Wat is blockchain?
Een blockchain is een speciale online database die gedeeld wordt door een netwerk van onafhankelijke computers. Waar een normale database gecentraliseerd te vinden is op een smartphone, computer of server is een blockchain gedecentraliseerd te vinden op een netwerk van potentieel duizenden computers en apparaten wereldwijd.
De blockchain van Bitcoin kan je het best vergelijken met een publiekelijk digitaal grootboek waarin transacties worden bijgehouden tussen verschillende partijen. Je kan de adressen zien van gebruikers, samen met hoeveel bitcoin zij bezitten. Ook kan je zien welke en hoeveel transacties er gebeurd zijn op een gegeven dag.
Toch hoeft een blockchain niet noodzakelijk transacties te bevatten of publiek toegankelijk te zijn. Ze kunnen ook afspraken, persoonlijke berichten, digitale contracten, eigendomsaktes of andere bijzondere informatie bevatten.
De betekenis achter blockchain was om een database te creëren die geen centraal punt van falen had, waar geen controle orgaan noodzakelijk was voor de werking en waar de database en de toekomst ervan volledig in handen waren van de gebruikers zelf.
Waar komt de naam "Blockchain" vandaan?
De naam ‘blockchain’ is afkomstig van de manier waarop informatie wordt opgeslagen en vervolgens aan elkaar geconnecteerd.
Data wordt opgeslagen in blokken en vervolgens chronologisch aan elkaar verbonden.
Ieder nieuw blok wordt achter het laatste blok geplaatst, hierdoor maak je als het ware een ketting van chronologische bundels informatie, een blockchain.
Hoe werkt de blockchain technologie?
Op de blockchain wordt een bundel nieuwe informatie een blok (block) genoemd. Die bundel is opgebouwd uit talloze kleinere deeltjes informatie genaamd records. In het voorbeeld van Bitcoin zijn deze records allemaal gegevens van individuele bitcoin transacties.
Ieder blok krijgt ook extra informatie mee om de veilige werking te garanderen: een index, een timestamp en twee hashes. Een index is een unieke identificator zoals een serienummer en een timestamp is het uur en datum.
Een hash daarentegen is de uitkomst van een hash functie en heeft altijd een vaste lengte ongeacht welke gegevens je in de hash functie plaatst. “To the moon and back 123” en “Crypto is massive” zullen via dezelfde hashfunctie altijd een string van x aantal karakters produceren.
De hash van het record wordt gegenereerd op basis van de transactie informatie binnen het record en de hash van het vorige record.
De hash van het blok wordt gegenereerd op basis van alle records binnen het blok, de index van het block, de timestamp van het block, de hash van het vorig blok en een willekeurig cijfer genaamd een nonce.
Deze hashing methode is zo gevoelig dat als je één cijfer binnen één record verandert je een totaal andere hash op block niveau zult krijgen.
Het voordeel van deze methode is dat je altijd met informatie werkt van een voorgedefineerde lengte. Dit maakt de controle en validatie ervan makkelijker en daarmee de hele blockchain sneller en veiliger.
Hoe veilig is de blockchain?
Wanneer een hacker informatie wil aanpassen in een record zal hij hiermee ook de hash van het hele blok doen veranderen. Omdat het volgende blok de oorspronkelijke hash heeft gebruikt om zijn eigen hash te genereren zal dit niet geaccepteerd worden door het netwerk.
Je kan geen informatie aanpassen of verwijderen zonder de hele chain te breken. Als de chain breekt in jouw kopie van de blockchain dan wordt deze niet aanvaard door het netwerk en zal er ook nooit verder aan gewerkt worden.
Een hacker kan enkel informatie aanpassen in de database door het toevoegen van een nieuw malafide block. Om zo'n malafide blok te plaatsen moet de hacker meer dan 50% van de computationele kracht in het netwerk bezitten. Enkel dan wordt het nieuwe blok effectief aanvaard.
In de crypto wereld wordt dit een 51% attack genoemd.
De veiligheid en voortzetting van de blockchain ligt in de handen van de nodes.
Wat zijn nodes?
Nodes zijn computers en apparaten die met elkaar in connectie staan om een blockchain up-to-date, authentiek en veilig te houden. Ze doen dit via een Peer-2-Peer netwerk protocol van de blockchain zelf. Nodes zorgen onder andere voor het valideren van transacties en het toevoegen van nieuwe blokken aan de chain.
Iedereen kan kiezen om een node te worden door het downloaden van de juiste software of het hebben van de juiste apparatuur. In het geval van Bitcoin wordt er het meest gebruik gemaakt van de software Bitcoin core.
Je hebt full nodes, super nodes, listening nodes en mining nodes. Elk node speelt een belangrijke rol in het hele ecosysteem van de chain. Hoe meer nodes op een netwerk zitten hoe veiliger en decentraler je een blockchain kan noemen. Iedere blockchain is ook anders en de developers ervan kunnen zelf kiezen welke nodes ze implementeren in hun project en welke niet.
Al deze functionaliteit is mogelijk dankzij een doeltreffend consensus algoritme.
Een manier voor nodes om georganiseerd tot een akkoord te komen.
Wat is een consensus algoritme?
Een consensus algoritme is een mechanisme in de computerwetenschap dat computers (nodes) toelaat om gecoördineerd tot een akkoord te komen.
Consensus algoritmes zijn zo geprogrammeerd dat het collectief foutloos kan opereren binnen een systeem met verschillende onbetrouwbare nodes. Je kan namelijk niet verwachten dat alle schakels in een netwerk even snel en even nauwkeurig zullen antwoorden. Dit stond eerder bekend als het consensus probleem.
Momenteel is er sprake van 5 verschillende soorten consensus algoritmes:
-
Proof of Work (POW)
-
Byzantine Fault Tolerance
-
Proof of Stake (POS)
-
Delegated Proof-of-Stake
-
Proof of Burn (POB)
We leggen de twee voornaamste consensus algoritmes uit, POW en POS.
Mining nodes en Proof of Work
Een proof of work (bewijs van werk) is een stukje digitale informatie dat moeilijk is om te produceren (energiekost + tijd) maar heel makkelijk om na te kijken. Het kan gebruikt worden om spam te voorkomen in een emailclient of om spam te voorkomen op een blockchain.
Op een POW blockchain moeten mining-nodes een Proof of Work presenteren aan de hand van een vooraf gedefinieerd proces waarbij duizenden pogingen nodig zijn om tot een juiste oplossing te bekomen. Denk aan een mathematische puzzel die enkel op te lossen valt door willekeurig zoveel mogelijk getallen proberen in te geven. Hoe meer rekenkracht jouw computers hebben hoe meer getallen ze in kunnen geven.
Bitcoin gebruikt het HashCash Proof of Work systeem, waarbij het vinden van de hash key gelijk staat aan Proof of Work. Bitcoin mining is eigenlijk niet meer transacties samenbundelen en dan gokken naar de nonce om zo de hash van het nieuwe blok vrij te spelen. De hash key functioneert hier dan als het bewijs voor alle andere miners dat het nieuwe blok veilig en volgens de regels is geproduceerd.
De moeilijkheidsgraad van het vinden van de nonce is afhankelijk van het aantal miners, de computationele kracht die zij ter beschikking stellen en de vooraf gedefinieerde tijdspanne waarin het nieuwe blok geproduceerd moet worden. In het geval van Bitcoin moet er iedere 10 minuten een nieuwe blok geproduceerd worden.
Hoewel mining zorgt voor een veilige en gecontroleerde werking van het netwerk, is er toch één groot nadeel aan verbonden, de hoge energiekost.
Om de mining computers en andere apparaten draaiende te houden moet je natuurlijk stroom hebben. Hoe meer computationele kracht je ter beschikking wilt stellen hoe hoger je energiefactuur zal zijn.
Dit is tevens ook de reden waarom Bitcoin mining in België en Nederland niet bepaald rendabel is voor de doorsnee miner.
Wat is Proof of Stake?
Proof of Stake werd voor het eerste geintroduceerd in 2012 door Sunny King en Scott Nadal, twee gerenommeerde blockchain developers met een ecologische visie. Het doel van Proof of Stake was om een veilige en gedecentraliseerde werking van een blockchain mogelijk te maken zonder de hoge energiekosten die gepaard gaan met mining.
Bij Proof of Stake is er geen sprake van mining maar wel van staking. In plaats van nodes die mathematische puzzels moeten oplossen is er een algoritme dat beslist wie de validator wordt van het volgende blok. Dit wordt quasi willekeurig beslist aan de hand van het aantal munten dat een staker ter beschikking stelt ten opzichte van het totaal aantal munten gestaked.
Wil je beginnen met staking dan moet je dus geen dure apparatuur kopen maar wel de interne munt van de blockchain zelf. Vervolgens moet je deze vastzetten in een speciaal digitaal contract, een smart contract. Hoe meer munten jij daarin plaatst hoe groter dat de kans is dat jij gekozen zal worden als validator van het nieuwe blok.
Vaak wordt er gewerkt met een minimum aantal cryptomunten dat je ter beschikking moet stellen. In het geval van Ethereum, de tweede grootste cryptomunt op dit moment, zal je bij het lanceren van Ethereum 2.0 en daarbij ook het proof of stake consensus algoritme, minimum 32 ether moeten vastzetten om mee te dingen naar het block reward.
Het block reward en de interne munt van de blockchain
Dus je weet wat een blockchain is, wat nodes zijn, waarom een consensus algoritme belangrijk is en hoe al deze delen nodig zijn om de database up-to-date en veilig te houden. Waar we echter nog niet over gesproken hebben is het incentief voor miners en stakers om hun munten / computationele rekenkracht ter beschikking te stellen voor het vinden van het nieuwe blok.
Dat incentief noemt het block reward en is de “prijs” die een miner krijgt wanneer hij of zij het nieuwe blok toevoegt.
Het block reward bij een Proof of Work blockchain is tevens ook de enigste manier waarop nieuwe cryptomunten op de markt komen. Het huidig block reward van het Bitcoin netwerk is 6,25 bitcoins voor ieder nieuw blok, en dit om de 10 minuten. Om de x aantal jaar wordt dit block reward voor Bitcoin ook gehalveerd om een gecontroleerde vrijgave van cryptomunten te garanderen, dit event is beter bekend als de Bitcoin halvening.
Bij een Proof-of-stake blockchain daarentegen zijn alle cryptomunten direct in de omloop maar worden deze vrijgegeven aan een vooraf gedefinieerd stramien. Afhankelijk van hoe het Proof-of-Stake consensus algoritme geprogrammeerd is, kan het enigste block reward dat de staker krijgt, de kosten zijn die gebruikers hebben betaald voor hun transacties te laten valideren.
Mining en Staking zijn slechts 2 manieren van meer dan 10 om geld te verdienen met Bitcoin en altcoins.
De transactiekosten van de blockchain
Iedere transactie moet eerst worden toegevoegd aan de blockchain vooraleer de transactie effectief geldig is. Iedereen wilt natuurlijk dat zijn of haar transactie als eerste of zo snel mogelijk doorkomt. Daarom kan iedere gebruiker zelf de transactie kosten bepalen die hij of zij wilt betalen.
Miners zijn economisch ingesteld en prioriteren de transacties waar de hoogste transactiekosten mee gepaard zijn. Hoe meer je wilt betalen voor je transactie, hoe sneller deze gekozen zal worden om in het nieuwe blok te steken.
Hoeveel transactiekosten je minimum zal moeten betalen hangt af van welke cryptomunt je wilt versturen. Hoeveel gebruikers zitten er op het netwerk? Hoeveel nodes zijn er? Om de hoeveel minuten wordt een nieuw blok toegevoegd?
Gelukkig hoef je hier als leek niet echt rekening mee te houden. De meeste crypto wallets zullen automatisch de juiste transactiekosten bepalen voor de cryptomunt van jouw keuze.
Wat zijn crypto wallets?
Wil je investeren in Bitcoin of consorten dan heb je natuurlijk ook een plaats nodig om deze veilig op te slaan. Net zoals je jouw geld in een bank of kluis hebt steken, kan je jouw cryptomunten ook in een soort van kluis zetten. Zo’n persoonlijke kluis wordt een crypto wallet genoemd.
Het is goed om te weten dat als je bitcoin, altcoins of stablecoins koopt op een crypto exchange, er meestal automatisch een crypto wallet voor jou aangemaakt wordt.
Je hebt 4 verschillende soorten crypto wallets: een online wallet, desktop wallet, hardware wallet en een papieren wallet.
Elk heeft zijn voor-en-nadelen op vlak van veiligheid en toegankelijkheid. De meeste nieuwe investeerders kiezen tegenwoordig voor een hardware wallet zoals Trezor omwille van het gebruiksgemak. Een hardware wallet is een klein apparaatje dat veel weg heeft van een usb-stick met pincode, dat je makkelijk thuis kan bewaren en waarmee je investering veilig is voor hackers en online bitcoin scams.
Hoewel slechts weinig investeerders hiervan op de hoogte zijn, is het belangrijk om te begrijpen is dat je eigenlijk geen cryptomunten op een wallet plaatst, maar wel de toegang tot jou cryptomunten. Die toegang komt in de vorm van een private sleutels waarmee je je cryptomunten op de blockchain kan beheren.
Net zoals je bij de bank verschillende rekeningen kan hebben kan je ook verschillende bitcoin of altcoin rekeningen hebben binnen één crypto wallet.
Wat zijn private en public keys?
Zo’n Bitcoin rekening waar je transacties op kan ontvangen noemen we doorgaans een bitcoin adres, maar staat ook bekend onder een andere naam, een bitcoin public key.
Het bitcoin adres wordt automatisch gegenereerd door de public key in een hashfunctie te steken. De public key is zoals het in de naam al laat verstaan, publiekelijk zichtbaar op de blockchain.
Wil je een halve bitcoin naar een vriend sturen dan zal je dus eerst achter zijn bitcoin adres of publieke sleutel moeten vragen. De public key op zijn beurt is ook altijd een afgeleide van de private key.
De private key vertegenwoordigt de toegang tot jouw cryptomunten, hiermee laat je zien dat jij de eigenaar bent van de public key en dus ook eigenaar van alle cryptomunten die daarop staan.
Zonder de private key kan je dus niet aan de cryptomunten die op het gelinkte bitcoin adres staan. Daarom opteren bijna alle investeerders om hun private keys te bewaren in een crypto wallet zodat deze veiliger en gegroepeerd zitten.
De creatie van een nieuw bitcoin adres begint bij de creatie van een nieuwe private key. Vervolgens wordt de public key hiervan afgeleid met behulp van cryptografie. Als laatste wordt de publieke key gehashed om zo tot een nieuw volwaardig bitcoin adres te komen.
"Your keys, your bitcoin, not your keys, not your bitcoin"
Blockchain toepassingen in andere sectoren
De bekendste toepassingen van blockchain zijn natuurlijk cryptomunten zoals Bitcoin en Ethereum, maar ook steeds andere bedrijven en instellingen kijken naar bijzondere technologie om ook hun sector een duwtje in de rug te geven.
Blockchain toepassingen in Vastgoed
Propy is een online marktplaats voor vastgoed gesitueerd in Palo Alto, California. Ze gebruiken blockchain technologie om veilige transacties te faciliteren tussen de kopers en verkopers van vastgoed, om het aankoopproces stap voor stap te documenteren en om de veilige overdracht van documenten mogelijk te maken. Ook kan je hier vastgoed kopen met behulp van cryptocurrencies.
Blockchain toepassingen in Transport
Dhl is wereldwijd marktleider op het gebied van internationale pakjesbezorging en logistiek. Maar wat weinigen weten is dat ze ook aan het voorfront staan van blockchain toepassingen in de transport en logistiek. In die sectoren is er namelijk dringend nood aan een traceerbaar en transparant systeem voor alle financiële, informatieve en materiële flows te documenteren tijdens een logistiek proces.
Blockchain toepassingen in Cybersecurity
Voatz is een mobiel online stem platform dat blockchain technologie gebruikt om mensen online veilig te kunne laten stemmen. Via gezichtsherkenning, end-to-end encryptie en blockchain opslag kunnen ze een transparant stemproces garanderen.
Blockchain toepassingen in Kunst
Opensea speelt in op een nieuwe hype gaande in de crypto wereld. Digitale kunst op de blockchain. Het is vandaag de dag mogelijk om jouw kunstwerken te vereeuwigen en verkopen op de blockchain. Maak je eigen collectibles of verzamel ze van iemand anders.
Samenvatting
Zoals je hebt kunnen lezen zijn “wat is blockchain” en “hoe werkt het” vragen die niet zo simpel zijn om te beantwoorden zonder de technische kant op te gaan.
In werkelijkheid kunnen die antwoorden nog veel langer en technischer besproken worden. Deze nieuwe open-source wereld staat nog steeds in zijn kinderschoenen, iedere maand komen er bijzondere innovaties en blockchain toepassingen bij die de wereld van morgen voorgoed kunnen veranderen.
Na het lezen van dit uitgebreid artikel kan je alvast meepraten over de belangerijkste elementen die dit allemaal mogelijk maken.
Deel deze pagina met vrienden of collega's
Of praat erover in onze crypto community
