Výukový program pro blockchain: Učte se s příklady

Co je Blockchain?

Blockchain je řetězec bloků, který obsahuje informace. Tato technika je navržena tak, aby digitální dokumenty označovala časovým razítkem, takže je nikdo nemůže zpětně datovat ani s nimi manipulovat. Blockchain řeší problém dvojitého záznamu bez spoléhání se na centrální server, a proto je základem velké části moderní digitální ekonomiky.

Jedno blockchain používá se pro bezpečný převod věcí, jako jsou peníze, majetek apod.tracts, bez nutnosti zprostředkovatele třetí strany, jako je banka nebo vládní agentura. Jakmile jsou data zaznamenána uvnitř blockchainu, je extrémně obtížné je změnit.

Blockchain je softwarový protokol podobný tomu, jak funguje SMTP pro e-maily. Blockchainy však nemohou fungovat bez internetu a někdy se jim říká metatechnologie, protože ovlivňují jiné technologie. Full stack zahrnuje databázi, softwarovou aplikaci, síť propojených počítačů a mechanismus konsensu.

Někdy se tento termín vztahuje konkrétně k Bitcoin Blockchain neboli Ethereum Blockchain a někdy i jiné virtuální měny, digitální tokeny nebo podnikové distribuované účetní knihy. V každém případě je základní myšlenkou sdílený záznam, který se pouze přidává a replikuje se mezi mnoha účastníky.

Co Blockchain NENÍ

Než se ponoříme hlouběji, je dobré si vyjasnit několik přetrvávajících mylných představ:

• Blockchain není Bitcoin, ale za tím je technologie Bitcoin.
• Bitcoin je digitální token a blockchain je účetní kniha, která uchovává track toho, kdo tyto tokeny vlastní.
• Nemůžeš mít Bitcoin bez blockchainu, ale můžete mít blockchain bez Bitcoin.
• Blockchain není vždy anonymní. Většina veřejných řetězců je pseudonymních, což znamená, že adresy jsou viditelné, i když skutečné identity nejsou.

Blockchain Architecture

Nyní se pojďme podívat na architekturu blockchainu a rozdělit ji na její klíčové komponenty.

Co je to blok?

Blockchain je řetězec bloků, které obsahují informace. Data uložená uvnitř bloku závisí na typu blockchainu.

Například, Bitcoin Blok obsahuje informace o odesílateli, příjemci a počtu převedených bitcoinů.

Bitcoin Blokovat

První blok v řetězci se nazývá Genesis blokKaždý nový blok je propojen s předchozím blokem a tvoří tak řetězec.

Pochopení hashu SHA-256

Každý blok má také hash. Hash lze chápat jako otisk prstu, který je pro každý blok jedinečný. Identifikuje blok a veškerý jeho obsah a je vždy jedinečný, stejně jako otisk prstu. Jakmile je blok vytvořen, jakákoli změna uvnitř bloku způsobí změnu hashe.

Co je SHA-256 hash

Hash je proto velmi užitečný, když chcete detekovat změny. Pokud se otisk bloku změní, již nepředstavuje stejný blok.

Každý blok ukládá:

1. Data
2. Hašiš CBD
3. Hash předchozího bloku

Vezměme si níže uvedený příklad, kde máme řetězec tř�� bloků. První blok nemá žádného předchůdce, takže neukládá hash předchozího bloku. Blok 2 obsahuje hash bloku 1 a blok 3 obsahuje hash bloku 2.

Každý blok obsahuje hash předchozího bloku. Tato technika dělá blockchain tak bezpečným. Funguje to takto.

Předpokládejme, že útočník změní data uvnitř bloku 2. Hash bloku 2 se také změní. Blok 3 však stále uchovává starý hash bloku 2, což blok 3 a všechny následující bloky činí neplatnými, protože hashe předchozích bloků se již neshodují.

Změna jednoho bloku proto může rychle zneplatnit všechny následující bloky.

Konsenzuální mechanismy: Proof of Work a Proof of Stake

Haše jsou vynikajícím mechanismem pro zabránění neoprávněné manipulaci, ale moderní počítače dokáží vypočítat stovky tisíc hašů za sekundu. Během několika minut by útočník mohl manipulovat s blokem a poté přepočítat všechny haše ostatních bloků, aby řetězec opět vypadal platně.

Aby se tomu zabránilo, blockchainy používají mechanismus konsensu. Dvě nejběžnější rodiny jsou Proof of Work a Proof of Stake.

Důkaz práce (PoW) je výpočetní hádanka, jejíž řešení vyžaduje značné úsilí, ale výsledek se dá rychle ověřit. V případě BitcoinVýpočet požadovaného důkazu práce (proof of work) pro přidání nového bloku do řetězce trvá v průměru asi 10 minut. Pokud by hacker chtěl změnit blok 2, musel by zopakovat důkaz práce pro tento blok a každý blok, který následuje.

Důkaz vkladu (PoS) je novější přístup používaný Ethereum, Solano, Cardanoa většina moderních řetězců Layer 1. Validátoři uzamykají neboli stakingují nativní tokeny, aby získali právo navrhovat a ověřovat bloky. Ethereum dokončila fúzi v září 2022, nahradila Proof of Work Proof of Stake a snížila energetickou stopu sítě zhruba o 99.95 procenta.

Ať už řetězec používá PoW nebo PoS, kombinace hashování a konsensu je to, co udržuje blockchain v bezpečí.

Distribuovaná P2P síť

Blockchainy se také zabezpečují tím, že jsou distribuované. Místo centrální entity pro správu řetězce používají blockchainy distribuovanou peer-to-peer síť, ke které se může připojit kdokoli. Když účastník vstoupí do sítě, obdrží úplnou kopii blockchainu a každý počítač se nazývá uzel.

Když jakýkoli uživatel vytvoří nový blok, tento blok je vyslán všem uzlům v síti. Každý uzel ověří blok, aby se ujistil, že nebyl změněn. Po ověření každý uzel přidá blok do své vlastní kopie řetězce.

Uzly v síti vytvářejí souhlasDohodnou se na tom, které bloky jsou platné a které ne. Uzly odmítnou bloky, které vypadají jako pozměněné.

Aby útočník úspěšně manipuloval s blockchainem, musel by:

1. Manipulujte s každým blokem na řetězu.
2. Znovu proveďte důkaz práce (Proof of Work) nebo znovu získejte požadovaný sdílený validátor pro každý blok.
3. Převezměte kontrolu nad více než 50 procenty peer-to-peer sítě.

Tato kombinace je na velkém veřejném řetězci prakticky nemožná, a proto jsou blockchainy považovány za tak bezpečné.

Jak funguje technologie Blockchain?

Proces blockchainové transakce

Typická blockchainová transakce se skládá ze čtyř kroků na vysoké úrovni.

Krok 1) Uživatel požaduje transakci. Transakce může zahrnovat kryptoměnu, chytré podvody.tracts, záznamy nebo jiné informace.

Krok 2) Požadovaná transakce je vysílána do peer-to-peer sítě uzlů.

Krok 3) Síť uzlů ověřuje transakci a stav uživatele pomocí známých konsenzuálních algoritmů, jako je Proof of Work nebo Proof of Stake.

Krok 4) Jakmile je transakce validována, je sdružena s ostatními do nového bloku, který je poté trvalým a nezměnitelným způsobem přidán do existujícího řetězce.

Proč potřebujeme blockchain?

Zde jsou některé z nejdůležitějších důvodů, proč se technologie blockchain stala tak populární.

Odolnost: Blockchainy používají replikovanou architekturu. Řetězec běží i v případě, že mnoho uzlů přestane být aktivní nebo je napadeno, protože většina uzlů stále uchovává platnou kopii.

Zkrácení času: Ve finančním sektoru umožňuje blockchain rychlejší vypořádání obchodů, protože eliminuje zdlouhavý proces ověřování, vypořádání a schválení. Mezi všemi zúčastněnými stranami je sdílena jedna dohodnutá účetní kniha.

Spolehlivost: Blockchain certifikuje a ověřuje identitu zúčastněných stran. Tím se odstraňují duplicitní záznamy, snižují se provozní náklady a zrychlují se transakce.

Neměnné transakce: Registrací transakcí v chronologickém pořadí blockchain osvědčuje nezměnitelnost všech operací. Jakmile je blok přidán do řetězce, nelze jej odstranit ani tiše upravit.

Prevence podvodů: Sdílené informace a síťový konsenzus zabraňují ztrátám způsobeným podvody nebo zpronevěrou. V odvětvích založených na logistice funguje blockchain jako systém monitorování v reálném čase, který snižuje náklady.

Zabezpečení Útok na tradiční databázi znamená zničení konkrétního cíle. S distribuovanými Ledger Technologie umožňuje, aby každá strana držela kopii původního řetězce, takže systém zůstává funkční, i když mnoho uzlů selže.

Transparentnost: Změny ve veřejných blockchainech jsou viditelné pro všechny, což vytváří silnou transparentnost a umožňuje audit transakcí.

Spolupráce: Blockchain umožňuje stranám obchodovat přímo mezi sebou bez nutnosti zprostředkování třetími stranami.

Decentralizace: Standardní pravidla upravují, jak si každý uzel vyměňuje informace o blockchainu, takže všechny transakce jsou ověřovány a přidávány v konzistentním pořadí.

Blockchainové verze

Pojďme si projít hlavní období vývoje blockchainu.

Blockchainové verze

Blockchain 1.0: Měna

Implementace distribuovaného Ledger Technologie vedla k první zřejmé aplikaci, kterou byla kryptoměna. Ta umožňovala finanční transakce založené na technologii blockchain, primárně pro měnu a platby. Bitcoin je nejvýraznějším příkladem v tomto segmentu.

Blockchain 2.0: Chytré podvodytracts

Další vlna představila chytré podvodytracts, malé programy, které žijí na blockchainu. Spouštějí se automaticky a ověřují předem definované podmínky, jako je usnadnění, ověření nebo vynucení dohody. Chytré contracčasto nahrazují nebo alespoň automatizují části tradičních technologií.tracts.

Blockchain 3.0: DApps

DApp je zkratka pro decentralizovanou aplikaci. Backendová logika DApp běží na decentralizované peer-to-peer síti. DApp může mít frontend napsaný v jakémkoli standardním jazyce, který volá do svého backendu založeného na blockchainu, podobně jako tradiční webová nebo mobilní aplikace.

Blockchain 4.0: Integrace podniku a umělé inteligence

Nejnovější vlna se zaměřuje na škálovatelnost na podnikové úrovni, interoperabilitu mezi řetězci a integraci s umělou inteligencí. Mezi příklady patří tokenizovaná aktiva z reálného světa, rollupy 2. vrstvy… Ethereum, digitální měny centrálních bank a používání blockchainů k zaznamenávání ověřitelného původu dat pro trénování umělé inteligence a výstupů modelů.

Blockchainové varianty

Veřejné

Ve veřejném blockchainu jsou účetní knihy viditelné pro všechny na internetu. Kdokoli může ověřit a přidat blok transakcí a síť obvykle nabízí účastníkům tokenové pobídky. Bitcoin a Ethereum jsou veřejné řetězce.

soukromý

Soukromý blockchain se nachází v rámci jedné organizace. Umožňuje ověřovat a přidávat transakční bloky pouze konkrétním lidem v dané organizaci, zatímco přístup pro čtení lze dle potřeby omezit.

Konsorcium

V konsorciálním blockchainu může ověřovat a přidávat transakce pouze skupina autorizovaných organizací. Účetní kniha může být otevřená nebo omezená na vybrané skupiny. Konsorciální blockchainy jsou běžné v různých odvětvích, jako je bankovnictví, lodní doprava.pinga zdravotnictví.

Příklady použití blockchainu

Technologie blockchain se nyní používá v široké škále odvětví, jak ukazuje tabulka níže.

Sektor	Používání
Trhy	Billování, monitorování a přenos dat Správa kvót v sítích dodavatelského řetězce Tokenizovaná aktiva reálného světa
Vláda	Nadnárodní personalizované služby správy Hlasování a emise peer-to-peer dluhopisů Digitizace contraca doklad o vlastnictví pro převody Registr a identita Teleadvokátní služba Registrace a výměna IP Daňové doklady, notářské služby a registr dokumentů
Internet věcí (Internet věcí)	Zemědělské a dronové senzorové sítě Inteligentní domácí sítě Integrovaná infrastruktura chytrého města Samořídící vozidla Personalizovaní roboti a drony Digiasistenti
Zdraví	Správa dat Univerzální elektronické lékařské záznamy Kvantifikovaná vlastní data commons Analýza velkých toků zdravotních dat Digipeněženka pro zdraví a chytrý majetek Zdravotní žetony a osobní rozvojtracts
Věda a umění	Superpočítače Analýza davu Zdroje typu peer-to-peer Digihistorický původ uměleckých a sběratelských předmětů
Finance a účetnictví	Digiplatba v celkové měně Platby a převody Decentralizované kapitálové trhy Mezidivizní účetnictví Clearing, obchodování a deriváty Bookkeeping

Důležité případy použití blockchainu v reálném životě

1. Dubaj: Chytré město

V roce 2016 představila kancelář Smart Dubai strategii blockchainu. Pomocí této technologie se mohou podnikatelé a vývojáři spojit s investory a předními společnostmi. Cílem je implementovat systém založený na blockchainu, který podpoří mnoho odvětví a pomůže učinit z Dubaje nejšťastnější město na světě. Pokud si chcete v této oblasti vybudovat kariéru, můžete se dozvědět více o jak se stát vývojářem blockchainu.

2. Motivace k udržení zákazníků

Incent je nabídka služeb zaměřená na udržení zákazníků (Consumer Retention as a Service) založená na technologii blockchain. Jedná se o věrnostní program, který generuje tokeny pro firmy v rámci přidružené sítě. Tokeny se vyměňují okamžitě a lze je ukládat do digitálních peněženek v telefonu nebo k nim přistupovat prostřednictvím prohlížeče.

3. Blockchain pro humanitární pomoc

V lednu 2017 zahájil Světový potravinový program OSN v pákistánské oblasti Sindh projekt s názvem Building Blocks. Díky technologii blockchain obdrželi příjemci peníze a potraviny a každá transakce byla registrována na blockchainu, aby byla zajištěna bezpečnost a transparentnost.

4. Centrální banka Digital měny

Země včetně Číny, Brazílie a Evropské unie provozují pilotní projekty digitálních měn centrálních bank na blockchainu nebo infrastruktuře inspirované blockchainem. Cílem těchto projektů je modernizovat platby a zároveň zachovat kontrolu nad politikou centrální banky.

Bitcoin Kryptoměna: Nejoblíbenější aplikace blockchainu

Co je to Crypocurrency?

Kryptoměna je prostředek směny podobný tradičním měnám, jako je USD, ale je navržen k výměně digitálních informací prostřednictvím principů kryptografie. Kryptoměna je digitální měna a je klasifikována jako podmnožina alternativních a virtuálních měn.

Kryptoměna je nástroj na doručitele založený na digitální kryptografii. Držitel měny je vlastníkem a o totožnosti vlastníka se neuchovává žádný další záznam. V roce 1998 Wei Dai publikoval B-Money, anonymní distribuovaný elektronický peněžní systém, který inspiroval pozdější návrhy.

Co je to Bitcoin?

Bitcoin byl spuštěn v roce 2009 neznámou osobou nebo skupinou používající jméno Satoshi Nakamoto. Bitcoin je peer-to-peer technologie, která není řízena žádným centrálním orgánem ani bankou. Vydávání a správa transakcí jsou prováděny kolektivně v rámci sítě.

V současné době je dominantní kryptoměnou na světě. Bitcoin je open source a určen pro širokou veřejnost, což znamená, že jej nikdo nevlastní ani nekontroluje. Celková nabídka je omezena na 21 milionů mincí. Bitcoin zůstává největší kryptoměnou podle tržní kapitalizace v roce 2026.

Kdokoli může použít Bitcoin bez placení vysokých poplatků za zpracování a odesílatel a příjemce provádějí transakci přímo bez použití třetí strany.

Blockchain a Bitcoin

Blockchain je technologie, která za tím stojí Bitcoin. Bitcoin je digitální token a blockchain je účetní kniha, která uchovává track toho, kdo tyto tokeny vlastní. Nemůžete mít Bitcoin bez blockchainu, ale můžete mít blockchain i bez Bitcoin.

Mezi další významné kryptoměny patří:

• Ethereum (nyní Proof of Stake)
• Solana
• Cardano
• XRP
• Bitcoin Hotovost
• Litecoin

Blockchain vs sdílená databáze

Blockchain vs sdílená databáze

parametry	Blockchain	Sdílená databáze
Operace	Pouze vložit	Vytvořit, číst, aktualizovat a mazat
replikace	Plná replikace na každém peer	Master-slave nebo multi-master
souhlas	Většina partnerů se musí shodnout na výsledku transakcí	Distribuované transakce pomocí dvoufázového potvrzení nebo Paxosu
Potvrzení	Globální pravidla jsou vynucována v celém blockchainu	Pouze lokální omezení integrity
Disintermediationtion	Povoleno	Není povoleno
Důvěrnost	Konfigurovatelné, často pseudonymní	Není zcela důvěrné
Robustnost	Vysoce robustní	Less robustní

Mýty o blockchainu

Mýtus	Realita
Vyřeší každý problém	Ne, je to jeden typ databáze se specifickými kompromisy.
Nedůvěryhodná technologie	Může to měnit a také distribuovat důvěru
Zcela bezpečné	Zaměřuje se na integritu, nikoli na důvěrnost
Chytrý stracjsou vždy legální	Provádějí pouze části některých právních konánítracts
Nemožné	Nabízí silnou pravděpodobnostní neměnnost
Vždy plýtvá elektřinou	Proof of Stake řetězce jako Ethereum spotřebovávají velmi málo energie
Inherentně neškálovatelné	Moderní sítě 2. vrstvy a modulární řetězce se škálují na tisíce transakcí za sekundu

Aplikace technologie Blockchain

Zde jsou některé běžné aplikace blockchainu.

• Slouží k vytvoření bezpečné a transparentní digitální účetní knihy všech transakcí.
• Umožňuje institucím vytvořit záznamy o akademických výsledcích chráněné proti neoprávněné manipulaci, které jsou přístupné studentům i učitelům.
• Slouží k vytvoření efektivnějšího systému obchodování s cennými papíry.
• Věřitelé používají blockchain k realizaci zajištěných úvěrů prostřednictvím chytrých podvodů.tracts.
• Využití technologie blockchain k zaznamenávání transakcí s nemovitostmi může poskytnout bezpečnější způsob ověřování a převodu vlastnictví.
• Používá se pro keeping ověřitelné atributy identity, jako je datum narození, ve veřejné knize.
• Blockchain se používá v logistice k... track položek při jejich pohybu sítí dodavatelského řetězce.
• Stále častěji se používá k ověřování původu trénovacích dat umělé inteligence a autenticity výstupů modelu.

Omezení technologie blockchain

Blockchain je mocný, ale není zázračným lékem. Zde jsou nejčastější omezení, kterých je třeba si být vědom.

Vyšší náklady: Uzly usilují o vyšší odměny za dokončení transakcí na trhu, který funguje na principu nabídky a poptávky.

Pomalejší transakce: Uzly upřednostňují transakce s vyššími odměnami, což může způsobit hromadění nevyřízených objednávek během špičkové poptávky.

Menší Ledgers: Není vždy možné udržovat úplnou kopii blockchainu, což může ovlivnit neměnnost a konsenzus na lehkých uzlech.

Transakční náklady a rychlost sítě: Transakční náklady Bitcoin je mnohem vyšší než téměř bezplatné poplatky propagované v raných letech.

Riziko chyby: Vždy existuje riziko chyby, pokud je do toho zapojen člověk. Pokud blockchain slouží jako databáze, musí být všechna vstupní data vysoké kvality, protože chyby se široce šíří.

Použití zdrojů: Každý uzel, který provozuje blockchain Proof of Work, musí udržovat konsenzus, což spotřebovává energii. Řetězy Proof of Stake tuto ekologickou stopu výrazně snížily.

Blockchain Council

Blockchain Council poskytuje certifikace pro blockchain určené pro lidi, kteří chtějí kariéru v oblasti blockchainu. Certifikace vyžadují hlubokou znalost základních konceptů blockchainu a zaměření na Cordu, chytré technologie...tracaplikace ts, Hyperledger a Quorum.

Certifikace Blockchain Council jsou užitečné v odvětvích, jako je digitální marketing, zdravotnictví a dodavatelský řetězec. Školení a certifikace jsou cenné pro podniky, firmy a individuální vývojáře, kteří chtějí aplikovat blockchain v tradičních pracovních systémech.

Certifikace nabízené Blockchain Council zahrnují:

• Certifikovaný expert na blockchain
• Certifikovaný Corda Expert
• Certifikovaná Corda Architect
• Certifikovaný vývojář blockchainu
• Certifikovaný profesionál v oblasti bezpečnosti blockchainu
• Certifikovaný chytrý ContracVývojář
• Certifikované Bitcoin Odborník
• Certifikované Ethereum Odborník

Pokud se chcete dozvědět, jak si vytvořit vlastní kryptoměnu, zde je bezplatný návod, který stojí za to si prohlédnout: Jak si vytvořit vlastní kryptoměnu.

Nejčastější dotazy