Blockchain-handledning: Lär dig med exempel

Vad är Blockchain?

Blockchain är en kedja av block som innehåller information. Tekniken är utformad för att tidsstämpla digitala dokument så att ingen kan antedatera eller manipulera dem. Blockkedjeteknik löser problemet med dubbla register utan att förlita sig på en central server, vilket är anledningen till att den ligger till grund för så mycket av den moderna digitala ekonomin.

Ocuco-landskapet blockchain används för säker överföring av föremål som pengar, egendom och förmögenhettracts, utan att kräva en tredjepartsmellanhand, såsom en bank eller en myndighet. När data väl har registrerats i en blockkedja blir det extremt svårt att ändra dem.

Blockkedjan är ett mjukvaruprotokoll som liknar hur SMTP fungerar för e-post. Blockkedjor kan dock inte fungera utan internet, och de kallas ibland en metateknik eftersom de påverkar andra tekniker. Den fullständiga stacken inkluderar en databas, en programvara, ett nätverk av anslutna datorer och en konsensusmekanism.

Ibland hänvisar termen specifikt till Bitcoin Blockkedjan eller Ethereum Blockkedjan, och ibland till andra virtuella valutor, digitala tokens eller distribuerade företagsledgar. I samtliga fall är den underliggande idén en delad, endast tilläggsbaserad post som replikeras mellan många deltagare.

Vad Blockchain INTE är

Innan vi går djupare in på saken, är det bra att reda ut några ihållande missuppfattningar:

• Blockchain är det inte Bitcoin, men det är tekniken bakom Bitcoin.
• Bitcoin är den digitala token, och blockkedjan är den huvudbok som håller koll på track av vem som äger dessa tokens.
• Du kan inte ha Bitcoin utan blockchain, men du kan ha en blockchain utan Bitcoin.
• Blockkedjan är inte alltid anonym. De flesta publika kedjor är pseudonyma, vilket innebär att adresser är synliga även när verkliga identiteter inte är det.

Blockchain Architecture

Låt oss nu studera blockkedjearkitekturen genom att bryta ner den i dess kärnkomponenter.

Vad är ett block?

En blockkedja är en kedja av block som innehåller information. Vilken data som lagras i ett block beror på vilken typ av blockkedja det är.

Till exempel kan en Bitcoin Blocket innehåller information om avsändaren, mottagaren och antalet överförda bitcoins.

Bitcoin Blockera

Det första blocket i kedjan kallas Genesis-blocketVarje nytt block är länkat till det föregående blocket och bildar kedjan.

Förstå SHA-256-hash

Varje block har också en hash. En hash kan förstås som ett fingeravtryck som är unikt för varje block. Det identifierar ett block och allt dess innehåll, och det är alltid unikt, precis som ett fingeravtryck. När ett block har skapats kommer varje förändring inuti blocket att orsaka att hashen ändras.

Vad är SHA-256-hash?

Hashen är därför mycket användbar när man vill upptäcka förändringar. Om ett blocks fingeravtryck ändras representerar det inte längre samma block.

Varje block lagrar:

1. Data
2. Hash CBD
3. Hash för föregående block

Tänk på exemplet nedan, där vi har en kedja av tre block. Det första blocket har ingen föregångare, så det lagrar inte en hash från ett tidigare block. Block 2 innehåller hashen från block 1, och block 3 innehåller hashen från block 2.

Varje block innehåller hashen från föregående block. Det är den här tekniken som gör en blockkedja så säker. Så här fungerar det.

Anta att en angripare ändrar data inuti block 2. Hashen för block 2 ändras också. Men block 3 lagrar fortfarande den gamla hashen för block 2, vilket gör block 3 och varje block efter det ogiltigt eftersom hasherna från föregående block inte längre matchar.

Därför kan ändring av ett enskilt block snabbt ogiltigförklara alla efterföljande block.

Konsensusmekanismer: Bevis på arbete och bevis på insats

Hashkoder är en utmärkt mekanism för att förhindra manipulering, men moderna datorer kan beräkna hundratusentals hashkoder per sekund. På bara några minuter kan en angripare manipulera ett block och sedan beräkna om alla hashkoder från andra block för att få kedjan att se giltig ut igen.

För att stoppa detta använder blockkedjor en konsensusmekanism. De två vanligaste familjerna är Proof of Work och Proof of Stake.

Bevis på arbete (PoW) är ett beräkningspussel som kräver avsevärd ansträngning att lösa, men resultatet är snabbt att verifiera. När det gäller Bitcoin, tar det i genomsnitt ungefär 10 minuter att beräkna det nödvändiga beviset för att lägga till ett nytt block i kedjan. Om en hackare ville ändra block 2 skulle de behöva göra om beviset för det blocket och varje block som följde.

Bevis på insats (PoS) är den nyare metoden som används av Ethereum, Solana, Cardanooch de flesta moderna Layer 1-kedjor. Validerare låser, eller stakar, nativa tokens för att förtjäna rätten att föreslå och validera block. Ethereum slutförde The Merge i september 2022, vilket ersatte Proof of Work med Proof of Stake och minskade nätverkets energiavtryck med ungefär 99.95 procent.

Oavsett om en kedja använder PoW eller PoS, är kombinationen av hashing och konsensus det som håller en blockkedja säker.

Distribuerat P2P-nätverk

Blockkedjor säkrar sig också genom att vara distribuerade. Istället för att använda en central enhet för att hantera kedjan använder blockkedjor ett distribuerat peer-to-peer-nätverk som vem som helst kan gå med i. När en deltagare går in i nätverket får de en fullständig kopia av blockkedjan, och varje dator kallas en nod.

När en användare skapar ett nytt block sänds det blocket till varje nod i nätverket. Varje nod verifierar blocket för att säkerställa att det inte har ändrats. Efter verifieringen lägger varje nod till blocket i sin egen kopia av kedjan.

Noderna i nätverket skapar en konsensusDe är överens om vilka block som är giltiga och vilka som inte är det. Noder kommer att avvisa block som ser manipulerade ut.

För att framgångsrikt manipulera en blockkedja skulle en angripare behöva:

1. Manipulera varje block på kedjan.
2. Gör om beviset på arbetet eller återställ den obligatoriska valideringsandelen för varje block.
3. Ta kontroll över mer än 50 procent av peer-to-peer-nätverket.

Den kombinationen är praktiskt taget omöjlig på en stor publik kedja, vilket är anledningen till att blockkedjor anses vara så säkra.

Hur fungerar Blockchain-teknik?

Blockchain-transaktionsprocess

En typisk blockkedjetransaktion följer fyra övergripande steg.

Steg 1) En användare begär en transaktion. Transaktionen kan involvera kryptovaluta, smarta bedrägeriertracts, register eller annan information.

Steg 2) Den begärda transaktionen sänds till ett peer-to-peer-nätverk av noder.

Steg 3) Nätverket av noder validerar transaktionen och användarstatusen med hjälp av kända konsensusalgoritmer som Proof of Work eller Proof of Stake.

Steg 4) När transaktionen har validerats buntas den ihop med andra till ett nytt block, som sedan läggs till i den befintliga kedjan på ett sätt som är permanent och oföränderligt.

Varför behöver vi blockkedja?

Här är några av de viktigaste anledningarna till varför blockkedjetekniken har blivit så populär.

Elasticitet: Blockkedjor använder en replikerad arkitektur. Kedjan fortsätter att köras även när många noder går offline eller attackeras, eftersom de flesta noder fortfarande har en giltig kopia.

Tidsminskning: Inom finansbranschen möjliggör blockkedjan snabbare avveckling av affärer eftersom den eliminerar den långa verifierings-, avvecklings- och clearingprocessen. En enda överenskommen huvudbok delas mellan alla intressenter.

Pålitlighet: Blockkedjan certifierar och verifierar identiteten hos berörda parter. Detta tar bort dubbletter, minskar driftskostnader och snabbar upp transaktioner.

Oföränderliga transaktioner: Genom att registrera transaktioner i kronologisk ordning certifierar blockkedjan att alla operationer är oföränderliga. När ett block har lagts till i kedjan kan det inte tas bort eller ändras i tysthet.

Bedrägeri förhindring: Delad information och nätverkskonsensus förhindrar förluster orsakade av bedrägerier eller förskingring. Inom logistikbaserade branscher fungerar blockkedjan som ett realtidsövervakningssystem som minskar kostnaderna.

Säkerhet: Att attackera en traditionell databas innebär att attackera ett specifikt mål. Med distribuerad Ledger Teknologin innebär att varje part har en kopia av den ursprungliga kedjan, så systemet förblir i drift även om många noder fallerar.

Ej klickbar: Ändringar i publika blockkedjor är synliga för alla, vilket skapar stark transparens och gör transaktioner granskningsbara.

Samarbete: Blockkedjan gör det möjligt för parter att genomföra transaktioner direkt med varandra utan att behöva medla med tredje part.

Decentralisering: Standardregler styr hur varje nod utbyter blockkedjeinformation, så alla transaktioner valideras och läggs till i en enhetlig ordning.

Blockchain-versioner

Låt oss gå igenom de viktigaste epokerna inom blockkedjeutveckling.

Blockchain-versioner

Blockchain 1.0: Valuta

Implementeringen av distribuerad Ledger Tekniken ledde till den första uppenbara tillämpningen, kryptovaluta. Detta möjliggjorde finansiella transaktioner baserade på blockkedjeteknik, främst för valuta och betalningar. Bitcoin är det mest framträdande exemplet i detta segment.

Blockchain 2.0: Smart Contracts

Nästa våg introducerade smarta bedrägeriertracts, små program som finns på blockkedjan. De körs automatiskt och verifierar villkor som definierats i förväg, såsom underlättande, verifiering eller verkställande av ett avtal. Smart contracersätter ofta, eller automatiserar åtminstone delar av, traditionella konstruktioner.tracts.

Blockchain 3.0: DApps

DApp är en förkortning för decentraliserad applikation. Backend-logiken för en DApp körs på ett decentraliserat peer-to-peer-nätverk. En DApp kan ha ett frontend skrivet i vilket standardspråk som helst som anropar dess blockkedjebaserade backend, vilket i koncept liknar en traditionell webb- eller mobilapplikation.

Blockchain 4.0: Integration av företag och AI

Den senaste vågen fokuserar på skalbarhet i företagsklass, interoperabilitet mellan kedjor och integration med artificiell intelligens. Exempel inkluderar tokeniserade tillgångar i den verkliga världen, Layer 2-uppgraderingar på Ethereum, centralbankers digitala valutor och användning av blockkedjor för att registrera verifierbart ursprung för AI-utbildningsdata och modellutdata.

Blockchain-varianter

offentliga

I en publik blockkedja är ledgers synliga för alla på internet. Vem som helst kan verifiera och lägga till ett block med transaktioner, och nätverket erbjuder vanligtvis tokenincitament till deltagarna. Bitcoin och Ethereum är publika kedjor.

Privat

En privat blockkedja finns inom en enda organisation. Den tillåter endast specifika personer i den organisationen att verifiera och lägga till transaktionsblock, medan läsåtkomst kan begränsas efter behov.

Consortium

I en konsortiumblockkedja kan endast en grupp auktoriserade organisationer verifiera och lägga till transaktioner. Ledningsboken kan vara öppen eller begränsad till utvalda grupper. Konsortiumblockkedjar är vanliga inom branscher som bank, sjöfartpingoch sjukvård.

Blockchain användningsfall

Blockkedjeteknik används nu inom en mängd olika sektorer, vilket visas i tabellen nedan.

Bransch	Användning
Marknader	Billning, övervakning och dataöverföring Kvothantering i leveranskedjenätverk Tokeniserade tillgångar i verkligheten
Regeringen	Transnationella personliga förvaltningstjänster Röstning och peer-to-peer-obligationsutgivning Digitisering av kontracts och ägarbevis för överlåtelser Register och identitet Teleadvokattjänst IP-registrering och utbyte Skatteintyg, notarietjänster och dokumentregister
Internet av saker (IoT)	Jordbruks- och drönarsensornätverk Smarta hemnätverk Integrerad smart stadsinfrastruktur Självkörande fordon Personliga robotar och drönare Digitalassistenter
Hälsa	Datahantering Universella elektroniska patientjournaler Kvantifierade självdatagemensamma källor Analys av stora hälsodataströmmar Digital hälsoplånbok och smart fastighet Hälsotokens och personlig utvecklingskoncepttracts
Vetenskap och konst	superdatorer Publikanalys Peer-to-peer-resurser Digital proveniens för konst och samlarobjekt
Finans och redovisning	Digibetalning i total valuta Betalningar och remitteringar Decentraliserade kapitalmarknader Interdivisionell redovisning Clearing, handel och derivat Bokförareping

Viktiga användningsfall av blockchain i verkliga livet

1. Dubai: Den smarta staden

År 2016 introducerade Smart Dubai-kontoret en blockkedjestrategi. Med hjälp av denna teknik kan entreprenörer och utvecklare få kontakt med investerare och ledande företag. Målet är att implementera ett blockkedjebaserat system som stöder många branscher och bidrar till att göra Dubai till världens lyckligaste stad. Om du vill bygga en karriär inom detta område kan du lära dig mer om hur man blir en blockchain-utvecklare.

2. Incentivera kundlojalitet

Incent är ett kundretentionsprogram baserat på blockkedjeteknik. Det är ett lojalitetsprogram som genererar tokens för företag inom ett anslutet nätverk. Tokens utbyts direkt och kan lagras i digitala plånböcker på en telefon eller nås via webbläsaren.

3. Blockchain för humanitärt bistånd

I januari 2017 startade FN:s livsmedelsprogram (WFP) ett projekt som heter Building Blocks i Sindh-regionen i Pakistan. Genom att använda blockkedjeteknik fick mottagarna pengar och mat, och varje transaktion registrerades på en blockkedja för att garantera säkerhet och transparens.

4. Centralbanken DigiTotala valutor

Länder som Kina, Brasilien och Europeiska unionen genomför pilotprojekt med digitala centralbanksvalutor på blockkedje- eller blockkedjeinspirerad infrastruktur. Dessa projekt syftar till att modernisera betalningar samtidigt som centralbankernas kontroll över sin politik bibehålls.

Bitcoin Kryptovaluta: Den mest populära tillämpningen av blockkedjan

Vad är Cryptocurrency?

En kryptovaluta är ett växelmedel som liknar traditionella valutor som USD, men den är utformad för att utbyta digital information genom kryptografiska principer. En kryptovaluta är en digital valuta och klassificeras som en delmängd av alternativa och virtuella valutor.

Kryptovaluta är ett bärarinstrument baserat på digital kryptografi. Innehavaren av valutan äger ägandet, och ingen annan registrering förs om ägarens identitet. År 1998 publicerade Wei Dai B-Money, ett anonymt distribuerat elektroniskt kontantsystem som inspirerade senare design.

Vad är Bitcoin?

Bitcoin lanserades 2009 av en okänd person eller grupp med namnet Satoshi Nakamoto. Bitcoin är en peer-to-peer-teknik som inte styrs av någon central myndighet eller bank. Utgivning och transaktionshantering utförs gemensamt av nätverket.

Det är för närvarande den dominerande kryptovalutan i världen. Bitcoin är öppen källkod och utformad för allmänheten, vilket innebär att ingen äger eller kontrollerar den. Det totala utbudet är begränsat till 21 miljoner mynt. Bitcoin förblir den största kryptovalutan sett till börsvärde år 2026.

Vem som helst kan använda Bitcoin utan att betala höga processavgifter, och avsändaren och mottagaren genomför transaktioner direkt utan att använda en tredje part.

Blockchain och Bitcoin

Blockkedjan är tekniken bakom Bitcoin. Bitcoin är den digitala token, och blockkedjan är den huvudbok som håller koll på track av vem som äger dessa tokens. Du kan inte ha Bitcoin utan blockchain, men du kan ha blockchain utan Bitcoin.

Andra framstående kryptovalutor inkluderar:

• Ethereum (nu bevis på insats)
• Solana
• Cardano
• XRP
• Bitcoin Kontanter
• Litecoin

Blockchain vs delad databas

Blockchain vs delad databas

Driftparametrar	Blockchain	Delad databas
	Endast infoga	Skapa, Läs, Uppdatera och Ta bort
replikation	Full replikering på varje kamrat	Master-slave eller multimaster
Konsensus	De flesta konkurrenter måste vara överens om resultatet av transaktioner	Distribuerade transaktioner med tvåfascommit eller Paxos
Validering	Globala regler tillämpas över hela blockkedjan	Endast lokala integritetsbegränsningar
disintermediering	Tillåten	Inte tillåtet
Sekretess	Konfigurerbar, ofta pseudonym	Inte helt konfidentiellt
Robusthet	Mycket robust	Less robusta

Myter om blockkedjan

Myt	Verkligheten
Det löser alla problem	Nej, det är en typ av databas med specifika avvägningar
Tillförlitlig teknologi	Det kan förändra förtroendet och även sprida förtroendet
Helt säker	Fokuserar på integritet, inte sekretess
Smart medtracts är alltid lagliga	De verkställer bara delar av vissa juridiska åtgärdertracts
Oföränderlig	Den erbjuder stark probabilistisk oföränderlighet
Slösar alltid el	Proof of Stake-kedjor som Ethereum använder väldigt lite energi
I sig oskalbar	Moderna Layer 2-nätverk och modulära kedjor skalar upp till tusentals transaktioner per sekund

Tillämpningar av blockchain-teknik

Här är några vanliga tillämpningar av blockkedjan.

• Den används för att skapa en säker och transparent digital reskontra över alla transaktioner.
• Det gör det möjligt för institutioner att skapa en manipulationssäker registrering av akademiska prestationer som är tillgänglig för elever och lärare.
• Det används för att skapa ett mer effektivt system för handel med värdepapper.
• Långivare använder blockkedja för att genomföra säkerställda lån via smarta processertracts.
• Att använda blockkedjeteknik för att registrera fastighetstransaktioner kan ge ett säkrare sätt att verifiera och överföra äganderätt.
• Den används för keeping verifierbara identitetsattribut såsom födelsedatum i en offentlig huvudbok.
• Blockkedjan används inom logistik för att track artiklar när de rör sig genom ett leveranskedjenätverk.
• Det används alltmer för att verifiera ursprunget för AI-träningsdata och äktheten hos modellutdata.

Begränsningar med blockkedjeteknik

Blockkedjan är kraftfull, men den är ingen mirakellösning. Här är de vanligaste begränsningarna att vara medveten om.

Högre kostnader: Noder söker högre belöningar för att slutföra transaktioner på en marknad som styrs av utbud och efterfrågan.

Långsammare transaktioner: Noder prioriterar transaktioner med högre belöningar, vilket kan orsaka att eftersläpningar byggs upp under hög efterfrågan.

Mindre Ledgers: Det är inte alltid möjligt att behålla en fullständig kopia av blockkedjan, vilket kan påverka oföränderlighet och konsensus kring lättviktsnoder.

Transaktionskostnader och nätverkshastighet: Transaktionskostnaden för Bitcoin är mycket högre än de nästan gratisavgifter som marknadsfördes under dess tidiga år.

Risk för fel: Det finns alltid en risk för fel när människor är inblandade. Om en blockkedja fungerar som en databas måste all inkommande data vara av hög kvalitet, eftersom fel sprids brett.

Resursanvändning: Varje nod som kör en Proof of Work-blockkedja måste upprätthålla konsensus, vilket förbrukar energi. Proof of Stake-kedjor har minskat detta fotavtryck avsevärt.

Blockchain Council

Blockchain Council erbjuder certifieringar för blockchain som är utformade för personer som vill ha en karriär inom blockchain-området. Certifieringarna kräver djupgående kunskaper om centrala blockchain-koncept och fokuserar på Corda, smart contracts-, Hyperledger- och Quorum-applikationer.

Blockchain Council-certifieringar är användbara inom branscher som digital marknadsföring, hälso- och sjukvård och leveranskedjor. Utbildningen och certifieringarna är värdefulla för företag, verksamheter och enskilda utvecklare som vill tillämpa blockkedjeteknik på traditionella arbetssystem.

Certifieringar som erbjuds av Blockchain Council inkluderar:

• Certifierad Blockchain-expert
• Certifierad Corda Expert
• Certifierad Corda Architect
• Certifierad Blockchain-utvecklare
• Certifierad expert på blockkedjesäkerhet
• Certifierad Smart Contract-utvecklare
• Certifierad Bitcoin Expert
• Certifierad Ethereum Expert

Om du vill lära dig att skapa din egen kryptovaluta är här en gratis handledning som är värd att kolla in: Hur du skapar din egen kryptovaluta.

Vanliga frågor