Wat is een blockchain?

Korte samenvatting

✔️Blockchain is een gedecentraliseerd en continu beschikbaar systeem waarin informatie wordt opgeslagen en gedeeld tussen meerdere computers zonder derde partijen, waarbij de openbare database onveranderlijk is zodra deze is vastgelegd.

✔️Blockchain is trustless, omdat het systeem geen vertrouwen tussen computers vereist om consensus te bereiken. In plaats daarvan wordt consensus bereikt door een meerderheidsakkoord (51%) tussen de deelnemers aan het netwerk.

✔️Blockchain is ontworpen met veiligheid als prioriteit, wat resulteert in inherente veiligheid door het consensusmechanisme en de cryptografische algoritmen die worden gebruikt.

✔️Validators of nodes zijn computers in het blockchainnetwerk die de staat van de blockchain bijhouden. Deze staan ook wel bekend als miners.

✔️Blockchain mining is het proces van het toevoegen van nieuwe blokken aan de blockchain door het oplossen van complexe berekeningen. Het zorgt voor veiligheid en onveranderlijkheid. Dit proces maakt gebruik van het proof-of-work consensus algoritme.

Wat is een blockchain?

Een blockchain is een keten van blokken die in een vaste volgorde aan elkaar vastzitten. Je kunt dit het beste voorstellen als blokjes die met een tussenstreep rechtstreeks met elkaar verbonden zijn.

Al deze blocks samen vormen de blockchain. Elk block bevat informatie die opgeslagen wordt in een gedistribueerde database.

Met andere woorden: elk block wordt verzonden naar iedere computer die het grootboek, oftewel de database, bijhouden. Een blockchain is altijd online, zo lang er nog één computer die het netwerk bijhoudt online is.

Trustless en decentrale technologie

Blockchain technologie is trustless, dat wil zeggen dat computers elkaar niet hoeven te vertrouwen om overeenstemming te bereiken over de nieuwe staat van de blockchain. Zodra een meerderheid consensus (overeenstemming) heeft bereikt wordt een nieuw blok aan de blokketen toegevoegd.

Er komen geen derde partijen waarop je moet vertrouwen in voor, de database is openbaar in te zien en onveranderbaar na vastlegging. Het is dus een gedecentraliseerd netwerk.

Als je je computer aansluit op het netwerk kun je een kopie krijgen van dat netwerk en precies dezelfde informatie over de staat ervan hebben als de andere aangesloten computers.

Blockchain technologie wordt security by design genoemd, omdat de veiligheid van de blockchain in het ontwerp is geprogrammeerd.

Bitcoin blockchain

Als we Bitcoin als voorbeeld noemen, dan zijn er dus computers die de staat van de blockchain van Bitcoin bijhouden.

De informatie die belangrijk is, zoals; wie heeft er allemaal Bitcoin en hoeveel; welke transacties zijn er geweest en wie is de bezitter van nieuwe Bitcoins die gemined zijn, wordt allemaal vastgelegd en met elke computer in het netwerk gedeeld.

Deze computers worden validators of nodes (knooppunten) genoemd, maar staan beter bekend als miners.

Wat is blockchain mining?

Een miner probeert een moeilijke rekensom op te lossen met behulp van de rekenkracht van zijn miner en krijgt daarvoor als beloning nieuwe Bitcoins en transactiekosten. Als hij de som niet oplost is hij nog steeds een validator en houdt daarmee het Bitcoin netwerk in stand,

Dit wordt proof of work genoemd.

Zodra meer dan 51% van de validators het eens zijn over het vormen van nieuwe blokken wordt het aan de keten toegevoegd. Dit is een zeer sterke beveiliging, omdat het de kosten van een aanval mettertijd flink laat oplopen

Hiermee is de blockchain dus met één nieuw blok langer geworden en alle computers die verbonden zijn met het netwerk weten dat, omdat dit zojuist via distributie is medegedeeld.

Zodra een block gemaakt is kan het niet meer gewijzigd worden. Dit is dus heel veilig, aangezien er geen centrale autoriteit is die een transactie kan terugdraaien of veranderen.

Wie is de uitvinder van blockchain?

In 1983 ontwierp de Amerikaanse computerwetenschapper David Chaum een blinde versleutelingstechniek die veel lijkt op blockchain.

Het idee van de blockchain technologie werd voor het eerst beschreven in 1991 door Stuart Haber en W. Scott Stornetta, twee wiskundigen die een systeem wilden invoeren waarbij niet kon worden geknoeid met de tijdstempels van digitale documenten.

Een eerste poging tot een blockchain werd ondernomen in 1992, maar de technologie werd al snel niet meer gebruikt en in 2004 verviel het patent op de blockchain. 

Onderdelen van een blok in een keten

Blockchain technologie bestaat uit een aantal onderdelen:

• Het genesis block. Dit is het eerste blok van een blockchain. Hierin staat aan het einde een hash (cryptografisch algoritme) met alle gegevens van dit blok.

• Volgende blokken. Hierin staat aan het begin de hash van het vorige blok en vormt zo de verbindingsketen. Aan het einde volgt weer de hash van het blok zelf. Verder staat hier nog belangrijke informatie in als de digitale handtekening van degene die het blok maakt (miner) en alle nieuwe gegevens die samen met dit blok worden toegevoegd als transactiekosten en de staat van het grootboek.

• De hash van het geheel. Een soort unieke naam die via een cryptografisch algoritme wordt berekend.

• Nodes of validators houden de blockchain bij door de nieuwe staat van het netwerk te delen met de anderen.

Hoe werkt blockchain?

Voorbeeld transactie op een blockchain

Laten we een simpel voorbeeld erbij nemen. John uit Amerika wil 1000 XRP overmaken aan Jacky in Indonesië.

Deze transactie wordt gevalideerd en goedgekeurd door validators op het XRP-netwerk en binnen 1 seconde staan de 1000 XRP op de rekening van Jackie in het ideale geval. Als er nog tussenstappen zijn, zoals een exchange, dan kan het wat langer duren.

Blockchain is grenzeloos en onveranderbaar

Een blockchain werkt dus zonder grenzen. De transactiesnelheid is afhankelijk van de blockchain waarover je valuta verstuurt. Zo is XRP heel snel en goedkoop en is Ethereum nog vrij langzaam en vaak duur.

Zodra de transactie is goedgekeurd door de validatoren worden alle orders verzameld en bij het creëren van een nieuw blok wordt hij ingeboekt in de blockchain en kan dit niet meer veranderd worden.

Waar je bij een bank nog valuta kunt terugboeken kan dat bij een blockchain dus niet. Dit is een groot voordeel voor sommige mensen, zoals handelaren.

Cryptografie en administratie op een blockchain

Als alle transacties en nieuw gemunte valuta zijn ingeboekt wordt het nieuwe blok voorzien van een identificatienummer, een hash. Hierin bevindt zich ook het identificatienummer van het vorige blok en een digitale handtekening van degene die het blok gemaakt heeft, samen met een datum en tijd.

Zo kan iedereen precies zien (aangezien een blockchain publiekelijk in te zien is) wat de staat van het netwerk was op een bepaalde tijd. Als 51% (bij de meeste blockchains) van de validatoren het eens is met het nieuwe blok wordt de keten met 1 blok verlengd en is de nieuwe staat van de blockchain bekend.

Blockchain forks

Soms is niet geheel duidelijk welke chain de juiste is. Validatoren zijn het niet eens over nieuwe transacties, bijvoorbeeld omdat er sprake is van dubbele uitgaven. Sommige validators gaan verder met een andere chain dan de meeste, omdat zij die chain de juiste achten. Dat noemt men een fork.

Als het een hard fork betreft hebben we het over een afsplitsing. Dan bestaan er opeens twee coins. Bekende voorbeelden zijn Ethereum Classic en Bitcoin Cash. De nodes waren het niet eens over welke blockchain de juiste was en vanaf een bepaald blok werken sommige validators verder aan de ene chain en andere aan een tweede.

Het kan ook zijn dat er afgeweken wordt van de hoofdchain. Opeens bestaan er vertakkingen van de hoofdchain en lijken er meerdere blockchains te bestaan. Dit wordt vrijwel altijd opgelost doordat de meeste miners (51%) verder werken aan één van die chains en de andere miners dit volgen.

De juiste chain wordt over het algemeen gezien als de langste. Nieuwe blokken worden dan door alle validators toegevoegd aan de langste keten. Dit wordt een soft fork genoemd, waarbij soms nieuwe regels opgesteld zijn door overeenstemming van 51%, maar waarbij er nog steeds maar één chain is.

Soorten blockchain

Blockchain komt in allerlei soorten en maten. De ene blockchain werkt met smart contracts en de andere blockchain gebruikt fiatgeld om er stablecoins mee te maken.

Blockchaintechnologie heeft nu eenmaal verschillende toepassingen die in de echte wereld gebruikt kunnen worden.

Er is ook verschil tussen een openbare blockchain en een private blockchain.

Openbare blockchains hebben publieke grootboeken die voor iedereen zichtbaar zijn, terwijl private blockchains er op gericht zijn om je privé gegevens af te schermen.

Blockchains die met een smart contract kunnen werken zijn zeer populair geworden sinds de DeFi hype. Veruit de populairste hiervan is Ethereum.

Blockchain maakt het zelfs mogelijk om een nieuwe coin te maken als grap, een meme coin, al prefereren sommigen de naam shitcoin. Een goed voorbeeld is Dogecoin.

Verschillende blockchains werken ook met games, utility, governance, NFT, opslag, databases, derivaten en nog een hele waaier aan use cases.

Het fijne is dat deze voor iedereen toegankelijk zijn, over het algemeen.

Voordelen van blockchain

Veilig.

Doordat 51% van de miners of nodes overeenstemming moeten bereiken over een volgend blok in de chain is het vrijwel onmogelijk om een netwerk aan te vallen, tenzij je grote geldbedragen en computertechnologie inzet. Meestal is dat niet eens rendabel en bovendien in bepaalde gevallen strafbaar, dus dit gebeurt heel zelden. Bij gecentraliseerde systemen, zoals banken, hoeft er maar één rotte appel in de mand te liggen en het is raak.

Anoniem.

Het grootboek houdt wel bij hoeveel iedere gebruiker heeft, maar niet wie dat is. Tenzij iemand weet bij welke private sleutel welke naam hoort is anonimiteit in een blockchain gegarandeerd.

De tussenpersoon wordt uitgeschakeld.

Een bank of ander tussenpersoon rekent kosten voor van alles, een blockchain slechts transactiekosten, die vaak een fractie daarvan zijn. Bovendien zijn blockchains over het algemeen veel sneller in afwikkeling en heb je de fondsen vaak binnen seconden van bijvoorbeeld Amerika naar Japan verstuurd.

Transparantie.

Iedereen kan het grootboek of de ledger inzien. Dit wekt vertrouwen, de papiershredder is permanent ontslagen.

Toegankelijk.

Iedereen kan meedoen aan een blockchain, in tegenstelling tot bijvoorbeeld banken, waarbij je eerst toestemming moet krijgen om een bankrekening te openen. Dit duurt dan ook nog veel te lang.

Veel toepassingsmogelijkheden.

Blockchains staan erom bekend dat ze op heel veel gebieden inzetbaar zijn. Ze hebben geen specifieke markten waarop ze zouden moeten werken, al zijn er wel gespecialiseerde blockchains. Hoe meer nut een blockchain netwerk heeft, hoe hoger zijn potentie.

Privébezit.

Als je de private sleutels hebt van een cryptocurrency is dit ook echt jouw bezit. Niemand kan beslag leggen op deze coins en al gaat de hele wereld failliet, deze coins zullen nog in jouw bezit zijn. Je kunt je bezit op deze manier veel veiliger stallen dan bij banken of exchanges.

Nadelen van blockchain

Energieverbruik.

Proof of work is snel berucht geworden. Het Bitcoin netwerk gebruikt evenveel energie als een land als Zweden.

Fouten.

Je maakt snel fouten in deze wereld. Dit kan je veel geld kosten. Stuur je coins naar een verkeerd netwerk dan ben je ze kwijt. Verlies je je private sleutels of je seed phrase (moet je invullen als je je gegevens kwijt bent) dan kun je alles kwijt zijn. Dit voelt niet echt veilig. Ook oplichters hebben allerlei mogelijkheden om je te verleiden tot het maken van fouten door bijvoorbeeld phishing.

Waar wordt blockchain voor gebruikt?

• Cryptocurrency.

• Banken – CBDC (Central Bank Digital Currency).

• Logistiek – echtheidsgarantie via routebepaling van een product.

• Voedsel – houdbaarheidsinformatie.

• Identificatie – instant en kosteloos je identiteit bevestigen zonder centraal orgaan.

• Diploma’s – decentrale database van alle behaalde diploma’s zonder mogelijkheid van fraude en kosteloos te delen.

• Barcodes – precieze informatie over een ding (IoT, Internet of Things).

• Milieuvriendelijk – geen papier nodig.

• Gezondheidszorg – private blockchains, waarbij de patiënt mag bepalen wie wat mag lezen uit zijn dossier.

• Sensoren – apparaten en computers communiceren met elkaar en geven dingen door als temperatuur, aan of uit of andere meetbare dingen. Hiermee kun je bijvoorbeeld op een blockchain opslaan of een fles wijn te lang te warm was en onverkoopbaar. Of je kunt de verwarming al aanzetten een half uur voor je thuiskomt. Slimme meters behoren ook tot deze groep.

De toekomst van blockchain

Blockchain heeft een aantal heel belangrijke toepassingen, die zeker niet onopgemerkt zijn gebleven. In de toekomst zullen er steeds meer toepassingen bij komen. Het zal dan ook niet meer weggaan.

Sterker nog, het is meer dan waarschijnlijk dat het heel groot gaat worden. Dat komt door de sterke punten die een blockchain heeft, zoals goedkoop, zonder tussenpersoon, transparant maar toch anoniem en de zeer hoge veiligheid.

Blockchain is te vergelijken met de industrialisatie en computeriseringsgolf, waarbij mensen door machines worden vervangen.

Slimme contracten zullen ook steeds vaker in verschillende sectoren gebruikt worden vanwege de decentrale opzet zonder derde partij.

Financiële instellingen en overheden zien de komst van CBDC kwispelend tegemoet, al zullen velen hier hun wenkbrauwen bij optrekken.

Naarmate de adoptie en acceptatie vermeerdert zal de markt ook groter worden. Wellicht dat het een ontdekking is die de wereld zal veranderen, net als het internet dat deed. De tijd zal het leren.