In de afgelopen jaren is de invloed van blockchain aanzienlijk toegenomen. Grote organisaties zoals Rakuten en Shopify werken agressief aan het adopteren van blockchain of hebben het al in hun activiteiten opgenomen. Dit is op zichzelf een groot bewijs van het toekomstperspectief van de blockchain-technologie.
De behoefte aan de ontwikkeling van een revolutionaire technologie als blockchain ontstond voornamelijk door de verslechterende standaarden van beveiliging, privacy en vertrouwen in centrale systemen. Dergelijke systemen hebben verschillende beperkingen, zoals een gecentraliseerde controle die leidt tot meer kans op storingen, risico- en identiteitsdiefstal, gebrek aan transparantie en vertrouwen.
Al deze factoren hebben geleid tot de ontwikkeling van computer concepten zoals gedistribueerd computergebruik en decentralisatie. Dergelijke concepten werden de basis van blockchain-technologie.
Blockchain is een gedecentraliseerd systeem dat de distributie van digitale informatie mogelijk maakt. Het is de ruggengraat van de recente internet technologie die gebruik maakt van digitale valuta zoals Bitcoin.
Blockchain maakt gebruik van een consensus mechanisme tussen de validerendepartijen dat helpt bij het opzetten van één grootboek. Decentralisatie, schaalbaarheid en beveiliging zijn de drie belangrijkste problemen bij het ontwerpen van een blockchain, ook wel schaalbaarheids trilemma genoemd.
Waarom centralisatie – de voor- en nadelen
Het gecentraliseerde systeem heeft een centrale controle met beheerdersrechten. In een gecentraliseerd systeem controleert en beheert de beheerder alle client data. De transactie wordt geauthenticeerd door een externe tussenpersoon in het gecentraliseerde systeem. Facebook, Twitter en bankrekeningen worden bijvoorbeeld beheerd door een gecentraliseerde autoriteit.
Enkele voordelen van een gecentraliseerd systeem zijn:
- Het is gemakkelijk te onderhouden
- Het is gemakkelijk te ontwerpen
- Het is gemakkelijk te bedienen
- Het is gemakkelijk om vertrouwen op te leggen
Enkele nadelen van een gecentraliseerd systeem zijn:
- Het heeft een single point of failure: daarom is het minder stabiel
- Het kan gemakkelijk worden aangevallen, waardoor het minder veilig is
- Het ondersteunt gecentraliseerde controle die kan leiden tot gewetenloze activiteiten.
- Het ondersteunt geen schaalbaarheid functie.
Eerder in een organisatie werden gegevens opgeslagen op een on-prem (on-premise) server. On-prem server is een fysieke on-site centrale server die wordt beheerd en onderhouden door een organisatie. Omdat het fysiek van aard is, kan het gemakkelijk worden gehackt, wat de veiligheid en integriteit van gegevens in gevaar brengt.
Dit veroorzaakte de migratie van organisaties naar cloudservers en datasilo’s. De cloudserver is een virtuele server die wordt gehost door cloud computing. het belangrijkste probleem met de cloudserver is dat u de externe tussenpersoon moet vertrouwen tijdens het uitvoeren van een transactie.
Gegevenssilo’s zijn een opslagplaats van vaste gegevens die worden beheerd door een afdeling van een organisatie en geïsoleerd worden gehouden van andere afdelingen. De datasilo’s zijn toegankelijk voor slechts één groep van een organisatie. De datasilo’s kunnen gemakkelijk worden gehackt, omdat ze gecentraliseerd zijn; waardoor de vitale informatie wordt gewijzigd en de algehele productiviteit van een organisatie wordt belemmerd.
Onderzoek naar problemen bij het opbouwen van vertrouwen
In een gecentraliseerd systeem wordt een transactie geauthenticeerd door een externe tussenpersoon. Gecentraliseerde systemen zijn gemakkelijk te ontwerpen en te onderhouden, maar ze zijn moeilijk te vertrouwen. Als een persoon bijvoorbeeld een belangrijk document naar zijn / haar vriend mailt via de Gmail-server. De Gmail-server fungeert als tussenpersoon van een derde partij. Hij / zij moet zich eerst registreren in een Gmail-account door persoonlijke gegevens te verstrekken. Deze gegevens worden automatisch opgeslagen op een Gmail-server en de persoon moet Gmail vertrouwen om zijn / haar gegevens veilig te houden. De persoon moet ook de Gmail-server vertrouwen omdat hij de persoonlijke gegevens niet voor zijn voordeel gebruikt. Als de gecentraliseerde server van Gmail wordt gehackt door een kwaadwillende aanvaller, loopt het hele netwerk gevaar en is de kans groot dat de vertrouwelijke gegevens van iemand uitlekken.
De belangrijkste problemen met betrekking tot een gecentraliseerd systeem zijn:
- Het is moeilijk om de externe tussenpersoon te vertrouwen om de gegevens veilig te houden.
- Als de beveiliging van de centrale server in gevaar komt, kunnen de gegevens die op de centrale server zijn opgeslagen in gevaar komen.
Gedistribueerd computergebruik en decentralisatie verkennen
Gedistribueerd computergebruik is een van de basisprincipes van computergebruik die blockchain aandrijven. Veel mensen zien blockchain als een netwerk van computers dat transacties verifieert, wat een heel basale benadering is. Het kennen van de onderliggende technologieën die blockchain aansturen, zal echter niet alleen uw nieuwsgierigheid voeden, maar u ook helpen bij het nemen van weloverwogen beslissingen.
Het gedistribueerde computergebruik kan worden beschouwd als een netwerk van computers (knooppunten) die zich op verschillende locaties bevinden, waar de berekening wordt uitgevoerd op verschillende knooppunten, maar het hele netwerk fungeert als één systeem.
Enkele van de voordelen van gedistribueerd computergebruik zijn
Fout tolerantie
Er zijn verschillende onafhankelijke computers in gedistribueerd computergebruik, dus zelfs als een computer beschadigd raakt, kan zijn werk door andere computers worden afgehandeld. Het systeem ligt dus nooit stil vanwege een fout of storing.
Deze functie is essentieel voor 24/7 handelsactiviteiten. In de context van blockchain is het erg handig voor grote retailers die zich geen downtime in hun supply chain-activiteiten kunnen veroorloven. Blockchain is zeer gunstig gebleken voor grote organisaties, zoals Walmart, die het gebruiken om hun wereldwijde supply chain-activiteiten te beheren.
Betere efficiëntie
Gedistribueerd computergebruik helpt bij het verhogen van de efficiëntie en het verlagen van de kosten van het systeem. Het gewenste aantal systemen kan in een netwerk worden aangesloten om de berekening snel te maken en daarmee de algehele efficiëntie te verhogen.
Schaalbaarheid
Als het gaat om het vergroten van de rekenkracht, biedt gedistribueerd computergebruik eenvoudiger schaalbaarheid in vergelijking met gecentraliseerd computergebruik. De rekenkracht van een gedistribueerd systeemsysteem kan worden vergroot door meer computers in een netwerk toe te voegen of vice versa, afhankelijk van de werklast.
Bij blockchain treden echter verschillende schaalbaarheids problemen op. Het belangrijkste probleem met schaalbaarheid heeft te maken met transactiesnelheid. Dit probleem doet zich voor vanwege de noodzaak om een consensus (digitale overeenstemming) te bereiken voordat de transactie wordt uitgevoerd. hoewel gedistribueerd computergebruik in hoge mate schaalbaarheid biedt, belemmert het element van speltheorie in blockchain de schaalbaarheid bij het omgaan met transactie snelheden.
Gedecentraliseerd systeem
In een gedecentraliseerd systeem is er geen gecentraliseerde controle en heeft elk knooppunt dezelfde autoriteit of controle. De gedecentraliseerde systemen zijn moeilijk te ontwerpen en te onderhouden.
Blockchain-technologie is een gedistribueerd en gedecentraliseerd systeem zonder centrale autoriteit. Aangezien er geen enkele autoriteit is, neemt het de mogelijkheid van een enkel storingspunt weg en wordt het systeem veiliger en betrouwbaarder. Het gedecentraliseerde karakter van blockchain maakt het revolutionair.
In blockchain wordt een consensus mechanisme gebruikt over een netwerk van validerende partijen voor het verifiëren van transacties en het vastleggen van onveranderlijke gegevens. Het elimineert dus de noodzaak voor tussenpersonen van derden om de transacties te verifiëren.
Enkele voordelen van gedecentraliseerde systemen zijn:
- Het elimineert een enkel storingspunt; vandaar dat het stabieler en fouttolerant is.
- Het is veiliger, omdat er geen centraal punt is dat kan worden gehackt of gecompromitteerd.
- Het biedt gelijke autoriteit aan alle knooppunten in een netwerk
- Het elimineert de noodzaak van tussenpersonen.
- Het zorgt voor meer transparantie.
Soorten decentralisatie
Decentralisatie kan als volgt in drie typen worden onderverdeeld:
Architectonische decentralisatie
Bij dit type decentralisatie wordt gekeken naar het aantal fysieke computers in een netwerk. Het houdt ook rekening met het punt waarop het uitvallen van computers op elk moment door een systeem kan worden getolereerd.
Politieke decentralisatie
Bij dit type decentralisatie wordt rekening gehouden met het aantal individuen of organisaties dat de computers (knooppunten) bestuurt die het hele systeem vormen.
Logische decentralisatie
Bij dit type decentralisatie wordt rekening gehouden met de interface en datastructuren die het netwerk als een enkele structuur onderhouden.
In een notendop zijn blockchains:
- Politiek gedecentraliseerd, wat betekent dat geen enkele entiteit ze controleert.
- Architectonisch gedecentraliseerd, wat inhoudt dat ze qua architectuur geen centraal storingspunt hebben.
- Logisch gecentraliseerd, wat betekent dat het hele systeem werkt volgens een algemeen overeengekomen set van logica’s.
Is blockchain echt gedecentraliseerd?
Blockchain is een gedecentraliseerde technologie, wat betekent dat er geen single point of control is. Omdat blockchain geen centrale autoriteit heeft, worden gegevens gerepliceerd op verschillende knooppunten in plaats van op één centraal knooppunt. Blockchain wordt als echt gedecentraliseerd beschouwd vanwege de volgende functies.
Consensus
Blockchain ondersteunt het consensus mechanisme, omdat het een centraal controlepunt mist. De verschillende onafhankelijke knooppunten op een netwerk moeten een noodzakelijke overeenkomst bereiken over dezelfde status van een blockchain. Dit leidt tot de vorming van een zelfcontrolerend ecosysteem. Het consensus mechanisme kan twee belangrijke functies vervullen.
De eerste belangrijke functie die wordt uitgevoerd door het consensus mechanisme is dat het de blockchain bijwerkt met een speciale focus op het behouden van “echte” informatie.
Ten tweede voorkomt het ook dat een enkele entiteit / eenheid het hele blockchain systeem bestuurt.
Onveranderlijk
Onveranderlijkheid in de blockchain wordt bereikt door decentralisatie. Het is onmogelijk om wijzigingen aan te brengen in de gegevens als ze eenmaal zijn vastgelegd in een gedistribueerde database. Een lijst met geordende records wordt blokken genoemd. Deze blokken kunnen worden gekopieerd en geverifieerd door de onafhankelijke knooppunten waarop ze zijn opgeslagen. De hash-functie zet gegevens die in knooppunten zijn opgeslagen om in een vingerafdruk van die gegevens, genaamd hash. Dit helpt bij het afdwingen van beveiliging en onveranderlijkheid voor een blockchain.
Onbetrouwbaar
Blockchain ondersteunt verschillende protocollen die helpen bij het uitvoeren van de transacties op een peer-to-peer-manier via internet. Als een transactie wordt uitgevoerd tussen verschillende knooppunten in een blockchain-netwerk. Dan moet je vertrouwen op het onderliggende blockchain-systeem dat de afzender valideert en de dubbele besteding van bitcoins controleert. Het elimineert ook de intermediaire derde partij om te vertrouwen, omdat ze echt gedecentraliseerd zijn.
Onderzoek naar trilemma van blockchain-ontwerp.
De “schaalbaarheidstrilemma” is een term van Vitalik Buterin, de oprichter van Ethereum. Het behandelt de kwestie van het ontwerpen en ontwikkelen van een blockchain-technologie die schaalbaarheid, decentralisatie en beveiliging kan bieden zonder een van deze op te offeren. Blockchain-experts hebben echter niet alle drie de parameters tegelijkertijd kunnen bereiken.
Drie hoofdcomponenten van trilemma in een blockchain-ontwerp kunnen als volgt worden uitgelegd
Veiligheid
Deze functie helpt bij het afdwingen van onveranderlijkheid voor een blockchain. De gegevens zijn beveiligd in gedecentraliseerde blockchain, aangezien er geen single point of failure is.
Decentralisatie
Deze functie helpt een blockchain te draaien zonder een centraal controlepunt voor machtigingen en censuur. Decentralisatie functie werkt op het consensus mechanisme, waarbij beslissingen worden genomen door een groep knooppunten. De beslissingen die door het consensus mechanisme worden genomen, zijn goed voor een netwerk, aangezien ze worden genomen na het bereiken van overeenstemming tussen verschillende knooppunten.
Schaalbaarheid
Deze functie helpt bij het verhogen van de prestatiesnelheid en de grootte van een blockchain in het geval van een verhoogde werklast.
Een van de opties om het schaalbaarheidstrilemma op te lossen, is het gebruik van Ethereum / Plasma. In Ethereum / Plasma worden de zei ketens gemaakt door Plasma de belangrijkste blockchain die is gemaakt door Ethereum. Het helpt bij het uitvoeren van de complexe bewerkingen op het niveau van een de zei keten die helpt bij de uitvoering van verschillende applicaties tegelijk. De interactie met de Ethereum-man-chain is incidenteel, waardoor het totale aantal transacties per seconde toeneemt.