Lohkoketju
Lohkoketju (tai lohkoketju) on menetelmä, jolla tallennetaan luettelo merkinnöistä, joita ei voi helposti muuttaa sen jälkeen, kun ne on luotu. Tämä koskee myös luetteloa. Tämä tapahtuu käyttämällä useita kryptografian käsitteitä, kuten digitaalisia allekirjoituksia ja hash-funktioita. Lohkoketjussa yhdistyvät hyvin perustavasti seuraavat kaksi ideaa:
- Kun tietyt tiedot on annettu, on helppo laskea tarkastussumma. Tämän tarkistussumman laskemiseen voidaan suunnitella erityisiä hash-funktioita. Nämä funktiot voidaan suunnitella siten, että ne palauttavat arvon, jolla on aina sama pituus ja joka ei riipu syötteen pituudesta. Tätä arvoa kutsutaan hash-arvoksi tai viestin digestiksi. Funktioilla on myös toinen ominaisuus: Kun syötteenä on sama arvo, niiden on palautettava sama tuloste (hash-arvo/viestisulkeuma).
- Hash-arvojen lisäksi lohko sisältää yleensä myös aikaleiman ja jonkin verran hyötykuormaa. Jokaisessa lohkossa käytetään digitaalista allekirjoitusta, jonka avulla voidaan havaita, onko datassa tapahtunut muutoksia allekirjoituksen tekemisen jälkeen. Kun uusia tietolohkoja luodaan, uusi lohko sisältää myös edellisen lohkon hash-arvon.
Useimmissa tapauksissa lohkoketjua hallinnoi vertaisverkko. Kaikki vertaisverkot käyttävät yhteistä protokollaa, jossa määritellään, miten niiden tulisi kommunikoida keskenään, miten uusi lohko luodaan ja miten se validoidaan. Kun tiedot on kerran tallennettu, minkään lohkon tietoja ei voi enää helposti muuttaa. Lohkon muuttaminen tarkoittaa, että myös kaikki sen jälkeiset lohkot on muutettava.
Lohkoketjut ovat jo lähtökohtaisesti turvallisia. Lohkoketjuteknologiaa käytetään silloin, kun on tärkeää pitää kirjaa oikein. Käyttökohteita ovat esimerkiksi potilastiedot, identiteetinhallinta, elintarvikkeiden jäljitettävyys ja äänestäminen.
Lohkoketjun keksivät Stuart Haber ja Scott Stornetta vuonna 1991 keinoksi varmistaa digitaalisten tietueiden eheys. Haber ja Stornetta lanseerasivat maailman ensimmäisen kaupallisen lohkoketjun, Suretyn, vuonna 1995.
Vuonna 2008 Satoshi Nakamoto sisällytti Bitcoin: A Peer to Peer Electronic Cash System -julkaisun viitteisiin 3 ja 4 Haberin ja Stornettan kaksi artikkelia, jotka toimivat kryptovaluutta Bitcoinin julkisena tapahtumakirjana. Lohkoketjunsa ansiosta bitcoinista tuli ensimmäinen digitaalinen valuutta, jolla pystyttiin ratkaisemaan kaksinkertaisen kuluttamisen ongelma ilman luotettavaa viranomaista tai keskuspalvelinta. Bitcoinin rakenne on innoittanut muitakin sovelluksia.
Kuva lohkoketjusta
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on lohkoketju?
A: Lohkoketju on menetelmä, jolla tallennetaan luettelo merkinnöistä, joita ei voida helposti muuttaa sen jälkeen, kun ne on luotu. Se käyttää kryptografian käsitteitä, kuten digitaalisia allekirjoituksia ja hash-funktioita, tietojen eheyden varmistamiseksi.
K: Miten lohkoketju toimii?
V: Lohkoketjussa yhdistyy kaksi ajatusta: kun on annettu joitakin tietoja, on helppo laskea tietojen tarkistussumma käyttämällä erityisiä hash-funktioita, jotka palauttavat aina samanpituisen arvon; ja kun on annettu sama syöttötieto, näiden funktioiden on palautettava sama tuloste (hash-arvo/viestin digesti). Tämän lisäksi jokainen lohko sisältää yleensä myös aikaleiman ja jonkin verran hyötykuormaa. Jokaisessa lohkossa käytetään digitaalista allekirjoitusta, jonka avulla voidaan havaita, onko datassa tapahtunut muutoksia sen valmistumisen jälkeen. Kun uusia lohkoja luodaan, ne sisältävät edellisen lohkon hash-arvon. Lohkoketjuja hallinnoivat vertaisverkot, jotka käyttävät protokollia kommunikoidakseen keskenään, luodakseen ja validoidakseen uusia lohkoja. Kun tiedot on kerran tallennettu, minkään lohkon tietoja ei voi enää helposti muuttaa, koska kaikki seuraavat lohkot on myös muutettava.
K: Mitä on kaksinkertainen rahankäyttö?
V: Kaksinkertaisella rahankäytöllä tarkoitetaan sitä, että joku käyttää rahaa useammin kuin kerran tai yrittää käyttää rahaa kahdesti ilman, että hänellä on riittävästi varoja molempiin tapahtumiin.
K: Kuka keksi lohkoketjun?
V: Lohkoketjun keksivät Stuart Haber ja Scott Stornetta vuonna 1991 keinoksi varmistaa digitaalisten tietueiden eheys.
K: Mihin Satoshi Nakamoto viittasi vuonna 2008?
V: Vuonna 2008 Satoshi Nakamoto viittasi kahteen Haberin ja Stornettan julkaisuun (viitteet 3 ja 4) julkaisussaan "Bitcoin : A Peer To Peer Electronic Cash System", joka toimi kryptovaluutta Bitcoinin julkisena tapahtumakirjana.
Kysymys: Minkä ongelman Bitcoin ratkaisi lohkoketjuteknologiallaan?
V: Lohkoketjuteknologiallaan Bitcoin ratkaisi kaksinkertaisen rahankäytön ongelman tarvitsematta luotettavaa auktoriteettia tai keskuspalvelinta.
K: Mitkä ovat lohkoketjuteknologian yleisiä käyttötapauksia?
V: Lohkoketjuteknologian yleisiä käyttötapauksia ovat esimerkiksi lääketieteellisten tietojen hallinta, identiteetin hallinta, elintarvikkeiden jäljitettävyys, peli- ja äänestysjärjestelmät.
