De blockchain is de techniek achter vele verschillende cryptovaluta waarvan het bekendste (en het eerste) voorbeeld de Bitcoin is. De blockchain kun je zien als een database waarvan iedere deelnemer een exacte kopie heeft. In het dagelijks leven hebben we veel te maken met databases. Denk maar eens aan je bankrekening, je medische gegevens of een overzicht van je Airmiles. Het verschil met de blockchain is dat bij de genoemde voorbeelden enkel een bepaalde instantie het volledige beheer over de gegevens heeft, ook wel gecentraliseerd beheer genoemd. Bij de blockchain heeft iedere deelnemer een exacte kopie van alle gegevens, die zijn opgeslagen in de blockchain. Iedere deelnemer kan ook gegevens toevoegen, maar oude gegevens kunnen niet aangepast worden. Deze eigenschap zorgt ervoor dat niet een enkele instantie controle heeft over de gegevens en maakt dat de blockchain gedecentraliseerd is.
Hoe worden gegevens op dit moment bewaard?
Om goed te kunnen uitleggen op welke gebieden blockchain echt impact kan maken, is het belangrijk om eerst goed te begrijpen hoe de wereld op dit moment omgaat met data.
Op dit moment is het zo dat data veelal wordt opgeslagen en beheerd door één of enkele partijen. Neem bijvoorbeeld je bank of PayPal account. Elke dag komt er geld binnen en geef je geld uit. De gehele database met alle af- en bijschrijvingen van een bank noemen we een ‘ledger’. Al deze bedragen worden afgeschreven of bijgeschreven door de instantie waar jij je rekening bij hebt staan.
De partij waar we volledig op moeten vertrouwen is dus de bank of een andere betaaldienst.
Een ander voorbeeld waar direct duidelijk wordt dat de huidige manier van gegevensopslag soms te kort schiet zijn reparaties aan auto’s. Waar je ervan uit kunt gaan dat je bank niet zomaar 10.000 euro van je rekening laat verdwijnen, kun je er bij het kopen van een tweedehands auto niet altijd vanuit gaan dat de getoonde kilometerstand ook daadwerkelijk klopt. De zogenoemde ‘ledger’ is in dit geval het onderhoudsboekje van de specifieke auto.
Toepassingen van blockchain
Zoals in de inleiding al vermeld, heeft iedere deelnemer van een blockchain toegang tot de gehele database, ook wel een ‘ledger’ genoemd. Iedere deelnemer kan ook nieuwe transacties aan de database toevoegen. Oude gegevens kunnen echter niet aangepast worden. Dit gegeven zorgt ervoor dat de blockchain bij uitstek geschikt is voor alledaagse reguliere contracten. Denk bijvoorbeeld maar eens aan:
- Hypotheken
- Huurovereenkomsten
- Erfenissen
- Auteursrechten
- Alle documenten die komen kijken bij het overdragen van een huis
Een contract vastgelegd in de blockchain noemen we ook wel een smart contract. Op dit moment vergt bijvoorbeeld het kopen van een huis veel werk. Er moeten talloze contracten en overeenkomsten opgesteld en getekend worden. In de toekomst zal dit proces een stuk eenvoudiger worden door middel van de blockchain.
Naast contracten kun je de techniek van de blockchain in nog veel meer sectoren toepassen. Het meest voor de hand liggende voorbeeld hiervan is natuurlijk geld. Sinds de crisis van 2008 hebben veel mensen meer wantrouwen tegen het financiële systeem gekregen. In het westen kun je dat al merken, maar op andere plekken op de wereld is dat wantrouwen jegens financiële instellingen en overheden (denk maar eens aan de hyperinflatie in Venezuela) nog vele malen groter. Digitale valuta op de blockchain wordt door niemand gecontroleerd en kan daarom niet door een instantie beïnvloed worden (koersschommelingen buiten beschouwing gelaten). In veel landen kunnen digitale valuta dus een goed alternatief voor giraal geld worden.
Beide voorbeelden van sectoren waar de blockchain voor toegepast kan worden zijn terug te herleiden naar vertrouwen. Overal waar vertrouwen komt kijken kan de blockchain toegepast worden. Dat gaat van het nagaan welke ingrediënten er in je medicijnen zitten tot aan het afnemen van energie.
Verschillende soorten blockchain consensus protocollen
Een blockchain consensus protocol is de manier waarop een bepaalde blockchain werkt. De voor veel mensen meest bekende blockchain, die van de Bitcoin, werkt volgens het proof of work principe. Er zijn op dit moment verschillende blockchain consensus protocollen:
- Proof of work (Bitcoin en Ethereum)
- Proof of stake (PIVX)
- Proof of storage (Storj)
- Proof of importance (NEM)
- Proof of stake anonymous (Cloakcoin)
- Proof of activity
- Proof of burn
- Proof of capacity
- Proof of checkpoint
We zullen de, op dit moment, twee meest gebruikte protocollen verder uitleggen.
Proof of Work (PoW)
Het proof of work protocol is het beste uit te leggen als we weer denken aan de database waar iedere deelnemer een exacte kopie van heeft en waar iedere deelnemer iets aan toe kan voegen. Alle gegevens of transacties die door een deelnemer aan de database worden toegevoegd moeten gecontroleerd worden op juistheid. Zonder deze controle zou de blockchain niet kunnen bestaan omdat dan binnen de kortste keren de database niet meer accuraat zou zijn.
Het valideren of een transactie niet in strijd is met de database wordt door een algoritme gedaan. Bij iedere verandering aan de blockchain moet deze weer gevalideerd worden.
Als er een transactie gedaan wordt is deze vrijwel direct bekend in het blockchain netwerk. De transactie komt namelijk eerst terecht in een zogeheten ‘mempool’. Dit is een soort vergaarbak waar alle nog niet verwerkte transacties in komen te liggen. Over het algemeen worden de transacties met de hoogste transactievergoeding (fee) als eerste meegenomen in het volgende ‘block’. Dit heet een ‘confirmation’. Bij transacties met een hele lage fee kan het dus lang duren voordat deze is opgenomen in de blockchain. Er kan namelijk bij Bitcoin maar een beperkt aantal transacties in ieder block worden meegenomen.
Een block ontstaat door het berekenen van een wiskundige puzzel, de zogeheten ‘nonce’. Dit wordt gedaan door snelle computers, wat in de cryptocurrency wereld ‘miners’ genoemd worden. Zodra een miner de wiskundige puzzel heeft opgelost, worden de transacties in het block aan de blockchain toegevoegd. Hiermee is de transactie definitief en permanent opgeslagen. Dit kan nooit meer aangepast worden. De miner wordt beloond met 12,5 bitcoin aangevuld met de ‘fees’, die aan die iedere transactie in dat block zijn gekoppeld.
Hoe meer mensen of bedrijven besluiten om te gaan minen hoe moeilijker en daarmee energie intensiever het wordt om de wiskundige berekening als eerste op te lossen. De reden hiervoor is dat het is vastgelegd om de hoeveel minuten er een nieuw block gegenereerd moet worden. Bij Bitcoin is dit om de 10 minuten. Naarmate er meer miners komen stijgt de moeilijkheidsgraad. Zo wordt ervoor gezorgd dat de gemiddelde tijd dat het duurt om een nieuw block te minen 10 minuten blijft. Het werkt ook andersom. De complexiteit daalt als er minder miners zijn.
Vanwege het energie intensieve proces krijgt het protocol steeds meer kritiek.
Proof of stake (POS)
Bij ‘proof of stake’ wordt er geen computerkracht gebruikt om een block te minen. Deelnemers bij een proof of stake blockchain worden beloond als ze hun vermogen (stake) open stellen voor de blockchain. Bij een proof of stake coin moet je dus om kans te maken op een beloning je portefeuille als het ware open laten staan.
Proof of stake is dus een soort loterij. Hoe meer vermogen je hebt hoe groter de kans op een beloning is. Zodra er een transactie plaatsvindt wordt er een beloning verloot onder de deelnemers, die de blockchain ondersteunen. Stel je hebt 5% van het totaal aantal coins, dan heb je elke keer 5% kans op het krijgen van de beloning.
Inmiddels heb je meerdere varianten op het proof of stake protocol. De meest gebruikte variant na proof of stake is ‘delegated proof of stake’ (DPoS). Bij delegated proof of stake hoef je niet je computer aan te laten staan. Je stemt bij dit protocol namelijk op een afgevaardigde (delegate). Deze afgevaardigde gebruikt jouw stake en de stake van anderen om proof of stake rewards te winnen. Deze rewards worden vervolgens naar rato verdeeld onder iedereen die op de delegate gestemd heeft.
