Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?

WHITE PAPER
5 JAN 2017
Blockchain: Hoe
werkt het en wat is er
mogelijk?
2
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
Inhoudsopgave
Wat i s bl oc kc h a in ?
3
Ca se S t u d y : B i tco i n
5
Ca se S t u d y : E th er eu m
6
A nde r e mo g el i jkh ed en
8
Toe kom st
8
O ve r M ilv u m
9
Re fe r e nt ie s
10
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
3
Wat is blockchain?
Er wordt veel over gesproken over de blockchain, maar
wat is dit nu eigenlijk? Het gaat eigenlijk om een digitale
versie van een grootboek gevuld met transacties. Deze
transacties kunnen verschillende soorten informatie
bevatten; denk hierbij aan bijvoorbeeld aan een
verandering van eigenaar van een woning of elektronisch
geld. Blockchaintechnologie is dan ook oorspronkelijk
gecreëerd ter ondersteuning van het Bitcoin-netwerk1,
een gedecentraliseerd netwerk voor het verhandelen van
digitaal geld.
Het bijzondere van dit digitale grootboek is dat de inhoud
ervan mogelijk op duizenden computers in alle hoeken
van de wereld opgeslagen kan zijn. Afhankelijk van de
technische organisatie kan het zelfs mogelijk zijn dat
elke deelnemer van het netwerk kan verifiëren dat (een
meerderheid van) de rest van de deelnemers eerlijk bezig
zijn. Blockchain kan dus in veel gevallen gebruikt worden
om vertrouwen tussen verschillende partijen te creëren.
Informatie over welke transacties er in de blockchain
staan moet gedeeld worden in het netwerk. Het proces
waarbij deelnemers consensus bereiken over het waar
en wat van transacties zijn een belangrijk element binnen
elke blockchain.
Case Study: Bitcoin
Bitcoin is het eerste netwerk wat gebruik maakte van
Een geldig blok heeft een hash die voldoet aan een vooraf
blockchain technologie om met een gedecentraliseerd
gedefinieerde doelregel; een voorbeeld van een simpele
systeem digitaal geld te kunnen bouwen. Het is op het
doelregel is dat de hash moet beginnen met minstens
moment van schrijven nog een van de meeste populaire
viermaal het ‘0’ karakter. Een nieuw blok bevat, naast
toepassingen van blockchain technologie en het kent een
de transacties, een verwijzing naar het huidige blok,
aantal interessante eigenschappen.
een kenmerk van degene die dit blok genereert en een
zogeheten ‘nonce’. Een nonce is een stukje data dat bij
Transacties binnen het Bitcoin-netwerk worden verzameld
generatie van een blok vrij gevarieerd mag worden om zo
in blokken door zogeheten ‘miners’. Dit zijn deelnemers
direct de vingerafdruk van het blok te beïnvloeden totdat
binnen het netwerk die proberen geldige blokken te
het resulterende blok voldoet aan de doelregel. Deze
genereren, waarna zij een kleine vergoeding krijgen voor
manier van blok generatie wordt ook wel Proof of Work
het genereren van dit blok. Elk stuk digitale data bestaat
(PoW) genoemd, en is erg inefficiënt. De enige manier om
uit een sequentie bits, en kan op gestandaardiseerde
een geldig blok te maken is erg veel variaties op de nonce
manieren worden verwerkt om een hash cq digitale
uit te proberen, om vervolgens maar te hopen dat de
vingerafdruk te genereren. Deze digitale vingerafdruk
bijbehorende vingerafdruk voldoet aan de doelregel.
kan gebruikt worden om met hoge zekerheid de gelijkheid
van arbitrair grote stukken data aan te tonen. De hash is
een reeks van 64 hexadecimale karakters.
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com
4
Elke
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
deelnemer
binnen
het
netwerk
kan
deze
Enige bijkomstigheid is wel dat elke toestandstransitie
vingerafdrukken en daarmee dus de geldigheid van blokken
gepaard gaat met een transactie op het Ethereum-
zelfstandig afleiden. Aangezien elk blok en daarmee
netwerk, met de bijbehorende transactiekosten. In veel
de vingerafdruk afhankelijk is van haar voorganger.
gevallen is dit nog steeds velen malen goedkoper dan het
Dit betekent dat het lastig maar niet onmogelijk is om
inhuren van een notaris om deze mutaties officieel vast
de geschiedenis van de blockchain te herschrijven;
te laten leggen. Ethereum is vooral interessant omdat
hiervoor zou je voor langere tijd een meerderheid van de
het demonstreert dat abstracties bovenop transacties,
rekenkracht binnen het netwerk onder controle moeten
zoals een contract met conditionele clausules, ook met
hebben. Gezien de graad van decentralisatie binnen het
blockchain technologie kunnen werken.
Bitcoin-netwerk is dit lastig om te bereiken.
Op dit moment werkt het valideren van transacties
Binnen het Bitcoin-netwerk wordt blockchain technologie
enigszins vergelijkbaar met hoe dit gebeurt binnen het
toegepast in combinatie met Proof of Work om de
Bitcoin-netwerk, namelijk de Proof of Work methode. In
authenticiteit van transacties van digitaal geld vast te
de toekomst zijn er plannen om Ethereum over te zetten
stellen. Bitcoin biedt ook de mogelijkheid om bescheiden
naar een methode waar niet rekenkracht, maar het aandeel
hoeveelheden data mee te geven aan een transactie.
van elke deelnemer in Ether bepaald welke blokken geldig
Als deze transactie eenmaal in een geldig blok op de
zijn. Het subtiele verschil is dat het hier dus niet meer gaat
blockchain zit, zal dit stuk data redelijkerwijs aanwezig
om wie het eerst een geldig blok genereert, maar om hoe
blijven zolang mensen deze blockchain blijven gebruiken.
de Ether van het netwerk worden ingezet om te bepalen
Door bijvoorbeeld de digitale vingerafdruk van een foto
wat het volgende blok op de blockchain zal worden. Deze
op de blockchain te schrijven, kan op een later moment
methode is bekend onder de noemer Proof of Stake (PoS).
aangetoond worden dat deze foto sinds het moment van
de transactie niet meer bewerkt is.
Case Study: Ethereum
Een ander platform gebouwd met behulp van blockchain
technologie is het Ethereum project2. Er zijn enkele
overeenkomsten
met
het
Bitcoin-netwerk,
hoewel
het digitale betaalmiddel in dit geval ‘Ether’ heet. Het
idee achter Ethereum is de Ethereum Virtual Machine
(EVM), een gedistribueerde computer om zogeheten
Smart Contracts op te kunnen zetten en uitvoeren. Elke
transactie aanwezig op de blockchain komt overeen met
een toestandstransitie van de EVM.
Een Smart Contract is vergelijkbaar met een simpel
computerprogramma waarbij alle toestandstransities
transparant via de Ethereum blockchain gaan. Een Smart
Contract staat zelf ook opgeslagen op de blockchain, en
kan dus geverifieerd worden door elke deelnemer binnen
het netwerk. De mogelijkheden van Smart Contracts zijn
legio; mediadistributie waarbij de content creators het
deel wat hen toekomt automatisch krijgen, speculaties en
hypotheken kunnen allen geïmplementeerd worden met
behulp van Smart Contracts of de EVM.
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
5
Andere mogelijkheden
Alle tot nog toe besproken blockchain toepassingen zijn
Een consortium blockchain kan gebruikt worden om
een vorm van een publieke blockchain. Een element van
transacties die nu beheerd worden door meerdere
publiek blockchain toepassingen is namelijk dat er geen
partijen, zoals Domain Name Registrars en Certificate
sprake is van een centrale autoriteit om consensus te
Authorities, veiliger en efficiënter te maken. Denk hierbij
bereiken. Er zijn echter andere organisatiestructuren
aan het vastleggen van domeinnamen en beveiligen
mogelijk, waaronder de private en consortium blockchains.
van
communicatie
met
webdiensten
achter
deze
domeinnamen. Naast dat een innovatieve implementatie
Bij private blockchains is het grootste verschil dat het
met behulp van blockchain deze processen sneller en
maken en valideren van blokken slechts gedaan wordt
minder foutgevoelig kan maken, kunnen onafhankelijke
door een enkele deelnemer van het netwerk. Deze
partijen zoals revisoren de gang van zaken controleren.
deelnemer heeft in dit scenario dan de rol van centrale
autoriteit. Consortium blockchains hebben in plaats
Blockchain zal een grote rol kunnen gaan spelen
hiervan meerdere deelnemers die samen een consensus
in onder andere de advocatuur, de bankenwereld,
moeten bereiken, waarna de rest van het netwerk volgt.
de bouw, de energiemarkt, de financiële sector, de
Op dit moment kunnen private blockchains vooral ingezet
gezondheidszorg, de logistiek, de overheid en voor
worden als veredelde databases met verifieerbare
verzekeringsmaatschappijen. Daarnaast dus ook alle
historische mutaties; het biedt op dit moment dus vooral
zaken die verschillende bedrijven met elkaar doen,
mogelijkheden voor interne processen en eventueel
kunnen in dergelijke consortium blockchain structuren
interactie tussen cliënten en een enkel bedrijf.
geregistreerd worden.
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com
6
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
Toekomst
Hoewel blockchain pas sinds 2009 populair is geworden,
Uiteindelijk zullen er ook innovaties moeten komen
zijn er al veel innovaties geweest met betrekking tot
om blockchain technologieën op een efficiënte manier
deze interessante techniek. Hyperledger is een project
met elkaar te laten communiceren. Op de lange
gesteund door verschillende giganten in de technologie-
termijn zullen projecten als Hyperledger zorgen voor
industrie, waaronder IBM. Het doel is (onder andere) om
interessante interacties tussen publieke, private en
gaandeweg een standaard voor blockchains te creëren,
consortium blockchains, waarbij de meerwaarde van
waarbij vertrouwen en transparantie een prioriteit zijn.
elke applicatie die hierop gebouwd is alleen maar zal
“Blockchain zal in de komende jaren een
belangrijk rol spelen in onder andere de
acvocatuur, de bankenwereld, de bouw,
de financiële sector, de gezondheidszorg,
de logistiek, de overheid en voor
verzekeringsmaatschappijen.”
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
Over Milvum
“Milvum is a very
agile company with a
great skill set to make
a project evolve fast
from concept to a real
working application.
Smart guys that did
great work for us.”
Job Heimerikx
CEO AirFi
Milvum gelooft dat je moet innoveren door te doen! Wij zijn een jong
pragmatisch team dat door middel van de nieuwste technologieën (Apps,
IoT, A.I., Blockchain) waarde creëert voor organisaties.
Als technologisch innovatielab zetten wij deze nieuwe technologieën
op
een
laagdrempelige
manier
voor
de
eindgebruikers
in.
Dit
doen we door middel van Apps, Web Apps en Dashboards. We
zien technologie als middel om te innoveren en door onze IT
kennis voor anderen in te zetten, zijn we zowel betrokken bij
strategische
(IT)
vraagstukken
alsmede
implementatietrajecten.
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com
7
8
Blockchain: Hoe werkt het en wat is er mogelijk?
Referenties
1. https://bitcoin.org/en/ 2. https://www.ethereum.org/
+31 70 20 55 711 | [email protected] | www.milvum.com