Hoe werkt een #blockchain?

Hoe de Bitcoin Blockchain werkt

Een spreadsheet-analogie

Stel je een blockchain voor als een spreadsheet. Iedereen heeft toegang tot de gegevens in elke individuele cel en slaat een kopie op zijn pc op. De gegevens in de spreadsheet worden gedeeld tussen meerdere mensen. Niemand kan echter een individuele cel wijzigen of de bestaande informatie wijzigen. In de blockchain-wereld noemen we dit “onveranderlijk” – het onvermogen om iets in de loop van de tijd te veranderen of aan te passen. 

Stel je nu voor dat je een nieuwe cel aan de spreadsheet wilt toevoegen. Dit vereist goedkeuring van leden die toegang hebben tot de spreadsheetgegevens. Zodra een meerderheid van de spreadsheet-eigenaren de nieuwe cel goedkeurt, worden de gegevens toegevoegd aan de hoofdspreadsheet. 

Terug naar Bitcoin

Even terzijde, u zult merken dat we “Bitcoin” gebruiken met een hoofdletter B om te verwijzen naar de algehele blockchain en “bitcoin” met een kleine letter b om te verwijzen naar de cryptocurrency van het Bitcoin-netwerk.. 

Laten we vervolgens de bovenstaande concepten toepassen om beter te begrijpen hoe de Bitcoin-blockchain werkt. Als Alice één bitcoin aan Bob zou verhandelen, zou die transactie worden geregistreerd in het Bitcoin blockchain-grootboek. Het bekijken van het grootboek zou laten zien hoeveel bitcoin werd uitgewisseld toen de transactie plaatsvond, en de bijbehorende bitcoin-adressen van Alice en Bob die de transacties hebben verzonden en ontvangen. 

Bitcoin-mijnwerkers

Zodra een transactie is uitgevoerd, moet deze worden geverifieerd door mensen die mijnwerkers worden genoemd. Wanneer een transactie plaatsvindt, zoals de transactie van Alice met Bob, wordt deze gegroepeerd in een wiskundig beveiligd “blok” met andere transacties die in hetzelfde tijdsbestek hebben plaatsgevonden. Mijnwerkers gebruiken vervolgens computers met een ongelooflijke rekenkracht om het blok wiskundig op te lossen. De eerste miners die het blok oplossen en de transacties valideren, worden beloond met bitcoin. Dit is de enige manier waarop bitcoin kan worden gemaakt. Ten slotte is elk blok verbonden met het eerder geverifieerde blok, waardoor een ketting van blokken ontstaat, vandaar de naam blockchain (we weten het, super creatief). 

Nog iets dat u moet begrijpen over de blockchain is dat deze onveranderlijk is, wat betekent dat als de gegevens eenmaal aan een blok zijn toegevoegd, deze nooit (zoals nooit tevoren) kan worden gewijzigd. In een praktische toepassing, zodra Alice haar bitcoin verhandelt en de transactie is geverifieerd, kan ze deze niet terugkrijgen of de transactie annuleren. Het is weg. Het is echter vermeldenswaard dat dit ten goede komt aan individuen en bedrijven die zich bezighouden met creditcardtransacties, die pas op latere datums worden afgehandeld. Een kwaadwillend persoon die een creditcard gebruikt, kan een item kopen en vervolgens de transactie annuleren, waardoor een persoon of bedrijf inkomsten misloopt.   

Consensus-algoritme 

Wanneer Alice haar bitcoin aan Bob verhandelt, wordt de transactie weergegeven als een blok, dat naar het blockchain-netwerk moet worden uitgezonden. Het blockchain-netwerk bestaat uit knooppunten of deelnemers van het netwerk die transacties valideren en doorgeven om informatie te verzenden.  

Alle knooppunten worden vrijwillig bediend en worden gebruikt om de juiste transacties op de blockchain te verifiëren. Knooppunten volgen consensusregels, dit zijn regels waarover de gemeenschap overeenstemming heeft bereikt. Een wijziging in de consensusregels vereist dat 95% van de gemeenschap het goedkeurt, wat het ongelooflijk moeilijk maakt voor één groep om de Bitcoin-software te wijzigen. Andere consensusalgoritmen vereisen een lager percentage om het softwareprotocol te wijzigen. Knooppunten geven bloktransacties en validaties door aan andere knooppunten, zodat het netwerk up-to-date blijft. Knooppunten mijnen geen bitcoin. Alle mijnwerkers hebben echter meestal een volledig knooppunt om bitcoin-transacties effectief te valideren en door te geven. Omdat zowel mijnwerkers als niet-mijnwerkers validatie en relay uitvoeren door knooppunten te bedienen, nemen ze allemaal deel aan het consensusproces. 

Bitcoin-mijnbouw 

Bitcoin-miners verifiëren legitieme transacties en creëren nieuwe bitcoin als beloning voor hun werk. 

Een transactie wordt als geverifieerd beschouwd zodra de miner een cryptografische (wiskundige) puzzel heeft opgelost. Bitcoin gebruikt een protocol genaamd proof of work, dat een breed doel heeft om cyberaanvallen van een enkele entiteit of groep te voorkomen. Meer specifiek gebruikt Bitcoin het Secure Hash Algorithm 256 bit (SHA-256). Computerchips kunnen het SHA-256-algoritme uitvoeren om een ​​uitvoer te genereren, ook wel een ‘hash’ genoemd. Hashing, het proces waarbij meerdere hashes worden gemaakt, wordt gebruikt om het wiskundige probleem op te lossen, waarbij het eindantwoord de bekende en verwachte hashwaarde is. 


Een vereenvoudigd voorbeeld 

  • Om het probleem op te lossen, moet de hash-waarde beginnen met drie nullen: “000”
  • De invoer varieert vervolgens elk nummer om een ​​match te vinden voor een ‘oplossing’ 
  • Er zijn 6.518 pogingen nodig om een ​​waarde te vinden met “000” in de eerste drie cijfers. 

Oplossing 1 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gd5h2h5h3kjhk24gd5kh2h5h

Oplossing 2 ——— 73485jfljroi5635h3kjhk24gd5we94ee356h2hkh2h5h

Oplossing 3 ——— d89sdf8sge9nxc894opl8qjroi5635h3kjhk24gd5we94

Oplossing 6517 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gdjroi5635h3kjhk24gd5we

Oplossing 6518 ——— 00088djldkh2h5h3kjhk24gdjhk24gd5h2hk24g4f4

Gegeven de invoer van “Solution 6518”, zou elke mijnwerker kunnen verifiëren dat dit onmiskenbaar een hash creëert met drie nullen in de eerste drie cijfers. De eerste mijnwerker die dit probleem oploste, zou hun antwoord op het netwerk uitzenden en worden beloond met bitcoin. Het blok zou dan als geverifieerd worden beschouwd en het zou aan de blockchain worden toegevoegd. Deze puzzel is een weergave van het soort puzzel dat een Bitcoin-mijnwerker zou moeten oplossen en geen echte puzzel. 

Bevestigingsmoeilijkheden

Een standaard Bitcoin-blok vereist miljoenen hashes om de puzzel op te lossen. In de Bitcoin-blockchain verandert de complexiteit van de puzzel elke 2.016 blokken om ervoor te zorgen dat de gemiddelde blokbevestigingstijd tien minuten duurt. Daarom is het mogelijk dat het probleem gemakkelijker op te lossen is als bevestigingen consequent langer dan tien minuten duren. Hoewel de problemen meestal uitdagender worden om op te lossen, is het erg duur en tijdrovend om blokken te bevestigen. 

Aanvankelijk kon bitcoin worden gedolven met computerchips van consumentenkwaliteit. Vanwege deze toename in moeilijkheidsgraad vereist bitcoin-mijnbouw momenteel echter een enorme hash-kracht, en de industrie maakt gebruik van applicatiespecifieke geïntegreerde schakelingen (ASIC) -chips. ASIC’s zijn specifiek aangepast voor bitcoin-mijnbouw, in plaats van algemene functies. Deze chips zijn ook ongelooflijk duur, wat heeft geresulteerd in een selecte groep of pool van mijnwerkers die het leeuwendeel van de bitcoin-mijnactiviteiten domineren.. 

Blok voor blok

Een ander belangrijk aspect is dat elk blok de opgeloste hash van het bovenliggende of vorige blok bevat. Elk nieuw blok vereist de hash van het bovenliggende blok, waardoor een chronologische blokvolgorde wordt gegarandeerd. De hash van blok 30 is bijvoorbeeld nodig voor blok 31. Blok 31 kan pas bestaan ​​als blok 30 is geverifieerd en aan de blockchain is toegevoegd. Dit garandeert dat elk blok helemaal terug is verbonden tot het eerste blok, dat gewoonlijk het ‘genesisblok’ wordt genoemd. Als u een enkel blok wilt wijzigen, moet elk voorafgaand blok tegelijkertijd worden gewijzigd. Ten slotte is elk blok onveranderlijk, wat nogmaals betekent dat zodra een transactie plaatsvindt, deze niet kan worden teruggedraaid. Dit zorgt er verder voor dat eenmaal toegevoegde blokken binnen de blockchain niet meer kunnen worden gewijzigd. 

Levering

Het aanbod van Bitcoin is beperkt tot 21 miljoen bitcoins, wat geschat wordt rond het jaar 2140. De hoeveelheid bitcoin die wordt beloond aan miners wordt elke 210.000 blokken gehalveerd. Daarom zal de beloning doorgaan met splitsen totdat de eenentwintig miljoenste bitcoin is gecreëerd, waarna miners alleen transactiekosten zullen ontvangen.. 

Waarom bedriegen mijnwerkers niet?? 

Bitcoin is diep geworteld in cryptografie, informatica, economie en verschillende andere disciplines. Een van die disciplines is toevallig de speltheorie, die wiskundige modellen gebruikt om te voorspellen hoe rationele spelers zullen reageren op individuele keuzes of situaties. Bitcoin maakt gebruik van speltheorieconcepten om de gewenste actie van mijnwerkers en gebruikers te stimuleren.

Hoe Ethereum verschilt van Bitcoin

Blockchain uitgelegd door Joe Lubin

Hoe Ethereum verschilt van Bitcoin

Bekijk de video

Hoe de Ethereum Blockchain werkt

De Ethereum-blockchain werkt op dezelfde manier als de Bitcoin-blockchain, maar met een aantal belangrijke verschillen. 

Accounts: Wallet-adressen

Er zijn twee soorten Ethereum-accounts:

  • Contractaccounts
  • Extern in eigendom zijnde rekeningen (EOA’s)

Externe accounts zijn vergelijkbaar met Bitcoin-adressen en worden beheerd door privésleutels. Ethereum-accounts hebben ook zowel openbare als privé-adressen waarmee gebruikers kunnen communiceren om ether over te dragen. Contractaccounts, die worden gebruikt om te communiceren met slimme contracten, worden beheerd door hun contractcode en worden geactiveerd via een EOA. Ether is vereist voor elke transactie op het netwerk (contractaccounts en EOA’s) om kwaadwillende aanvallen, zoals netwerkspammen, te voorkomen. 

Transacties

Het Ethereum-netwerk vereist dat gebruikers transactiekosten betalen bij het gebruik van de blockchain. Dit beschermt de Ethereum-blockchain tegen lichtzinnige of kwaadaardige computertaken, zoals gebruikers die het netwerk spammen met een overbelasting van nutteloze transacties. Hoe complexer de transactie (meer regels code), hoe duurder de kosten. Deze vergoedingen worden betaald in ether (ETH) en worden de ‘gasprijs’ genoemd. 

Ethereum-netwerk

Net als bitcoin gebruikt Ethereum knooppunten die vrijwillig worden beheerd om de juiste transacties op de blockchain te verifiëren. Knooppunten bevatten informatie zoals: 

  • de volledige transactiegeschiedenis van Ethereum
  • de meest recente informatie over de staat van slimme contracten
  • de saldi van rekeningen
  • en veel meer

Er zijn twee soorten knooppunten

  • EEN volledig knooppunt synchroniseert de blockchain door de hele keten te downloaden, van het genesisblok (eerste blok) tot het huidige blok. 
  • EEN licht knooppunt downloadt niet de hele keten, maar kan wel transacties effectief verifiëren. 

Knooppunten ontginnen de Ethereum-blockchain niet. Alle mijnwerkers hebben echter meestal een volledig knooppunt om Ethereum-transacties effectief te valideren en door te geven. Omdat zowel miners als niet-miners validatie en relay uitvoeren door knooppunten te bedienen, nemen ze allemaal deel aan het consensusproces. 

De virtuele machine van Ethereum

De basis van deze programmeerbare applicaties is de Ethereum Virtual Machine (EVM), de uitvoerbare en betrouwbare omgeving voor slimme contracten. De EVM voert een contract uit met de regels die de ontwikkelaar oorspronkelijk heeft geprogrammeerd, zoals het sturen van geld van Alice naar Bob. Het netwerk bestaat uit duizenden computers die de uitvoering van de programma’s verwerken. Daarom voert elk knooppunt in het Ethereum-netwerk feitelijk de EVM uit en bijgevolg voert elk knooppunt dezelfde code uit. De EVM kan deze programma’s uitvoeren via een bytecodetaal. Ontwikkelaars kunnen echter ook de Ethereum-programmeertaal Solidity gebruiken om slimme contracten en andere meer geavanceerde applicaties te schrijven. 

Hoe werkt Ethereum Mining?

Ethereum-mijnwerkers verifiëren legitieme transacties en creëren nieuwe ether als beloning voor hun werk. 

Een transactie wordt als geverifieerd beschouwd zodra de miner een cryptografische (wiskundige) puzzel heeft opgelost. Net als Bitcoin gebruikt Ethereum een ​​proof of work (PoW) -protocol, dat een breed doel heeft om cyberaanvallen van een enkele entiteit of groep te voorkomen. Een opmerkelijk verschil tussen Bitcoin-mijnbouw en Ethereum-mijnbouw is de blokbevestigingstijd. Hoewel een Bitcoin-blokbevestiging gemiddeld 10 minuten vereist, wordt een Ethereum-blok in ongeveer 14 seconden bevestigd. En net als bij Bitcoin past het algoritme automatisch de moeilijkheidsgraad van de cryptografische problemen aan zodat de gemiddelde bloktijd 14 seconden is. 

Met Bitcoin werken mijnwerkers vaak om hetzelfde blok te minen en soms worden die blokken op zeer vergelijkbare tijden bevestigd, in welk geval de eerste een beloning is en wordt toegevoegd aan de bestaande keten, terwijl het tweede bevestigde blok een ‘wees’ wordt genoemd. 

In Bitcoin zijn de verweesde blokken meestal nutteloos en maken ze geen deel uit van de hoofdketen. Ethereum werkt met een soortgelijk concept, het GHOST-protocol (Greedy Heaviest Observed Subtree), wat in wezen betekent dat de ketting met de meeste berekeningen erop (niet noodzakelijk de langste) de belangrijkste Ethereum-blockchain is.. 

De snelle bloktijd van Ethereum resulteert in een toename van het aantal verweesde blokken, die op de Ethereum-blockchain ‘ooms’ worden genoemd. Het belangrijkste verschil is dat Ethereum mijn-ooms stimuleert en een beloning biedt, in tegenstelling tot Bitcoin, die alleen het eerste bevestigde blok beloont..

Mijn ooms bieden twee belangrijke voordelen

  • Het vermindert de centralisatie door individuele mijnwerkers te stimuleren om weesblokken te delven, wat betekent dat ze geen deel hoeven uit te maken van een grote mijnbouwpool omdat ze nog steeds een beloning kunnen ontvangen. 
  • Het verhoogt de veiligheid van de ketting omdat alle blokken, inclusief ooms, hetzelfde mijnprotocol moeten volgen, waardoor de hoeveelheid werk aan de hoofd (zwaarste) ketting toeneemt. 

Bewijs van inzet

Het Ethereum-netwerk gebruikt momenteel het proof of work-algoritme en zal overgaan op het gebruik van een proof of stake-algoritme genaamd Casper. 

Proof of stake (PoS) is een consensusalgoritme dat vereist dat elke miner een aandeel bezit in de eigen valuta, in dit geval ether. Het is vermeldenswaard dat niet alle PoS-protocollen hetzelfde zijn, maar vergelijkbaar zijn met betrekking tot het basisconcept. Proof of work (PoW) -protocollen, zoals Bitcoin, belonen mijninspanning (validaties) met individuele bitcoins. Het Proof of Stake Casper-algoritme is een slim contract, waarbij de miners – nu “validators” genoemd – een aanbetaling of “inzet” naar het Casper-contract moeten sturen. De validators of stakers doen nu om de beurt voorstellen en stemmen over het volgende blok, elk met één stem per blok. De stemmen worden ook gewogen op basis van het bedrag van de inzet, dus een validator die 100 ETH inzet, heeft een meer betekenisvolle stem dan een validator die 40 ETH inzet. Als deze validators iets produceren dat het Casper-protocol als ongeldig beschouwt, verliezen de validators hun inzet, wat validators stimuleert om consensus te volgen. 

Wat is ether?

Stel dat u ether wilt kopen, de cryptocurrency die eigen is aan de Ethereum-blockchain. De eenvoudigste manier om dat te doen, is door een account aan te maken op een van de vele veelgebruikte cryptocurrency-uitwisselingen, zoals Coinbase of Kraken. Met deze uitwisselingen kun je een Ethereum-portemonnee opzetten, zodat je ether kunt kopen, verkopen, verzenden en ontvangen van iemand anders die ook een blockchain-portemonnee heeft die ether kan verzenden en ontvangen.

Wanneer u ether aanschaft, wordt uw transactie onderdeel van een blok op de Ethereum-blockchain. Dit blok bevat een overzicht van de meest recente Ethereum-transacties die overal ter wereld hebben plaatsgevonden door iedereen die het Ethereum-protocol gebruikt. Het bevat ook een cryptografische hash-record (een wiskundig algoritme) van het meest recent gevalideerde blok op de Ethereum-blockchain.

Dit blok met uw transactierecord zal geen onderdeel worden van de Ethereum-blockchain totdat een van de vele computers waarop het Ethereum-netwerk draait, de cryptografische hash oplost of ontdekt die overeenkomt met de unieke hash die aan dat blok is gekoppeld. Dit oplossingsproces staat algemeen bekend als ‘mijnbouw’. Wanneer de hash is opgelost of ontdekt, wordt het blok met uw transactierecord onmiddellijk toegevoegd aan het einde van de blockchain die door elk van die computers wordt onderhouden, en wordt uw transactie onderdeel van het permanente record van de Ethereum-blockchain..

Het is vermeldenswaard dat “ether” en “Ethereum” vaak door elkaar worden gebruikt om te verwijzen naar de cryptocurrency die op de Ethereum-blockchain werkt. Dit is technisch niet correct, aangezien ether de term is voor het cryptocurrency-token dat wordt gebruikt op het Ethereum blockchain-platform. Als we deze relatie zouden vertegenwoordigen in termen van computersoftware (wat het is), zou Ethereum het besturingssysteem zijn en zou ether de applicatie zijn. In een niet-computersoftware-analogie is Ethereum vergelijkbaar met een voertuig, terwijl ether fungeert als de brandstof die de machine aandrijft en ervoor zorgt dat de machine efficiënt kan werken.

Lees meer over blockchain-technologie

  • Kennisbank Wat is Ethereum?
  • Enterprise Ethereum Blockchain-gebruiksscenario’s en -toepassingen per branche
  • ConsenSys Academy Blockchain- en Ethereum-training voor beginners, ontwikkelaars en ondernemingen

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map