Ouroboros
Jos lohkoketjujen vallankumouksen käynnisti Bitcoin, niin sen jatkaja tulevaisuudessa tulee olemaan Ouroboros. Kyseessä on protokolla, jonka periaatteita noudattaen lohkoketjut voidaan toteuttaa ja turvallisesti energiatehokkaasti. Ouroboroksen periaatteet puolestaan perustuvat tieteelliseen tutkimukseen matematiikan, peliteorian ja taloustieteen aloilta.
Kryptovaluuttojen ja lohkoketjuteknologian maailma muuttuu niin nopeasti, että sitä voi kuvailla lähes kaoottiseksi. Niiden kritiikin keihäänkärki viime vuosina on kohdistunut suureen energiankulutukseen sekä tietoturvariskeihin, joita itsenäisesti toimivat lohkoketjut aina sisältävät. Ouroboros ja sitä hyödyntävät kryptovaluutat, kuten Cardano, ovat kehitetty kritiikki mielessä pitäen. Siksi niiden ymmärtäminen onkin enemmän tai vähemmän välttämätöntä, jos kryptovaluuttojen ja lohkoketjuteknologian tulevaisuus kiinnostaa.
Mikä kumman Ouroboros
Lohkoketjuista sekä etenkin uusista kryptovaluutoista puhuttaessa lohkoketjuja ohjaavat protokollat sekä niihin perustuvat valuutat voivat mennä keskenään sekaisin. Ouroboros ei siis ole kryptovaluutta, eikä edes oma lohkoketjunsa. Sen sijaan se on protokolla, jota lohkoketjut ja kryptovaluutat voivat valita noudattavansa, jos ne uskovat Ouroboroksen ominaisuuksien takaavan parhaan mahdollisen toimivuuden valuutalle.
Ouroboros – Periaatteet ja tavoitteet
Ouroboroksen tavoitteena on ollut kehittää innovaatioita, joilla lohkoketjuteknologian suurimmista heikkouksista voitaisiin päästä eroon.
Energiatehokkuus
Merkittävin näistä heikkouksista on ollut lohkoketjuteknologian suuri energian kulutus. Kulutuksen syynä on ollut niin kutsuttu Proof of Work, eli PoW -periaate. Periaatteen mukaisesti laitteella, joka on tehokkain ja täten suurin energian kuluttaja, on ollut etuoikeus kryptovaluuttojen louhintaan ja lohkoketjun ratkomiseen. Tämän seurauksena perinteistä PoW:ta käyttävät suuret kryptovaluutat, kuten Bitcoin, ovat osoittautuneet erittäin suuriksi energian kuluttajiksi ja ympäristön uhiksi. PoW:n vastineeksi on kehitetty Proof of Stake, eli PoS-periaate, jossa lohkoketjuun voi liittyä vaikka käytettävä tietokone ei olisikaan tehokas energiasyöppö. Näiden periaatteiden eroavaisuuksista selitämme lisää myöhemmin. Ouroboros perustuu ympäristöystävällisemmän ja energiatehokkaamman PoS:n hyödyntämiselle.
Turvallisuus
Lohkoketjuteknologia sekä kryptovaluutat ja niillä tehtävä kaupankäynti on syntynyt täysin irrallaan perinteisistä taloutta valvovista tahoista. Vaikka itsenäisyys ja tietty anarkistisuus on ollut välttämätöntä kryptovaluuttojen ja teknologian kehitykselle sekä dynaamisuudelle, niin niillä on ollut myös huonot puolensa. Ulkoisen kontrollin ja valvonnan puute on luonut houkuttelevat puitteet kyberrikollisuudelle ja muille tietoturvauhille, joilla pelottelu on leimannut keskustelua aihepiiristä jo vuosien ajan.
Ouroboros on pyrkinyt korvaavan ulkoisen kontrollin tarpeen asettamalla lohkoketjun käyttäjät valvojan asemaan. Ouroboroksen protokollaa noudattavissa kryptovaluutoissa uusien lohkoketjun lohkojen validointi tapahtuu lohkoketjun sisäisen demokratian välityksellä. Päätäntävalta jakautuu tasaisesti kaikkien lohkon osallisten kesken sen perusteella, kuinka suurta osuutta kyseisestä valuutasta kukin osallinen hallitsee. Jos ketjun toimintaa haluaisi manipuloida, niin tähän vaadittaisiin yli puolet jaetusta vallasta. Tämän todennäköisyydet ovat kuitenkin niin lähellä nollaa, että Ouroborosta voidaan pitää täysin turvallisena protokollana.
Proof of Stake vai Proof of Work?
Kuten tässäkin artikkelissa tuotiin ilmi, niin jokainen kryptovaluutta noudattaa joko Proof of Stake tai Proof of Work periaatetta. Valittu periaate päättää, millä perusteilla lohkoketjussa toimiville tahoille annetaan mahdollisuuksia louhinnan ja muiden transaktioiden toteuttamisesta.
Periaatteet eivät toimi tietenkään täysin sattumanvaraisesti. Sen sijaan niitä ohjaavat ennalta määrätyt algoritmit, joiden perusteella lohkoketjun ja käyttäjien suhde toimii.
Proof of Work (PoW)
Kahdesta periaatteista vanhempia ja alkuperäisempi on myös energiatehottomampi Proof of Work. PoW perustuu siihen, että oikeus esimerkiksi kryptovaluutan louhimiseen annetaan sen perusteella, kuinka tehokas laite kyseiseen toimintaan on käytettävissä. Esimerkiksi ensimmäinen ja suurin kryptovaluutta Bitcoin ja sen louhinta perustuu PoW:hen.
Bitcoinin alkuaikoina valuutan louhinta oli niin pienen piirin puuhastelua, että jo tavallisilla tietokoneilla ja laitteilla oli mahdollista osallistua louhintaan, eikä energian kulutus ollut vielä huipussaan. Kun Bitcoin kuitenkin kasvoi massiivisiin mittoihin, myös halukkaiden louhijoiden määrä räjähti. Yhä useammat käyttäjät halusivat päästä käsiksi lohkoketjuun, joten he alkoivat kilpailla keskenään. Tämä johti louhintalaitteiden tehon kasvamiseen. Nykyisin Bitcoinia louhitaan lähinnä ammattimaisissa ympäristöissä erittäin tehokkailla laitteilla, joiden ainoa tarkoitus on kryptovaluuttojen louhinta. Kyseisten laitteiden energian kulutus on vaarallisen suurta, ja se on synnyttänyt suuria uhkakuvia koko kryptovaluuttojen tulevaisuudelle.
Proof of Stake (PoS)
Toinen, uudempi ja monessa mielessä parempi periaate sen sijaan on nimeltään Proof of Stake (PoS). PoS:n toimintaperiaate on täysin erilainen kuin PoW:n. Siinä, missä Pow antaa etuoikeuden tehokkaimmille ja eniten energiaa kuluttaville louhijoille sekä heidän laitteilleen, PoS:n mukaan uusien ketjun lohkojen validointi tapahtuu ketjussa toimivien validaattorien toimesta. Validaattorit ovat käyttäjien valitsemia ketjun ylläpitäjiä, joilla on hallussaan osuus ketjun kryptovaluutasta. Näin ollen heillä on oma lehmä ojassa, sillä jos he operoisivat täysin mielivaltaisesti, niin koko valuutan arvo romahtaisi.
PoS on paljon yhteisöllisempi ja demokraattisempi kuin PoW. Vaikka aluksi voi näyttää siltä, että eniten valuuttaa omistavalla validaattorilla on käsissään kaikki valta, niin todellisuudessa myös pienemmän mittakaavan toimijoilla ja sijoittajilla on sananvaltaa. Jokainen käyttäjä voi halutessaan delegoida osuutensa tuoman vallan toisen validaattorin käytettäväksi. Näin ollen he voivat omalla toiminnallaan osallistua ketjun ylläpitoon välillisesti suuromistajan kautta.
Ouroboros ja sitä hyödyntävä kryptovaluutta Cardano perustuvat samalle periaatteelle ja teknologialle kuin PoS:n algoritmit. Siinä ketjun ylläpitäjä valitaan satunnaisesti kaikkien Cardanon omistajien keskuudesta. Mitä suurempi osuus valuutasta on hallussa, niin sitä todennäköisemmin niiden omistaja pääsee käyttämään ylläpitäjän valtaa ketjun hallinnoimisessa.
Miten Ouroboros toimii?
Entä miten sitten Ouroboros-protokollan mukaiset lohkoketjut ja kryptovaluutat käytännössä toimivat? Kyseessä on uusi teknologinen innovaatio, joka on Cardano -valuutan kehittämä. Siksi sen toiminnasta ei vielä voida esittää pitkää historiikkia, mutta sen perusperiaatteet on hyvä opetella jo tässä vaiheessa.
Esimerkiksi Cardano-valuutan lohkoketju kasvaa seuraavan esimerkin mukaisesti:
- Lohkoketju on usean toisiinsa yhteydessä olevan mutta kuitenkin itsenäisten palvelimien (englanniksi node) ylläpitämä.
- Jos yhdellä palvelimella ja sen käyttäjillä on hallussaan paljon Cardanoa, Ouroboros-algoritmi valtuuttaa sen tekemään transaktioita, jotka synnyttävät ketjuun uusia lohkoja ja näin vapauttavat lisää valuuttaa.
- Pieniä määriä valuuttaa hallitsevat käyttäjät voivat delegoida valtansa yhden ylläpitäjän käsiin päästen näin osaksi palvelimen tuottoja. Lisäksi mahdollisuus vallan delegoimiseen on kuin äänestämistä. Luotettavat toimijat saavat käyttöönsä ylläpitäjän vallan, kun taas epäluotettavat toimijat ”äänestetään” paitsioon.
Käytännössä siis Ouroboros-algoritmia noudattava lohkoketju kasvaa käyttäjien tekemien transaktioiden ja niiden validoimisen myötä. Erillisiä laitteita, jotka louhivat lohkoketjuun uusia osia ei siis tarvita.
Koska Ouroboros mahdollistaa lohkoketjujen ylläpitämisen ilman keskitettyä louhintaa, se on todella ekologinen innovaatio lohkoketjuteknologian saralla. Kun louhintaa ei tarvita, energian kulutus on onnistuttu minimoimaan.
Ouroboros on myös todella hajautettu ja demokraattinen lohkoketjualgoritmi. Koska käyttäjät eivät kilpaile toistensa kanssa, yksi taho ei voi saavuttaa monopoliasemaa lohkoketjun kasvattamisen suhteen. Lisäksi pienten käyttäjien mahdollisuus delegoida valtaa aktiivisemmille steikkaajille takaa sen, että jo pienellä panoksella on mahdollista osallistua lohkoketjuun ja päästä käsiksi sen tuottoihin.
Ouroboros – Tulevaisuudennäkymät
Kuten tässäkin tekstissä tuotiin ilmi, PoW-algoritmi on energiankulutuksensa takia kyseenalainen konsepti. Kulutuksen takia esimerkiksi Bitcoinin louhintaa ja käyttöä on haluttu rajoittaa monilla alueilla ja monissa valtioissa.
Ouroboros on kuitenkin onnistunut selättämään esimerkiksi Bitcoinin suuret heikkoudet. Se on hajautettu ja ympäristöystävällinen tapa hallita lohkoketjuja sekä kryptovaluuttoja. Näin ollen sen voi tulevaisuudessa olettaa ottavan yhä suuremman roolin lohkoketjujen maailmassa.
