Een beginnersgids voor blockchaintechnologie: wat het is en hoe het werkt

Blockchain technologie is de afgelopen jaren een modewoord geworden, maar wat is het precies? Blockchains zijn vooral bekend om hun cruciale rol bij het bijhouden van een veilig en gedecentraliseerd register van transacties in cryptovalutasystemen.

Zelfs als je niet bekend bent met blockchain of blockchaintechnologie, heb je het waarschijnlijk wel eens horen noemen in alledaagse gesprekken over cryptovaluta. Volgens onderzoek van McKinsey kan tegen 2027 tot 10% van het wereldwijde bbp gekoppeld zijn aan transacties die door blockchain mogelijk worden gemaakt. Dit wijst op aanzienlijk onbenut potentieel voor blockchain en de mogelijkheid van steeds bredere adoptie in de loop van de tijd.

Ondanks de groeiende populariteit begrijpen niet veel mensen echt het hele idee achter blockchaintechnologie. Is het slechts hype? Zal de hype eromheen uitdoven, of kunnen bedrijven blockchain echt benutten om waarde te creëren? Hoe drijft het crypto precies aan? Lees verder om het te ontdekken.

Wat is blockchaintechnologie?

Een blockchain is een digitaal grootboek dat cryptotransacties registreert en bevestigt via een netwerk van computers. Wanneer je cryptovaluta koopt, verkoopt of omwisselt, verzamelt en bewaart de blockchain deze informatie veilig. In wezen is het een keten van continu groeiende blokken, waarbij elk blok een lijst met versleutelde transacties bevat.

Laten we een eenvoudige analogie gebruiken om het duidelijk te maken. Stel je voor dat je een boek hebt waarin je transacties noteert. Telkens als je een transactie doet, wordt het boek bijgewerkt. Stel je nu voor dat dit boek tegelijkertijd aan meerdere anderen beschikbaar wordt gesteld.

Dat is het basisidee van blockchaintechnologie – een digitaal grootboek dat over een netwerk wordt gedeeld. Telkens als iemand een transactie doet, wordt die in dit gedeelde grootboek vastgelegd.

In tegenstelling tot traditionele financiële systemen worden de gegevens die door blockchaintechnologie worden verwerkt bewaard in een gedecentraliseerd netwerk, vrij van toezicht of controle door de overheid of andere derden. Omdat iedereen op het netwerk de invoer van anderen kan inzien, kan niemand het netwerk manipuleren of er als enige controle over hebben.

Elk blok in een blockchain is versleuteld voor de veiligheid en gekoppeld aan het vorige blok, waardoor een keten van transacties ontstaat – vandaar de term “blockchain.” Deze structuur zorgt ervoor dat gegevens op de blockchain niet kunnen worden verwijderd of gewijzigd zonder de consensus van het hele netwerk, wat een transparant, robuust en manipulatiebestendig systeem voor gegevensuitwisseling oplevert.

Naast het voor de hand liggende gebruik als medium voor cryptogerelateerde transacties heeft deze opkomende technologie nog tal van andere toepassingsmogelijkheden. Maar laten we eerst kort de belangrijkste kenmerken van blockchaintechnologie op een rij zetten.

Belangrijkste kenmerken van blockchaintechnologie 

Hier zijn enkele onderscheidende kenmerken:

decentralisatie

Dit is een van de kenmerken van blockchaintechnologie. In tegenstelling tot traditionele databases die door een centrale autoriteit worden beheerd, is blockchaintechnologie gedecentraliseerd. Geen enkele organisatie of computer kan de keten controleren.

Elke netwerkdeelnemer heeft een kopie van het grootboek, wat transparantie en veiligheid garandeert. Dit gedecentraliseerde karakter maakt tussenpersonen overbodig en verkleint het risico op centrale single points of failure.

Onveranderlijkheid

Zodra een transactie in de blockchain is ingevoerd en het blok aan de keten is toegevoegd, is het uiterst moeilijk om die te wijzigen. Deze onveranderlijkheid beschermt de gegevens tegen manipulatie en fraude en zorgt voor permanentie.

Transparantie

Publieke blockchains zijn volledig transparant, zodat iedereen de wijzigingen in het grootboek kan bekijken. Deze transparantie schept vertrouwen onder gebruikers, omdat alle transacties zichtbaar en verifieerbaar zijn zodra ze aan de blockchain zijn toegevoegd.

Beveiliging

Blockchain gebruikt diverse cryptografische technieken om de gegevens in het grootboek te beveiligen. Deze technieken beschermen de gegevens tegen onbevoegde toegang en wijzigingen, zodat transacties veilig en betrouwbaar zijn.

Consensusmodellen

Om overeenstemming te bereiken over de geldigheid van transacties gebruikt blockchain consensusmodellen zoals Proof of Work (PoW) of Proof of Stake (PoS). Deze modellen zorgen ervoor dat alle deelnemers in het netwerk het eens zijn over de staat van het grootboek, waarmee de integriteit en consistentie van de blockchain behouden blijven.

Soorten blockchain

Blockchain is in de loop der jaren sterk geëvolueerd, wat heeft geleid tot verschillende typen op basis van uiteenlopende kenmerken. Hier zijn enkele belangrijke typen:

Publieke blockchain

Publieke blockchains zijn open, gedecentraliseerde netwerken waar iedereen zonder toestemming aan kan deelnemen en gegevens kan lezen en schrijven. Voorbeelden zijn Bitcoin en Ethereum. Gebruikers gebruiken het consensusmechanisme om het netwerk bij te werken en houden een kopie van het grootboek bij op hun nodes.

Private blockchain

Private blockchains zijn daarentegen permissioned netwerken waarbij toegang en deelname beperkt zijn tot specifieke entiteiten of deelnemers. Ze worden vaak gebruikt in zakelijke omgevingen om de privacy en controle over gegevens te vergroten.

Getokeniseerde blockchain

Dit is de standaard blockchain, waarbij digitale tokens worden uitgegeven en beheerd die activa of gebruiksmogelijkheden op het netwerk vertegenwoordigen. Deze tokens kunnen worden verhandeld, omgewisseld of voor specifieke doeleinden binnen het blockchain-ecosysteem worden gebruikt.

Tokenloze blockchain

Sommige blockchains werken zonder eigen tokens en richten zich uitsluitend op het registreren en valideren van transacties of gegevens. Ze kunnen worden gebruikt voor specifieke toepassingen waar tokens niet nodig zijn.

Gedistribueerde blockchain

Gedistribueerde blockchains hebben meerdere nodes of computers die deelnemen aan het netwerk, die elk een kopie van het volledige blockchaingrootboek bijhouden.

Hybride blockchain

Hybride blockchains combineren elementen van zowel publieke als private blockchains, wat flexibiliteit biedt op het gebied van toegankelijkheid, controle en schaalbaarheid. Ze worden vaak gebruikt in scenario’s waarin bepaalde gegevens privé moeten blijven maar toch profiteren van de veiligheid en transparantie van een publieke blockchain.

Hoe werkt blockchaintechnologie?

Blockchaintechnologie bestaat uit een reeks blokken die aan elkaar zijn geketend en versleuteld voor de veiligheid. Elk blok bevat een aantal transacties, en elke transactie in de blockchain wordt geauthenticeerd door de digitale handtekening van de eigenaar, waardoor die tegen manipulatie wordt beschermd. Meestal gebeurt het grootste deel van deze processen op de achtergrond en ziet de persoon die de transactie start dit niet.

Zodra gegevens in een blok zijn vastgelegd, kunnen ze niet worden gewijzigd zonder alle volgende blokken te wijzigen, wat consensus van de meerderheid van het netwerk vereist. Laten we kijken hoe dit allemaal verloopt:

Transactie starten

Transacties in een blockchain worden gestart door gebruikers die digitale activa (zoals cryptovaluta) willen overdragen of smart contracts willen uitvoeren. Een gebruiker kan bijvoorbeeld besluiten crypto naar een andere gebruiker te sturen. Daarvoor moet hij het adres van de ontvanger opgeven, het over te maken bedrag en mogelijk een transactievergoeding betalen, ook wel een gasvergoeding genoemd.

Uitzenden

Blockchain werkt op een peer-to-peer-netwerk van onderling verbonden computers, nodes genoemd. Dat zijn in feite de verschillende personen die bijdragen aan het netwerk. Nodes op het netwerk voeren verschillende functies uit afhankelijk van hun rol in het netwerk.

Zodra een transactie is aangemaakt en ondertekend, wordt die naar deze nodes uitgezonden. Zij valideren vervolgens de status van de gebruiker en de legitimiteit van de transactie om te bepalen of die in de blockchain moet worden opgenomen via een zogeheten “consensusmechanisme.” Zo verloopt dit proces doorgaans:

Transacties ontvangen

• Uitzenden: Zodra de gebruiker een transactie aanmaakt en ondertekent, wordt die naar het blockchainnetwerk uitgezonden. Nodes die de uitgezonden transactie ontvangen, beginnen met het validatieproces.
• Transactiepool: Elke node houdt doorgaans een pool van onbevestigde transacties bij, vaak de mempool genoemd. Nieuwe transacties worden aan deze pool toegevoegd voor validatie.

Validatiecontroles

Om de veiligheid en integriteit van transacties op de blockchain te garanderen, voeren de nodes in het netwerk verschillende validatiecontroles uit:

Verificatie van digitale handtekening

Wanneer een gebruiker een transactie start, gebruikt de walletsoftware de private key van de gebruiker om die te ondertekenen. Deze digitale handtekening dient als bewijs dat de eigenaar van de private key de transactie heeft goedgekeurd. Nodes controleren vervolgens de digitale handtekening met de public key van de afzender om de echtheid van de transactie te bevestigen.

Controle op dubbel uitgeven

Nodes zorgen ervoor dat de inputs (eerdere transactie-outputs die worden uitgegeven) niet al in een andere transactie zijn uitgegeven. Dit voorkomt dat dezelfde digitale valuta meer dan eens wordt uitgegeven en behoudt de integriteit van de transactiegeschiedenis.

Voldoende saldo

Ze bevestigen ook dat het adres van de afzender genoeg geld heeft om het transactiebedrag en eventuele kosten te dekken.

Transactiestructuur

Ze controleren of de transactie het juiste formaat en de protocolregels volgt. Dat omvat het controleren van de juiste gegevensvelden, inputs en outputs om te garanderen dat de transactie geldig is.

Transactiekosten

Tot slot controleren ze of de transactie passende vergoedingen bevat om miners te stimuleren die in een blok op te nemen. Voldoende transactiekosten zorgen ervoor dat transacties snel worden verwerkt.

Blokcreatie

Zodra de transacties door nodes zijn gevalideerd en in de mempool zijn geplaatst, kunnen ze worden gegroepeerd in een blok en aan de blockchain worden toegevoegd. Op dit punt worden ongeldige transacties ook verworpen. Het groeperen van deze transacties in een blok omvat verschillende stappen die we hieronder hebben uitgelicht:

Transactiepool

De gevalideerde transacties worden in een pool verzameld, zodat ze in het volgende blok kunnen worden opgenomen.

Blokcreatie

Miners (nodes die complexe wiskundige problemen oplossen om nieuwe blokken toe te voegen) selecteren een set gevalideerde transacties uit de transactiepool en organiseren ze in een blok. Dit blok bevat een header met belangrijke informatie, zoals de hash van het vorige blok, een tijdstempel en een nonce (een willekeurig getal dat bij het minen wordt gebruikt).

Proof of Work (PoW)/Proof of Stake (PoS)

In blockchainnetwerken zoals Bitcoin strijden miners om een moeilijke wiskundige puzzel op te lossen op basis van de gegevens van het blok. Dit proces, bekend als Proof of Work, vereist veel rekenkracht. De eerste miner die de puzzel oplost, mag het nieuwe blok aan de blockchain toevoegen en wordt beloond met nieuw gemunte cryptovaluta.

Bij proof of stake worden de validators daarentegen geselecteerd om een nieuw blok te maken op basis van hun inzet in het netwerk. De geselecteerde validator maakt het nieuwe blok en verspreidt het zonder uitgebreide berekeningen.

Blokverificatie en verspreiding

Zodra een nieuw blok is gemaakt, via minen (Proof of Work) of validatie (Proof of Stake), wordt het nieuwe blok naar het hele netwerk uitgezonden. Andere nodes in het netwerk controleren de geldigheid van het blok door de proof of work en de juistheid van de transacties te controleren en na te gaan of het de protocolregels volgt.

Ketenupdate

Na verificatie wordt het nieuwe blok aan de blockchain toegevoegd en wordt het de nieuwste schakel in de doorlopende keten van blokken. Deze update wordt over het netwerk verspreid, zodat alle nodes de meest recente versie van de blockchain hebben.

Voordelen van blockchain

Blockchaintechnologie biedt verschillende belangrijke voordelen die het in uiteenlopende sectoren tot een krachtig hulpmiddel maken:

Betere beveiliging

Blockchain biedt een hoog beveiligingsniveau dankzij het gedecentraliseerde karakter en cryptografische algoritmen. Het gedecentraliseerde karakter van blockchain betekent dat er geen single point of failure is, wat de beveiliging tegen mogelijke hacks verbetert.

De cryptografische hashes zorgen ervoor dat elke transactie wordt versleuteld en aan de vorige wordt gekoppeld, waardoor het voor hackers uiterst moeilijk is informatie te wijzigen. Omdat blockchain niet kan worden gemanipuleerd of gewijzigd, kunnen deelnemers ook vertrouwen op de gegevens die hun worden getoond.

Dat is nog niet alles. Door het vertrouwelijke karakter worden gebruikers beschermd tegen identiteitsdiefstal, waardoor het een aantrekkelijk alternatief is voor zowel bedrijven als consumenten.

decentralisatie

Zoals we in dit bericht hebben benadrukt, is decentralisatie een kernvoordeel van blockchain. Deze structuur verkleint de behoefte aan tussenpersonen, waardoor de transactiekosten dalen, de transactie-efficiëntie toeneemt en de kans op fraude verdwijnt.

Lagere nalevingskosten

Blockchaintechnologie stroomlijnt transacties door tussenpersonen zoals banken en betalingsverwerkers overbodig te maken, waardoor de bijbehorende kosten aanzienlijk dalen. Laten we dit uitsplitsen.

Banken en traditionele instellingen vertrouwen vaak op “know your customer”-processen (KYC) om de identiteit van een klant te verifiëren en hem aan te melden. Het hele proces kost banken vaak wel 500 miljoen per jaar voor processen die niet eens worden bijgewerkt.

Met peer-to-peer-netwerken hebben we nu directe transacties tussen partijen, wat de betrokkenheid van derden minimaliseert en uiteindelijk de kosten verlaagt.

Kostenbesparing

Blockchaintechnologie kan de kosten voor bedrijven aanzienlijk verlagen, vooral voor bedrijven met transacties van hoge waarde en in grote aantallen, waar traditionele bank- en betalingsverwerkingskosten snel oplopen.

Een manier waarop blockchain kosten bespaart, is via lagere transactiekosten. Blockchainnetwerken hebben doorgaans veel lagere kosten dan traditionele financiële systemen. Cryptotransacties kunnen bijvoorbeeld worden verwerkt voor een fractie van de kosten van gewone bankoverschrijvingen of creditcardtransacties.

Een ander voordeel zijn lagere grensoverschrijdende kosten. Blockchain maakt internationale transacties mogelijk zonder de forse kosten en wisselkoersverliezen van traditionele bankoverschrijvingen, wat vooral nuttig is voor bedrijven die aan wereldhandel doen.

Daarnaast helpen de geautomatiseerde processen van blockchain, zoals smart contracts, de operationele kosten te verlagen. Deze contracten automatiseren en beveiligen transacties zonder handmatig toezicht. Zodra aan bepaalde voorwaarden is voldaan, kunnen smart contracts automatisch de volgende stappen in een transactieproces uitvoeren, wat de snelheid en efficiëntie van transacties sterk verhoogt.

Traceerbaarheid

De transparantie en het permanente transactieregister van blockchain maken het gemakkelijk activa te traceren. Dat is vooral waardevol in supply chain management, waar het volgen van de herkomst en reizen van producten cruciaal is. Walmart Canada gebruikte blockchain bijvoorbeeld om betalingsgeschillen met 70 externe vrachtvervoerders op te lossen, waardoor factuurverschillen daalden van 70% naar minder dan 1%. Deze verbetering zorgde voor tijdige betalingen en verhoogde de operationele efficiëntie.

Naast het oplossen van betalingsproblemen gebruikte Walmart blockchain om bredere uitdagingen in de toeleveringsketen aan te pakken. Door transactiegegevens vast te leggen op een blockchainnetwerk kunnen Walmart en zijn leveranciers goederen volgen van hun oorsprong tot in de winkelschappen.

Dit systeem zorgt ook voor traceerbaarheid van voedsel, waardoor Walmart en zijn klanten gemakkelijk gedetailleerde informatie kunnen opvragen over de herkomst van voedingsmiddelen – inclusief boerderijen, verwerkingsbedrijven en transportroutes.

Verwerking in realtime

Dankzij het gedecentraliseerde karakter kunnen bedrijven 24/7 in realtime transacties uitvoeren, de klok rond, zonder zich zorgen te hoeven maken over afsluittijden of de beperkingen van traditioneel bankieren.

In tegenstelling tot bankoverschrijvingen en betalingen, die doorgaans beperkt zijn tot kantooruren en vertraging kunnen oplopen door weekenden en feestdagen, kunnen blockchaintransacties op elk uur van de dag, elke dag van het jaar worden uitgevoerd en bevestigd, zodat transacties in feite continu kunnen worden verwerkt.

Innovatie

Blockchaintechnologie is de basis voor uiteenlopende innovatieve toepassingen, zoals gedecentraliseerde financiering (DeFi), non-fungible tokens (NFT’s) en meer. Deze nieuwe toepassingen scheppen kansen en veranderen sectoren.

Uitdagingen van blockchain

Ondanks het potentieel is de toekomst van blockchaintechnologie niet zonder zorgen. Enkele belangrijke overwegingen zijn:

Grote behoefte aan middelen

Blockchains vergen veel middelen, omdat elke node in het netwerk dezelfde taken uitvoert om consensus te bereiken. Deze herhaalde inspanning leidt tot hoog energieverbruik en hoge rekenkosten, vooral bij proof-of-work-systemen zoals Bitcoin.

Impact op het milieu

Naast het gebruik van middelen is er ook de milieu-impact van blockchainmining. Het aanzienlijke energieverbruik, vooral bij proof-of-work-mechanismen zoals Bitcoin, heeft zorgen over milieuduurzaamheid doen rijzen.

Onomkeerbaarheid van transacties

Hoewel de onveranderlijkheid van blockchaintransacties de veiligheid en het vertrouwen vergroot, betekent het ook dat transacties niet ongedaan kunnen worden gemaakt. Zelfs als beide partijen ermee instemmen een transactie terug te draaien, of als die per ongeluk of door fraude is gedaan, is er geen manier om haar om te keren.

Gebruikerservaring

Blockchaintechnologie kan voor niet-technische gebruikers ronduit complex en intimiderend zijn. Het verbeteren van de gebruikerservaring en het intuïtiever en toegankelijker maken van blockchaintoepassingen is cruciaal voor mainstream adoptie.

schaalbaarheid

Naarmate blockchainnetwerken groeien, ontstaan zorgen over schaalbaarheid. Huidige blockchainplatforms hebben moeite om grote aantallen transacties snel te verwerken, wat hun prestaties kan vertragen. Deze beperking kan een groot obstakel zijn voor breed gebruik, vooral voor toepassingen die veel transacties efficiënt moeten verwerken.

Interoperabiliteit

Verschillende blockchainplatforms werken vaak geïsoleerd van elkaar, waardoor het moeilijk is dat ze met elkaar communiceren en samenwerken. Interoperabiliteit tussen deze afzonderlijke blockchainnetwerken is cruciaal om het potentieel van gedecentraliseerde applicaties en ecosystemen volledig te benutten.

Beveiligingsuitdaging

Hoewel blockchain vaak wordt geroemd omdat het problemen zoals oplichting en piraterij kan wegnemen, is het niet onfeilbaar. De technologie is weliswaar veilig, maar de effectiviteit ervan hangt af van de eerlijkheid van de gebruikers en de juistheid van de ingevoerde gegevens. In 2022 stalen hackers bijvoorbeeld meer dan $600 miljoen van het Ronin-netwerk door de controle te nemen over meer dan de helft van de nodes van het netwerk. Moeilijk om te doen? Uiterst! Maar zeker niet onmogelijk.

Toepassingen en gebruiksmogelijkheden van blockchaintechnologie

Naast Bitcoin gebruiken andere cryptovaluta zoals Ethereum en Solana blockchaintechnologie om unieke functies te bieden, zoals smart contracts en gedecentraliseerde applicaties (DApps). De blockchain van Ethereum ondersteunt meer dan alleen transacties; het maakt smart contracts en gedecentraliseerde applicaties (DApps) mogelijk die worden aangedreven door de cryptovaluta Ether.

Solana, bekend om zijn schaalbaarheid, gebruikt blockchain om snelle transactiesnelheden te bereiken, waardoor het populair is op de cryptomarkt. Naast het faciliteren van cryptotransacties heeft blockchaintechnologie nog veel meer toepassingen. Laten we er een paar bekijken:

De rol van blockchain bij het beveiligen van transacties

Blockchaintechnologie verhoogt de beveiliging met 100% door een manipulatiebestendig register van elke online transactie te creëren. Dit beveiligingsniveau is cruciaal voor het opbouwen van vertrouwen in digitale transacties, waar het risico op hacking en datalekken een constante bedreiging is.

Bovendien kunnen alle netwerkdeelnemers dankzij de geboden transparantie transacties zelfstandig verifiëren en controleren, wat de gegevensintegriteit waarborgt.

Bankieren

Voor banken verbetert blockchain het proces van valutahandel, betalingsverwerking en het veiligstellen van leningen. Het stroomlijnt ook hun processen door snellere, veiligere transacties mogelijk te maken. Als enige bron van waarheid volgt het elke transactie, waarborgt het onveranderlijkheid en beschermt het tegen fraude. Dat leidt tot snellere afwikkelingstijden en biedt een ingebouwde monitor voor witwassen. 

Logistiek

Blockchain wordt in de logistiek vaak ingezet als track-and-trace-tool om de beweging van goederen door de toeleveringsketen te volgen. Zo hebben gebruikers realtime informatie over hun zendingen van begin tot levering.

Het op blockchain gebaseerde platform van IBM heeft het bijvoorbeeld mogelijk gemaakt de wereldwijde handelslogistiek te digitaliseren en te vereenvoudigen. Belanghebbenden op het platform kunnen de status van zendingen volgen, documentatie beheren en zorgen voor naleving van wettelijke vereisten.

Gezondheidszorg

Blockchain wordt in de gezondheidszorg vooral gebruikt om patiëntgegevens veilig op te slaan, de privacy van gegevens te waarborgen en datalekken te voorkomen. Dat is logisch, want tussen juli 2021 en juni 2022 werden ongeveer 692 grote datalekken in de gezondheidszorg gemeld. De daders stalen bankgegevens, creditcardgegevens en gezondheids- en genomische testgegevens.

Smart contracts worden ook gebruikt om taken te stroomlijnen en te automatiseren, zoals medicatiemonitoring, verwerking van verzekeringsclaims, het delen van medische informatie tussen zorgverleners, het verminderen van fraude bij medische facturatie en het verbeteren van de tracking van geneesmiddelen door de toeleveringsketen.

Conclusie

Blockchains worden een steeds belangrijker onderdeel van ons leven. Naarmate blockchaintechnologie verder volwassen wordt en breed wordt toegepast, wijst de integratie in uiteenlopende sectoren op potentieel voor innovatie in verschillende domeinen. Zoals bij elke opkomende technologie ontvouwen de mogelijkheden en het volledige potentieel zich nog. Toch is het duidelijk dat blockchain blijft.

Zypto biedt een reeks diensten voor bedrijven die blockchaintechnologie soepel in hun activiteiten willen integreren. Bezoek vandaag nog onze website om te ontdekken hoe de oplossingen van Zypto je bedrijf kunnen transformeren in het blockchaintijdperk.