Wat is blockchain?

Stel je voor dat je bij de bakker een brood koopt met een 2 euro munt. Op het moment van overdracht verdwijnt deze munt in de kassa. Nu kun je dezelfde 2 euro munt niet nog een keer spenderen in een andere winkel. Op het moment van afrekenen, kon de kassière direct bevestigen dat je had betaald en kreeg jij in ruil voor jouw geld een brood.

Bitcoin is echter een digitale valuta en geen contant geld. Bitcoin transacties hebben dus de mogelijkheid om gekopieerd en opnieuw gespendeerd te worden.

In het voorbeeld met de bakker heb je contant betaald, dus de betaling werd onmiddellijk bevestigd en geverifieerd door een ander persoon. Wanneer dit verificatiemechanisme ontbreekt bij digitale valuta als Bitcoin, kan dit leiden tot dubbele uitgaven. Technisch gezien kan dan iedereen digitaal geld kopiëren en ergens anders spenderen.

Exact hier ligt het unieke aspect van de blockchain technologie.

Om een stabiel geldsysteem te hebben, moet er worden bijgehouden waar het geld naartoe is gegaan en wie het geld nu heeft. Binnen het conventionele geldsysteem gaat een transactie van punt A naar punt B met als tussenpersoon een bank. De bank overziet en beheert alle transacties en houdt daarnaast alle balansen bij.

Wat Satoshi Nakamoto (de oprichter van Bitcoin) heeft gedaan, om de noodzaak van een centraal punt te kunnen omzeilen, is de data organiseren op een blockchain die decentraal bijhoudt waar welk bedrag naartoe gaat en wie het nu bezit.

Een blockchain werkt door middel van het verzamelen van transacties. Deze verzamelde transacties worden vervolgens in een blok verwerkt met extra informatie (een zogeheten ‘hash’ van zowel dit blok als de hash van het vorige blok, hierover later meer).

Daarna wordt ervoor gezorgd dat het nieuwe blok naar het vorige blok verwijst dat weer transacties bevat die dus vlak daarvoor in de tijd hebben plaatsgevonden.

Wanneer het nieuwe blok naar het vorige blok verwijst en dit bij elk opvolgend blok wordt herhaald, krijg je dus een ketting van blokken, oftewel een blockchain. Op deze manier wordt er voor gezorgd dat je praktisch elke transactie uit het verleden terug kunt zien in eerdere blokken, zelfs de allereerste transactie die ooit plaats heeft gevonden!

Waarom werkt blockchain zo?
Om even terug te grijpen op het voorbeeld van de transactie van Anne aan Jan:

In het nieuwe blok staat de betaling voor het brood van Anne aan Jan. In het vorige blok staat datzelfde geld geregistreerd als een transactie van Henk aan Anne.

In essentie is een blockchain een unieke manier om data te organiseren, die ons vertelt wie waar geld naartoe heeft verzonden en wie het geld nu heeft, zonder tussenkomst van een centrale autoriteit zoals een bank of andere instantie.

Om het concept blockchain volledig te kunnen begrijpen raden wij aan om het artikel “wat is mining?” hierna te lezen.

Een miner is een computer die met Proof of Work probeert een nieuw blok aan de blockchain toe te voegen door een cryptografische puzzel op te lossen en als hem dat lukt krijgt hij daarvoor een beloning. Dit zijn meestal de transactiekosten en nieuwe munten die in ieder blok aan de blockchain worden toegevoegd. Dit geeft de miner een economische reden om dit te blijven doen.

Een node is ook een computer die de blockchain bijhoudt. Sommige nodes, zoals Master Nodes, worden hiervoor betaald, andere nodes doen dit gratis. Validatoren werken meestal met Proof of Stake, waarbij zij munten van de blockchain vastzetten (staken). Als zij een nieuw blok maken krijgen zij ook nieuwe munten en transactiekosten uitbetaald.

Hoe weten deze computers dan dat het blok dat ze maken correct is? Hiervoor hebben ze iets slims verzonnen, namelijk het consensusprotocol of consensus mechanisme. Een blockchain begint altijd met een Genesis Block. Dit is het eerste blok van een blockchain. Daarna moet ieder blok goedgekeurd worden door nodes (we zullen vanaf nu de verzamelnaam nodes gebruiken voor computers die de database bijhouden).

Als er een nieuw blok wordt voorgesteld door een miner of validator overleggen de nodes of dit wel een correct blok is. Elke blockchain heeft een protocol, waarin is vastgelegd waar een blok aan moet voldoen om goedgekeurd te worden. Ook staat in dit protocol hoeveel tijd het duurt voordat een nieuw blok gemaakt wordt (de bloktijd van Bitcoin is bijvoorbeeld tien minuten). De nodes beoordelen het nieuwe blok aan de hand van deze regels en geven hun oordeel door aan het netwerk van computers, waar de node onderdeel van is.

Een veelvoorkomend protocol is het 51 procent consensus mechanisme. Dit betekent dat meer dan 50 procent van de nodes een nieuw blok moet goedkeuren, voordat het mag worden toegevoegd aan de blockchain. Als het blok goedgekeurd wordt door een meerderheid zal dit blok vastgelegd worden en is de blockchain zojuist met een blok groter geworden. Als het blok afgewezen wordt blijft de blockchain gelijk, totdat er een geldig blok wordt ingediend.

Sommige blockchains vereisen meer dan 51 procent consensus, zoals een tweederde meerderheid, maar dit is de meest voorkomende manier om een nieuw blok aan een blockchain toe te voegen. Op deze manier houden nodes deze realtime database bij en als het blok goedgekeurd is, wordt de nieuwe staat van de database gedistribueerd over alle nodes, zodat ze allemaal de correcte blockchain op hun computer hebben staan.

Je zult je misschien afvragen waarom dit allemaal nodig is? Vergeet niet dat het om veel geld kan gaan, dus dan moet de blockchain kunnen bepalen of een nieuw blok corrupt is. Een corrupt blok kan bijvoorbeeld coins dubbel uitgeven. Dit is erg lastig om precies uit te leggen, daarom zullen we proberen het simpel te houden.

Bij “double spending” worden dezelfde coins meermaals uitgegeven. Je weet nu dat een meerderheid van de nodes een nieuw blok moeten goedkeuren. Maar wat nu als meer dan de helft van de nodes in bezit zijn van dezelfde partij? Dit is zelfs bij Bitcoin voorgekomen in 2014, toen een mining pool (groep die samen aan mining doet) 51 procent bij elkaar kreeg van de rekenkracht van dit netwerk. Zij zouden blokken kunnen goedkeuren die tegen de regels ingaan van het consensusprotocol en zichzelf extra coins kunnen geven.

Als dat gebeurt weten de andere nodes niet meer wat de correcte database is. De cijfers kloppen niet meer en de nodes weten niet meer precies wie wat heeft. Dit komt bij de grote blockchains bijna niet meer voor, omdat dit erg duur is.Hoe hoger de marktkapitalisatie van een coin, hoe duurder een 51 procent aanval wordt. Daarom hoor je er nog maar vrij weinig van, ook omdat Proof of Work steeds minder en Proof of Stake steeds meer wordt gebruikt bij het toevoegen van een nieuw blok aan de blockchain.

Bij Proof of Work geldt het economische principe via de afkeuring van een corrupt blok. Als je dan eindelijk een nieuw blok mag maken en het wordt afgewezen ben je al dat werk kwijt. Daarom zullen miners normaal gesproken correcte blokken voorstellen, anders verliezen ze het recht om het nieuwe blok te maken en krijgen ze geen beloning, ook al hebben ze de puzzel opgelost.

Bij Proof of Stake moet je coins van het netwerk vastzetten als je validator wilt worden. Als je een nieuw blok goedkeurt dat volgens het consensusprotocol niet klopt, kun je een boete krijgen. De coins die je “at stake” had vastgezet kunnen dan als “slash” (boete) van je worden afgepakt. Ook kun je de rol als validator verliezen. Dit is een economisch erg slim systeem, want corruptie werkt vooral in je eigen nadeel.

Decentrale technologie bij blockchains noemt men “trustless”. Je hoeft de andere nodes niet te vertrouwen, de techniek zorgt ervoor dat de database klopt. Dit noemen ze “security by design”, de veiligheid van een blockchain zit in het ontwerp ingebakken sinds de komst van Bitcoin.

Bij centrale technologie moet je er maar op vertrouwen dat de centrale partij alles goed doet. Als de CEO een foutieve inschatting maakt, kan het zo zijn dat alle andere deelnemers hier last van krijgen.

Decentrale technologie is ook belangrijk als het gaat om het uitschakelen van de tussenpersoon, zoals banken en notarissen. Zonder deze centrale tussenpersonen kun je transacties veel goedkoper maken. Zo kun je een huis verkopen via een smart contract tussen slechts twee personen, peer to peer. De dure notaris, makelaar of bank hoef je dan niet te betalen. Ook allerlei bankverkeer kan veel goedkoper en sneller, zoals internationaal betalingsverkeer. Je stuurt gewoon crypto naar een wallet binnen enkele seconden voor een fractie van de kosten.

Tussenpersonen willen natuurlijk niet vervangen worden door een blockchain. Daar is het veel te lucratief werk voor. Ook hiërarchische bedrijven zitten niet te wachten op democratisering van alle processen.Het zal dus nog wel een tijdje duren voordat de oude garde plaats maakt voor een nieuwe lichting die blockchain wel ziet zitten.

Een ander aspect is het overstappen van gewone mensen op de blockchain. Hoe wil je een betalingssysteem opzetten met blockchain, waarbij je voor iedere transactie, hoe goedkoop ook, met cryptocurrency moet betalen? Ook voor gewone burgers zal dit een “system shock” zijn. Voordat iedere burger een wallet en cryptocurrency heeft en daarmee zijn brood gaat afrekenen zijn we wel weer een tijdje verder.

Na het invoeren van CBDC kan het snel gaan. Als iedereen weet hoe een wallet werkt en met een digitale euro betaalt, zal de overstap naar cryptocurrency en blockchain niet meer zo’n grote stap zijn. “Resistance is futile.” De toekomst is blockchain!