מה זה בלוקצ'יין? איך זה עובד, צעד אחר צעד

בלוקצ'יין (Blockchain, "שרשרת בלוקים") הוא ספר חשבונות דיגיטלי שעותק זהה שלו שמור באלפי מחשבים ברחבי העולם. כל רשומה חדשה נכנסת ל"בלוק", וכל בלוק נעול מתמטית לבלוק שלפניו. מכיוון שאין עותק מרכזי אחד ואין גורם אחד שמנהל אותו, אי אפשר לשנות רשומה ישנה בלי שכל הרשת תבחין בכך.

זו התשתית שעליה פועלים ביטקוין, את'ריום ורוב עולם הקריפטו. כדי להבין כל אחד מהם, כדאי להתחיל כאן.

איזו בעיה בלוקצ'יין פותר?

נניח שדנה מעבירה לאבי 100 שקלים בהעברה בנקאית. בפועל לא עובר שום דבר פיזי: הבנק מוריד 100 מהרישום של דנה ומוסיף 100 לרישום של אבי. שניהם סומכים על הבנק שינהל את ספר החשבונות נכון.

בעולם הדיגיטלי, בלי מנהל מרכזי כזה, יש בעיה מוכרת שנקראת "הוצאה כפולה" (Double Spending). קובץ דיגיטלי אפשר להעתיק, ולכן מה ימנע ממישהו "לשלם" באותו מטבע דיגיטלי פעמיים?

בלוקצ'יין פותר את הבעיה בלי בנק. במקום שגורם אחד ינהל את הרישום, כל המשתתפים מחזיקים את אותו רישום ומסכימים יחד מה נכנס אליו.

איך בלוקצ'יין עובד, שלב אחר שלב

פעולה נשלחת לרשת. למשל: "כתובת A מעבירה 0.1 ביטקוין לכתובת B". הפעולה חתומה דיגיטלית במפתח הפרטי של השולח, וכך מוכח שהוא אכן בעל הכסף.
המחשבים ברשת בודקים אותה. כל מחשב שמשתתף ברשת (נקרא צומת, Node) מוודא שהחתימה תקינה ושלשולח באמת יש את הסכום.
פעולות מקובצות לבלוק. פעולות תקינות נאספות יחד לבלוק חדש.
הרשת מסכימה על הבלוק. באמצעות מנגנון קונצנזוס (הסבר בהמשך) נבחר מי מוסיף את הבלוק הבא, וכל השאר מאמתים שהוא תקין.
הבלוק ננעל לשרשרת. לכל בלוק יש "טביעת אצבע" דיגיטלית, גיבוב (Hash), שמחושבת מהתוכן שלו ומטביעת האצבע של הבלוק הקודם. כך נוצרת שרשרת.

למה אי אפשר לשנות את העבר?

גיבוב הוא פונקציה מתמטית עם תכונה פשוטה: שינוי של תו אחד בתוכן משנה את התוצאה לגמרי. אם מישהו ינסה לשנות פעולה בבלוק ישן, טביעת האצבע של הבלוק תשתנה. מכיוון שהבלוק הבא מחזיק את טביעת האצבע הישנה, גם הוא ייפסל, וכך כל השרשרת שאחריו.

כדי לזייף, התוקף יצטרך לחשב מחדש את כל הבלוקים מאותה נקודה ולשכנע את רוב הרשת לקבל את הגרסה שלו. ברשת גדולה זה דורש כוח מחשוב או הון בהיקף שהופך את המתקפה ללא משתלמת.

מנגנוני קונצנזוס: איך אלפי מחשבים מסכימים?

מנגנון	איך זה עובד	דוגמה
הוכחת עבודה (Proof of Work)	"כורים" מתחרים בפתרון חידה חישובית. מי שפותר ראשון מוסיף את הבלוק ומקבל תגמול. האבטחה נשענת על עלות החשמל והחומרה.	ביטקוין
הוכחת השקעה (Proof of Stake)	"מאמתים" נועלים מטבעות כפיקדון. מי שנבחר מוסיף בלוק. מי שמרמה מאבד חלק מהפיקדון. צורך מעט מאוד אנרגיה.	את'ריום (מאז 2022)

שני המנגנונים פותרים את אותה שאלה: איך להקשות על רמאות עד כדי כך שיהיה משתלם יותר לשחק לפי הכללים.

בלוקצ'יין ציבורי מול בלוקצ'יין פרטי

ציבורי (Public): כל אחד יכול להצטרף, לקרוא את הרישום ולהשתתף באימות. ביטקוין ואת'ריום הם דוגמאות. השקיפות מלאה, אבל הקצב איטי יותר.
פרטי או מוגבל הרשאות (Permissioned): רק גופים מאושרים משתתפים. בנקים ותאגידים משתמשים בגרסאות כאלה לרישום פנימי. הם מהירים יותר, אבל חלק גדול מהיתרון של ביזור הולך לאיבוד.

לאילו שימושים בלוקצ'יין מתאים?

בלוקצ'יין שימושי במיוחד כשכמה גורמים שלא סומכים זה על זה צריכים רישום משותף שאף אחד מהם לא שולט בו לבדו:

כסף דיגיטלי כמו ביטקוין: העברת ערך בלי בנק.
חוזים חכמים: תוכנות שמבצעות הסכם באופן אוטומטי. זה הבסיס של את'ריום ושל DeFi.
מעקב שרשרת אספקה: תיעוד מקור של מוצרים לאורך הדרך.
רישום בעלות על נכסים דיגיטליים.

המגבלות: מתי בלוקצ'יין הוא לא הפתרון

בלוקצ'יין אינו פתרון קסם, ובמקרים רבים מסד נתונים רגיל עדיף:

מהירות ועלות. רשת מבוזרת איטית ויקרה יותר משרת מרכזי, כי אלפי מחשבים מעבדים כל פעולה.
"זבל נכנס, זבל יוצא". בלוקצ'יין מבטיח שהרישום לא ישתנה, לא שהוא נכון. אם הוזן מידע שגוי מהעולם האמיתי, הוא יישמר בצורה מושלמת. זה נקרא בעיית האורקל.
אין "בטל פעולה". טעות בהעברה, או מפתח פרטי שאבד, הם בדרך כלל סופיים.
אם יש גורם אחד שכולם ממילא סומכים עליו, אין צורך בבלוקצ'יין.

שאלות נפוצות

האם בלוקצ'יין וביטקוין זה אותו דבר?

לא. בלוקצ'יין היא הטכנולוגיה. ביטקוין הוא היישום הראשון שלה, מטבע דיגיטלי שפועל על בלוקצ'יין משלו. יש היום אלפי רשתות בלוקצ'יין אחרות.

האם אפשר לפרוץ בלוקצ'יין?

את הבלוקצ'יין של רשת גדולה כמו ביטקוין מעולם לא הצליחו לשכתב. פריצות שמופיעות בחדשות כמעט תמיד נוגעות לשכבות שמסביב: בורסות, ארנקים, או באגים בחוזים חכמים.

האם המידע בבלוקצ'יין חסוי?

בבלוקצ'יין ציבורי, להפך: כל הפעולות גלויות לכולם. הן מקושרות לכתובות ולא לשמות, אבל אפשר לעיתים לזהות מי עומד מאחורי כתובת. זו פרטיות חלקית, לא אנונימיות.

צריך להבין מתמטיקה כדי להשתמש בבלוקצ'יין?

לא. כמו שלא צריך להבין פרוטוקולי תקשורת כדי לשלוח מייל. מה שכן חשוב להבין הוא את העקרונות: מי שולט במה, ומה אי אפשר לבטל.

להמשך קריאה: מה זה ביטקוין · מילון המונחים · מקור מומלץ: סקירת טכנולוגיית הבלוקצ'יין של NIST (באנגלית)