Vad är blockchain?

Det är kanske lättare att börja med att förklara vad blockchain inte är: det är inte synonymt med blockkedja eller Bitcoin, det är inte bara en teknik för digitala utbyten, eller ett rent spekulationsbaserat investeringsnätverk, och det är definitivt inte bara ett tillfälligt modeord. Kryptovalutor är baserade på digital valuta som använder blockchain-teknik för att registrera och säkra varje transaktion.

Blockchain är en distribuerad ledger-teknologi som delas mellan datorerna (noderna) i ett nätverk. Det är en öppen databas med öppen källkod med växande poster, eller block av poster, sammankopplade genom kryptografi. Det är mest känt för, och mest förknippat med, att möjliggöra transaktioner av kryptovalutor, på ett säkert sätt utan behov av centraliserad kontroll.

Finansiella institutioner undersöker hur de också kan använda blockkedjeteknik för att upphäva allt från clearing och settlement, till försäkring.

Att förstå Blockchain-teknik

Blockchain (eller blockchain-teknologi) är i huvudsak ett delat system av poster som ofta kallas en distribuerad reskontrateknologi, eller en databas. Ett blockchain-nätverk kan lagra all digitaliserad information, från medicinska register till landstitlar, men det är mest känt för sin förmåga att registrera transaktioner och spåra tillgångar. Dess design gör informationsblock som är spårbara, omöjliga att manipulera och är autonomt styrda.

Blockchains historia, den senaste utvecklingen och stigande popularitet

Blockchains historia går tillbaka till början av 1980-talet när kryptografen David Chaum först föreslog ett valvsystem för att etablera ett säkert datornätverk, som omfattade nyckelelementen i ett blockkedjenätverk. 1991 introducerade Stuart Haber och W. Scott Stornetta konceptet med tidsstämpling av digitala dokument. Året därpå samarbetade Haber och Stornetta med Dave Bayer för att förbättra effektiviteten i designen genom att tillåta flera digitaliserade dokument att lagras i block.

Det var inte förrän 2008 som Satoshi Nakamoto, en mystisk individ eller möjligen en grupp människor, sammanförde dessa koncept för att konceptualisera det första decentraliserade blockkedjenätverket. Året därpå lanserade Nakamoto den första kryptovalutan Bitcoin, där blockchain fungerade som det offentliga nätverket och värd för alla transaktioner. Bitcoin-blockkedjan beskriver endast den teknik som valutan är inrymd i, medan kryptovalutan Bitcoin endast beskriver själva valutan. Den första Bitcoin-transaktionen inträffade den 12 januari 2008 och i november samma år hade valutan sin egen handelsplattform och en handfull diskussionsforum för utvecklare och entusiaster. 2010 gick en investerare vid namn Laszlo Hanyecz med på att betala 10 000 Bitcoin för två Papa Johns pizzor, och historia skrevs. Bitcoin är en digital valuta som använder blockchain-teknik som sin distribuerade reskontra.

År 2014 ökade kryptovalutans popularitet stadigt, men potentialen för blockkedjeteknik var inte helt självklar. Runt denna tid lanserades nätverket Ethereum av Vitalik Buterin, en då 20-årig rysk programmerare, tillsammans med fyra andra entreprenörer. Ethereum introducerade nya sätt på vilka blockchain-teknik kan användas på annat sätt än kryptobaserade transaktioner: nätverket introducerade smarta kontrakt, tillät programmerare att utveckla decentraliserade applikationer (DAPP), och detta banade väg för icke-fungibla tokens (NFT) att ta sin plats på internet. Men viktigast av allt, detta visade sig vara en vändpunkt när större företag och regeringar började inse blockchains verkliga kapacitet.

Sedan dess har kryptovalutor vunnit enorm popularitet och monetärt värde, samtidigt som de skapade kontroverser till vänster och höger. Samtidigt har blockchain-teknologin blivit en av de viktigaste satsningarna att investera i, framför allt för att förbättra supply chain management, och har plockats upp av stora företag, inklusive Walmart och Amazon. Enligt Deloittes undersökning 2020 angav 55% av de tillfrågade, blockchain som en högsta strategisk prioritet, medan 40% rapporterade att de införlivade det i produktionen.

Hur fungerar blockchain?

Namnet blockchain kan betraktas som den metaforiska representationen av hur information organiseras inom ett nätverk.

I ett blockchain-nätverk lagras informationen, som kan vara transaktioner, smarta kontrakt eller andra kodifierade dokument, i partier eller block. Dessa block är sammanlänkade på ett kronologiskt sätt och bildar en kontinuerlig linje, som en kedja av block.

Dessa block kan bara lagra ett begränsat antal bitar av information, eller inom ramen för kryptovaluta, ett ändligt antal transaktioner. Transaktionsdata skulle inkludera avsändaren, mottagaren och mängden digital valuta som bytte ägare, till exempel: Y betalade X 50 USD, X betalade Z 70 USD, Z betalade T 20 USD och så vidare.

Varje ny post till ett block måste verifieras av majoriteten eller alla noder i nätverket. Blockchain använder konsensusmekanismer som bevis på arbete eller bevis på insats för att förhindra att ogiltiga transaktioner loggas och säkerställa att varje registrerad transaktion är korrekt.

Förutom data innehåller varje block också sin egen hash och föregående blocks hash. En hash liknar ett digitalt fingeravtryck, identifierar ett block och allt dess innehåll, och det är alltid unikt. Det utgör ett definitivt antal alfanumeriska tecken. En hash-kod beräknas när ett block skapas, och varje förändring i blocket återspeglas i koden. En kedja skapas eftersom varje block även innehåller det föregående blockets hashkod.

När gränsen nås läggs ett nytt block till i kedjan. Processen att lägga till och verifiera nya block till denna distribuerade reskontrateknologi kallas mining.

Det är några saker som måste ske för att ett nytt block ska läggas till;

1. Varje nytt block måste innehålla svaret på ett komplext kryptografiskt pussel skapat av hashfunktionen.

2. Noden som har löst pusslet delar sedan lösningen med alla andra datorer i nätverket.

3. Nätverket måste sedan verifiera beräkningen. Om beräkningen är korrekt läggs det nya blocket, tillsammans med en tidsstämpel, till i kedjan.

När ett block fylls i och lagras i blockkedjan är det oföränderligt. Det är inte möjligt att skriva om till blockering för att registrera eventuella ändringar som gjorts i informationen som är inbäddad i den. Istället läggs ett nytt block till som visar en ändring som "X ändrades till Y vid ett visst datum och tid" som en ny post.

Nyckelegenskaper hos en blockkedja

Ett blockkedjenätverk har flera egenskaper som gör tekniken unik och skiljer den från traditionella databaser eller reskontra.

• Decentraliserat

Ett blockkedjesystem är decentraliserat, vilket innebär att det inte finns en enda central styrande myndighet som tar beslut och sätter regler. Istället underhåller och hanterar en grupp noder ett givet nätverk. Alla noder inom ett nätverk har en kopia av hela reskontran, och detta har en mängd fördelar. Framför allt löser det problemet med en enda felpunkt och skapar ett feltolerant och manipuleringsfritt system. Noderna kan alltid korsreferera informationen och identifiera eventuella misstag eller felaktigheter. Nätverket är inte heller beroende av en enda enhet för att lagra all data i ett nätverk. Skulle en nod misslyckas fortsätter de återstående noderna att fungera.

• Oföränderligt

Blockchain utgör en permanent digital reskontra eller databas. Alla informationsblock är inte bara kronologiskt uppradade och tidsstämplade, utan också kryptografiskt förseglade. Alla ändringar som ska göras i ett block resulterar i en ändring i dess hashkod, och eftersom varje block innehåller hash från det föregående blocket blir hash som lagrats i dem ogiltiga. Således gör varje redigering av ett visst block alla följande block, och i förlängningen kedjan, inoperativa. Oföränderlighet säkras inte bara genom användningen av hash-funktionen utan också konsensusmekanismer som PoW eller PoS, så om inte en oseriös aktör tar över kontrollen av majoriteten av noderna i ett givet nätverk, är det nästan omöjligt att manipulera ett sådant nätverk.

• Distribuerad

I en offentlig reskontra upprätthåller varje nod i nätverket en kopia av redovisningen, och de måste alla delta i verifieringen av varje post och blockinkludering. Detta ger fullständig transparens och tillåter deltagande agenter att hantera och reglera nätverket. Alla måste följa en standardiserad procedur, och lika fördelning innebär att varje nod har samma makt när det gäller verifieringen av varje post.

• Konsensusbaserat

Ett centralt styrt system, såsom en sjukhusdatabas med patientinformation, underhålls av en administratör som ansvarar för att uppdatera data och hålla den uppdaterad. Denna person eller grupp har full auktoritet när det gäller att hantera känslig information. Ett självstyrande system som en blockchain distribuerar å andra sidan uppdateringen och verifieringen av data till varje nod, som deltar i nätverket genom att använda konsensusmekanismer. Denna process hänvisar till en uppsättning regler som hjälper noder att godkänna äktheten för varje post. Det finns två vanliga algoritmer för konsensusmekanismen;

• Programmerbara

Vissa blockkedjenätverk, framför allt Ethereum, är programmerbara. Detta innebär att utvecklare kan programmera protokoll, kallade smarta kontrakt, som utlöser svar när de förutbestämda kraven uppfylls. Inom ramen för kryptobaserade transaktioner tillåter smarta kontrakt automatiserade transaktioner som följande: X betalar 2 ETH till Y, när Z betalar 3 ETH till X. Smarta kontrakt kan omfatta så många bestämmelser som behövs och kan involvera valfritt antal deltagare.

Typer av blockkedjenätverk

Det finns fyra kategorier av blockkedjenätverk, kategoriserade efter tillgänglighetsnivå.

• Offentliga blockkedjor

Som namnet antyder är offentliga blockkedjesystem helt öppna för alla som vill delta. De är trogna den decentraliserade egenskapen hos en blockkedja, ägs inte av en individ eller en grupp individer och hanteras av varje nod som är en del av nätverket.

Varje deltagande agent innehar en kopia av redovisningen och alla har befogenhet att verifiera och autentisera nya poster med hjälp av bevis på arbete eller bevis på konsensusmekanismer för insatser. Att det inte finns en gräns för deltagande och total distribution innebär större fördelning av kontroll, vilket ökar säkerheten och pålitligheten i nätverket. Bitcoin och Ethereum är de mest anmärkningsvärda exemplen på offentliga blockkedjor.

• Privata blockkedjor

En privat blockkedja består av ett nätverk där konsensus kan uppnås genom en process som kallas "selektivt godkännande", där kända användare verifierar transaktionerna. Privata blockkedjor tillåter endast utvalda noder att delta och fungera som ett slutet nätverk. I motsats till offentliga system har privata nätverk centraliserad styrning och användare kan manuellt bestämma dess storlek och skalbarhet. Det är en idealisk lösning att använda inom företag eftersom det gör det möjligt att dra nytta av blockchain-teknik med möjlighet att inte offra konfidentialitet. På grund av det begränsade antalet noder går verifieringsprocessen också betydligt snabbare jämfört med ett publikt nätverk. Slutligen är denna privata blockchain-process mer lik ett internt datalagringssystem förutom att det är spritt över flera noder, för att öka säkerheten.

• Hybrid blockchain

En hybrid blockchain-arkitektur sammanför delar av en offentlig och privat blockchain. En central enhet förbehåller sig rätten att hålla vissa delar av nätverket privata samtidigt som vissa delar av det är offentliga, men den nämnda enheten kan inte manipulera de registrerade transaktionerna. Systemet kan använda smarta kontrakt för att definiera användaråtkomst. Endast ett utvalt antal noder har befogenhet att verifiera posterna. Det ses som den mest anpassningsbara typen av blockchain-arkitektur, och en idealisk lösning för regeringar eller hälsoorganisationer, där allmänheten kan få tillgång till vissa typer av data men enheterna fortfarande kan upprätthålla konfidentialitet.

• Konsortiumblockkedjor

Även kallade federerade blockkedjor. Konsortiumblockkedjor underhålls av en grupp av enheter eller representativa individer. Precis som hybridblockkedjor drar ett konsortium nytta av både tillåtna och behöriga system. Till skillnad från hybridblockkedjor styrs de inte av en enda central enhet. Dessa styrande enheter, eller konsortiet, tillåter eller begränsar deltagare och har befogenhet att autentisera med hjälp av en röstbevismekanism.

Fördelar med Blockchain

På grund av dess unika egenskaper erbjuder blockchain större förtroende, transparens och spårbarhet till sina användare.

Transparens och tillit

Det kanske mest slående attributet ett blockchain-nätverk ger, är dess decentraliserade karaktär och oöverträffade transparens. I ett centralt styrt system eller databas är kontrollen av en viss aktivitet eller organisation koncentrerad till en enda person eller enhet. Detta innebär att dessa enheter fungerar som gatekeepers för all data och användare: de reglerar åtkomsten och anger reglerna.

I ett centraliserat banksystem kan till exempel kunder ha avvisat betalningar eller fryst konton, och det är inte säkert att banken tar sitt ansvar. Eller så kan en social plattform som Twitter censurera vissa diskurser, stänga konton och tjäna pengar på användarnas personliga data.

Ett decentraliserat system avlägsnar auktoriteten från en central grupp och distribuerar den till deltagarna i nätverket, och varje deltagare innehar en komplett kopia av databasen i sin helhet och bestämmer gemensamt hur den ska hanteras.

Det utarbetade verifieringssystemet som ett blockchain-nätverk bygger på, ökar förtroendet för deltagarna. Till skillnad från ett centraliserat system har deltagarna fullständig kunskap om vad som lagras och hur det hanteras.

Inget behov av tredjepartsverifiering

Ett manipuleringsfritt, distribuerat verifieringssystem eliminerar också behovet av mellanhänder att verifiera transaktioner eller äktheten av dokument, såsom banker som godkänner att avsändaren har pengar för att utföra överföringen, en advokat som utför en affärskontrakt som säkerställer att båda parter uppfyller kraven, eller att en notarie som undertecknar ett dokument. Blockchain-nätverk har inte behovet för sådana parter att förmedla en affär, och sparar i förlängningen tid och pengar, som spenderas på dessa tredje parter.

Snabbare avveckling för transaktioner

Bankinstitut opererar enbart inom kontorstider och är stängda under helgdagar. Blockchain, å andra sidan, fungerar 24/7 och alla dagar på året. Otaliga noder i ett nätverk godkänner transaktionerna så snabbt som möjligt. En Bitcoin-transaktion, till exempel, tar i genomsnitt 10 minuter och kan inträffa när som helst på dygnet och vilken dag som helst på året. Detta skulle specifikt kunna lösa gränsöverskridande betalningsproblem, som inte enbart medför höga avgifter utan också långa överföringstider på grund av skillnader i tidszoner och involvering av flera mellanhänder, för att utföra kommunikationen mellan två parter.

Säkerhet för Blockchain

Blockchains kreativa användning av en hashfunktion och konsensusmekanismalgoritmer gör databasen helt oföränderlig och manipuleringsfri. Detta ger databasen eller den distribuerade reskontran fullständig immunitet mot alla skadliga försök från oseriösa aktörer.

Förutom det intrikata verifieringssystemet, med vilket varje transaktion godkänns och autentiseras, är en blockchain också öppen källkod, vilket innebär att alla kan se dess kod. Detta gör att utvecklare kan granska koden och dess säkerhetsnivåer och ge förslag för att godkänna den.

Tillgänglighet för Blockchain

Enligt Världsbankens forskningsresultat är cirka 31% av världens befolkning för närvarande utan bank, varav de flesta bor i utvecklingsländer. Den del av befolkningen utan bank måste inte bara mildra de logistiska utmaningarna med att inte ha ett bankkonto, som att betala för verktyg eller ta en lönecheck, utan de är också utestängda från det större globala finansiella nätverket och deras rikedom är sårbar för inbrottstjuvar när de lagras fysiskt.

Kryptovaluta- och blockkedjeteknologier tillåter vem som helst, oavsett kön, etnicitet, nationalitet eller kreditvärdighet, att handla med vem som helst på nätverket och lagra sitt kapital på ett säkert sätt. Detta betyder personer utan bank kan använda kryptovaluta om de väljer det.

Aktuella begränsningar och utmaningar för Blockchain

Blockchains komplexa och krävande natur, medför unika utmaningar som ännu inte har tacklats, framför allt inom tillgänglighet och miljömedvetenhet.

Blockchain-utveckling och underhållskostnader

För att upprätthålla ett blockchain-nätverk använder mekanismer som PoW, i synnerhet, enorma mängder beräkningskraft för att lösa pussel, vilket också driver upp nodernas elräkningar.

Mer beräkningskraft förbättrar oddsen för att lösa pusslet snabbare, därför uppgraderar miners alltid sin hårdvara genom att integrera fler GPU-kort i systemet, men detta kräver också användning av mer kraft.

Dessutom är livscykeln för GPU-korten kort. Utöver det måste värmen som genereras från strömförbrukningen också kylas av med hjälp av fläktar eller luftkonditionering. Alla dessa aspekter tillsammans, leder till höga utvecklings och underhållskostnader.

Inte miljövänligt

Valideringsprocessen av transaktioner via Proof-of-Work använder stora mängder energi, och förutom att göda elräkningarna gör detta även att kryptovalutor, och i förlängningen blockchain, är långt ifrån en grön teknik. Bitcoin-mining, som exempel, släpper ut 180 miljoner ton av koldioxidutsläpp bara i USA. Kryptovalutaindustrin siktar på att vara 100% kolfri till 2030 och har börjat investera i grönare energilösningar för att driva miningverksamhet.

Blockchains problem med implementation

Blockchain-teknologi är vansinnigt komplicerad och kostsam att bedriva. Det kräver betydande investeringar i infrastruktur och spetskompetens. För att ett företag ska kunna ta till sig en blockchain-lösning måste de också utbilda sina befintliga yrkesverksamma och se till att ledningen ha fullständig förståelse för blockchain-tekniken, så att de kan utnyttja den fullt ut och mildra de utmaningar som den medför.

Blockchains användingsområden

Trots den välkända kopplingen till kryptovalutahandel sträcker sig blockchains verkliga tillämpningar längre än att enbart underlätta transaktioner med digitala valutor.

Blockchain-användning inom bank och finans

Blockchain-teknik ses av många som en naturlig passform för att förbättra verksamheten hos finansiella institutioner. Det kan påskynda transaktionstiderna avsevärt, förbättra kommunikationen mellan motsvarande institutioner och minska hanteringsfel. Ökad transparens kommer också att optimera regleringsverksamheten och öka förtroendet vid revision av finansinstitut.

Stora banker som Wells Fargo och HSBC är tidiga användare av blockchain. Bankjättarna använder blockkedjetekniken för att förbättra avvecklingen av gränsöverskridande betalningar och använder en gemensam reskontra för att behandla transaktioner med amerikanska dollar, kanadensiska dollar, brittiska pund och euro.

Användandet av blockkedja i juridiska kretsar

Den juridiska industrin kan utnyttja blockkedjeteknologin för att automatisera sina arbetsflöden, säkert och oföränderligt lagra kontrakt och göra sig mer transparent för kunderna. Användningen av smarta kontrakt kan minska tiden för att förbereda och ändra dokument avsevärt och därmed förhindra stora avgifter för förberedelser, som vanligtvis täcks av kunderna.

Även om smarta kontrakt ännu inte erkänns på federal nivå, accepterar vissa stater i USA, inklusive Nevada och Iowa, nu deras legitimitet och erkänner dem som juridiskt bindande avtal mellan inblandade parter.

Blockchain-användning i sjukvården

Blockchain har en mängd olika applikationer inom hälso- och sjukvårdsindustrin, varav de viktigaste är säker lagring av patientdata och strömlinjeformad hantering av försörjningskedjan för läkemedel.

Dataintrång fortsätter att vara ett avgörande problem inom branschen, där över 600 dataintrång har rapporterats mellan 2021 och 2022. Tjänster som utnyttjar blockchains krypteringspotential möjliggör säker överföring och lagring av känslig information. BurstIQ, till exempel, hjälper hälsovårdsföretag att förvara, dela eller licensiera data samtidigt som de upprätthåller strikt efterlevnad av HIPAA-reglerna. Det ger också tillgång till data i realtid om patienternas hälsoaktiviteter, vilket kan hjälpa till att rensa bort problem med receptbelagda läkemedel.

IBM och Sonoco samarbetade nyligen för att minimera problem med transport av mediciner genom att tillåta högre nivåer av insyn i leveranskedjan med blockkedjenätverk. Pharma Portal, en blockchain-plattform, hjälper leverantörer och köpare att spåra temperaturkontrollerade mediciner genom korrekt realtidsdata.

Blockchain-användning inom fastighetsförvaltning

Med tanke på dess oklanderliga spårningsförmåga för tillgångar, kommer blockchain också att förändra fastighetsbranschen. Blockchain-teknik kan ge lösningar på problem kring ägandetvister, behovet av mellanhänder för att förmedla en affär, rejäla provisioner som yrkas av fastighetsmäklare och advokater, som exempel.

ATLANT skapade till exempel en blockchain-plattform där fastigheter är tokeniserade och kan köpas som som kryptovalutor, i jämförelse. Detta effektiviserar transaktioner och minskar behovet av en mellanhand för avklara affären mellan säljaren och köparen, samtidigt som transaktion och mäklaravgifterna minskar.

En framtidsblick på Blockchain

Blockchain är utan tvekan, den mest revolutionerande tekniken under det senaste decenniet och har redan förändrat drift och verksamheter genom flera vertikaler, under sin korta existens. Dess astronomiska ökning i popularitet gjorde det möjligt för utvecklare få blockchain-tekniken att bli nyttosam inom många områden, utöver handel med kryptovaluta. Detta gör det möjligt för stora aktörer på marknader, inklusive regeringar, att inse dess potential att effektivisera sitt datahanteringssystem och ta sina tjänster till nästa nivå.

Eftersom dess utbredda användning blir allt mer vanligt förekommande, är det avgörande att formulera lösningar på dess nuvarande begränsningar och investera i att förbättra tekniken så att den blir mer tillgänglig och miljövänlig.

• Blockchain-statistik: var kommer den att vara om 10 år?

Vanliga frågor