Łańcuch rozproszonego zaufania

Jakub Chabik

Trudno dzisiaj otworzyć poważne medium, żeby nie usłyszeć czegoś o blockchainie lub bitcoinie. Często autorzy bezrefleksyjnie przepisują źródła zagraniczne, nie rozumiejąc ani matematycznej istoty technologii, ani konsekwencji jej zastosowań.

1(1)

Spróbujmy więc na dobry początek opisać z czym mamy do czynienia, a potem – zastanowić się, jak CIO może wykorzystać tę technologię w praktyce.

Czym jest blockchain?

Jak sama nazwa wskazuje, blockchain to łańcuch bloków. Patrząc od strony matematycznej – w jednym bloku znajduje się jakaś informacja. Może być ona bardzo obszerna, ale reprezentowana jest przez funkcję skrótu – np. SHA-256. Funkcja skrótu, przypomnijmy, na podstawie całkiem obszernej informacji produkuje unikatowy, kilkudziesięcioznakowy „odcisk palca”. Zmiana dowolnego elementu bloku – nawet jednego znaku – zmienia zasadniczo kod skrótu. Np. skrót SHA-256 dla zdania „Ala ma kota i ten kot jest bardzo leniwy” wynosi 95e70f5e5e93f5c20b62f16b256912e9a8d6989427d03401ecea846ab58dc8a8. Ta sama informacja zawsze wyprodukuje ten sam skrót. Ale jeżeli zamienimy tylko jedną literkę, kot nie będzie „leniwy”, a „leciwy”, to SHA-256 zmieni się na a25918275db4daaf899521ebd89f7de2e84ecee378ea51ce569b92207494869b. Nie widać żadnego podobieństwa ani regularności; nawet niewielka zmiana zawartości powoduje kompletną zmianę – i to właśnie zasadnicza zaleta funkcji skrótu.

Bloki połączone są w łańcuch – każdy uczestnik łańcucha zna kod skrótu ostatniego bloku łańcucha, własną informację i na tej podstawie oblicza własny skrót. „Podaje go dalej” w łańcuchu – tak więc następny element zna jego skrót, własną informację i znowu na tej podstawie oblicza swój „odcisk palca”.

2(2)

Te same informacje występują wielokrotnie u wielu uczestników łańcucha. Jeśli więc jeden z nich sfałszuje swoją informację i na nowo obliczy skrót, to uzyska zupełnie inną wartość – jak w powyżej podanym przykładzie z kotem. Uczestnik, który przedstawia niewiarygodne „odciski palca” jest natychmiast wykluczany z łańcucha, a jego bloki oraz obliczenia nie są brane pod uwagę. Dzieje się tak dlatego, ze sieć ma największe zaufanie do łańcucha o największej wysokości bloku (block height) – czyli kumulatywnej sumie zainwestowanej mocy obliczeniowej. By zgłosić nowy blok do weryfikacji, uczestnicy sieci muszą odgadnąć celowo skomplikowaną obliczeniowo zagadkę (tzw. nonce).

Blockchain to więc zasadniczo element budowania rozproszonej wiarygodności. Każdy może stwierdzić, czy dany blok jest autentyczny, a chronologia bloków jest niepodważalna. Nikt nie wie, jak wygląda informacja, którą zakodowano skrótem. Na przykład, liczba uczestników łańcucha jest szacowana na ok. 7 tys. węzłów, ale ile na pewno – nie wiadomo. Nie ma jednocześnie jednego, centralnego zarządzającego, który znałby wszystkie skróty i wszystkie informacje. Te cechy sprawiają, że blockchain jest tak potężny. Zapewnia wiarygodność, a jednocześnie nie wymaga centralnej instytucji weryfikującej i gwarantującej.

Bitcoin a blockchain

Czym jest wobec tego bitcoin? Otóż bitcoin to wirtualna waluta, której zdecentralizowaną, rozproszoną księgę główną stanowi blockchain. Ten rozproszony rejestr transakcji księguje zdarzenia transakcyjne – zarówno stany kont (general ledger), jak i poszczególne transakcje. Uczestnicy łańcucha nie znają swojej tożsamości, nie znają też stanu konta nikogo oprócz siebie samych. Informacje zakodowane w łańcuchu pozwalają uwiarygodnić inne bloki – ale bez zdradzania stanu stanu kont innych uczestników.

Gdyby spróbowali sfałszować informację o swoich transakcjach, fałszerstwo natychmiast zostałoby odkryte przez resztę łańcucha. Technicznie rzecz biorąc, bitcoin nie przechowuje „stanu konta”, a jedynie „stany transakcji” (tzw. UTXO); wszelkie próby wpływania na te stany powodują natychmiastowe naruszenie integralności łańcucha i takie transakcje po prostu nie będą zaakceptowane.

3(1)

Bitcoin pozwala zachować częściową anonimowość (tzw. pseudonimowość) – bezcenne, w przypadku gdy dokonujemy zakupów incognito, bo nie chcemy, aby świat widział co kupujemy albo gdzie to kupujemy. Kryptowaluta to także brak ryzyk typowych dla tradycyjnych walut – np. bitcoin jest odporny na to, że rząd zacznie „psuć pieniądz” poprzez inflację. Nie ma obaw, że bank zbankrutuje albo że urząd skarbowy zablokuje konta na rzecz mniej albo bardziej rzeczywistych zaległości podatkowych, co zniszczy płynność spółki i sprowadzi na nią natychmiastowe bankructwo.

Aby w systemie znalazła się stale moc obliczeniowa na weryfikowanie poprawności transakcji i podtrzymanie zaufania w całym łańcuchu, w bitcoinie obecny jest mechanizm „kopania”. To niewielkie wynagrodzenie, propocjonalne do poświęcanej mocy obliczeniowej, które uczestnicy „zarabiają”. W tej chwili w ten sposób zarabiają praktycznie jedynie posiadacze specjalizowanych maszyn opartych o technologie ASIC albo FPGA.

Bitcoin w mediach głównego nurtu gości na ogół jako temat historii sensacyjno-spekulacyjnych. Rzeczywiście, powstanie tej kryptowaluty osnuwa mgła tajemnicy. Wynalazca technologii blockchain oraz bitcoina (i posiadacz znacznej części bitcoinów, najprawdopodobniej jeden z bogatszych ludzi na świecie) ukrywa się pod pseudonimem Satoshi Nakamoto. Nikt nie wie, kto nim jest; niektórzy wskazują na grupę osób. Poza tym, kurs bitcoina falował w rytm spekulacyjnych gorączek – aktualnie jeden BTC wart jest 4270 zł, podczas gdy kilka lat temu było to kilkanaście, kilkadziesiąt złotych. W obiegu jest ok. 16,25 mln jednostek, co szybko pozwala oszacować wartość całego rynku na 19 mld dolarów. Dostatecznie dużo, aby podnieść ciśnienie inwestorom; ale nie dość dużo, aby banki centralne uznały taki rynek za zagrożenie dla własnych walut i podjęły zdecydowane działania przeciwko kryptowalutom.

Walut alternatywnych opartych o blockchain jest wiele (strona altcoin.com wymienia 782), ale znaczenie ma tylko kilka: oprócz wspominanego bitcoina jeszcze np. ethereum (cena ok. 46 dolarów, kaptializacja rynku 4 mld dolarów). Pozostałe to prawdopodobnie pomysły eksperymentalne albo schematy Ponziego – zarobić mają tylko ci, którzy są na początku.

Co to wszystko znaczy dla CIO?

Załóżmy na chwilę, że CIO nie kupują czegoś mocniejszego na czarnorynkowych, internetowych giełdach, nie płacą okupów cyberprzestępcom i nie spekulują na giełdach kryptowalut dla zabicia czasu i dorobienia do pensji. Co w takim razie mogą zrobić z blockchainem i kryptowalutami?

Po pierwsze, blockchain jest dużo ważniejszy niż kryptowaluty. Bitcoin i spółka to na razie zmartwienie banków, państw oraz służb specjalnych. Rozproszona, pseudonimowa i niemożliwa do zepsucia przez państwo (np. poprzez nadmierne emisje albo manipulowanie kursem) waluta to ból głowy wszystkich polityków i finansistów. Warto przypomnieć, że w dobie niskich stóp procentowych prowizje od transakcji (a nie marże kredytowe) to główne źródło dochodów instytucji finansowych. Co jeśli operacje można wykonać bez prowizji, bez opóźnień, w ciągu minut (bitcoin) albo sekund (ethereum)? Co jeśli żaden rząd centralny nie może zablokować ani monitorować tych transakcji? Na te pytania muszą sobie odpowiedzieć menedżerowie i politycy, ale na szczęście nie szef czy szefowa informatyki.

6

Pytanie CIO brzmi: jak można wykorzystać technologię blockchain dla dobra swojej macierzystej jednostki oraz samego działu? Odpowiedź na to drugie pytanie jest łatwiejsza: blockchain można wykorzystać do okresowej kontroli środowiska IT i jego integralności. Konia z rzędem temu, kto jest stuprocentowo pewien, że w podległym mu środowisku aplikacyjnym i infrastrukturalnym nie zachodzą nieautoryzowane zmiany, nie ma przypadkowych użytkowników, a hakerzy nie mają do niego wstępu. Poprzez mechanizm skrótów oraz bloków danych można „zinwentaryzować środowisko” i rozproszyć tę informację – wtedy nawet modyfikacja jednej kopii niczego nie zmieni, bo blockchain „odkryje fałszerza” i wykluczy go z łańcucha.

Drugie pytanie jest nieco trudniejsze, bo odpowiedź na nie zależy od branży. Blockchain potrzebny jest tam, gdzie ważne jest zaufanie, a jednocześnie brak instytucji bezwarunkowo je gwarantującej. Świetnie można pokazać to na przykładzie administracji i rejestrów państwowych – np. Gruzja i Honduras pracują nad systemami ksiąg wieczystych opartych o blockchain. Ciekawym zastosowaniem jest np. kontrola stanów magazynowych – wiele kopii i sum kontrolnych pozwala uniknąć niespodziewanych braków i wyłudzeń oraz ułatwia inwentaryzację.

Interesujące obszary zastosowań blockchain pokazuje energetyka. Zdecentralizowana sieć energetyczna, w której coraz częściej pojawiają się nie tylko konsumenci, ale także producenci posiadający własne panele, wiatraki czy biogazownie – to idealny ekosystem dla blockchain. Dzięki zastosowaniu tej technologii cały system jest bardziej odporny, a rozliczenia zachodzą szybciej i są bardziej pewne. Wreszcie, w łańcuchach dostaw, gdzie kluczowe znaczenie ma zaufanie pomiędzy stronami („ja płacę, ty dostarczasz; ja dostarczyłem, więc zapłać”) zastosowanie blockchain daje możliwość wyeliminowania niepotrzebnej biurokracji i dodatkowych kosztów (np. gwarancji i ubezpieczeń). O likwidacji częstej, nawet dzisiaj, „faksologii spedycyjnej” nie wspominając.

Ubezpieczenia to kolejny obszar, gdzie potrzeba zbudowania rozproszonego zaufania. Zwłaszcza w takich obszarach jak weryfikacja wartości składników majątku oraz przeciwdziałanie wyłudzeniom. Blockchain (lepiej – w kombinacji z big data) pozwoli zidentyfikować takie sytuacje jak wielokrotne ubezpieczenie tego samego składnika majątku albo polisa zawierana po wypadku. Firmy ubezpieczeniowe, na co dzień konkurujące, mogą wymieniać informacje i gwarantować wiarygodność informacji dostarczanych przez innych, jednocześnie bez ujawniania szczegółów umów lub własnej tożsamości.

5

Last but not least, blockchain może zabezpieczać obrót gospodarczy. Informacja o niesolidnych i nieuczciwych uczestnikach rynku, opóźniających się płatnościach albo udzielonym kredycie kupieckim może lotem błyskawicy rozchodzić się między przedsiębiorcami – zabezpieczając wszystkich przed utratą płynności i nadmiernym kredytowaniem jednego podmiotu.

Rozproszone zaufanie, rozproszona kontrola

Zastosowania są oczywiście nieskończone. Jednak blockchain to nie jest kolejna „srebrna kula”, która uzdrowi firmy i zapewni rozwiązanie wszystkich istniejących problemów. Obok „plusów dodatnich” jest i kilka „plusów ujemnych”. Pierwszy i najważniejszy – jakkolwiek podmioty pozostają pseudonimowe, to transakcje są publiczne. Trzymając się ostatniego przykładu z płatnościami, czy na pewno chcemy upubliczniać wysokość naszych faktur, nawet wtedy gdy dane o wystawcy będą anonimowe? Dlatego wymyślono również niepubliczne blockchainy, choć brak na razie spektakularnych zastosowań. Po drugie, blockchain wymaga poświęcania pewnej mocy obliczeniowej na ciągłą weryfikację łańcuchów. W bitcoinie dostajemy za to wynagrodzenie („wydobyte” bitcoiny), ale co z pozostałymi zastosowaniami? Dlaczego jednak wszyscy uczestnicy rynku mieliby poświęcać swoją moc obliczeniową (komputery, prąd, pracę administratorów) na obliczenia służące ogółowi? Kłania się klasyczny problem ekonomii: tzw. tragedia wspólnego pastwiska. Tam, gdzie każdy się dokłada, a korzystają po trochu wszyscy, nikt za bardzo nie ma motywacji, żeby starać się grać fair. Ostatni problem to standardy – aby blockchain był przydatny, trzeba go wdrożyć na całym rynku, a nie tylko w swojej firmie. Jak skłonić inne przedsiębiorstwa, w tym konkurujące, do zastosowania danej technologii? Konia z rzędem temu, kto przełamie nieufność.

4

Na koniec prognozy. W najbliższych latach pewnie należy spodziewać się dużych emocji związanych z łańcuchem rozproszonego zaufania. Kurs bitcoin będzie rósł i spadał, kryptowaluty będą zapewne zyskiwać na popularności, w miarę jak spada zaufanie do państwa i systemu bankowego. Martwić powinni się CIO z banków czy pośredników kredytowych lub płatniczych – bitcoin może zafundować trzęsienie ziemi na tym rynku, zwłaszcza w sojuszu z innowacyjnymi przedsiębiorstwami tzw. fintechu.Wymiana walut, przelewy, płatności, giełdy – to wszystko, z czego banki żyją i czerpią prowizję, bitcoin i fintech oferują taniej, szybciej i w sposób bardziej wiarygodny. Dla sektora finansowego, z wielu powodów, od paru lat bije dzwon – a bitcoin to po prostu jeszcze jeden ton w dźwiękach tego dzwonu. Dla pozostałych CIO, spoza sektora finansowego, bitcoin to marginalny temat.

Co innego blockchain. Będzie trochę mniej albo bardziej udanych zastosowań, raczej eksperymentalnych niż komercyjnych, oraz – z całą pewnością – mnóstwo tzw. hype’u. Na krzywej Gartnera blockchain dawno minął już szczyt oczekiwań, teraz będzie powoli wchodzić w płaskowyż produktywności.

A to dobry moment, żeby CIO się na serio nim zainteresowali i zaczęli budować przewagę konkurencyjną swoich firm.

Autor dziękuję Magdzie Borowik, Doradcy  Minister Cyfryzacji ds. Fintech, DLT, walut cyfrowych, za konsultację przy pracy nad tym artykułem.

Spotkanie CIONET Polska “Blockchain Revoloution” odbędzie się 26 kwietnia 2017 r. w Warszawie. Zapraszamy!

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *