Lohkoketju (Hajautettu pääkirja)

Teknologiapuolella on jo useamman vuoden aikana kuultu jännittävistä kehitysaskelista, ja yksi niistä on lohkoketju. Lohkoketjuteknologia tuo mukanaan useita etuja, kuten demokraattisempia ja läpinäkyvämpiä tapoja esimerkiksi tallentaa henkilökohtaista dataa, tehdä sopimuksia ja järjestää yritysten erilaisia toimintoja.

Lohkoketjun, eli blockchainin kehitys on kuitenkin edelleen vaiheessa, ja sen implementointi yleiseen käyttöön on osoittautunut haasteelliseksi. Mihin kaikkeen lohkoketjuteknologia pystyy ja mitä se itse asiassa tarkoittaa, kaikkeen tähän perehdymme nyt.

Mitä lohkoketju (hajautettu pääkirja) tarkoittaa?

Lohkoketju on kaikenlaiset yleiset huijausyritykset kestävä hajautettu pääkirja, jota käytetään digitaalisten tapahtumatietueiden validointiin ja tallentamiseen. Mikään yksittäinen viranomainen, kuten hallitus tai keskuspankki, ei ole vastuussa lohkoketjun ylläpidosta. Sen sijaan vertaisverkossa (Peer-to-Peer) mukana olevat tietokoneet tallentavat kukin kopion pääkirjasta, ja tapahtumat tarkistetaan hajautetun konsensusmekanismin avulla. Tällainen täysin hajautettu verkko on huomattavasti demokraattisempi, kuin keskitetysti hallittu Internet.

Tapahtumat, kuten sopimusten allekirjoittaminen tai kryptovaluutan siirtäminen, tallennetaan pysyviin, aikaleimattuihin yksiköihin, joita kutsutaan lohkoiksi ja jokainen lohko on yhdistetty (ketjutettu) sitä edeltävään lohkoon kryptografisella hajautuskoodilla. Tämä hajautuskoodi luodaan käyttämällä edellisen lohkon sisältöä. Hajautuslinkit tekevät mahdottomaksi sen, että yhdessä lohkossa olevia tietoja voitaisiin muuttaa, sillä tällöin muutoksia tapahtuu automaattisesti myös jokaiseen ketjun osana olevaan lohkoon täsmälleen samaan aikaan.

Pohjimmiltaan tämä tarkoittaa, että mikä tahansa yritys muuttaa tai poistaa tietoja yhdestä lohkosta katkaisee kryptoketjun ja ilmoittaa välittömästi kaikille verkon solmuille ongelmasta.Tällaisia verkkoja voi olla useita erityyppisiä, joten lohkoketju voi olla julkinen tai yksityinen. Julkisessa lohkoketjussa kuka tahansa voi tarkastella pääkirjaa ja osallistua konsensusmekanismiin. Yksityisessä lohkoketjussa konsensusmekanismi on rajoitettu tiettyihin verkon solmuihin, ja myös yksityisen kirjanpidon näkymät voivat olla rajoitettuja.

Alun perin digitaaliselle valuutalle, eli kryptovaluutoille luotu lohkoketjuteknologia on nyt käytössä monentyyppisissä yrityksissä hajautettuna tietokantateknologiana, joka tukee älysopimuksia sekä terveydenhuollon tietueiden hallintaa sekä identiteetin ja pääsyn hallintaa (IAM).

Mitä lohkoketjun koko tarkoittaa?

Lohkoketju koostuu siis aina lohkoista, jotka yhdessä luovat verkon.

  • Yhden lohkon koko esimerkiksi bitcoinin lohkoketjussa viittaa viimeaikaista bitcoin-tapahtumaketjua edustavan koodilohkon kokoon.
  • Tietyssä kohdassa bitcoin-lohko lisätään muihin lohkoihin jatkuvan ketjun muodostamiseksi, mikä helpottaa bitcoin-tapahtumien todentamista.
  • Toisin sanoen yksi lohko bitcoin-lohkoketjussa vastaa yhtä bitcoinia.

Nykyinen bitcoin-lohkon koko on rajoitettu 1 megatavuun. Tähän mennessä joukko ehdotuksia ja uusien protokollien käyttöönottoa, sekä keskusteluja niistä on kyseenalaistanut tämän. Sen sijaan, että lohkon koko pidettäisiin 1 megatavussa on ehdotettu sen nostamista 2 megatavuun tai ylemmäs. Protokolla nimeltä “Segregated Witness” tai SegWit voi lopulta johtaa lohkokoon kasvamiseen.

Tästä huolimatta mikä tahansa lohkokoon lisäys edellyttäisi “kovan haarukan” luomista tai pakkojakoa bitcoin-ketjussa, mikä katkaisisi uuden kryptovaluutta-asetuksen, jonka sen oma osallistuva käyttäjien, kaivostyöntekijöiden ja kehittäjien yhteisö määrittelee tiukasti.

Techopedia selittää lohkoketjun (blockchain)

Lohkoketjua voidaan pitää hajautettuna tietokantateknologiana, jota ylläpitävät useat verkossa olevat tietokoneet. Tämän järjestelmän turvallisuus perustuu ajatukseen, että vilpillisen tapahtuman suorittamisen taloudelliset kustannukset ovat paljon korkeammat, kuin mahdolliset tuotot, mikä toimii hyvänä suojakeinona hakkereita vastaan.

Kuinka lohkoketju toimii

Jokainen lohkoketjun lohko sisältää sitä seuraavan tietueen sijainnin. Uuden lohkon lisäämiseksi lohkoketju P2P-verkon tietokoneet kilpailevat uuden lohkon vahvistamisesta ja jakamisesta (lähetyksestä).

Esimerkiksi Bitcoinin tapauksessa jokaiselle tietokoneelle annetaan Proof-of-work (PoW) -matemaattinen ongelma, jonka ratkaiseminen vaatii paljon prosessointitehoa, mutta joka voidaan helposti todentaa konsensusalgoritmeilla. Ensimmäinen tietokone, joka ratkaisee ongelman, “voittaa” lähetyksen ja saa siitä bitcoinia palkinnoksi.

Kun lohko on lisätty ketjuun, sen sisältämistä tiedoista tulee pysyviä eikä lohkoa voi enää muuttaa tai poistaa. Blockchain P2P -verkossa olevat tietokoneet synkronoidaan säännöllisesti, jotta varmistetaan, että kaikki jaetun tietokannan kopiot sisältävät täsmälleen samat tiedot. Tällöin lohkojen välinen linkki pitää Blockchain-reskontrat turvassa.

Lohkoketjujen tyypit

Kuten mainittu, lohkoketju on sinällään joustava teknologia, että erityyppisiä lohkoketjuverkkoja löytyy jo markkinoilta runsain mitoin. Tästä huolimatta erilaiset lohkoketjut voidaan jakaa karkeasti neljään tyyppiin:

  1. Julkinen: kuka tahansa, jolla on Internet-yhteys, voi olla mukana ketjussa.
  2. Yksityinen: yksi keskusviranomainen hallitsee ratkaisevia tekijöitä ketjussa.
  3. Konsortio (tai Federated): useilla organisaatioilla on auktoriteettiasema.
  4. Hybridi: elementit ovat julkisia, mutta ne ovat yksityisiä.

Lohkoketju edut

Lohkoketju voi toimia käyttöverkkona digitaalisille reskontroille, jotka voivat lyhentää merkittävästi liiketoiminnan suorittamiseen kuluvaa aikaa, koska keskitetyn viranomaisen ei tarvitse hyväksyä ja varmentaa kaikkia tapahtumia. Tämä paitsi nopeuttaa tapahtuman suorittamiseen kuluvaa aikaa, se alentaa myös transaktiokustannuksia ja tarjoaa silti korkean turvallisuuden ja luottamuksen.

Mutta tämän yleishyödyn lisäksi lohkoketjuteknologia tarjoaa paljon muutakin. Tässä muutamia tämän teknologian etuja:

Luottamus

Yleisesti ottaen voidaan sanoa, että lohkoketju voi ratkaista luottamuspulaa sellaisten entiteettien välillä, joissa luottamuksesta on puutetta. Sanotaan esimerkkinä vaikka hallitus, jolla ei ole kansan luottamusta. Lohkoketju voi mahdollistaa kansan osallistumisen esimerkiksi valtiollisiin päätösprosesseihin ja demokratisoimaan äänestämistä tavalla, jonka myötä hallitukseen äänestettävien olisi oikeasti pakko pitää vaalilupauksensa. Muuten he voivat kesken kauden menettää mandaattinsa.

Lisäksi luottamuksen lisääminen lohkoketjun avulla on näyttäytynyt myös liiketoiminnassa suurena etuna. Tämä arvo on ilmeinen esimerkiksi varhaisissa lohkoketjun käyttötapauksissa, jotka ovat helpottaneet liiketoimia sellaisten tahojen välillä, joilla ei ollut suoria suhteita, mutta jotka silti joutuivat jakamaan tietoja tai maksuja keskenään. Bitcoin ja kryptovaluutat yleisesti ovat keskeisiä esimerkkejä siitä, kuinka lohkoketju mahdollistaa luottamuksen eri osapuolten välillä siitä huolimatta, että ei tiedetä, kuka se toinen osapuoli on.

Hajautettu rakenne

Lohkoketju todistaa arvonsa varsinkin siinä suhteessa, että sillä ei ole mitään keskitettyä, hallitsevaa toimijaa. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että se mahdollistaa tietojen jakamisen yritysekosysteemissä, jossa mikään yksittäinen taho ei ole yksinomaan vastuussa. Esimerkkinä voidaan antaa vaikka keskuspankki, joka on vastuussa siitä, kuinka paljon rahaa painetaan, ja miten se vaikuttaa itse rahan arvoon. Koska esimerkiksi kryptovaluutat ovat hajautetussa lohkoketjussa, mikään yksityisen tekijä ei pysty sääntelemään niiden arvoa.

Toimitusketju on toinen hyvä esimerkki. Useat yritykset – tavarantoimittajista ja kuljetusyrityksistä tuottajiin, jakelijoihin ja jälleenmyyjiin – tarvitsevat jatkuvasti tietoa muilta ketjun jäseniltä, mutta kenelläkään ei ole vastuuta kaiken tarpeellisen tiedon jakamisesta. Lohkoketju ja sen hajautettu luonne tuo tähän ongelmaan selkeän ratkaisun.

Parempi tietoturva ja yksityisyys

Tietoturva ja yksityisyys ovat asioita, jotka huolestuttavat monia internetin käyttäjiä. Käyttäjillä ei itsellään ole lainkaan valtaa omiin tietoihinsa, vaikka niin pyritään vakuuttamaan. Tämän sijaan lohkoketju luo muuttumattoman tietueen tapahtumista päästä päähän -salauksella estääkseen petokset ja luvattoman toiminnan.

Ja kuten aiemmin kuvasimme, lohkoketjuverkko on tietokoneista lähtöisin oleva verkko, mikä tekee sen hakkeroinnista lähes mahdotonta. Internet taas toimii aivan päinvastoin, se on kaikille avoin verkko, joka tallentaa tiedot kaikista tapahtumista tietyille palvelimille.

Pienemmät kustannukset

Koska internet on keskitetty verkko, se maksaa esimerkiksi yrityksille rahaa. Lohkoketju sen sijaan voi vähentää yritysten kustannuksia runsaasti usealla eri tavalla. Sen myötä esimerkiksi tapahtumien tekeminen verkossa tehostuu, manuaalisia töitä, kuten datan keräämistä ja sopimusten tekemistä, voidaan automatisoida, ja raportointi sekä auditointiprosesseja voidaan tehostaa huomattavasti.

Ei itse asiassa ole enää tänä päivänä lainkaan harvinaista, että esimerkiksi rahoituslaitokset käyttävät lohkoketjua eri palveluiden tuottamiseen ja tapahtumien tekemiseen. Lohkoketjun kyky virtaviivaistaa selvitys- ja toimituskuluja johtaa suoraan kustannussäästöihin. Lisäksi esimerkiksi laina- ja sijoitusasioissa lohkoketjun myötä yhtälöstä voidaan leikata kaikki kolmannet osapuolet, kuten välittäjät, jotka tulevat usein hyvin kalliiksi. Lohkoketju voi tehdä kaiken tämän paljon halvemmalla.

Näkyvyys ja jäljitettävyys

Esimerkiksi kaupan alalla lohkoketju voi tuoda tehokkuutta toimintoihin sen jäljitettävyyden avulla. Sen myötä voidaan vaikka jäljittää banaanien ja muiden tuotteiden alkuperä. Lohkoketjun näkyvyys- ja jäljitettävyyssovellukset mahdollistavat myös sen, että jälleenmyyjien on helpompaa hallita inventaariota, vastaamaan asiakkaiden ongelmiin tai kysymyksiin ja tarkistamaan tuotteiden alkuperän tarvittaessa.

Muuttumattomuus

Kuten alussa kerroimme, kun lohkoketjuun on luotu uusi lohko, sitä ei voi muuttaa tai poistaa. Jos yhteen lohkoon tehdään muutoksia, kaikki ketjun lohkot muuttuvat. Tämä tarkoittaa sitä, että lohkoketju tarjoaa huomattavasti varmemman paikan esimerkiksi henkilökohtaisten terveystietojen tallentamiseen, kuin internet. Kaikki tapahtumat leimataan aina aika- ja päivämääräleimalla, joten olemassa on pysyvä tietue, jota voidaan käyttää tietojen seuraamiseen ajan kuluessa.

Jos tähän rinnalle otetaan esimerkiksi paperipohjainen arkistointi tai vanhentuneet tietokonejärjestelmät, niiden virhealttius ja haavoittuvuus suorastaan paistaa silmään.

Tietojen yksilöllinen valvonta

Mainitsimme myös aiemmin esimerkin vaaleista, ja miten lohkoketju voi tuoda äänestäjille enemmän valtaa, kun äänestettävien vastuu pitää lupauksensa kasvaa. Tämä olisi ennennäkemätöntä, mutta varmasti monelle äänestäjälle ympäri maailman hyvin tervetullutta kehitystä.

Michela Menting, ABI Researchin vanhempi tutkimusjohtaja on kommentoinut tätä asiaa sanoin: “Maailmassa, jossa data on erittäin arvokasta hyödykettä, teknologia suojelee luonnostaan sinulle kuuluvaa dataa ja antaa sinun hallita sitä”. Yksilöt ja organisaatiot voivat päättää, mitä osia digitaalisesta datastaan he haluavat jakaa, kenen kanssa ja kuinka kauan. Tämä toimii lohkoketjuihin pohjautuvien älysopimusten asettamien rajoitusten mukaisesti, ja tuo mukanaan aivan uuden luokan yksityisyydensuojaa.

Tokenisointi

Tokenisointi on prosessi, jossa fyysisen tai digitaalisen omaisuuden arvo muunnetaan digitaaliseksi. Tämä digitaalinen versio omaisuudesta sitten tallennetaan ja jaetaan lohkoketjuun. Tätä teknologiaa on jo muutaman vuoden ajan käytetty esimerkiksi taiteen ja sisällöntuotannon piireissä, joissa NFT:t nousivat yhtäkkiä suureen suosioon. Mutta taideala on nyt saanut rinnalleen myös rahoitusalan, sillä suurten sijoitusyhtiöiden, kuten Blackrockin toimitusjohtaja, uskoo rahoitusalan tokenisointiin jo lähitulevaisuudessa.

Innovaatio

Lohkoketju on itsessään innovaation tulos, ja koska se tuo niin valtavan määrän erilaisia mahdollisuuksia useille eri elämän ja liiketoiminnan aloille, se tulee olemaan tärkeä työkalu innovoinnin jatkumossa. Lohkoketjulla on jo nyt ratkaistu joitain liike-elämää pitkään vaivanneita ongelmia, kuten hitaita ja hankalia käytäntöjä. Sillä voidaan myös tehostaa työntekijöiden rekrytointia laittamalla lohkoketju käymään läpi hakijoiden CV:t.

Lohkoketju haitat

Yksi lohkoketjuteknologiaan liitetystä kritiikistä on se, että tämä teknologia vaatii paljon laskentatehoa, mikä tarkoittaa yleensä sähkönkulutusta, mikä voi olla kallista. Tämä ei kuitenkaan pidä enää kaikilta osin paikkaansa tänä päivänä, sillä uudentyyppinen Proof-of-Stake -konsensusalgoritmi on tehnyt lohkojen luomisesta huomattavasti energiatehokkaampaa. Esimerkiksi Ethereumin lohkoketju siirtyi tähän konsensusalgoritmiin vuonna 2022.

Uuden, halvemman teknologian myötä lohkoketjuteknologia on alkanut levitä esimerkiksi yritysten käyttöön. Jjulkisen lohkoketjun turvallisuuden ylläpitämiseen vaadittu investointi on kuitenkin kannustanut joitain yrityksiä käyttämään ennemmin yksityisiä lohkoketjuja. Kun lohkoketjuverkko on yksityinen, energiasyöppöä PoW-konsensusmekanismeja ei tarvita.

Jotkut kriitikot väittävät, että koska yksityiset verkot ovat keskitettyjä ja sisältävät erityyppisiä luottamustasoja, se tekee lohkoketjun käytön hyödyt tyhjäksi. On myös väitetty, että yksityiset lohkoketjut ovat pohjimmiltaan vain monimutkaisia tietokantoja.

Toinen yksityisten lohkoketjujen mahdollinen haittapuoli on siinä, että ne voivat johtaa suljettujen teknologia-alustojen kehittämiseen, jotka eivät tue yhteisiä turvallisuus-, yksityisyys- ja tiedonvaihdon standardeja.

Lohkoketju historia

Lohkoketju ja sen teknologia perustuu teoriaan, joka on ollut olemassa jo pidemmän aikaa. David Lee Chaum tunnustetaan yleisesti ottaen lohkoketjun idean esiin tuomisen isänä, ja tämä tapahtui vuonna 1982.

Vaikka hän esitteli teorian väitöskirjassaan Computer Systems Established, Maintained ja Trusted by Mutually Suspicious Groups, meni vielä 30 vuotta, ennen kuin vuonna 2008 lohkoketjuteknologia esiteltiin maailmalle digitaalisen valuutan Bitcoinin myötä.

Lohkoketju ja Bitcoin

Bitcoin kertoi whitepaperin eli strategiapaperin mukaan, että ‘A Peer-to-Peer Electronic Cash System’ oli se järjestelmä, joka alunperin hahmotteli Bitcoinin lohkoketjuteknologian käyttöönoton. Paperin julkaisi “Satoshi Nakamoto”, joka loi Bitcoinin, mutta kuka tämän salanimeksi tunnustetun nimen takana toimii, sitä ei vieläkään tiedetä varmasti.

Nakamoto väitti whitepaperissa, että nykyisten rahoituslaitosten suuri ongelma on se, että ne perustuvat yleiseen luottamukseen. Maksunsaajien on luotettava pankkiin ja pankin on vakuutettava maksut. Lohkoketju puolestaan tarjoaa muuttumattoman tietueen kaikista tapahtumista ja ne ovat kaikkien osapuolten saatavilla. Tämä järjestelmä antaa käyttäjille todisteet tapahtumista ja poistaa keskitetyn hallinnon ja tarpeen luottaa ylimääräiseen välittäjään.

Samankaltaiset termit

Teresa Maria

Teresa on sisällöntuotannon ammattilainen ja on vuosien ajan tuottanut sisältöä kryptovaluutoista, lohkoketjuteknologiasta ja niihin liittyvistä ilmiöistä. Nykyään hänen kiinnostuksenkohteidensa listalle on noussut mukaan myös tekoäly.