Blockchain Flashcards

Blockchain, ook wel bekend als een keten van blokken, is een technologie die wordt gebruikt voor het opslaan en overdragen van informatie op een gedecentraliseerde en veilige manier. Gegevens worden opgeslagen in opeenvolgende informatblokken, die chronologisch zijn gerangschikt en met behulp van cryptografie zijn gekoppeld. Elk blok bevat een digitale hash van het vorige blok, waardoor er een keten ontstaat, vandaar de naam blockchain.

De belangrijkste kenmerken van blockchain zijn:

1. **Decentralisatie:** In tegenstelling tot traditionele databases, die worden opgeslagen en beheerd door één enkele instelling, verdeelt blockchain zijn gegevens over vele onafhankelijke nodes (computers), wat de beveiliging verbetert en het risico op manipulatie of controle door één enkele actor vermindert.

2. **Transparantie:** Hoewel gebruikers anonieme of pseudonieme adressen kunnen hebben, zijn alle transacties die op de blockchain zijn geregistreerd openbaar beschikbaar en kunnen door iedereen worden bekeken. Dit vergroot het vertrouwen en maakt gemeenschapscontroles mogelijk.

3. **Onveranderlijkheid:** Zodra informatie op de blockchain is geregistreerd, kan deze niet worden gewijzigd of verwijderd zonder een prohibitief hoge rekeninspanning en de instemming van de meerderheid. Dit is cruciaal voor het behoud van de gegevensintegriteit.

4. **Consensus:** In de meeste blockchains vereist het toevoegen van een nieuw blok de acceptatie van de meerderheid van de nodes in het netwerk. Er zijn verschillende consensusmechanismen zoals Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS), die zorgen voor overeenstemming over de staat van het netwerk en toegevoegde informatie.

5. **Programmeerbaarheid:** Sommige blockchains, zoals Ethereum, maken de creatie van gedecentraliseerde applicaties (dApps) en slimme contracten mogelijk, die automatisch specifieke acties uitvoeren wanneer aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan. Dit opent mogelijkheden voor automatisering en nieuwe bedrijfsmodellen.

Blockchaintechnologie heeft toepassingen in veel sectoren, van financiën en verzekeringen tot logistiek, gezondheidszorg, recht en overheidsadministratie, en biedt transparantie, veiligheid en efficiëntie waar deze het meest nodig zijn.

Blockchain, wat een keten van blokken is, bestaat uit verschillende structurele data-elementen die samenwerken om de veiligheid, onveranderlijkheid en distributie van gegevens te waarborgen. Hieronder staan de belangrijkste structurele data-elementen in een blockchain:

1. **Blok**: De basiseenheid van de blockchain-structuur die een set transacties bevat. Elk blok heeft een unieke header en body. De header bevat metadata over het blok, zoals de eigen hash, de hash van het vorige blok (die de keten van blokken creëert), de timestamp (tijdstempel), de nonce (een nummer dat slechts eenmaal wordt gebruikt in het proof of work-algoritme) en het target (dat de moeilijkheidsgraad van de taak in proof of work bepaalt).

2. **Transactie**: Vertegenwoordigt de waardeoverdracht tussen adressen in het blockchain-netwerk. Elke transactie bevat informatie zoals het adres van de afzender, het adres van de ontvanger, het bedrag van de overgemaakte fondsen, de transactiekosten en de digitale handtekening van de afzender die de authenticiteit van de transactie bevestigt.

3. **Blockchain**: Een voortdurende chronologische keten van blokken met transacties. Elk blok is gekoppeld aan het vorige blok door een hash, waardoor een continue, onveranderlijke geschiedenis van alle transacties in het netwerk wordt gecreëerd.

4. **Consensus**: Een set regels en mechanismen die alle netwerkdeelnemers toestaat om overeenstemming te bereiken over een enkel, gemeenschappelijk toestand van de blockchain. De meest populaire methoden om consensus te bereiken zijn Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS).

5. **Adres**: Een unieke identificator die het mogelijk maakt om transacties te ontvangen en te verzenden in de blockchain. Adressen functioneren vergelijkbaar met bankrekeningen in het traditionele financiële systeem.

6. **Cryptografie**: Asymmetrische cryptografie wordt gebruikt om digitale handtekeningen te creëren die de authenticiteit en integriteit van transactiegegevens in de blockchain bevestigen. De publieke sleutel is openbaar beschikbaar, terwijl de private sleutel geheim wordt gehouden door de eigenaar van het adres.

Al deze elementen samen creëren een veilige en betrouwbare datastructuur die moeilijk te wijzigen, manipuleren of vervalsen is vanwege de gedistribueerde aard van het netwerk en cryptografische mechanismen.

Een hash-functie in een blockchain is een cruciaal element van blockchain-technologie, dat zorgt voor gegevensintegriteit en -beveiliging. Deze functies transformeren willekeurig grote datasets in korte, vaste lengte, unieke tekenreeksen die bekend staan als hash-digesten. Ongeacht de grootte van de invoergegevens, de hash-uitvoer zal altijd dezelfde lengte hebben.

Hash-functies hebben verschillende belangrijke eigenschappen voor blockchain:
1. **Determinisme** - dezelfde invoergegevens zullen altijd dezelfde hash genereren.
2. **Onomkeerbaarheid** - het is onmogelijk om de originele invoergegevens uit de hash terug te halen.
3. **Efficiëntie** - de functie kan snel een hash genereren uit de gegevens.
4. **Botsbestendigheid** - het is praktisch onmogelijk om twee verschillende invoeren te vinden die dezelfde hash genereren.

In een blockchain zorgt de hash voor een veilige en efficiënte koppeling van blokken in de keten omdat elk blok de hash van het vorige blok bevat, waardoor onveranderlijkheid wordt verzekerd en bescherming tegen knoeien wordt geboden. Hier is een voorbeeld van hoe een hash-functie eruit zou kunnen zien in JavaScript, met behulp van het SHA-256-algoritme uit de 'crypto' bibliotheek:

Als iemand probeert de gegevens in een blok te veranderen, zal de hash van dat blok ook veranderen, wat een mismatch veroorzaakt met de andere blokken in de keten. Dit is gemakkelijk te detecteren en voorkomt vervalsing van de transactiegeschiedenis.

Het Genesisblok, ook wel bekend als Blok 0, is het eerste blok in elke blockchain. In het geval van Bitcoin werd het Genesisblok gecreëerd door Bitcoin's bedenker, Satoshi Nakamoto, op 3 januari 2009. Het bevat een enkele transactie, genaamd een coinbase-transactie, die de eerste 50 bitcoins toekent aan een adres dat toebehoort aan Satoshi Nakamoto. Het bericht ingebed in het Genesisblok heeft ook symbolische en politieke betekenis: "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks," wat kan worden geïnterpreteerd als informatie over een mogelijke financiële redding voor banken, en dient als kritiek op het hedendaagse financiële systeem en introduceert een van de kernelementen van Bitcoin's ideologie – de noodzaak van decentralisatie.

Het Genesisblok legt de basis voor de rest van de blockchain. Elk volgend blok in het netwerk verwijst naar het vorige blok, waardoor een ononderbroken, chronologische keten ontstaat. Dit betekent dat het wijzigen van het Genesisblok zou vereisen dat de hele volgende keten wordt aangepast, wat de veiligheid en onveranderlijkheid van de blockchain waarborgt.

Het Genesisblok is niet alleen belangrijk vanuit technisch perspectief, maar ook als symbool van het begin van een nieuw tijdperk van digitale valuta en decentralisatie.