Wat is blockchain?

Blockchain is een term die tot stand is gekomen na de introductie van Bitcoin in 2008. Bitcoin is daarmee de eerste toepassing van blockchain technologie. In dit artikel worden de principes van de technologie geïntroduceerd, samen met het probleem dat wordt opgelost. Daarmee wordt een compleet beeld gegeven wat blockchain is.

Welk probleem lost blockchain op?

De komst van het internet heeft veel teweeggebracht in onze samenleving. De manier van communiceren en het delen van kopen? Zo werkt het! werd makkelijker. Het versturen van data naar de andere kant van de wereld werd mogelijk met een klik op de knop. Echter, de onderliggende systemen die worden gebruikt voor betalingen en waarde verplaatsing bleef hetzelfde.

Bijvoorbeeld, wanneer je een betaling doet via een website, wordt met iDeal verbinding gemaakt met jouw bank. Vervolgens wordt het bedrag via iDeal naar de bank van de tegenpartij verzonden. Zo zijn er al minimaal drie partijen die gemoeid zijn bij een dergelijke betaling. Dit is nog een stuk meer bij internationale betalingen! Dit zorgt niet alleen voor complexere systemen, maar ook voor hogere transactiekosten en langere transactie tijden. Waarom is het digitaal versturen van geld niet net zo makkelijk als een e-mail?

Wanneer je een e-mail verstuurd met een foto als bijlage, wordt dit vrijwel onmiddellijk ontvangen door de tegenpartij. De foto die wordt verstuurd is een kopie, maar de echte foto blijft op jouw computer. Voor digitaal geld zou dit een zeer ongunstige situatie zijn! Wetenschappers hebben meer dan twee decennia nagedacht over het oplossen van dit probleem, wat ook het double-spending probleem wordt genoemd.

Diverse oplossingen werden bedacht, maar waren gebaseerd op centrale databases. Dit betekent dat er een partij moet zijn, soortgelijk aan een bank, die de balans van de rekeningen bijhoudt. Dit is een ongunstige situatie, omdat je als gebruiker afhankelijk bent van deze partij. Daarnaast is een centrale database gevoelig voor aanvallen van hackers en andere partijen.

In het hart van de financiële crisis werd de argwaan ten opzichte van banken steeds groter. Het vertrouwen onder burgers nam af. Niet alleen door de werkwijze van de banken, maar ook tegen de manier hoe het financiële systeem is ingericht. Dit leidde tot de introductie van Bitcoin: een geldsysteem gebaseerd op peer-to-peer technologie.

Wat is blockchain als oplossing?

Een tot nu toe onbekende persoon of organisatie publiceerde in 2008 het document dat Bitcoin beschreef. Deze persoon of organisatie is waarschijnlijk anoniem gebleven door de eerdere projecten met digitaal geld op basis van een centrale database. Deze werden namelijk opgeheven en de bedenkers gevangengenomen, met het argument dat alleen de overheid het recht heeft om geld te creëren.

Bitcoin beschreef precies wat blockchain is. Het is namelijk de eerste keer dat het concept op papier werd gezet. In een kleine 8 pagina’s legt Satoshi uit hoe het mogelijk is om geld naar elkaar te versturen op basis van een decentrale omgeving. Blockchain is gebaseerd op diverse technologische componenten die al langer bestaan. Het is daarom de slimme combinatie van de bestaande componenten die de blockchain zo interessant maken.

Blockchain als peer-to-peer systeem

Blockchain is gebaseerd op peer-to-peer technologie. Dit is een technologie die al eerder te vinden was in concepten zoals BitTorrent en Napster. Het stelt gebruikers in staat om data met elkaar te delen, zonder dat een centrale partij nodig is. Via BitTorrent kan je bijvoorbeeld (illegaal) films downloaden van de mensen die de film aanbieden. Terwijl je download, wordt de film ook naar andere geüpload vanaf jouw computer. Hierdoor ontstaat een netwerk van computers die de film in stand houden.

Blockchain doet precies hetzelfde: het houdt een gedeelde database stand in het netwerk, met de balansen van rekeningen. Zo weten alle personen in het netwerk wie wat heeft. Hierdoor kan het niet eenvoudig worden uitgeschakeld of gehackt, zoals het geval is bij een centrale database. Wanneer een van de personen in het netwerk besluit zichzelf meer munten toe te kennen, dan zullen andere mensen in het netwerk deze wijziging afkeuren. Zij zien namelijk in alle andere kopieën dat de wijziging niet klopt.

Natuurlijk moeten er transacties plaatsvinden om waarde te verplaatsen van A naar B. Om dit te bewerkstelligen, heeft de database een bepaalde structuur: blokken. Om een x aantal transacties of minuten wordt er een nieuw blok toegevoegd. De blokken zijn voorzien van transactie kopen? Zo werkt het! zoals verzender, ontvanger, bedrag en tijdstip. Daarnaast bevat het blok een referentie naar het vorige blok. Zo worden de blokken aan elkaar gelinkt en vormen zij een ketting: de blockchain.Het is wel belangrijk dat, wanneer er transacties plaatsvinden, iedereen exact dezelfde kopie heeft van de database. Hiervoor is een consensus mechanisme bedacht. Dit zorgt ervoor dat iedereen instemt over de huidige staat van de blockchain. Het mechanisme is zo ingericht dat het mogelijk is voor 1 willekeurig persoon in het netwerk om het nieuwe blok toe te voegen. Vervolgens kunnen andere gebruikers dit blok eenvoudig valideren en toevoegen aan hun kopie. Zodra het blok is toegevoegd aan de ketting, kunnen de transacties niet meer gewijzigd worden. Het netwerk begint vervolgens met het verwerken van een volgend blok met transacties.

Wat is consensus op de blockchain?

Er zijn verschillende consensus mechanismes bedacht in de ontwikkeling van blockchain technologie. Het origineel van Satoshi is nog steeds de meest geaccepteerde en draagt de naam Proof of Work (PoW). In dit type consensus zijn de mensen (computers) in het netwerk bezig met het oplossen van een complexe puzzel, gebaseerd op cryptografie. De persoon die de puzzel als eerst oplost, mag het nieuwe blok met transacties toevoegen. In ruil voor het werk wat is gedaan, krijgt deze persoon een vergoeding in de vorm van munten (bijvoorbeeld Bitcoins). Hierdoor is de analogie tot stand gekomen dat de mensen werken (hakken in steen) om zo nieuwe munten te krijgen (goud), waardoor zij miners worden genoemd en het proces mining.

Het proces kan versimpeld uitgelegd worden met een dobbelsteen. Wanneer voor het eerdere blok het getal 4 is gegooid als oplossing, dan moet voor het volgende blok het getal lager zijn dan 4. Wanneer het lukt om lager te gooien, deelt de vinder dit met de andere mensen in het netwerk. Zij kunnen eenvoudig valideren of dit inderdaad correct is.

In het geval van Bitcoin moet er ongeveer om de 10 minuten een nieuw blok van transacties worden toegevoegd. Dit betekent dat het ook langer kan duren voordat de oplossing is gevonden. Mocht dit het geval zijn, dan wordt de moeilijkheidsgraad verminderd door de software. In principe is de moeilijkheidsgraad direct verbonden aan het aantal mensen in het netwerk. Hoe meer mensen bezig zijn met minen, hoe moeilijker het wordt om de oplossing te vinden.

Wat kan men met blockchain

Bitcoin en cryptocurrencies zijn slechts de eerste toepassingen van blockchain technologie. Men verwacht dat de technologie net zoveel teweeg gaat brengen als het internet sinds de jaren negentig. Toentertijd was de eerste toepassing van Internet het versturen van e-mails. Nu gebruikt men constant social media en handels platformen zoals Bol.com, Airbnb en Marktplaats. Er zijn een hoop mogelijkheden waar blockchain mee kan helpen. Wij geven drie voorbeelden van potentiële toepassingen.

Decentrale handelsplatforms
De platformen zoals wij die hedendaags kennen zijn in essentie een tussenpersoon. Men moet bijvoorbeeld commissie betalen aan websites zoals Bol.com bij de verkoop van tweedehands spullen. Via een decentraal systeem kunnen deze platformen worden overgenomen door blockchain technologie, waardoor er weinig tot geen kosten meer zijn. Dit staat toe om 1-op-1 te handelen, zonder de tussenkomst van partijen. Dit soort platformen worden momenteel ook ontwikkeld voor taxi’s, opgewekte energie door huishoudens en hotels.

Digitale identiteit
Het Internet bestaat tegenwoordig uit een aantal grote partijen die over data beschikken, zoals Google en Facebook. De data die zij hebben over ons vormt onze digitale identiteit. Deze data is goud waard voor bedrijven om inzicht te krijgen in wensen en consumentengedrag. Het merkwaardige is: wij delen deze data gratis met deze bedrijven in ruil voor gebruikersgemak en contact met vrienden en familie. Dit geldt ook voor aankopen die wij online doen. Zo moeten wij data afgeven aan Bol.com, zodat zij een bestelling kunnen verwerken naar ons adres.

Hoe zou het zijn als wij zelf weer baas zijn over onze identiteit? De blockchain belooft dit mogelijk te maken. Zo kan onze digitale identiteit die op de blockchain staat geverifieerd worden door de overheid en andere instanties. Hierdoor kan het in de toekomst gebruikt worden voor reizen, producten aanschaffen en meer. Bedrijven en overheden kunnen dan communiceren met onze identiteit en de data aanvragen. Daarmee wordt het geverifieerd, maar blijft de data in ons bezit.

Blockchain voor bedrijven
De blockchain kan in diverse bedrijfstakken uitkomst bieden. Een goed voorbeeld is de logistieke keten. Een schandaal zorgde in China voor grote ophef wanneer bleek dat babypoeder vergiftigd was. Het was voor de keten lastig in te zien waar dit vandaan kwam, en welke batches waren besmet.

Het delen van data over de oorsprong van een product door de gehele keten kan daarbij uitkomst bieden. Dit is dan ook de reden dat Chinese bedrijven bezig zijn om deze platforms te bouwen. Zo kunnen batches makkelijk geïdentificeerd worden van grondstoffen tot eindproduct. Doordat de data gedeeld wordt door alle partijen en niet meer kan worden aangepast, kunnen alle partijen deze data vertrouwen.

Soorten blockchains

We hebben besproken wat een blockchain is, maar niet welke soorten er zijn. Zo zijn er drie type blockchains die te onderscheiden zijn. Dit zijn de publieke, hybride en de private blockchains. Naast de rechten op deze type blockchains, zijn ook de type van consensus anders.Publieke blockchain
De bekende blockchains van dit moment zijn publiek: iedereen kan een account aanmaken en transacties uitvoeren en inzien. Voorbeelden hiervan zijn Bitcoin en Ethereum.

Hybride blockchain
Een hybride blockchain wordt ook wel de consortium blockchain genoemd. Dit is een gesloten omgeving, waar diverse partijen samenwerken om data en transacties te delen. Voorbeelden hiervan zijn een groep banken die onderling transacties uitvoeren, of een logistieke keten.

Private blockchain
De private blockchain wordt gebruikt binnen bedrijven. Zo kan er kopen? Zo werkt het! worden gedeeld tussen departementen en filialen, met de zekerheid dat de data te vertrouwen is doordat deze niet kan worden aangepast.

Wat is blockchain: een samenvatting

Nu we de basiscomponenten van blockchain hebben besproken, kunnen we terug naar de essentie: wat is blockchain? Zoals je hebt gemerkt is er niet zoiets als één type blockchain. Een blockchain kent verschillende toepassingen en vormen, maar kent wel een aantal basiskenmerken. Een blockchain is daarmee te definiëren als:

• Blokken transacties die met elkaar verbonden zijn, waardoor zij een ketting vormen: de blockchain.
• Een netwerk om transacties uit te voeren zonder de tussenkomst van een derde partij.
• Het vertrouwen in data uit het verleden, aangezien het niet meer aangepast kan worden.
• Het bereiken van consensus om zo een blockchain te kunnen updaten.
• Drie blockchain types: publiek, hybride en privaat.