En blockkedja är en distribuerad, decentraliserad digital redovisning av transaktioner. Denna huvudbok är brett duplicerad och distribuerad över ett nätverk av datorer på nämnda blockchain.
Tekniskt sett kan blockkedjor fungera som ett decentraliserat sätt att lagra information. På grund av blockchains distribuerade natur är det ett system som är praktiskt taget omöjligt att fuska, hacka eller ändra.
Bitcoin (BTC), som du kanske vet, var den allra första kryptovalutan som var blockchain-baserad. Det fångade snabbt in i kryptogemenskapen eftersom det gjorde det möjligt att dela data offentligt mellan användare, vilket gjorde det möjligt för deltagare inom nätverket att verifiera och validera transaktioner oberoende.
Varje block i blockkedjan består av transaktioner. Varje gång en ny transaktion inträffar läggs en post över sådan till i varje deltagares reskontra. Därför kallas denna typ av decentraliserad databas distribuerad ledger-teknologi eller DLT. Blockchain är en typ av DLT och transaktioner registreras via en hash (kryptografisk signatur).
Kort uttryckt inkluderar DLT:er en mängd olika tekniker och ramverk som möjliggör en distribuerad design. Två framträdande paradigm är tillståndslösa och tillåtna blockkedjor, som vi kommer att diskutera mer i detalj i den här artikeln.
Tillåtna blockkedjor är blockkedjor som är stängda eller har ett lager för åtkomstkontroll. Detta extra säkerhetslager tillåter endast deltagare att utföra de åtgärder som de är behöriga att utföra.
I en tillåten blockchain skulle en användare behöva tillstånd från nätverksägaren för att bli en del av nämnda nätverk. Tekniskt sett kan en användare endast komma åt, läsa och skriva information om blockkedjan om de ges tillgång till den. En privat tillåten blockkedja definierar rollerna som dikterar hur varje deltagare kan bidra till blockkedjan och vad de kan komma åt.
En tillåten blockchain stöder också anpassning. Därför kan identitetsverifiering också göras för att släppa in personer i det behöriga nätverket, istället för att låta nätverksägaren godkänna varje användare. Användare skulle idealiskt fortfarande bara kunna utföra vissa aktiviteter i nätverket, baserat på blockkedjans angivna behörigheter.
Också ibland kallade "privata blockkedjor" eller "tillåtna sandlådor", anses tillåtna blockkedjor vara delvis decentraliserade. Detta beror på att nätverket, till skillnad från Bitcoin, är fördelat över kända deltagare.
Ett bra exempel på behörig blockchain är Ripple, som är en stor kryptovaluta som stöder behörighetsbaserade roller för nätverksdeltagare. Många företag föredrar tillåtna blockkedjenätverk eftersom de tillåter nätverksadministratörer att konfigurera inställningar och lägga begränsningar efter behov.
En tillåten blockkedja använder inte liknande konsensusmodeller som tillståndslösa blockkedjor. Vanligtvis använder organisationer som använder tillåtna blockkedjor modeller som den praktiska bysantinska feltoleransen (PBFT), federerade och round-robin konsensus.
PBFT-konsensus:PBFT är en röstningsbaserad konsensusalgoritm. I den här modellen är nätverkets säkerhet garanterad så länge som den erforderliga minsta procentandelen av noder uppträder ärligt och fungerar korrekt.
Federerad konsensus:I en federerad konsensus finns det en uppsättning undertecknare som betros av varje nod i blockkedjan. Dessa undertecknare hjälper noderna att nå konsensusstadiet med hjälp av en enda blockgenerator som tar emot transaktionerna, håller dem och filtrerar dem därefter.
Round-robin-konsensus:I en round-robin-konsensus väljs noder pseudo-slumpmässigt för att skapa block. Varje nod måste vänta flera cykler innan den kan väljas igen för att lägga till ett nytt block.
Några av de definierande egenskaperna hos en tillåten blockkedja är djupt kopplade till säkerhet. Eftersom det finns ett lager för åtkomstkontroll, ses tillåtna blockkedjor som säkrare alternativ till offentliga blockkedjesystem som Bitcoin.
Som sådan föredras den av personer som behöver definiera roller, verifiera identiteter och säkra åtkomst inom ett nätverk. Tillåtna blockkedjor är inte heller anonyma och utvecklas vanligtvis av privata enheter som företag och privata organisationer.
I motsats till behörighetslösa nätverk är behöriga nätverk inte konsensusbaserade. Istället fattas beslut av nätverkets ägare via en central, fördefinierad nivå.
Till skillnad från Bitcoin, som är en helt decentraliserad blockkedja, kan tillåtna blockkedjor vara helt centraliserade eller delvis decentraliserade. Medlemmarna bestämmer vanligtvis nätverkets nivå av decentralisering, såväl som algoritmer för konsensus.
Till skillnad från behörighetslösa blockkedjor behöver tillåtna blockkedjor inte vara transparenta. Transparens är valfritt, eftersom de flesta tillåtna blockkedjenätverk är specifikt avsedda att inte vara transparenta av säkerhetsskäl. Nivåer av transparens beror vanligtvis på målen för organisationen som driver blockchain-nätverket.
Exklusivitet ger tillåtna blockkedjor fördelar jämfört med offentliga, men det finns också några nackdelar. Här är en jämförelse:
Öven på listan över fördelar med tillåtna blockkedjor finns en hög nivå av integritet och säkerhet. Utan att ha verifierats eller beviljats tillstånd kan en utomstående inte komma åt eller ändra transaktionsinformation.
En annan fördel är flexibilitet när det gäller decentralisering. Det kan vara inkrementellt eller helt centraliserat, vilket ger företag större frihet att delta utan att behöva oroa sig för riskerna med ett mycket centraliserat nätverk.
De är också mycket anpassningsbara och kan rymma konfigurationer och integrationer baserat på en organisations behov. Slutligen är de både skalbara och högpresterande på grund av det begränsade antalet noder som behövs för att hantera transaktionsverifieringar.
Trots fördelarna vi beskrev ovan finns det fortfarande vissa risker och nackdelar förknippade med denna typ av blockkedjor.
För det mesta är det förknippat med bristen på transparens inom nätverket och risken för korruption. Just för att det är begränsat till endast vissa personer och kontrolleras av en privat grupp, finns det en hög risk för samverkan och åsidosättande av konsensus. Som sådan kan operatörerna av nätverket enkelt ändra konsensusregler.
Det räcker med att säga att även om den anses säker, är en tillåten blockchains säkerhet också beroende av dess medlemmars integritet. Skulle en person eller grupp med kontroll över nätverket besluta sig för att ändra data till sin fördel kan de göra det. I detta avseende blir nätverkets bristande transparens en stor nackdel.
De är också föremål för reglering och censur, särskilt för företag som måste verka under vissa regler och förordningar. Som sådan finns det ingen frihet att komma åt funktionerna i offentliga blockkedjor som är ocensurerbara.
På den motsatta sidan av spektrumet finns en annan typ av DLT-paradigm, som är en tillståndslös blockkedja. De flesta av de stora kryptovalutorna (som Bitcoin) körs på tillståndslösa blockkedjenätverk.
Trots namnet tillåter den vem som helst att delta i nätverket och få tillgång till information. Kort sagt, det är decentraliserat och öppet för allmänheten. Det kallas "tillståndslöst" eftersom det inte finns några grindvakter och ingen censur. Den som vill komma åt blockkedjan behöver inte klara Know Your Customer-kraven (KYC) eller tillhandahålla identifieringsdokument.
Tekniskt sett, så länge som protokollet tillåter det, kan vem som helst använda det för att göra vad de vill inom nätverket. Tillståndslösa blockkedjor anses ligga närmare Satoshi Nakamotos ursprungliga koncept med blockchain.
Nu, eftersom det är tillgängligt för allmänheten, är den typiska avvägningen för tillåtelselösa blockkedjor hastighet. De tenderar att vara långsammare än tillåtna motsvarigheter, som bara har ett fåtal medlemmar.
Så hur fungerar tillståndslösa blockkedjor? Vanligtvis valideras transaktionsinformation som lagras på dessa blockkedjor av allmänheten. Eftersom det inte finns något tillsynsorgan eller någon myndighet förlitar nätverket sig på att allmänheten ska nå enighet om transaktionernas giltighet.
Konsensusmekanismerna som vanligtvis används i dessa typer av nätverk är proof-of-work (POW) och proof-of-stake (POS). Generellt sett stimuleras ärlighet med dessa mekanismer på plats och får systemet att fungera som förväntat. Några exempel på tillståndslösa nätverk är Bitcoin och Ethereum.
I motsats till tillåtna blockkedjor kännetecknas tillåtelselösa blockkedjor av transparensen i sina transaktioner och användarnas anonymitet. De föredrar också utveckling av öppen källkod.
Tillståndslösa blockkedjor är vanligtvis decentraliserade. Som sådan kan en enda enhet inte ensam redigera huvudboken, stänga av nätverket eller ändra dess protokoll. Detta är starkt förankrat i konsensusprotokollet, som förlitar sig på majoriteten och deras känsla av integritet. En sådan konsensus kräver vanligtvis att mer än 50 % av användarna godkänner det.
Användare inom ett behörighetslöst nätverk kan komma åt alla typer av information (förutom privata nycklar). Eftersom själva naturen hos ett decentraliserat nätverk är att undvika centrala myndighetspersoner, värderas transparensen av transaktioner i ett tillståndslöst nätverk.
Till skillnad från behöriga nätverk, frågar inte behöriga blockkedjor användare om deras identifiering eller personlig information när de skapar en adress.
Tillståndslösa blockkedjor tillåter användning av tokens eller digitala tillgångar. Dessa fungerar vanligtvis som incitament för användare att delta i nätverket. Tokens och tillgångar kan antingen öka i värde eller minska i värde över tiden, beroende på marknaden.
Tillståndslösa blockkedjor är mycket decentraliserade och öppna. Naturligtvis kommer de med en uppsättning fördelar och nackdelar. Här är en jämförelse:
En av de främsta fördelarna med ett tillståndslöst nätverk är den höga nivån av transparens. Eftersom det är mycket decentraliserat och sträcker sig över ett stort nätverk, underlättar transparens snabb avstämning mellan okända parter.
Decentralisering har förstås sina fördelar. En av dem är att information inte lagras i något centralt arkiv, vilket gör den offentliga journalen säker, tillförlitlig och tillgänglig för alla. Av denna anledning anses den också vara praktiskt taget ohackbar.
Nätverket är också säkert och resistent mot censur eftersom det är mycket tillgängligt för användare globalt. Som sådan kommer angripare att ha svårt att infiltrera nätverket. Det finns inget enskilt arkiv att rikta in sig på, och de skulle behöva attackera 51 % av nätverket för att åsidosätta dess konsensusmekanismer.
De flesta av nackdelarna förknippade med en tillståndslös blockkedja är kopplade till dess prestanda. En av de största utmaningarna med tillåten blockchain är kraften som krävs för att köra den. Det krävs stora mängder energi och datorkraft för att uppnå konsensus.
Eftersom det vanligtvis är ett så stort nätverk är det vanligtvis långsammare än tillåtna nätverk och svårare att skala. På grund av dess storlek, och den datorkraft som behövs för att verifiera transaktioner, förbrukar tillståndslösa blockkedjor alltså mycket energi och datorkraft. Som sådan är det svårt för vissa företag att använda tillståndslösa nätverk som en företagslösning för sin organisation.
Det finns också mindre sekretess över transaktionsinformation på grund av dess offentliga karaktär.
I viss mån kan anonymitet också betraktas som en nackdel med tillståndslösa system. Eftersom vem som helst kan delta i nätverket finns det inget sätt att enkelt filtrera bort illvilliga spelare eller bedragare.
När det gäller gemensam grund, här är några egenskaper som delas av båda blockkedjorna.
För det första betraktas båda som distribuerade reskontra, vilket innebär att flera versioner av liknande data lagras på olika platser i nätverket. Båda blockkedjorna använder också konsensusmekanismer, vilket innebär att medlemmar kan komma överens om hur transaktioner kan verifieras eller hur huvudboken ska se ut.
Båda blockkedjorna är också oföränderliga, men inte helt för behöriga nätverk. Oföränderlighet innebär att data som lagras i dessa nätverk teoretiskt sett inte kan ändras om inte konsensusmekanismer åsidosätts eller systemet hackas.
De två blockkedjearkitekturerna har olika användningsfall, vilket gör var och en av dem mer lämpade för vissa applikationer.
Till exempel är behörighetslösa blockkedjor mer lämpade för finansiella applikationer. Den är också mycket användbar för de som kräver höga nivåer av decentralisering, såsom:
Donationer och crowdfunding
Handel med digitala tillgångar
Lagring av blockkedja
Under tiden är tillåtna blockkedjor lämpliga för applikationer som kräver höga nivåer av säkerhet och integritet, som:
Identitetsverifiering
Reglering
Spårning av försörjningskedjor
Som med allt annat, rekommenderas det att överväga för- och nackdelarna med båda DLT-paradigmen innan du lägger pengar på dem. I en forskningsartikel publicerad i Journal of Software presenterade forskarna Solat, Calvez och Naït-Abdesselam ett starkt argument för varför tillståndslösa blockkedjor är bättre än tillåtna blockkedjor.
Artikeln, med titeln "Permissioned vs. Permissionless Blockchain:How and Why There Is Only One Right Choice", presenterade följande argument:
Ett blockkedjesystem säkerställer dataintegriteten genom att verifiera transaktioner och skydda historiska transaktioner från manipulering. Detta fungerar i ett tillståndslöst nätverk genom att ogiltigförklara resten av de efterföljande blocken när ett block ändras.
I ett tillåtet nätverk hävdade forskarna att "det är möjligt att räkna om alla nästa block (...) så att alla ändrade block blir giltiga igen. Med andra ord, bara att kedja block till varandra, baserat på hashen från den föregående, kan inte säkerställa integriteten och säkerheten för data och skydda transaktioner mot manipulering.”
Det räcker inte att koppla ihop block med varandra baserat på föregående blocks hash. I artikeln visade forskarna hur denna metod "inte kan säkerställa integriteten och säkerheten för data och skydda transaktioner mot manipulering."
I enlighet med forskarna gör detta att kedjan av transaktioner inte längre är meningsfull, och den här typen av blockkedja blir en "ohjälpsam struktur." Forskarna erkände bristerna med tillståndslösa blockkedjor, såväl som att tillåtna blockkedjor är tilltalande. Icke desto mindre framhöll de att trots tillståndslösa blockkedjors utmaningar när det gäller skalbarhet i prestanda, är slutna nätverk fortfarande inte ett bra alternativ.
Forskarna hävdade att ett slutet nätverk inte kan uppnå målet med en blockkedja. Detta beror på att en tillåten blockkedja "inte tillåter öppet deltagande i att antingen skicka in transaktioner eller delta i [transaktionsvalideringsprocessen". Dessutom, "att skicka en transaktion behöver visst tillstånd utöver att bara ha ett sätt att betala transaktionsavgifter eller så kan deltagarna inte förvänta sig att nätverket ska motstå censur."
Enligt tidningen finns det tre saker som ett blockkedjesystem måste ha hela tiden:
Öppenhet
Att vara offentlig
Att vara tillståndslös
Under detta argument blir öppenhet både en "obligatorisk och nödvändig funktion för ett blockkedjenätverk." Tillståndslösa blockkedjenätverk Bitcoin och Ethereum använder till exempel proof-of-work (PoW) för att besegra Sybil-attacker. Ethereum har sedan övergått till proof-of-stake (PoS), vilket också är en konsensusmekanism.
Dessa konsensusmekanismer tjänar till att förhindra validerare från att skapa spamblockeringar. De "tvingar" också effektivt validerare att förbruka ström för att besegra Sybil-attacken, enligt forskarna.
Med allt detta sagt är det fortfarande upp till organisationen att avgöra om riskerna och bristerna som är förknippade med varje nätverk vida överväger fördelarna de erbjuder. I nästa avsnitt kommer vi att diskutera huruvida de två paradigmen kan existera samtidigt.
När vi går djupare in i detta ämne är det viktigt att se tillbaka på konsekvenserna av Satoshi Nakamotos vitbok i första hand. Nakamoto är en pseudonym figur känd som "Bitcoins fader", som också föreslog raka motsatsen till centraliserade institutioner som banker och andra finansiella grindvakter som en lösning på många av problemen med modern finans.
Tidigare 2008 skisserade Nakamoto först ut ett decentraliserat peer-to-peer-protokoll för att spåra och verifiera digitala transaktioner. Blockkedjan i Nakamotos tidning var ett svar på kriser som lyfte fram svagheterna i ett centraliserat finansiellt system.
Nakamotos blockkedja var alltså en tillståndslös, tillitslös och statslös blockkedja. Systemet skulle kunna förhindra dubbla utgifter och även generera tydliga, tillgängliga register över transaktioner som alla deltagare kan inspektera när som helst.
Som med allt tekniskt relaterat, men när det blev uppenbart att blockchain-teknik kunde användas för flera applikationer, undersöktes utlöpare från det ursprungliga syftet. Tillåtna blockkedjor föddes för att "överbrygga gapet" mellan traditionell blockkedjeteknik och användningsfall av organisationer som föredrog begränsad åtkomst.
Som vi har beskrivit ovan finns det ett starkt argument mot nätverk med gatekeepers, så att säga. Det grundläggande resonemanget är att konsensusmekanismer som PoW och PoS tjänar det syftet.
Återigen, som med allt tekniskt relaterat, är allmänheten (och makthavarna) vanligtvis motståndskraftiga mot "offentliga" teknologier. Vi har sett detta i debatter och allmänhetens acceptans av följande sedan 1990-talet:
Molninfrastruktur kontra lokal infrastruktur
Internet kontra intranät
Men eftersom de är flexibla, har fler fördelar och har lägre inträdesbarriärer, kommer naturligtvis fler offentliga versioner av dessa teknologier att råda. Detsamma gäller med tillåtelselösa blockkedjor, som används mer allmänt nu.
Men även om offentlig teknik kan vara dominerande, betyder det inte att slutna tekniker inte har någon merit. Man kan säga att det fortfarande finns specifika användningsfall och applikationer som fungerar bra med slutna teknologier.
En tillåten blockkedjas styrka ligger i dess effektivitet. Det kan:
Underlätta snabb och säker handel mellan medlemmar inom en sluten grupp
Skapa en enda referens för riskhantering, efterlevnad och andra kritiska team inom en organisation
Eliminera onödigt pappersarbete
Så det kan hävdas att i vissa affärsmiljöer och användningsfall kan tillåtna blockkedjor vara mer lämpliga. För det första kräver inte tillåtna blockkedjor att algoritmer är lika komplexa som tillståndslösa blockkedjor, eftersom de bara är tillgängliga för en sluten grupp. Detta gör bearbetningen av data och transaktioner mer energieffektiv, samtidigt som en konsensus nås snabbare.
Samma princip gäller för internet och intranät. Internet är praktiskt taget tillgängligt för alla och är onekligen användbart för en större grupp människor, eller hur? Men vi kan inte heller bortse från att intranät är användbara inom organisationer. Många arbetsplatser använder dem för att kommunicera, samarbeta på distans och lagra konfidentiella filer.
Sammanfattningsvis kan man säga att ja, tillståndslösa och tillåtna blockkedjor kan samexistera. Det är bara det att de har olika syften.