Wie voor het eerst kennismaakt met blockchaintechnologie ontdekt al snel dat deze techniek erg gecompliceerd is. Dat komt onder andere door de onderliggende cryptografie en het gebruik van een lagere programmeertaal (machinetaal die moeilijk te leren en te begrijpen is). Een blockchain-ecosysteem bestaat in principe uit vier verschillende logische componenten:
- Een gedeeld grootboek
- Een node applicatie
- Een consensus algoritme
- Een virtuele machine
- Blockchain-governance
Gedeeld grootboek
Ieder blockchainnetwerk heeft zijn eigen gedeelde grootboek. Een gedeeld grootboek is een datastructuur die binnen een node-applicatie wordt beheerd. Wanneer een gebruiker deze applicatie eenmaal heeft uitgevoerd, dan kan deze gebruiker alle inhoud binnen de digitale infrastructuur bekijken. Een gebruiker die een Ethereum-client laat draaien kan het hele Ethereum netwerk bekijken en een interactie met het netwerk aangaan, op basis van de “regels” van Ethereum. Hierbij wordt gebruikgemaakt van geavanceerde smart contracts. Een gebruiker die deelneemt aan het Bitcoin-netwerk volgt de “regels” van de programmacode van de Bitcoin node applicatie.
Specifieke node-applicatie
Iedere blockchain-infrastructuur bestaat uit een netwerk van nodes (computers) en iedere computer die met het internet is verbonden maakt gebruik van een specifieke applicatie, die een interactie kan aangaan met het gewenste blockchainplatform. Een node binnen het netwerk van bijvoorbeeld Bitcoin moet een Bitcoin-wallet laten draaien en een node binnen het netwerk van Ethereum, maakt gebruik van een Ethereum-wallet.
Service Overlay Network (SON)
Een blockchainnetwerk vormt als het ware een “Service Overlay Network (SON)”, een computer netwerk dat bovenop een ander netwerk is gebouwd. De nodes binnen het netwerk zijn met elkaar verbonden door middel van virtuele of logische links, die vervolgens weer corresponderen met andere logische verbindingen binnen de blockchain. Een node binnen het netwerk moet in staat zijn om op de juiste manier binnen het netwerk te communiceren en moet invloed hebben op de “gezamenlijke staat” van het netwerk (dit is het bereiken van overeenstemming tussen de nodes). De juiste node-applicatie is dan ook één van de belangrijkste logische componenten van een blockchain.
Consensus algoritmen
Een andere logische component van een blockchainnetwerk is het consensus algoritme. Dit algoritme is binnen de blockchain geïntegreerd als onderdeel van de node-applicatie en zorgt ervoor dat er binnen het netwerk continu consensus wordt bereikt tussen alle nodes, aan de hand van specifieke “regels”. Het bereiken van die overeenstemming verloopt niet bij ieder blockchainplatform hetzelfde, maar is meestal afhankelijk van het digitale ecosysteem en de gewenste toepassingsmogelijkheden. Ook de snelheid waarmee overeenstemming binnen het netwerk wordt bereikt verschilt per netwerk. Binnen het netwerk van Bitcoin wordt binnen enkele minuten consensus bereikt, maar bij een platform zoals Ripple gebeurt dat al binnen enkele seconden.
Betrouwbaarheid van de nodes binnen het netwerk
Het bereiken van consensus is dus een manier voor het bepalen van de actuele “staat van het netwerk”. Een situatie waarbij de nodes het eens zijn over de toestand van het digitale ecosysteem. Het bereiken van overeenstemming door middel van algoritmen gebeurt aan de hand van verschillende protocollen, waaronder proof-of-work en proof-of-stake. Deze protocollen bepalen de betrouwbaarheid van de nodes, voordat zij onderdeel kunnen zijn van het consensusmechanisme.
Virtuele machine
Ook de virtuele machine is één van de meest belangrijke logische componenten van een blockchain. De virtuele machine zoals bijvoorbeeld de EVM van Ethereum is onderdeel van de node-applicatie die iedere deelnemer binnen het netwerk heeft draaien. Om goed uit te kunnen leggen hoe een virtuele machine precies werkt, moet je eigenlijk begrijpen hoe een computerprogramma op je eigen PC of laptop werkt. Wanneer een “fysieke” computer een computerprogramma uitvoert, dan geeft het programma je computer de opdracht om zijn “staat” te veranderen. Met andere worden: wat moet je computer doen? Informatie opvragen? Afbeeldingen tonen? Geluid afspelen?
Verschijningsvorm van een echte of denkbeeldige machine
Een virtuele machine is een verschijningsvorm van een “echte” of een “denkbeeldige” machine die door een computerprogramma wordt gecreëerd en wordt uitgevoerd met behulp van een specifieke programmeertaal. Je zou een virtuele machine dan ook wel kunnen zien als een machine binnen een machine. Vandaag de dag zijn we al erg gewend aan virtuele objecten op internet die “fysieke” zaken in onze fysieke wereld vertegenwoordigen, maar virtuele machines binnen een blockchainnetwerk gaan nog een stapje verder.
De EVM en smart contracts
De EVM van Ethereum bijvoorbeeld draait binnen de Ethereum node-applicatie. Deze applicatie wordt de wallet genoemd. In tegenstelling tot het Bitcoin-protocol is de EVM veel geavanceerder. De EVM is namelijk in staat om veel meer instructies te begrijpen en daardoor is het mogelijk om digitale overeenkomsten (smart contracts) op een blockchain te beheren. Met behulp van een speciale programmeertaal wordt de Ethereum Virtual Machine binnen de node applicatie geïnstrueerd om de exacte voorwaarden uit het contract uit te voeren. Voor de uitvoering van het smart contract wordt gebruikgemaakt van het cryptocurrency-token Ether. Deze Ether zorgt voor de juiste uitvoering van iedere transactie op een veilige manier. Door de cryptografische versleuteling van het contract is het in principe niet mogelijk, om iets aan de voorwaarden binnen de overeenkomst te veranderen.
Logische componenten en blockchain governance
Deze vier logische componenten van een blockchainnetwerk gaan dus op een zeer geavanceerde wijze een wisselwerking met elkaar aan. De wijze waarop die wisselwerking vervolgens plaatsvindt verschilt per blockchain. Menselijke gebruikers kunnen aan de blockchain deelnemen door het installeren van een app. Een zeer ingewikkeld element van decentraal gedistribueerde netwerken is de zogenaamde “blockchain governance”, die betrekking heeft op het hele beslissingsproces binnen de blockchain. Blockchain governance bepaalt hoe en wanneer bepaalde processen moeten worden uitgevoerd, maar ook wie binnen het netwerk bepaalde bevoegdheden heeft.
Verzamelen van fondsen
Wanneer een blockchainproject moet worden gefinancierd dan regelt de governance onder andere hoe de fondsen moeten worden verzameld, waar de fondsen precies vandaan moeten komen en hoeveel er precies nodig is voor het opzetten van een project. Ook regelt blockchain governance wie de fondsen mag spenderen en waarvoor de tegoeden precies moeten worden gebruikt.
Op de hoogte blijven van de ontwikkelingen op het gebied van blockchaintechnologie? Meld je dan nu aan voor de blogpost!
Laat een reactie achter