Šta je blockchain i kako funkcioniše?

Problem koji je sve pokrenuo: dvostruka potrošnja

Prijatelj ti pošalje digitalnu fotografiju. On i dalje ima tu fotografiju, ti si dobio kopiju, ne original. Isti problem nastaje sa digitalnim novcem. Ako ti pošaljem digitalni fajl vredan 100 evra, šta me sprečava da isti fajl pošaljem i drugoj osobi? Ili da napravim milion kopija?

Ovo se zove problem dvostruke potrošnje (eng. double-spend problem) i decenijama je bio glavna prepreka za stvaranje digitalnog novca bez centralne vlasti. Tradicionalno rešenje je bilo jednostavno: banka vodi evidenciju ko ima šta i garantuje da isti novac nisi potrošio dva puta.

A ako ne želiš banku u sredini? Ako tražiš sistem u kome niko ne može da "štampa" novac ili zamrzne tvoj račun?

Blockchain rešava taj problem.

Satoshi Nakamoto, anonimni tvorac Bitcoina, objavio je 2008. godine dokument poznat kao "bela knjiga" (whitepaper) i u njemu rešio problem dvostruke potrošnje bez ijednog centralnog posrednika.

Ukratko

• Blockchain rešava problem "dvostruke potrošnje" digitalnog novca bez potrebe za bankom kao posrednikom.
• Bez blockchaina, digitalni fajl (novac) mogao bi se kopirati i potrošiti više puta.
• Mreža računara zajednički vodi evidenciju transakcija, umesto jedne centralne institucije.
• Ovo je tehnologija u osnovi Bitcoina i većine kriptovaluta.

Šta je blockchain?

Blockchain je javna, distribuirana knjiga transakcija (eng. distributed ledger). Zamisli ogromnu tabelu u kojoj su zapisane sve transakcije ikada izvršene, sa nekoliko ključnih razlika u odnosu na običnu bazu podataka: niko ne kontroliše tu tabelu, svako može da je pročita, niko ne može da promeni ono što je već zapisano, a hiljade računara širom sveta čuvaju identičnu kopiju.

Ne postoji centralni server koji bi mogao biti ugašen ili hakovan. Svaki računar koji učestvuje u mreži zove se čvor (eng. node) i čuva kompletnu kopiju cele istorije transakcija.

Ako neko ugasi 1.000 čvorova Bitcoinove mreže, preostalih 15.000 i više čvorova nastavlja da funkcioniše bez ikakvog prekida.

Kako radi blockchain?

Proces od transakcije do njenog upisivanja u blockchain prolazi kroz nekoliko koraka.

Korak 1: Objavljivanje transakcije

Kada pošalješ Bitcoin nekome, ta transakcija se objavljuje celoj mreži. Ne ide u neku centralu, nego doslovno stiže do svih čvorova koji je proveravaju.

Korak 2: Verifikacija

Rudari ili validatori preuzimaju grupu neverifikovanih transakcija i proveravaju da li pošiljalac ima dovoljno sredstava, da li je digitalni potpis ispravan i da li transakcija krši neko pravilo mreže.

Korak 3: Formiranje bloka i hash funkcija

Verifikovane transakcije se pakuju u blok. Svaki blok sadrži nešto posebno: kriptografski hash prethodnog bloka.

Hash je digitalni otisak prsta podataka. Bitcoin koristi SHA-256 algoritam, koji uzima bilo koji podatak i proizvodi string od 64 karaktera. Promena i jednog slova u ulaznim podacima potpuno menja rezultat. Reč "Blockchain" i reč "blockchain" daju potpuno različite SHA-256 hasheve, iako se razlikuju samo u jednom slovu.

Ovaj hash prethodnog bloka, ugrađen u svaki novi blok, čini lanac. Otuda naziv blockchain.

Korak 4: Dodavanje na lanac

Kada učesnici mreže postignu konsenzus, blok se dodaje na kraj lanca i postaje deo trajne evidencije. Transakcija je tada potvrđena i više se ne može poništiti.

Nepromenljivost: zašto se blockchain ne može falsifikovati?

Ovo je srce cele tehnologije. Zamisli da želiš da promeniš neku transakciju iz pre dve godine.

Da bi to uradio, moraš da:

1. Promeniš taj blok, čime se automatski menja i njegov hash
2. Promeniš sve naredne blokove, jer svaki od njih sadrži hash prethodnog
3. Uradiš to na svim čvorovima mreže, više od 15.000 za Bitcoin
4. Sve to uradiš brže nego što ostatak mreže dodaje nove blokove

Za Bitcoin mrežu ovo je praktično nemoguće. Napadač bi morao da kontroliše više od 50% ukupne računarske snage cele mreže, takozvani 51% napad. Trošak takvog napada na Bitcoin danas iznosi milijarde dolara: skuplje je pokušati provaliti sistem nego ga ostaviti na miru.

Javni vs. privatni blockchain

Nisu svi blockchaini isti. Postoje dve osnovne kategorije.

Javni blockchain je potpuno otvoren. Bitcoin i Ethereum su najpoznatiji primeri. Svako može da čita sve transakcije, šalje sopstvene transakcije i postane čvor ili rudar. Niko ne kontroliše mrežu, nema vlasnika ni centrale.

Privatni blockchain funkcioniše po drugačijim pravilima. Kompanije poput IBM-a razvijaju rešenja kao što je Hyperledger Fabric, gde samo ovlašćeni učesnici mogu da pristupe mreži, postoji centralna tačka kontrole i transakcije su brže jer ima manje čvorova.

Privatni blockchaini su korisni u poslovnom kontekstu, na primer za praćenje lanca snabdevanja, ali ne poseduju onu decentralizaciju koja je bila originalna ideja ove tehnologije.

Konsenzus mehanizmi: kako mreža postiže dogovor?

Bez centrale, hiljade čvorova dolaze do istog zaključka kroz mehanizme konsenzusa. Dva su najvažnija.

Proof of Work - Dokaz rada

Bitcoin koristi PoW. Rudari rešavaju komplikovane matematičke probleme kako bi imali pravo da dodaju sledeći blok. Ko prvi reši problem, dobija nagradu u Bitcoinu.

Prednost je sigurnost: sistem je testiran godinama na najvećoj mreži na svetu. Mana je potrošnja: Bitcoinova mreža troši više struje godišnje nego neke manje evropske države.

Proof of Stake - Dokaz uloga

Ethereum je 2022. godine prešao sa PoW na PoS u događaju poznatom kao "The Merge". Umesto rudara koji troše struju, validatori zalažu ETH kao jemstvo. Što više ETH založiš, veća je šansa da budeš izabran da dodaš sledeći blok.

Prednost je oko 99,95% manja potrošnja energije u poređenju sa PoW. Mana je da kritičari smatraju da sistem favorizuje bogatije učesnike koji imaju više ETH za zaloge.

Smart contracts: blockchain koji izvršava ugovore

Pametni ugovori (eng. smart contracts) su programi koji se čuvaju na blockchainu i automatski se izvršavaju kada su ispunjeni određeni uslovi. Posrednik nije potreban.

Primer iz prakse: kupuješ stan. Pametni ugovor čuva tvoj novac i dokument o vlasništvu. Kada uplatiš dogovoreni iznos, ugovor automatski prenosi vlasništvo na tebe i novac prodavcu. Sve se dešava bez notara i bez banke koja naplaćuje proviziju.

Ethereum je platforma koja je pametne ugovore popularizovala i danas je lider u ovoj oblasti. Na njoj su izgrađeni DeFi (decentralizovane finansije), gde pozajmljuješ i zarađuješ kamatu bez banke kao posrednika; NFT-ovi (nezamenjivi tokeni), digitalni certifikati vlasništva nad umetničkim delima i kolekcionarskim predmetima; i DAO, decentralizovane autonomne organizacije kojima se upravlja putem glasanja tokena.

Blockchain u Srbiji i svetu

Srbija nije ostala imuna na razvoj ove tehnologije. Zakon o digitalnoj imovini, usvojen 2021. godine, bio je jedan od prvih takvih zakona u regionu i regulisao je kriptovalute, pružaoce usluga i javne ponude digitalnih tokena.

Narodna banka Srbije aktivno istražuje mogućnosti digitalne valute centralne banke (eng. Central Bank Digital Currency, CBDC), poznatije kao digitalni dinar. Ova valuta bi funkcionisala na principima sličnim blockchainu, ali bi ostala pod punom kontrolom NBS-a.

Na globalnom nivou blockchain usvajaju sve više sektora: banke i finansijske institucije za ubrzanje međunarodnih plaćanja, kompanije za logistiku radi praćenja lanaca snabdevanja, zdravstvene institucije za bezbedno deljenje medicinskih podataka i vlade koje testiraju blockchain glasanje i verifikaciju dokumenata.

Šta blockchain nije

Oko blockchaina postoji dosta zabluda.

Blockchain nije samo kriptovaluta. Bitcoin je prva primena ove tehnologije, ali ista platforma se koristi za praćenje dijamanata, verifikaciju akademskih diploma i zaštitu autorskih prava.

Nije sve što je na blockchainu automatski istinito. Zapisani podaci se ne mogu menjati, ali ako neko unese pogrešan ili lažan podatak, blockchain će ga čuvati zauvek. Sistem garantuje nepromenljivost, ne tačnost. Ta razlika se često previđa.

Blockchain nije rešenje za svaki problem. Veliki broj projekata koristi blockchain jer zvuči impresivno i privlači investitore, a ne zato što im je zaista potreban. Ako postoji centralizovana instanca koja kontroliše podatke, obična baza podataka je brža, jeftinija i lakša za održavanje.

Ograničenja i kritike

Blockchain tehnologija dolazi sa realnim izazovima.

Energetska potrošnja ostaje goruće pitanje, posebno kod PoW sistema. Prema podacima Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index-a, Bitcoinova mreža troši više električne energije godišnje nego Argentina ili Norveška.

Skalabilnost je sledeći veliki izazov. Bitcoin mreža obrađuje oko 7 transakcija u sekundi. Visa i Mastercard obrađuju i do 24.000 transakcija u sekundi. Ta razlika čini blockchain u sadašnjoj formi neupotrebljivim za masovne platne sisteme, mada se radi na rešenjima: Lightning Network za Bitcoin i Layer 2 sistemi za Ethereum.

Složenost i pristupačnost su još jedna prepreka za širu adopciju. Ako ne znaš kako da bezbedno čuvaš privatni ključ, greška može značiti trajni gubitak sredstava, bez ikakvog mehanizma oporavka. Ne postoji opcija "Zaboravili ste lozinku".

Regulatorna neizvesnost i dalje muči industriju širom sveta. Različite države imaju potpuno različite pristupe, od potpune zabrane do aktivnog podsticanja inovacija.

Zaključak

Blockchain je rešio problem koji je decenijama izgledao nerešiv: kako uspostaviti poverenje između nepoznatih učesnika bez ijednog centralnog posrednika. Ta ideja se danas koristi i van kriptovaluta, od praćenja dijamanata do verifikacije diploma.

Tehnologija ima i realna ograničenja: sporu obradu transakcija, veliku potrošnju energije kod PoW sistema i nejasan regulatorni okvir u većini zemalja. Ko želi ozbiljno da učestvuje u ovom prostoru, treba da razume kako blockchain zaista funkcioniše, ne samo da prati cene kriptovaluta.