Kaikki alkavat salauksella
Ymmärtääksesi estoketjut, sinun on ymmärrettävä kryptografia. Salauksen käsite on paljon vanhempi kuin tietokoneet: se tarkoittaa vain tiedon järjestelyä niin, että tarvitset tietyn avaimen sen ymmärtämiseksi. Yksinkertainen dekooderi-rengas lelu, jonka löysit Kix-viljan laatikossa, on perusperustainen salausmuoto - luo avain (tunnetaan myös nimellä salaus), joka korvaa numerolla olevan kirjeen, ajaa viestisi avaimen läpi ja antaa sitten avain jollekin toiselle. Jokainen, joka löytää viestin ilman avainta, ei voi lukea sitä, ellei se ole "murtautunut". Sotilas käytti monimutkaisempaa salausta kauan ennen tietokoneita (Enigma Machine koodasi ja dekoodasi esimerkiksi toisen maailmansodan aikana).
Nykyaikainen salaus on kuitenkin täysin digitaalinen. Nykypäivän tietokoneet käyttävät salausmenetelmiä, jotka ovat niin monimutkaisia ja niin turvallisia, että ihmisten tekemä yksinkertainen matematiikka olisi mahdotonta murtaa. Tietokoneen salaustekniikka ei kuitenkaan ole täydellinen; se voi silti "särkyä", jos tarpeeksi älykkäät ihmiset hyökkäävät algoritmia ja tiedot ovat edelleen haavoittuvia, jos omistaja syrjäyttää avaimen. Mutta jopa kuluttajatason salaus, kuten AES 128-bittinen salaus, joka on nyt standardi iPhonessa ja Androidissa, riittää pitämään lukittuja tietoja pois FBI: ltä.
Blockchain on yhteistoiminnallinen, Secure Data Ledger
Salausta käytetään yleensä lukitsemaan tiedostoja, jotta tietyt ihmiset voivat käyttää niitä vain. Mutta entä jos sinulla on tietoja, joita kaikkien on pitänyt nähdä, kuten valtion viraston kirjanpidollisia tietoja, joiden on oltava lain mukaan julkisia, ja niiden on silti oltava turvassa? Siellä on ongelma: sitä enemmän ihmisiä, jotka voivat nähdä ja muokata tietoja, sitä vähemmän turvallinen.
Blockchains kehitettiin vastaamaan näiden erityistilanteiden turvallisuustarpeita. Blockchainissa aina, kun tietoja käsitellään ja päivitetään, muutos tallennetaan ja tarkistetaan, sitten suljetaan pois salauksella, jota ei voida muokata uudelleen. Sitten joukko muutoksia tallennetaan ja lisätään kokonaistulokseen. Seuraavan kerran, kun joku tekee muutoksia, se alkaa uudelleen, säilyttää tiedot uudessa "lohkossa", joka on salattu ja liitetty edelliseen lohkoon (siis "lohkoketju"). Tämä toistuva prosessi yhdistää tiedon ensimmäisestä versiosta viimeisimpään, joten kaikki voivat nähdä kaikki tehdyt muutokset, mutta voivat vain vaikuttaa ja muokata uusinta versiota.
Jos haluat jotain asiaankuuluvampaa, kuvitella yhteistyöasiakirjan, kuten taulukkolaskenta Google Docsissa tai Office 365: ssä. Jokainen, jolla on pääsy asiakirjaan, voi muokata sitä, ja aina kun he tekevät, muutos tallennetaan ja kirjataan uudeksi laskentataulukoksi, sitten lukittu dokumentin historiassa. Joten voit palata askel askeleelta tehtyjen muutosten kautta, mutta voit vain lisätä tietoja uusimpaan versioon, älä muokata aiemmin lukittujen laskentataulukon aikaisempia versioita.
Kuten olette varmasti kuullut, tämä ajatus turvallisesta, jatkuvasti päivitetystä "pääkirjasta" on enimmäkseen sovellettu taloudellisiin tietoihin, missä se on järkevämpää. Hajautetut digitaaliset valuutat, kuten Bitcoin, ovat yleisimpiä käyttötarkoituksia - itse asiassa ensimmäinen on tehty Bitcoinille ja ajatus levisi sieltä.
Tekniset asiat: askel askeleelta, Block By Block
Kuinka kaikki tämä todella toimii tietokoneella? Se on yhdistelmä salausta ja peer-to-peer-verkottumista.
Saatat olla perehtynyt vertaisverkko-tiedostojen jakamiseen: BitTorrent-palveluita, joiden avulla käyttäjät voivat ladata ja ladata digitaalisia tiedostoja useilta paikoilta tehokkaammin kuin yhdestä yhteydestä. Kuvittele "tiedostot" keskeisiksi tiedoiksi estoketjussa ja latausprosessi kryptografiana, joka pitää sen ajan tasalla ja turvassa.
Tai palaa takaisin Google-dokumenttien esimerkkiin edellä: kuvitella, että työskentelemäsi asiakirjaa ei ole tallennettu palvelimelle. Sen sijaan se on jokaisen tietokoneen, joka tarkkailee ja päivittää jatkuvasti toisiaan varmistaakseen, että kukaan ei ole muokannut aiempia tietueita. Tämä tekee siitä hajautetun.
Se on keskeinen ajatus takapaneelin takana: se on kryptografista dataa, jota käsitellään jatkuvasti ja varmistetaan samanaikaisesti, ilman keskitettyä palvelinta tai tallennustilaa, jossa on tietue muutoksista, jotka sisällytetään jokaiseen uuteen versioon.
Se viimeinen bitti on salainen kastike blockchain-sandwichissä. Digitaalisen salauksen avulla jokainen käyttäjä tukee tietokoneensa voimaa, jotta voidaan auttaa ratkaisemaan joitakin niistä monimutkaisista matemaattisista ongelmista, jotka pitävät tietueen turvallisena. Nämä äärimmäisen monimutkaiset ratkaisut - tunnetaan nimellä "hash" -muodostavat rekisterin tietoja, kuten ne, jotka lisäsivät tai vähensivät rahaa kirjanpitoon ja missä rahat menivät tai tulivat. Mitä tiheämpiä tietoja, sitä monimutkaisempi salaus, ja sen käsittelyyn tarvitaan enemmän prosessointitehoa. (Tässä on kyse Bitcoinin "kaivamisesta").
Niinpä yhteenvetona voidaan ajatella, että blockchain on osa tietoa, joka on:
- Päivitetään jatkuvasti. Blockchain-käyttäjät voivat käyttää tietoja milloin tahansa ja lisätä tietoja uusimpaan lohkoon.
- Jaettu. Jokainen käyttäjä tallentaa ja turvaa salasanan tiedot kopiot, ja kaikkien on sovittava uusista lisäyksistä.
- Todentaa. Kaikkien käyttäjien on sovittava molemmista muutoksista uusille lohkoille ja vanhojen lohkojen kopioista kriittisen tarkistuksen avulla.
- Turvallinen. Vanhojen tietojen vioittuminen ja uuden datan tallentamismenetelmän muuttaminen estetään sekä salaustekniikalla että itse keskitetysti tallennetulla tiedolla.
Ja usko tai älä, se saa vieläkin monimutkaisemman kuin tämä … mutta se on perusidea.
Blockchain in Action: Näytä minulle (digitaalinen) rahaa!
Katsotaan siis esimerkkiä siitä, miten tämä pätee kryptouruuteen kuten Bitcoin. Sano että sinulla on yksi Bitcoin ja haluat käyttää sitä uudelle autolle. (Tai polkupyörällä tai talolla tai pienikokoisella tai keskisuurella saarivaltiolla - mutta tällä hetkellä on paljon Bitcoinia.) Olet yhteydessä hajautettuun Bitcoin-estoketjuun ohjelmistossasi ja lähetät pyynnön siirtääksesi Bitcoin auton myyjälle. Sitten tapahtuma lähetetään järjestelmään.
Jokainen järjestelmän käyttäjä voi nähdä sen, mutta henkilöllisyytesi ja myyjän henkilöllisyys ovat vain väliaikaisia allekirjoituksia, pieniä elementtejä valtavista matemaattisista ongelmista, jotka muodostavat digitaalisen salauksen sydämen. Nämä arvot kytketään estoketjun yhtälöön ja itse ongelma "ratkaistaan" peer-to-peer-verkon jäsenillä, jotka generoivat salaustyökaluja.
Kun tapahtuma on vahvistettu, yksi Bitcoin siirretään sinusta myyjälle ja tallennetaan ketjun uusimpaan lohkoon. Lohko on päättynyt, sinetöity ja suojattu salauksella. Seuraavien liiketoimien sarja alkaa ja estokoodi kasvaa pidempään ja sisältää täydelliset tiedot kaikista liiketoimista joka kerta, kun se päivitetään.
Nyt, kun ajattelet estoketjua "turvallisena", on tärkeää ymmärtää konteksti. Yksittäiset tapahtumat ovat turvallisia ja koko tietue on turvallinen, kunhan salakirjoituksen varmistamiseen käytetyt menetelmät pysyvät "irti." (Ja muista, tämä tavara on Todella on vaikea rikkoa, vaikka FBI ei voi tehdä sitä pelkästään tietojenkäsittelyresursseilla.) Mutta heikoin linkki blockchainissa on hyvin, sinä - käyttäjä.
Jos sallit jonkun toisen käyttämään henkilökohtaista avaintasi päästäkseen ketjuun tai jos he löytävät sen yksinkertaisesti hakkeroimalla tietokoneeseesi, he voivat tehdä lisäyksiä salpaajalle tietosi, eikä heitä voi lopettaa. Näin Bitcoin saa "varastetuksi" suuressa markkina-asemassa oleviin hyökkäyksiin, jotka ovat toimineet markkinoilla, eikä itse Bitcoin-estoketjussa, joka vaarantui. Ja koska varastetut bitokotit siirretään nimettömiin käyttäjiin prosessin avulla, joka on estetty ja tallennettu ikuisesti, ei ole mahdollista löytää hyökkääjäätainouta Bitcoin.
Mitä muut voivat tehdä Blockchains?
Blockchain-tekniikka alkoi Bitcoinilla, mutta se on niin tärkeä ajatus, ettei se pysynyt siellä kauan. Järjestelmä, jota päivitetään jatkuvasti, joka on kaikkien saatavilla ja jota ei ole keskitetty verkkoon, ja uskomattoman turvallinen, on paljon erilaisia sovelluksia. Rahoituslaitokset, kuten JP Morgan Chase ja Australian pörssi, kehittävät estolaitteita, jotka turvaavat ja jakavat taloudellisia tietoja (tavanomaisista rahoista, ei kryptuaalisuudesta kuten Bitcoin). Bill & Melinda Gates-säätiö toivoo käyttävänsä estolaitteita tarjoamalla ilmaisia, hajautettuja pankkipalveluja miljardeihin ihmisiin, joilla ei ole varaa säännölliseen pankkitilille.
Avoimen lähdekoodin työkalut, kuten Hyperledger, yrittävät tehdä lohkotekniikoita laajemmalle ihmiselle, joskus niin, että he tarvitsevat hirvittäviä määriä jalostustehoa, jota se tarvitsee muiden mallien varmistamiseksi. Yhteistoiminnalliset työjärjestelmät voidaan tarkistaa ja tallentaa lukitustekniikoilla. Melko paljon mitä tahansa, jota on jatkuvasti tallennettava, käsiteltävä ja päivitettävä, voidaan käyttää samalla tavoin.
