blockchain bitcoin

De totale marktwaarde van alle cryptocurrency, digitale valuta zoals Bitcoin, steeg deze week voor het eerst tot boven de 50 miljard euro. Een goed moment om eens te kijken hoe de techniek achter de Bitcoin werkt en wat deze ons in de toekomst op kan leveren.

Vlak na de Wall Street-crash in 2008 zette Satoshi Nakamoto de financiële wereld volledig op zijn kop. Toen het vertrouwen in de grote banken tot onder het nulpunt daalde, introduceerde hij de revolutionaire Bitcoin: een gedecentraliseerde valuta, waarbij geen derde partij, zoals een bank, ter controle nodig was. Niemand verwachtte het overweldigende succes. In slechts vier jaar werd de munt duizend keer zoveel waard en is de marktwaarde van alle digitale valuta sinds deze week voor het eerst 50 miljard euro.

De blockchain

De motor achter Bitcoin is de blockchain; een soort gezamenlijk digitaal kasboek. Om te begrijpen hoe de blockchain werkt, gaan we terug naar 500 jaar voor Christus op Yap, een eilandje in een regio die we nu Micronesia noemen. De bewoners, Yapezen, gebruikten als ruilmiddel gigantische donutachtige stenen die 200 kilo wogen. Je kunt je voorstellen dat je die stenen niet elke keer bij het afrekenen wilt verplaatsen.

Een mentale boekhouding

De Yapezen losten dit probleem slim op. De stenen bleven altijd op dezelfde locatie en elke bewoner wist uit zijn hoofd welke steen van wie was. Wanneer er een transactie plaatsvond, vertelden de betrokken partijen dit aan de andere eilandbewoners, die vervolgens de wijziging in hun hoofd doorvoerden. De Yapezen gebruikten dus een soort mentaal gezamenlijk kasboek, oftewel een distributed ledger. Fraude is lastig met zo’n boekhouding. Wanneer iemand de boel belazert, weet het hele eiland meteen dat er iets niet in de haak is. De distributed ledger is één van twee basisprincipes waarop het bitcoinsysteem is gebouwd. 

Je zou natuurlijk ook één persoon kunnen vragen om voor iedereen de stenenstand bij te houden. Maar naast dat zo’n notaris betrouwbaar en nauwkeurig moet zijn, kleven er nog een paar andere nadelen aan. Zo kan zo’n monopoliepositie leiden tot transactiekosten en handelsbeperkingen. Ook zou het hele systeem in elkaar storten wanneer de administrator bijvoorbeeld ziek wordt of het vertrouwen van de andere eilandbewoners kwijtraakt. Vandaag de dag zouden we een zo’n centraal administratiesysteem een bank noemen.

Bitcoin

Unieke codes

Het tweede sleutelmechanisme dat ten grondslag ligt aan de blockchain wordt gevormd door de hashfuncties; een soort formules waarmee je bijvoorbeeld boeken, artikelen of in dit geval de boekhouding kan omzetten naar een korte unieke code, oftewel een hash. Zo’n hash zegt niets inhoudelijks over het oorspronkelijke materiaal, eigenlijk is het een soort digitale vingerafdruk. Ook zorgt de kleinste verandering van het bronmateriaal voor een compleet andere code. Dat klinkt misschien nog een beetje theoretisch, dus we gaan weer even terug naar het eiland Yap. 

Wanneer je alle Yapezen vervangt door computers die geen stenen, maar digitale valuta uitwisselen, heb je iets dat op het Bitcoin-netwerk lijkt. Ook hier weten alle deelnemers in het netwerk welke Bitcoins van wie zijn, maar je kunt je voorstellen dat met al die miljoenen transacties het Yapanese controlesysteem niet meer werkbaar is. Hashes bieden een oplossing door die gigantische registers te vertalen naar korte unieke codes, die wel makkelijk te vergelijken zijn. Wanneer iemand de boel oplicht en veranderingen aanbrengt, dan leidt dit tot een andere unieke code waardoor de fraude meteen aan het licht komt.

Wedstrijdje voor Bitcoin-miners

Wanneer twee personen, we noemen ze even Sjaak en Bennie, een Bitcoin naar elkaar overmaken, sturen ze die transactie het netwerk op. Al deze overeenkomsten verzamelen zich in een soort lijst, oftewel een blok. In het Bitcoin-netwerk is er geen centrale organisatie die betalingen controleert. Hoe zorg je er dan voor dat Sjaak hetzelfde geld niet ook aan Karel overmaakt? Dit is waar zogenaamde Bitcoin-miners om de hoek komen kijken. Deze digitale goudzoekers hebben een dubbele functie. Enerzijds zorgen ze voor instroom van nieuwe Bitcoins, anderzijds verifiëren ze de transacties. 

Wanneer zo’n blok met transacties vrijkomt, begint er een soort wedstrijdje. De miner die het blok als eerste omzet naar een hash wint 25 nieuwe Bitcoins, maar er zit een addertje onder het gras. De hashes moeten namelijk voldoen aan bepaalde eisen, waardoor ze moeilijk te berekenen zijn. Hoe meer processorkracht je hebt, hoe meer pogingen je kan doen en dus hoe groter je kans om te winnen. De miner die als eerst de oplossing gevonden heeft stuurt de code het netwerk op. Wanneer iedereen het eens is met zijn oplossing, wordt het nieuwe blok aan de blockchain geplaatst. 

Digitale versie van een lakzegel

Bij het berekenen van de hash gebruiken miners niet alleen transactiedata, maar ook de code van het blok daarvoor. Hierdoor werkt het systeem als een soort digitale versie van een lakzegel. Wanneer Sjaak fraudeert en stiekem een transactie in zijn voordeel aanpast, kloppen alle hashes van de blokken daarna niet meer en weet het hele netwerk dat hij vals speelt. 

De mogelijke toepassingen van de blockchain gaan veel verder dan alleen de Bitcoin. In dit artikel lees je waar dat allemaal toe kan leiden.