Mikä on lohkoketju? Selkeä opas aloittelijalle

Lohkoketju on käsite, joka tulee vastaan lähes aina, kun puhutaan kryptovaluutoista, Bitcoinista tai Cardanosta.

Monelle se jää kuitenkin epämääräiseksi ja vaikeaselkoiseksi.

Tässä oppaassa selitämme yksinkertaisesti ja vaihe vaiheelta, mikä on lohkoketju, miten se toimii ja mihin lohkoketjuteknologiaa käytetään.

Lyhyt vastaus

Lohkoketju (englanniksi blockchain) on hajautettu tietokanta, johon tiedot tallennetaan peräkkäisinä ”lohkoina”. Lohkot on kytketty toisiinsa kryptografian avulla niin, että kerran tallennettua tietoa on käytännössä mahdotonta muuttaa jälkikäteen.

Käydään seuraavaksi läpi, mitä tämä oikeasti tarkoittaa.

Lohkoketju on ennen kaikkea tietokanta

Yksinkertaisimmillaan lohkoketju on tietokanta eli paikka, johon tallennetaan tietoa.

Tavallinen tietokanta – esimerkiksi pankin tilikirjanpito – sijaitsee yleensä yhden organisaation hallinnassa yhdellä tai muutamalla palvelimella. Kyseinen organisaatio päättää, mitä tietokantaan kirjataan.

Lohkoketju eroaa tästä kahdella tärkeällä tavalla:

1. Se on hajautettu.
Tietokannasta on samanaikaisesti lukuisia identtisiä kopioita eri tietokoneilla ympäri maailmaa. Näitä tietokoneita kutsutaan solmuiksi (englanniksi node).

2. Sitä ei hallitse yksittäinen taho.
Kukaan yksittäinen yritys tai henkilö ei omista tai kontrolloi koko lohkoketjua. Verkon osallistujat ylläpitävät sitä yhdessä sovittujen sääntöjen mukaan.

Koska jokaisella solmulla on oma kopionsa, kenenkään ei tarvitse luottaa yhteen keskitettyyn tahoon. Tietojen oikeellisuus voidaan tarkistaa monesta lähteestä.

Miksi nimi on ”lohko” + ”ketju”?

Nimi kuvaa hyvin sitä, miten tieto tallennetaan.

Tapahtumia ei kirjata yksitellen irrallisina riveinä, vaan ne niputetaan yhteen lohkoiksi (englanniksi block).

Kun lohko on valmis, se liitetään edellisen lohkon perään. Näin syntyy jatkuvasti kasvava ketju lohkoja aikajärjestyksessä – siitä nimi lohkoketju.

Ketjun ensimmäistä lohkoa kutsutaan genesis-lohkoksi.

Yksi lohko sisältää tyypillisesti:

Mikä on hash eli tiiviste? (Tärkein käsite)

Jotta ymmärtäisit, miksi lohkoketjua on niin vaikea väärentää, sinun kannattaa tuntea käsite hash eli tiiviste.

Hash on eräänlainen digitaalinen sormenjälki.

Kun tietoa syötetään matemaattiseen tiivistefunktioon, se tuottaa kiinteän mittaisen merkkijonon. Sama syöte antaa aina saman tuloksen.

Olennaista on tämä: jos syötettä muuttaa vaikka yhden merkin verran, tiiviste muuttuu täysin.

Jokaisella lohkolla on oma tiivisteensä. Ja tässä on koko idean ydin:

Jokainen lohko sisältää myös edellisen lohkon tiivisteen.

Näin lohkot kytkeytyvät toisiinsa ketjuksi. Kukin lohko ”lukitsee” edellisen paikalleen.

Miksi lohkoketjua on niin vaikea väärentää?

Kuvitellaan, että joku yrittää muuttaa jotain vanhaa tapahtumaa keskellä ketjua.

Tämä muutos muuttaisi kyseisen lohkon tiivisteen.

Koska seuraava lohko sisältää tuon vanhan tiivisteen, ketju katkeaisi – ja niin katkeaisivat kaikki sitä seuraavat lohkot.

Väärentäjän pitäisi siis laskea uudelleen kaikki muutetun lohkon jälkeiset lohkot.

Lisäksi hänen pitäisi tehdä tämä nopeammin kuin muu verkko tuottaa uusia lohkoja, ja saada muutos hyväksytyksi verkon enemmistössä – tuhansilla eri solmuilla samanaikaisesti.

Suurissa verkoissa tämä on käytännössä mahdotonta. Juuri siksi lohkoketjua kutsutaan usein muuttumattomaksi (englanniksi immutable).

Miten uusi lohko lisätään ketjuun? Konsensusmekanismi

Koska mikään keskitetty taho ei hyväksy lohkoja, verkon on jotenkin päästävä yhteisymmärrykseen siitä, mikä lohko lisätään seuraavaksi.

Tätä sopimismenetelmää kutsutaan konsensusmekanismiksi.

Kaksi yleisintä ovat Proof of Work ja Proof of Stake.

Proof of Work (PoW) – ”työn todiste”

Tämä oli ensimmäinen konsensusmekanismi, ja sitä käyttää esimerkiksi Bitcoin.

Siinä verkon osallistujat, joita kutsutaan louhijoiksi (englanniksi miner), kilpailevat ratkaisemalla raskaita laskutehtäviä.

Ensimmäisenä ratkaisun löytänyt saa oikeuden lisätä seuraavan lohkon ja saa siitä palkkion.

Prosessia kutsutaan louhinnaksi (englanniksi mining).

Suurin heikkous on energiankulutus: laskutehtävät vaativat paljon laskentatehoa ja sähköä.

Proof of Stake (PoS) – ”panoksen todiste”

Tämä on uudempi ja energiatehokkaampi malli. Sitä käyttävät esimerkiksi Cardano ja nykyään myös Ethereum.

Louhinnan sijaan verkon osallistujat, joita kutsutaan validoijiksi (englanniksi validator), asettavat vakuudeksi eli panokseksi omaa kryptovaluuttaansa.

Verkko valitsee panostaneiden joukosta – osin sattumanvaraisesti – sen, kuka saa luoda seuraavan lohkon.

Koska raskasta laskukilpailua ei tarvita, energiankulutus on huomattavasti pienempi.

Jos validoija toimii vilpillisesti, hän voi menettää panoksensa. Tämä kannustaa rehelliseen toimintaan.

Esimerkki energiankulutuksesta: Ethereumin siirtymä

Konkreettinen esimerkki auttaa hahmottamaan eron.

Ethereum-verkko siirtyi Proof of Work -mallista Proof of Stake -malliin 15. syyskuuta 2022. Tätä tapahtumaa kutsutaan nimellä The Merge.

Ethereum-säätiön mukaan siirtymä vähensi verkon energiankulutusta noin 99,95 prosenttia. Ethereum

Tämä havainnollistaa, miksi konsensusmekanismin valinnalla on suuri merkitys ympäristövaikutusten kannalta.

Mihin lohkoketjuteknologiaa käytetään?

Vaikka lohkoketjut tunnetaan parhaiten kryptovaluutoista, lohkoketjuteknologialla on muitakin käyttökohteita.

Alla muutamia esimerkkejä:

Älysopimus (englanniksi smart contract) tarkoittaa ohjelmakoodia, joka suoritetaan automaattisesti, kun sovitut ehdot täyttyvät. Sitä ei voi jälkikäteen yksipuolisesti muuttaa, koska se elää lohkoketjussa.

Voit lukea lisää aiheesta artikkelistamme Mikä on DeFi?.

Julkiset ja yksityiset lohkoketjut

Kaikki lohkoketjut eivät ole samanlaisia. Yksi tärkeä jako on julkisten ja yksityisten lohkoketjujen välillä.

Kryptovaluutat toimivat tyypillisesti julkisissa lohkoketjuissa, joissa kuka tahansa voi tarkastella tapahtumia.

Lohkoketjun rajoitukset

On tärkeää ymmärtää, ettei lohkoketju ole ratkaisu kaikkeen. Teknologialla on myös haasteita.

Skaalautuvuus:
Monet lohkoketjut käsittelevät rajallisen määrän tapahtumia sekunnissa. Ruuhka voi hidastaa siirtoja ja nostaa kuluja.

Energiankulutus:
Proof of Work -verkot kuluttavat edelleen paljon energiaa.

Muuttumattomuuden kääntöpuoli:
Koska tietoa ei voi muuttaa, myös virheellinen tai vahingossa tehty siirto jää pysyväksi.

Tekninen monimutkaisuus:
Käsitteet ja käyttö voivat olla aloittelijalle vaikeita, mikä hidastaa laajaa käyttöönottoa.

Yhteenveto

Kootaan vielä olennainen yhteen.

Lohkoketju on hajautettu tietokanta, joka koostuu aikajärjestyksessä toisiinsa kytketyistä lohkoista.

Lohkot on liitetty toisiinsa tiivisteiden (hash) avulla, minkä ansiosta kerran tallennettua tietoa on käytännössä mahdotonta muuttaa jälkikäteen.

Uudet lohkot lisätään ketjuun konsensusmekanismin avulla, joista yleisimmät ovat Proof of Work ja Proof of Stake.

Vaikka lohkoketjuteknologia tunnetaan parhaiten kryptovaluutoista, sitä voidaan hyödyntää myös monilla muilla aloilla.

Aloittelijan kannalta tärkeintä on ymmärtää perusidea: lohkoketju on läpinäkyvä ja vaikeasti väärennettävä tapa tallentaa tietoa ilman keskitettyä hallintoa.

Jos haluat syventyä aiheeseen lisää, lue myös artikkelimme Cardano (ADA), Ouroboros ja Stake pool –delegointi.

Vastuuvapauslauseke: Tämä artikkeli on luonteeltaan ainoastaan yleistä ja kuvailevaa tietoa lohkoketjuteknologiasta ja kryptovaluutoista. Sisältö ei ole sijoitusneuvontaa, veroneuvontaa eikä kehotus ostaa, myydä tai säilyttää mitään kryptovaluuttaa. Kryptovaluuttoihin ja lohkoketjuihin perustuviin sijoituksiin liittyy merkittäviä riskejä, ja niiden arvo voi vaihdella voimakkaasti. Tee aina oma tutkimuksesi ja harkitse tarvittaessa riippumattoman asiantuntijan konsultointia ennen taloudellisten päätösten tekemistä.