Mis on plokiahel?

Plokiahel on lihtsustatult andmebaas, mis on jaotatud plokkideks. Plokiahelat võib võrrelda ka raamatuga, kus iga lehekülg on eraldi plokk. Plokiahelasse on õigus sisestusi teha kõikidel võrgu liikmetel, andmeid kustutada ei ole aga võimalik. Plokiahela tehnoloogia eeldab arvutivõrgu olemasolu, kus plokiahela koopia on kõikides seadmetes. Plokiahel ei ole esmapilgul palju erinev meile juba varem tuntud standarditest. Näiteks võib seda võrrelda andmebaasiga, kuhu erinevad kasutajad ligi pääsevad ning infot lisavad. Üheks selliseks rakenduseks on näiteks google Drive keskkond. Mis aga eristab Google Drive’i plokiahelal baseeruvast lahendusest? Kui Google Drive jookseb Google’ile kuuluval serveril ning kasutab klient-server arhitektuuri, siis plokiahela puhul on kõik osapooled võrdsed võrgu liikmed ning selle platvormi tööpõhimõtted on kõikidele avalikud.

Plokiahela tehnoloogia tähtsamad omadused:

Päritolu

Plokiahela tehnoloogia puhul on näha andmete päritolu ning teekond, kuidas nad on liikunud. Näiteks maailma esimese krüptoraha, Bitcoini puhul, on iga viimne kui üks tehing plokiahelal avalik. Kui keegi teeb bitcoini ülekande, on võimalik näha kust on saatja saadetud bitcoinid pärit.

Üksmeel (konsensus)

Kõik plokiahela võrgu liikmed (loe arvutid) peavad olema üksmeelel andmete osas, mis lisatakse plokiahelasse. Kuidas seda saavutatakse? Võtmesõnaks on kõigi võrgus olevate liikmete ajend panustada võrgu hüvanguks. Näiteks Bitcoini puhul on kaevandajad ajendatud kulutama energiat, sest selle eest saavad nad uusi bitcoine ning protsessi käigus kinnitavad nad ühtlasi Bitcoini ülekanded uutesse plokkidesse. Kokkuvõtlikult on kaevandajad need, tänu kellele plokiahel töötab ja on turvaline. Vastutasuks teenivad kaevandajad raha uute kaevandatud krüptorahade näol.

Kui kasutaja soovib sooritada Bitcoini ülekannet, siis enne kui tal seda teha lastakse, kontrollivad kõik võrgu liikmed (eelnevaid tehingud kontrollides), kas kasutajal on piisavalt vahendeid, et tehingut sooritada. Pärast seda, kui üksmeel on saavutatud, saab tehing toimuda.

Turvalisus ja muutmatus

Kuni plokiahela tehnoloogia tulekuni oleme harjunud paljudes eluvaldkondades usaldama kolmandaid osapooli. Finantstehingute jaoks usaldame panka, e-kirja saatmisel usaldame veebiserverit, patsiendi raviandmete salvestamisel usaldame haiglat jne. Plokiahelale tehnoloogia puhul puudub keskne vastutav üksus, keda peab usaldama. Selle asemel usaldatakse plokiahela võrku, mille töökindlus tugineb matemaatilistele reeglitele.

Kättesaadavus

Plokiahelale rajatud võrk on kättesaadav ööpäevaringselt ning 365 päeva aastas. Maailma esimene krüptoraha Bitcoin on nüüdseks juba 11 aastat vana ning selle aja jooksul pole selle võrk kordagi maas olnud.

Lõplikus (tagasi pööramatus)

Kui plokiahelasse lisatakse uus andmesisestus, siis see on lõplik ning tagasi ei ole võimalik seda enam pöörata. Sama kehtib krüptoraha puhul: kui toimub kasutajatevaheline ülekanne, on see lõplik. Tänu sellele omadusele ei saa keegi kunagi kahelda, kas tehing on toiminud või mitte, sest avalikul plokiahelal on see alati näha ning seda ei saa kustutada.

Mis on plokiahela tehnoloogia konsensuse meetodid?

Konsensuse ehk üksmeele meetodid on algoritmid, mis tagavad, et kõik plokiahelas olevad seadmed haldaksid plokiahelat ühte moodi ning tagavad, et kõik kasutavad sama plokiahela versiooni. Ilma hea konsensuse meetodita on plokiahelad avatud erinevatele rünnakutele.

Levinumad konsensus meetodid:

Tööpõhine (proof-of-work) ehk PoW

on esimene ja üks levinumaid plokiahela konsensuse meetodeid. Maailma esimene krüptoraha Bitcoin kasutab just seda algoritmi.
Protsessi, kus võrgu hüvanguks tehakse tööd nimetatakse kaevandamiseks. Nimetatud tööks on matemaatiliste probleemide lahendamine ning kaevandajad on tegelikult arvutid või spetsiaalselt selleks tööks loodud masinad, kes kasutavad selleks oma arvutusvõimsust (hash rate). Esimene arvuti, mis lahendab mõistatuse, loob plokiahelasse uue ploki, kinnitades sinna ka hulga infot. Mõistatus ise ongi sisuliselt andmete uue ploki sisse salvestamine läbi krüptograafilise funtktsiooni (hash function). Selle eest on kaevandajale ette nähtud tasu (block reward). Mida suurem on arvutusvõimekus, seda turvalisem on ka plokiahel.

Nendel matemaatilistel mõistatustel on huvitavaid omadusi:

• Mõistatused on asümmeetrilised, mis tähendab, et vastuse leidmine võtab palju aega, kuid samas on lihtne kontrollida, kas vastus on õige.
• Ainus viis nende mõistatuste lahendamiseks on katse-eksituse meetod. Mõistatusi pole võimalik kiiremini lahendada, kasutades teisi mooduseid. See tähendab seda, et kui keegi soovib kiiremini probleemile lahenduse leida, oleks vaja rohkem arvutusvõimsust.
• Mõistatuste keerukus muutub sõltuvalt sellest, kui kiiresti plokke kaevandatakse. Et uued “mündid” kaevandataks kindla aja jooksul, peavad ka plokid kindla intervalli tagant tekkima.. Kui plokid luuakse liiga kiiresti, muutuvad mõistatused raskemaks ja kui need luuakse liiga aeglaselt, muutuvad mõistatused lihtsamaks.

Osakupõhine (proof-of-stake) ehk PoS

Osakupõhine meetod kasutab eeldust, et need, kellel on võrgus kõige rohkem osalust, on huvitatud võrgu hoidmisest ja selle võrgu raha väärtusest. Osakupõhise meetodi puhul ei ole kaevandajaid, vaid nende asemel on valideerijad. Kui tööpõhise meetodi puhul võistlesid kaevandaja omavahel, kes leiab järgmise ploki, siis osakupõhise tööpõhimõtte korral valib võrk juhuslikult kellegi, kes saab järgmise ploki valideerida. Et selles protsessis osaleda, peavad kasutajad “lukustama” teatud hulga oma võrgu krüptoraha. Seda võib võrrelda deposiidi tegemisega. Mida suurem on kasutaja osakute hulk, seda suurem on ka tõenäosus, et järgmise ploki loomise au langeb osaks just neile. Taaskord on valideerijad ajendatud võrgu hüvanguks panustama, sest nad saavad oma panuse eest tasustatud.

Mis on 51% rünnak?

Nagu varem mainitud, on kõik võrgus olevad seadmed üksmeelel, et ühes arvutis olev plokiahel on identne ka igas teises seadmes oleva plokiahela koopiaga. Selleks, et saboteerida ploki sisu, on vaja saada enda kontrolli alla üle 50% võrgu arvutusvõimekusest. Kuigi selline ettevõtmine on teoorias võimalik, nõuab see suuri investeeringuid vastavatesse seadmetesse. Siinkohal selgub tõsiasi, et vrgu ründamiseks vajaminevad ressursid on sageli mõistlikum kaevandamisse suunata ning ausal viisil raha teenida.

Kus leiavad plokiahela tehnoloogia rakendused kasutust?

Plokiahel ning selle platvormile loodud rakendusi kasutatakse edukalt mitmetes tööstusharudes. Allpool mõned näited:

• Pangandussektor, kus plokiahela abil ei pea ülekanded enam liikuma läbi kolmanda osapoole. Plokiahela jaoks ei ole vahet, mis riikides paiknevad tehingu osapooled või kas ülekanne on suur või väike
• Meditsiinitööstus. Patsiendi ravi ajalugu ja andmed kajastuvad turvaliselt plokiahelas ning ligipääsetavad soovitud raviasutuste poolt üle maailma
• Transpordi-ja logistika tööstus. Tarneahela osad ja dokumendid saavad olla plokiahelas kõigile nähtavad. Ära jääb suur hulk paberimajandust lugematute tarnijate vahel
• Mängud. Paljud mängud on programmeeritud plokiahela platvormidele. Just avatud kood ning mängusisene majandus on mõned märksõnad, mis teevad plokiahela mängud mängijate hulgas populaarseks

Ka paljud teised sektorid võtavad plokiahela tehnoloogiat aina rohkem kasutusele, nagu näiteks haridussüsteem. Loe ka artiklit “Ülikoolid vaatavad plokiahela suunas”