Blockchain za hranicí kryptoměn

 Problémem často bývá již základní definice, kvůli již odeznívající vlně popularity se do termínu pokoušelo z marketingových důvodů napasovat množství technologií, které v ní z čistě technického hlediska nemají co dělat, později se celý tento zmatek přikryl pod roušku milosrdného označení distributed ledger technology.

Definice, na které panuje shoda

O blockchainu samotném se nejčastěji hovoří jako o distribuované databázi, do níž lze pouze přidávat nové záznamy a ve které ty staré zůstávají v nezměnitelné podobě permanentně uložené. Ještě lepší analogií je ale nekonečná kniha účetních záznamů. Ani jeden z těchto popisů však úplně nevysvětluje, proč je blockchain jedinečný. Blockchain sám o sobě není úplně novou revoluční technologií, jak by se mohlo z míry nadužívání termínu někdy zdát. Všechny prvky, které využívá, tedy internet, kryptografie a přenosový protokol, jsou tu s námi již desítky let (kryptografie dokonce mnohem déle). Revoluční na blockchainu nejsou technologie samotné, ale především způsob, jakým přistupuje k jejich využití.

Blockchain představuje velmi specifickou formu databáze. Je distribuovaná, nemá centrálního správce, může ji číst kdokoli, ale zapisovat do ní lze jen na základě konsenzu. Ten vzniká v rámci veřejného blockchainu prostřednictvím na zdroje náročného hlasování, které dělají přímo jeho uživatelé. Poctivost uživatelů při tomto procesu není u veřejných blockchainů vynucená technicky, ale ekonomickými incentivami. Ty představují v případě veřejného blockchainu ve veřejném prostoru nestále dokola propírané kryptoměny.

Základní úvaha je jednoduchá, pokud donutím uživatele sítě vynaložit pro možnost hlasovat nemalé materiální prostředky a následně jej odměním ve formě tokenu, který je nedílnou součástí sítě a má hodnotu pouze tehdy, je-li síť důvěryhodná, kupuji si tím vlastně jeho poctivost. (Do hry vstupují ještě další faktory, které ale pro zjednodušení vynecháme.)

Zde narážíme na první zajímavé rozcestí. Zatímco veřejný blockchain sází při vynucování poctivosti chování účastníků v rámci distribuované sítě na racionální chování v rámci teorie her, privátní blockchainy (někdy označované též permissioned blockchains) volí cestu pečlivého předvýběru těch, kteří budou moci dohlížet na validační nódy (validátoři jsou plně identifikovatelní a schválení ostatními účastníky sítě). To na jedné straně přináší určitou úlevu, neboť privátní blockchainy z principu nepotřebují energeticky náročný konsenzus (energetická náročnost je zde daná snahou zajistit ekonomickou motivaci účastníků, ne náročnými výpočty, jak se často mylně uvádí), na druhé straně u nich vzniká potřeba dodatečné bezpečnostní vrstvy, kterou je snadné teoreticky navrhnout, ale u níž je obtížné v praxi garantovat její spolehlivost. Právě z tohoto důvodu vsadila v roce 2018 EY, společnost spadající do „velké čtyřky“ účetních firem pro enterprise segment, raději na veřejný blockchain Etherea, pro který uvolnila balíček nástrojů podporujících mimo jiné privátnost transakcí. Jako fungující příklad permissioned blockchainu lze uvést třeba společnost Ripple, jejíž Ripple protokol umožňuje prakticky instantní (trvající v průměru dvě až pět vteřin) peněžní převody. Její systém funguje jako digitální obdoba stovky let starého systému Hawala, což je de facto forma sociálního remittance mechanismu.

Dvě důležité věci, které byly dříve nemyslitelné

Tím, že blockchain uchovává celou transakční historii, umožnil dvě významné věci. Za prvé dovolil, aby poprvé v historii výpočetní techniky mohla existovat data, která jsou jedinečná. Tím se vyřešil problém takzvané dvojité útraty a mohla vzniknout forma digitálních peněz nezávislých na důvěře ve vydavatele a clearingové instituce. Stejným digitálním aktivem najednou přestává být možné zaplatit dvakrát, protože si může každý zkontrolovat celou transakční historii a validátoři již jednou „utracenou“ transakci znovu do systému nepustí.
To umožnilo dvěma stranám, které si vzájemně nedůvěřují, uskutečňovat mezi sebou bezpečnou cestou transakce bez toho, že by k tomu potřebovali dalšího prostředníka (notáře, zúčtovací banky, správce databáze), a odpadlo tak i centrální místo v systému, na které se vyplatilo soustředit většinu útoků. Díky absenci prostředníka nejsou navíc transakce napadnutelné ani prostřednictvím cenzury. Toho využil formou bitcoinového blockchainu například v roce 2010 server WikiLeaks poté, co společnosti Visa, MasterCard a PayPal začaly blokovat dárcovské příspěvky na jeho účty.

Díky své distribuované povaze má blockchain i další výhody čistě technického rázu, netrpí například výpadky z důvodu údržby sítě, vypadlého proudu atd.

Blockchain v průmyslu a bankovním světě

Blockchain oproti klasickým databázím neskýtá jen výhody. Je mnohem pomalejší a nákladnější na provoz, a tak jeho nasazení dává smysl zejména tam, kde z nějakého důvodu nemůžeme plně důvěřovat zprostředkující autoritě. Využití na druhé straně zdaleka přesahuje sféru kryptoměn, která bývá nejčastěji uváděna jako typický příklad aplikace. Decentralizovaný konsenzus umožnil vytvářet mnohem robustnější systémy všude tam, kde pracujeme s vlastnictvím (tokenizace aktiv), a také v atestačních úlohách.

Blockchainové technologie mají budoucí místo primárně ve vysoce automatizovaném řízení hierarchických procesů. Tak jako roboti nahradí dělníky, blockchain může například efektivně nahrazovat úředníky. Bitcoin nebo ethereum nejsou peníze, je to řídicí signál. Po provedení transakce vám automat například načepuje colu. Činnost „transakce“ (platba) a „načepování“ se uskuteční v jediném neoddělitelném taktu. Počítače a stroje si mohou navzájem posílat faktury a mikrotransakce za nejrůznější vzájemné úkony.

Takto lze definovat prakticky jakýkoliv výrobní či obchodní postup nebo jejich sérii. Tento princip je dnes aplikovaný například v hierarchicky deterministických hardwarových kryptoměnových peněženkách. Teoreticky by tak možná stačilo napojit současné firemní řídicí postupy na strukturu takové peněženky a management firmy může odjet na pěkně dlouho dovolenou.

„Tokeny přitom v našem případě vůbec nemusejí reprezentovat pouze peníze, ale například díly u auta v auto-moto průmyslu. Kompletní tokenizací a převedením na blockchain pak můžeme automaticky řídit jakkoli složité hierarchické procesy,“ vysvětluje k tomu v rozhovoru pro Lupu.cz Lukáš Mikeska z EY.

To od roku 2018 využívá například skupina Erste, která prostřednictvím permissioned blockchainové platformy řídí vydávání dluhopisů, celý proces se díky tomu zrychlil ze dnů na minuty a podle slov banky kleslo také provozní riziko.

Zde ovšem narážíme na zajímavý problém veřejných blockchainů, a tím je transparentní historie transakcí. Poslední, co banka nebo průmyslová firma potřebuje, je, aby měla veřejnost všechny její transakce k dispozici jako na stříbrném podnose. Dnes již existuje více možných postupů, jak tento problém řešit, první řešení pro veřejný blockchain představila ve formě implementace Zero-Knowledge Proof transakcí nad veřejným blockchainem etherea (je součástí frameworku EY Ops Chain Public Edition). Jde o řešení postavené na platformě Etherea, které se snaží umožnit situaci, kdy jjsou dva a více uživatelů schopných prostřednictvím smart kontraktu uskutečnit mezi sebou obchody a platit za ně, aniž dochází ke kompromitaci některé ze zúčastněných stran. To znamená, že vidí, že transakce probíhají, ale ne za kolik a mezi kým. Podobné řešení loni představila také ING Bank.

Tím se dostáváme k další zajímavé vlastnosti blockchainu a jeho digitálních tokenů – chytrým kontraktům. Jakákoli lidská smlouva, kterou lze převést do podoby algoritmu, může být dnes spravována prostřednictvím blockchainu. Ten pak dohlíží na její automatické vykonávání. Pokud se například uživatel auta na leasing příliš zpozdí s platbou splátky, nenaskočí mu již třeba motor (až do doplacení dluhu). Kromě inteligentních smluv a chytré správy vlastnictví nalezne tento mechanismus uplatnění například ve správě digitálních práv, dodavatelských řetězcích. Zatím existují jen experimentální projekty vesměs postavené na permissioned blockchainu Hyperledger, nejznámější je asi proof of concept od IBM a Maersk. Problém podobných řešení je, že technicky narážejí na některé obtíže spojení virtuálního a fyzického světa (i když je těžké nebo nemožné virtuální záznam zfalšovat, jak zajistit totéž u fyzické reprezentace zboží). Stejný princip využívají blockchainové registry nemovitostí (zajímavé je v tomto ohledu například řešení společnosti Factom).

Síla decentralizované kontroly

Sdílená kontrola záznamů umožňuje soupeřícím stranám spolupracovat k oboustranné spokojenosti. To využívají například UjoMusic, Mycelia nebo Open Music Initiative. Jde o blockchainové projekty, které zjednodušují hlídání práv a kompenzace hudebníkům a držitelům práv k hudebním nahrávkám. Blockchainová řešení mohou také významně snižovat napětí a mocenské třenice například při vytváření oborového konsorcia.

Pokud je síť decentralizovaná a dostatečně otevřená, zbývá již jen krůček (dostatečný síťový efekt), aby se stala novou veřejnou službou, podobně jako se to stalo internetu a www. Pro příklady nemusíme chodit daleko, bitcoin jako „internetové peníze“, Ethereum jako decentralizovaný světový superpočítač, DeFi coby metoda tvorby decentralizovaných finančních derivátů, nebo třeba IPFS (InterPlanetary File System) jako ukázka decentralizovaného souborového systému. Blockchain také může zajišťovat interoperabilitu jinak nespolupracujících protokolů. Příkladem takové technologie je třeba ILP (InterLedger Protocol), který umožňuje posílání plateb napříč různými blockchainy, nebo dokonce i venkovními databázemi třetích stran (například platba z bitcoinové sítě na SWIFT).

Neměnitelnost jednou odsouhlasených záznamů ve službách byznysu

Permanentnost záznamů v blockchainu ověřitelnou prostřednictvím veřejné historie transakcí a časových razítek využívají například zápisy v katastru nemovitostí (projekty typu BenBen, Bitfury, Velox.re nebo již zmiňované Factom), které umožňují eliminovat podvody (neoprávněné nakládání s nemovitostmi, zpronevěry finančních záloh – platbu je možné zahrnout rovnou do smart kontraktu) a snížit celkové náklady na zápis a provoz databáze. Akademické certifikáty uložené v blockchainu jsou pro změnu snadno ověřitelné a trvalé, využívají je dnes například MIT Media Lab. Další aplikací jsou třeba efektivnější finanční audity, prověřování autenticity a sdílení práv k autorským a uměleckým dílům (projekt Ascribe) nebo již zmiňované sledování původu retailového zboží.

Zajímavým experimentálním novým trhem, který byl vynálezem blockchainu umožněn, jsou také decentralizované předpovědi a decentralizované finance. Řešení postavená na decentralizovaných předpovědích umožňují necenzurovaně předpovídat události a odměňovat ty, kdo je předpověděli (nebo si na ně jednoduše vsadili), tímto způsobem lze například vystavit expozici komoditě, nebo akcii bez nutnosti vlastnit podkladové aktivum. Příkladem takového trhu s předpověďmi je třeba Augur, což je open source, decentralizovaná predikční platforma postavená na smart kontraktech blockchainu ethereum.

Decentralizované finance pro změnu přinášejí skrze kryptoměnami zajištěné půjčky klasické finanční deriváty do decentralizovaného světa kryptoměn.

Pokud víme, že jsou záznamy trvalé a nezfalšovatelné, otevírají se i další nové možnosti práce s aktivy. Výhody jsou zde podobné jako při vedení podvojného účetnictví – větší pořádek a výrazně menší šance se dopustit nějaké chyby. O takovou aplikaci blockchainu se v energetické oblasti pokoušejí společnosti RWE a EEX s projektem GridSingularity. Dalším zajímavým příkladem je projekt The Brooklyn Microgrid, který zprostředkovává automatizovaný a přímý nákup a prodej energie ze solárních panelů na rezidenčních budovách.

Co je Zero-Knowledge Proof
Zero-Knowledge Proof (ZKP) představuje koncept, ve kterém si dvě strany mohou potvrdit znalost nějakého tajemství, aniž musejí dojít k jeho vyzrazení protistraně. Existuje více způsobů, jak takového výsledku dosáhnout. V bankovním a byznysovém světě nalezne mechanismus ZKP uplatnění v případě potvrzování řady transakcí, placení a v dalších případech, kdy si nechceme sdílet některá tajemství, ale potřebujeme ověřit, že je protistrana zná.

Zdroj: Garrick Hileman a Michel Rauchs: Global Blockchain benchmarking study, 2017.  

Autor je redaktor serveru Lupa.cz a public blockchain konzultant.