor bedrijven. In alle gevallen is het onderliggende idee een gedeeld, alleen-toevoegend record dat door vele deelnemers wordt gerepliceerd.

Wat Blockchain NIET is

Voordat we dieper ingaan op de materie, is het nuttig om een ​​paar hardnekkige misvattingen uit de weg te ruimen:

• Blockchain is dat niet Bitcoin, maar het is de technologie erachter Bitcoin.
• Bitcoin is het digitale token, en de blockchain is het grootboek dat het bewaart. track van wie die tokens bezit.
• Je kunt niet hebben Bitcoin zonder blockchain, maar je kunt ook een blockchain hebben zonder Bitcoin.
• Blockchain is niet altijd anoniem. De meeste openbare blockchains zijn pseudoniem, wat betekent dat adressen zichtbaar zijn, zelfs als de echte identiteiten dat niet zijn.

Blockchain Architectuur

Laten we nu de blockchain-architectuur bestuderen door deze op te splitsen in de kerncomponenten.

Wat is een blok?

Een blockchain is een keten van blokken die informatie bevatten. De gegevens die in een blok zijn opgeslagen, hangen af ​​van het type blockchain.

Bijvoorbeeld een Bitcoin Het blok bevat informatie over de afzender, de ontvanger en het aantal overgedragen bitcoins.

Bitcoin Block

Het eerste blok in de keten wordt het Genesis blokElk nieuw blok is verbonden met het vorige blok, waardoor de keten ontstaat.

SHA-256-hash begrijpen

Elk blok heeft ook een hash. Een hash kan worden gezien als een unieke vingerafdruk voor elk blok. Het identificeert een blok en de inhoud ervan, en is altijd uniek, net als een vingerafdruk. Zodra een blok is aangemaakt, zal elke wijziging binnen het blok de hash veranderen.

Wat is een SHA-256-hash?

De hashfunctie is daarom erg handig om wijzigingen te detecteren. Als de vingerafdruk van een blok verandert, vertegenwoordigt het niet langer hetzelfde blok.

Elk blok bevat:

1. Data
2. Hachee CBD
3. Hash van het vorige blok

Neem bijvoorbeeld het volgende voorbeeld, waarin we een keten van drie blokken hebben. Het eerste blok heeft geen voorganger, dus het bevat geen hash van een vorig blok. Blok 2 bevat de hash van blok 1 en blok 3 bevat de hash van blok 2.

Elk blok bevat de hash van het vorige blok. Deze techniek maakt een blockchain zo veilig. Zo werkt het.

Stel dat een aanvaller de gegevens in blok 2 wijzigt. De hash van blok 2 verandert dan ook. Blok 3 bevat echter nog steeds de oude hash van blok 2, waardoor blok 3 en alle blokken erna ongeldig worden, omdat de hashes van de voorgaande blokken niet meer overeenkomen.

Het wijzigen van één enkel blok kan er dus snel voor zorgen dat elk volgend blok ongeldig wordt.

Consensusmechanismen: Proof of Work en Proof of Stake

Hashes zijn een uitstekend mechanisme om manipulatie te voorkomen, maar moderne computers kunnen honderdduizenden hashes per seconde berekenen. Binnen enkele minuten zou een aanvaller een blok kunnen manipuleren en vervolgens alle hashes van andere blokken opnieuw berekenen om de blockchain er weer geldig uit te laten zien.

Om dit te voorkomen, gebruiken blockchains een consensusmechanisme. De twee meest voorkomende varianten zijn Proof of Work en Proof of Stake.

Bewijs van het Werk (PoW) is een computationele puzzel die aanzienlijke inspanning vergt om op te lossen, maar het resultaat is snel te verifiëren. In het geval van BitcoinHet duurt gemiddeld ongeveer 10 minuten om het benodigde bewijs van werk te berekenen om een ​​nieuw blok aan de blockchain toe te voegen. Als een hacker blok 2 zou willen wijzigen, zou hij het bewijs van werk voor dat blok en elk volgend blok opnieuw moeten berekenen.

Bewijs van het Staak (PoS) is de nieuwere aanpak die gebruikt wordt door Ethereum, Solana, CardanoEn de meeste moderne Layer 1-ketens. Validators vergrendelen, of staken, native tokens om het recht te verdienen blokken voor te stellen en te valideren. Ethereum De fusie werd in september 2022 voltooid, waarbij Proof of Work werd vervangen door Proof of Stake en het energieverbruik van het netwerk met ongeveer 99.95 procent werd verminderd.

Of een blockchain nu Proof-of-Work (PoW) of Proof-of-Stake (PoS) gebruikt, de combinatie van hashing en consensus zorgt ervoor dat een blockchain veilig blijft.

Gedistribueerd P2P-netwerk

Blockchains beveiligen zichzelf ook door gedistribueerd te zijn. In plaats van een centrale entiteit te gebruiken om de keten te beheren, maken blockchains gebruik van een gedistribueerd peer-to-peer-netwerk waar iedereen zich bij kan aansluiten. Wanneer een deelnemer zich bij het netwerk voegt, ontvangt hij of zij een volledige kopie van de blockchain, en elke computer wordt een blockchain genoemd. knooppunt.

Wanneer een gebruiker een nieuw blok aanmaakt, wordt dat blok naar alle knooppunten in het netwerk verzonden. Elk knooppunt controleert het blok om er zeker van te zijn dat het niet is gewijzigd. Na verificatie voegt elk knooppunt het blok toe aan zijn eigen kopie van de blockchain.

De knooppunten in het netwerk creëren een overeenstemmingZe zijn het erover eens welke blokken geldig zijn en welke niet. Knooppunten zullen blokken die er gemanipuleerd uitzien, afwijzen.

Om een ​​blockchain succesvol te manipuleren, zou een aanvaller het volgende moeten doen:

1. Manipuleer elk blok in de keten.
2. Voer de proof-of-work-test opnieuw uit of herverdeel het vereiste validator-aandeel voor elk blok.
3. Neem de controle over meer dan 50 procent van het peer-to-peer-netwerk.

Die combinatie is vrijwel onmogelijk op een grote openbare blockchain, en daarom worden blockchains als zo veilig beschouwd.

Hoe werkt Blockchain-technologie?

Blockchain-transactieproces

Een typische blockchaintransactie doorloopt vier stappen op hoog niveau.

Stap 1) Een gebruiker vraagt ​​een transactie aan. De transactie kan betrekking hebben op cryptocurrency, smartcards, enz.tracts, records of andere informatie.

Stap 2) De aangevraagde transactie wordt uitgezonden naar een peer-to-peer netwerk van knooppunten.

Stap 3) Het netwerk van knooppunten valideert de transactie en de gebruikersstatus met behulp van bekende consensusalgoritmen zoals Proof of Work of Proof of Stake.

Stap 4) Na validatie wordt de transactie samen met andere transacties in een nieuw blok geplaatst, dat vervolgens permanent en onveranderlijk aan de bestaande blockchain wordt toegevoegd.

Waarom hebben we blockchain nodig?

Hieronder volgen enkele van de belangrijkste redenen waarom blockchaintechnologie zo populair is geworden.

Veerkracht: Blockchains maken gebruik van een replicatiearchitectuur. De keten blijft functioneren, zelfs wanneer veel knooppunten offline gaan of worden aangevallen, omdat de meeste knooppunten nog steeds een geldige kopie bezitten.

Tijdreductie: In de financiële sector maakt blockchain een snellere afwikkeling van transacties mogelijk, omdat het de lange verificatie-, afwikkelings- en clearingprocessen overbodig maakt. Eén enkel, overeengekomen grootboek wordt gedeeld door alle betrokken partijen.

Betrouwbaarheid: Blockchain certificeert en verifieert de identiteit van de betrokken partijen. Dit voorkomt dubbele gegevens, verlaagt de operationele kosten en versnelt transacties.

Onveranderlijke transacties: Door transacties in chronologische volgorde te registreren, garandeert blockchain de onveranderlijkheid van alle bewerkingen. Zodra een blok aan de keten is toegevoegd, kan het niet worden verwijderd of stiekem worden gewijzigd.

Fraudepreventie: Gedeelde informatie en consensus binnen het netwerk voorkomen verliezen als gevolg van fraude of verduistering. In logistieke sectoren fungeert blockchain als een realtime monitoringsysteem dat de kosten verlaagt.

Beveiliging: Een traditionele database aanvallen betekent een specifiek doelwit uitschakelen. Met gedistribueerde databases... Ledger Dankzij deze technologie heeft elke partij een kopie van de originele blockchain, waardoor het systeem operationeel blijft, zelfs als veel knooppunten uitvallen.

Transparantie: Wijzigingen in openbare blockchains zijn voor iedereen zichtbaar, wat zorgt voor grote transparantie en transacties controleerbaar maakt.

Samenwerking: Blockchain maakt het mogelijk dat partijen rechtstreeks met elkaar transacties uitvoeren zonder tussenkomst van derde partijen.

Decentralisatie: Standaardregels bepalen hoe elk knooppunt blockchaininformatie uitwisselt, zodat alle transacties worden gevalideerd en in een consistente volgorde worden toegevoegd.

Blockchain-versies

Laten we de belangrijkste tijdperken in de blockchain-ontwikkeling eens bekijken.

Blockchain-versies

Blockchain 1.0: Valuta

De implementatie van gedistribueerd Ledger Technologie leidde tot de eerste voor de hand liggende toepassing, namelijk cryptovaluta. Dit maakte financiële transacties mogelijk op basis van blockchaintechnologie, voornamelijk voor valuta en betalingen. Bitcoin is het meest prominente voorbeeld in dit segment.

Blockchain 2.0: Slimme Contracts

De volgende golf introduceerde slimme consolestracSmartContext-systemen zijn kleine programma's die op de blockchain draaien. Ze worden automatisch uitgevoerd en verifiëren vooraf gedefinieerde voorwaarden, zoals het faciliteren, verifiëren of afdwingen van een overeenkomst.tracts vervangen vaak, of automatiseren in ieder geval delen van, traditionele contracts.

Blockchain 3.0: DApps

DApp is een afkorting van gedecentraliseerde applicatie. De backend-logica van een DApp draait op een gedecentraliseerd peer-to-peer-netwerk. Een DApp kan een frontend hebben die is geschreven in elke standaard programmeertaal en die de blockchain-gebaseerde backend aanroept, vergelijkbaar met een traditionele web- of mobiele applicatie.

Blockchain 4.0: Integratie van bedrijfssoftware en AI

De nieuwste golf richt zich op schaalbaarheid op bedrijfsniveau, interoperabiliteit tussen blockchains en integratie met kunstmatige intelligentie. Voorbeelden hiervan zijn getokeniseerde reële activa en Layer 2-rollups. Ethereum, digitale valuta van centrale banken, en het gebruik van blockchains om de verifieerbare herkomst van AI-trainingsdata en modeluitkomsten vast te leggen.

Blockchain-varianten

Publieke

In een openbare blockchain zijn de grootboeken voor iedereen op internet zichtbaar. Iedereen kan een blok transacties verifiëren en toevoegen, en het netwerk biedt deelnemers doorgaans tokens als beloning. Bitcoin en Ethereum zijn openbare ketens.

Privé

Een private blockchain bestaat binnen één enkele organisatie. Alleen specifieke personen binnen die organisatie kunnen transactieblokken verifiëren en toevoegen, terwijl leesrechten naar behoefte kunnen worden beperkt.

Consortium

In een consortiumblockchain kan alleen een groep geautoriseerde organisaties transacties verifiëren en toevoegen. Het grootboek kan openbaar zijn of alleen toegankelijk voor geselecteerde groepen. Consortiumblockchains worden veel gebruikt in sectoren zoals de bank- en scheepvaartindustrie.ping, en gezondheidszorg.

Blockchain-gebruiksscenario's

Blockchaintechnologie wordt tegenwoordig in een breed scala aan sectoren gebruikt, zoals blijkt uit de onderstaande tabel.

Sector	Gebruik
Markten	Billing, monitoring en gegevensoverdracht Quotabeheer in toeleveringsketennetwerken Getokeniseerde activa uit de echte wereld
Overheid	Transnationale gepersonaliseerde bestuursdiensten Stemmen en peer-to-peer obligatie-uitgifte Digitisatie van contracts en bewijs van eigendom voor overdrachten Registratie en identiteit Tele-advocatendienst IP-registratie en uitwisseling Belastingbewijzen, notariële diensten en documentenregistratie
Internet of Things (IoT)	Sensornetwerken voor de landbouw en drones Slimme thuisnetwerken Geïntegreerde slimme stadsinfrastructuur Zelfrijdende voertuigen Gepersonaliseerde robots en drones Digital assistenten
Gezondheid	Gegevensbeheer Universele elektronische medische dossiers Quantified Self-datagemeenschap Big data-analyse van gezondheidsgegevens DigiTal Health Wallet en Smart Property Gezondheidstokens en persoonlijke ontwikkelingtracts
Wetenschap en kunst	Supercomputing Menigte analyse Peer-to-peer-bronnen DigiTal Provenance voor kunst en verzamelobjecten
Financiën en accounting	Digibetaling in tal-valuta Betalingen en overmakingen Gedecentraliseerde kapitaalmarkten Interdivisieboekhouding Clearing, handel en derivaten Boekhouding

Belangrijke praktijkvoorbeelden van Blockchain

1. Dubai: De slimme stad

In 2016 introduceerde het Smart Dubai-kantoor een blockchainstrategie. Met behulp van deze technologie kunnen ondernemers en ontwikkelaars in contact komen met investeerders en toonaangevende bedrijven. Het doel is om een ​​op blockchain gebaseerd systeem te implementeren dat diverse sectoren ondersteunt en bijdraagt ​​aan de ambitie om van Dubai de gelukkigste stad ter wereld te maken. Wil je carrière maken in deze sector? Lees dan meer over... hoe je een blockchain-ontwikkelaar kunt worden.

2. Stimuleer klantbehoud

Incent is een Customer Retention as a Service-aanbod gebaseerd op blockchaintechnologie. Het is een loyaliteitsprogramma dat tokens genereert voor bedrijven binnen een aangesloten netwerk. Tokens worden direct uitgewisseld en kunnen worden opgeslagen in digitale wallets op een telefoon of via de browser worden geraadpleegd.

3. Blockchain voor humanitaire hulp

In januari 2017 startte het Wereldvoedselprogramma van de Verenigde Naties een project genaamd Building Blocks in de regio Sindh in Pakistan. Door gebruik te maken van blockchaintechnologie ontvingen begunstigden geld en voedsel, en elke transactie werd geregistreerd op een blockchain om veiligheid en transparantie te garanderen.

4. Centrale Bank Digital Valuta's

Landen zoals China, Brazilië en de Europese Unie voeren proefprojecten uit met digitale valuta van centrale banken op basis van blockchain of op blockchain geïnspireerde infrastructuur. Deze projecten zijn erop gericht het betalingsverkeer te moderniseren en tegelijkertijd de beleidscontrole door de centrale bank te behouden.

Bitcoin Cryptovaluta: de populairste toepassing van blockchain

Wat is Cryptocurrency?

Een cryptovaluta is een ruilmiddel dat vergelijkbaar is met traditionele valuta zoals de Amerikaanse dollar, maar het is ontworpen om digitale informatie uit te wisselen via cryptografische principes. Een cryptovaluta is een digitale valuta en wordt geclassificeerd als een subcategorie van alternatieve en virtuele valuta.

Cryptovaluta is een toonderinstrument gebaseerd op digitale cryptografie. De houder van de valuta is de eigenaar en er worden geen andere gegevens bijgehouden over de identiteit van de eigenaar. In 1998 publiceerde Wei Dai B-Money, een anoniem gedistribueerd elektronisch geldsysteem dat latere ontwerpen inspireerde.

Wat is Bitcoin?

Bitcoin werd in 2009 gelanceerd door een onbekende persoon of groep onder de naam Satoshi Nakamoto. Bitcoin Het is een peer-to-peer-technologie die niet wordt gereguleerd door een centrale autoriteit of bank. De uitgifte en het transactiebeheer worden collectief door het netwerk uitgevoerd.

Het is momenteel de meest gebruikte cryptovaluta ter wereld. Bitcoin Het is open source en ontworpen voor het grote publiek, wat betekent dat niemand het bezit of beheert. Het totale aanbod is beperkt tot 21 miljoen munten. Bitcoin blijft naar marktkapitalisatie de grootste cryptocurrency in 2026.

Iedereen kan gebruiken Bitcoin Zonder hoge transactiekosten te betalen, en de verzender en ontvanger handelen rechtstreeks met elkaar, zonder tussenkomst van een derde partij.

Blockchain en Bitcoin

De blockchain is de technologie erachter Bitcoin. Bitcoin is het digitale token, en blockchain is het grootboek dat het bewaart. track van wie die tokens bezit. Je kunt niet hebben Bitcoin zonder blockchain, maar je kunt ook blockchain hebben zonder Bitcoin.

Andere bekende cryptovaluta zijn onder meer:

• Ethereum (nu Proof of Stake)
• Solana
• Cardano
• XRP
• Bitcoin Cash
• Litecoin

Blockchain versus gedeelde database

Blockchain versus gedeelde database

Kenmerken	Blockchain	Gedeelde database
	Alleen invoegen	Maken, lezen, bijwerken en verwijderen
kopiëren	Volledige replicatie op elke peer	Meester-slaaf of multi-meester
Overeenstemming	De meeste deelnemers moeten het eens zijn over de uitkomst van transacties.	Gedistribueerde transacties met behulp van tweefasencommit of Paxos
Validatie	Wereldwijde regels worden op de hele blockchain toegepast.	Alleen lokale integriteitsbeperkingen
disintermediation	Toegestaan	Niet toegestaan
Vertrouwelijkheid	Configureerbaar, vaak pseudoniem	Niet volledig vertrouwelijk
robuustheid	Zeer robuust	Less robuust

Mythen over blockchain

Mythe	Realiteit
Het lost elk probleem op	Nee, het is een type database met specifieke afwegingen.
Vertrouwensloze technologie	Het kan vertrouwen verschuiven en ook de vertrouwensband versterken.
Helemaal veilig	Het richt zich op integriteit, niet op vertrouwelijkheid.
Slim mettracts zijn altijd legaal	Ze voeren slechts delen van bepaalde juridische procedures uit.tracts
Onveranderlijk	Het biedt sterke probabilistische onveranderlijkheid.
Verspilt altijd elektriciteit.	Proof of Stake-ketens zoals Ethereum verbruiken zeer weinig energie
Van nature niet schaalbaar	Moderne Layer 2-netwerken en modulaire ketens schalen op tot duizenden transacties per seconde.

Toepassingen van Blockchain-technologie

Hieronder volgen enkele veelvoorkomende toepassingen van blockchain.

• Het wordt gebruikt om een ​​veilig en transparant digitaal grootboek van alle transacties te creëren.
• Het stelt instellingen in staat een fraudebestendig register van academische prestaties aan te leggen dat toegankelijk is voor studenten en docenten.
• Het wordt gebruikt voor het creëren van een efficiënter systeem voor het verhandelen van effecten.
• Geldverstrekkers gebruiken blockchain om leningen met onderpand te verstrekken via slimme contracten.tracts.
• Het gebruik van blockchaintechnologie voor het vastleggen van vastgoedtransacties kan een veiligere manier bieden om eigendom te verifiëren en over te dragen.
• Het wordt gebruikt om te bewaren.ping Verifieerbare identiteitskenmerken zoals geboortedatum in een openbaar register.
• Blockchain wordt in de logistiek gebruikt om track artikelen tijdens hun beweging door een toeleveringsketen.
• Het wordt steeds vaker gebruikt om de herkomst van AI-trainingsdata en de authenticiteit van modeluitvoer te verifiëren.

Beperkingen van blockchaintechnologie

Blockchain is krachtig, maar het is geen wondermiddel. Hieronder vind je de meest voorkomende beperkingen waar je rekening mee moet houden.

Hogere kosten: Knooppunten streven naar hogere beloningen voor het voltooien van transacties in een markt die draait op vraag en aanbod.

Langzamere transacties: Knooppunten geven prioriteit aan transacties met een hogere beloning, wat tijdens piekuren tot opeenhoping van achterstanden kan leiden.

Kleinere Ledgers: Het is niet altijd mogelijk om een ​​volledige kopie van de blockchain te bewaren, wat de onveranderlijkheid en consensus op lichtgewicht nodes kan beïnvloeden.

Transactiekosten en netwerksnelheid: De transactiekosten van Bitcoin is veel hoger dan de bijna gratis tarieven die in de beginjaren werden gepromoot.

Risico op fouten: Er bestaat altijd een risico op fouten wanneer mensen erbij betrokken zijn. Als een blockchain als database fungeert, moeten alle binnenkomende gegevens van hoge kwaliteit zijn, omdat fouten zich wijd verspreiden.

Gebruik van hulpbronnen: Elke node die een Proof of Work-blockchain draait, moet consensus behouden, wat energie kost. Proof of Stake-blockchains hebben deze voetafdruk aanzienlijk verkleind.

Blockchain Council

Blockchain Council Biedt certificeringen voor blockchain aan, speciaal ontworpen voor mensen die een carrière in de blockchain-sector ambiëren. De certificeringen vereisen diepgaande kennis van de kernconcepten van blockchain en richten zich op Corda, smart contracts-, Hyperledger- en Quorum-applicaties.

Certificeringen van de Blockchain Council zijn nuttig in sectoren zoals digitale marketing, gezondheidszorg en supply chain management. De trainingen en certificeringen zijn waardevol voor bedrijven, ondernemingen en individuele ontwikkelaars die blockchain willen toepassen op traditionele werksystemen.

De Blockchain Council biedt de volgende certificeringen aan:

• Gecertificeerde Blockchain-expert
• Gecertificeerd Corda-expert
• Gecertificeerd Corda ArchiTect
• Gecertificeerde blockchain-ontwikkelaar
• Gecertificeerd blockchainbeveiligingsprofessional
• Gecertificeerd Smart Contract Ontwikkelaar
• Certified Bitcoin Ervaren
• Certified Ethereum Ervaren

Wil je leren hoe je je eigen cryptovaluta kunt creëren? Dan is deze gratis handleiding zeker de moeite waard: Hoe u uw eigen cryptocurrency kunt maken.

Veelgestelde vragen