Lohkoketju on Bitcoinin tietokanta. Lohkoketjun ylläpidosta vastaavat Bitcoin-verkot louhijat. Lohkoketjuun tallennetaan kaikki Bitcoin-verkon transaktiodata. Lohkoketjun suurin hyöty on desentralisaatio ja tiedon muuttumattomuus
Mikä on Bitcoinin lohkoketju?
Lohkoketju on Bitcoinin tietokanta. Bitcoinin lohkoketjussa on jokainen transaktio koko sen historian ajalta. Lohkoketju on tallennettuna hajautetusti kymmenille tuhansille palvelimille ympäri maailmaa. Kaikilla Bitcoin-verkoin palvelimilla on aina identtinen kopio lohkoketjusta.
Lohkoketju on yksi hajautetun tietokannan tyyppi. Hajautettu tietokanta on siis yläkäsite, jonka alla on useita erilaisia tietokantoja. Lohkoketju on yksi näistä. Jotkut kryptovaluutat käyttävät DAG:ta, joka on myös hajautettu tietokanta. Sen toiminta eroaa kuitenkin merkittävästi lohkoketjusta.
Sana lohkoketju on peräisin englanninkielisestä termistä blockchain. Nimi viittaa siihen, että lohkoketju muodostuu toisiinsa linkitetyistä lohkoista. Jokainen lohko (blokki) on oma tietovarastonsa, jolla on rajallinen koko.
Yhden lohkon koko on teoriassa yksi megatavu (1MB). Käytännössä dataa voidaan tallettaa neljä megatavua (4 MB) hyödyntämällä lohkolle varattua ns. header-dataa.
Bitcoinin lohkoketjun koko on tällä hetkellä hieman yli 610 gigatavua. Se kasvaa noin 80 gigatavua vuodessa. Lohkoketju sisältää yli 860.000 lohkoa. Bitcoinin lohkoketju käynnistyi 3.1.2009.
Louhijat rakentavat lohkoketjun
Lohkoketjun ylläpidosta vastaavat Bitcoin-verkot louhijat. Ne poimivat uudet Bitcoin-verkkoon lähetetyt transaktiot ja muodostavat niistä lohkon 10 minuutin välein. Vain yksi tuhansista eri louhijoista saa oikeuden luoda kerrallaan lohkon.
Louhijat ovat erikoisvalmisteisia tietokoneita, jotka maksavat tuhansia dollareita. Alla olevassa kuvassa on kiinalaisen Bitmainin valmistamia louhijoita.
Bitcoin-louhijat saavat lohkon luonnista itselleen palkkioksi bitcoineja. Näitä kutsutaan nimellä lohkopalkkiot. Jokaisen lohkon yhteydessä jaetaan tällä hetkellä 3,125 bitcoinia palkkioksi, eli kyse on sadoista tuhansista dollareista.
Lohkopalkkiot puolittuvat 210.000 lohkon eli noin neljän vuoden välein. Näitä tapahtumia kutsutaan nimellä Bitcoin halving. Palkkiot puoliintuvat, kunnes kaikki 21 miljoonaa bitcoinia on louhittu verkkoon. Tämä tapahtuu noin vuonna 2140.
Louhijat saavat myös kaikki lohkoon sisällytettyjen transaktioiden transaktiomaksut. Tästä johtuen ne järjestävät uudet transaktiot maksujen mukaan järjestykseen. Mitä enemmän maksat siirrosta, sitä nopeammin transaktiosi sisällytetään uuteen lohkoon.
Bitcoin-verkon node-palvelimet vahvistavat jokaisen uuden lohkon. Ne pitävät huolen siitä, etteivät louhijat voi tallettaa vääränlaista dataa lohkoketjuun. Kun nodet muodostavat konsensuksen uuden lohkon datasta, ne lisäävät uuden lohkon omaan tietokantaansa.
Näin kaikilla Bitcoin-verkon palvelinkoneilla on aina identtinen kopio lohkoketjusta.
Millaista dataa Bitcoinin lohkoketjuun tallennetaan?
Lohkoketjuun tallennetaan kaikki Bitcoin-verkon transaktiodata. Lohkoketjusta löytyvät siis kaikki Bitcoin-transaktiot sen ensimmäisestä päivästä lähtien.
Yhteen Bitcoin-lohkoon mahtuu pari tuhatta normaalia transaktiota. Jokainen transaktio sisältää tiedon lähettäjän ja vastaanottajan osoitteesta sekä lähetettyjen bitcoinien määrästä. Tästä summasta maksetaan myös louhijoille transaktiomaksu.
Näiden perustietojen lisäksi transaktioista tallennetaan erilaista oheistietoa, kuten hash ID. Hash ID on jokaisen Bitcoin-transaktion yksilöllinen tunniste. Sen avulla transaktion tietoja voidaan katsella Blockchain Explorer-sivustoilta.
Alla on kuva satunnaisesta Bitcoin-transaktiosta.
Jokaisella transaktiolla on tietyllä ajanhetkellä vahvistusten määrä. Yllä olevassa kuvassa näkyy esimerkiksi yksi vahvistus (1 confirmation). Vahvistusten määrä kertoo sen, miten monta lohkoa Bitcoinin lohkoketjuun on lisätty transaktion jälkeen.
Jos transaktiolla on 1 vahvistus, se on lohkoketjun uusimmassa lohkossa. Kaksi vahvistusta tarkoittaa sitä, että lohkoketjuun on lisätty jo uusi tämän jälkeen. Bitocin-lompakot ja pörssit näyttävät siirron vastaanotetuksi tyypillisesti 2–3 vahvistuksen jälkeen.
Mitä enemmän siirrolla on lohkoketjussa vahvistuksia, sitä vaikeampi sitä on manipuloida tai muuttaa.
Lohkoketjun hyödyt ja haitat?
Lohkoketjun suurin hyöty on desentralisaatio ja tiedon muuttumattomuus. Sen suurin haitta on Bitcoinin tapauksessa tehottomuus ja kapasiteetti.
Lohkoketjun suurin etu on sen toiminta hajautettuna tietokantana. Bitcoinin lohkoketju on tallennettu identtisenä kopiona kymmeniin tuhansiin tietokoneisiin ympäri maailmaa, joten lohkoketju on käytännössä mahdoton tuhota. Perinteinen tietokanta ei tähän taipuisi.
Bitcoinin lohkoketju on käytännössä myös mahdoton hakkeroida eli sen dataa ei voi manipuloida. Tämä johtuu Bitcoin-verkon valtavasta louhintatehosta. Sama ei pidä kuitenkaan paikkansa muiden kryptovaluuttojen kohdalla. Moni muu lohkoketju on joutunut ns. 51 % hyökkäyksen kohteeksi, eli sen dataa on saatu muokattua.
Bitcoin-lohkoketjun suurin rajoite on sen tehottomuus. Yli 600 gigatavun kokoisen tietokannan tallentaminen kymmenille tuhansille tietokoneille ympäri maailmaa ei ole missään nimessä optimaalista. Se on kuitenkin välttämätöntä, jotta hyötyihin päästään käsiksi.
Bitcoin-lohkoketjun kapasiteetti on myös hyvin rajallinen – alle 10 transaktiota per sekunti. On siis selvää, että Bitcoinin lohkoketju ei ole maailman tehokkain ja skaalautuvin ratkaisu. Se joutuu uhraamaan tehokkuutta ja skaalautuvuutta valtavien hyötyjen saamiseksi.
Markkinoilla on huomattavasti nopeampia ja tehokkaampia lohkoketjuja. Ne on toteutettu erilaisella teknologialla, mikä on tarkoittanut uhrauksia ennen kaikkea desentralisaatiossa.