Trots att det spåddes bli en instabil fluga har kryptovalutor exploderat mer och mer sedan den första Bitcoin-transaktionen genomfördes i slutet av 2009. Men hur fungerar allt och vad är egentligen en blockkedja?
Innan du börjar läsa. Ta ett djupt andetag och töm huvudet på tankar. För det finns en hel del information att ta in när det kommer till ämnet kryptovalutor och blockkedjor. Först och främst behöver vi gå igenom vad en blockkedja är och hur den fungerar. Därefter tar vi en titt på hur och var kryptovalutor såsom Bitcoin passar in världen av blockkedjor.
1. Vad är en blockkedja (blockchain)?
Blockkedjor, eller blockchains som de kallas på engelska, fick sitt genombrott i samband med att Bitcoin-valutan såg dagens ljus i slutet av 2009. Själva blockkedje-tekniken har däremot inget specifikt med just Bitcoin att göra. Utan grundarna av Bitcoin använde sig helt enkelt av tekniken för att göra den digitala valutan möjlig. Men vad är då en blockkedja?
Extremt kortfattat är en blockkedja en decentraliserad databas. Alltså en databas som inte är lagrad på ett eller ett fåtal ställen. Utan istället är utspridd över miljontals olika lagringsplatser. Dessa lagringsplatser kan i sin tur vara allt från vanliga persondatorer till servrar och datacenter världen över. Hela grundtanken med en blockkedja är just att den är decentraliserad. Det vill säga att ingen sitter med mer information än någon annan.
1.1 Som det ser ut idag (utan blockkedjor)
Idag finns information lagrad på en mängd olika platser. Vill jag exempelvis köpa ett par skor börjar processen troligen med att någon designar dem. Denna information sparas sedan i ett register hos just företaget som skapar skorna i fråga.
Därefter följer en mängd olika processer med lika mycket informationslagring på olika platser och i olika databaser. Produktion av material till skorna, produktion av själva skorna, flera led av frakt för att få skorna skickade till Sverige följt av frakt till butiken där jag slutligen köper skorna. Alltså extremt mycket information. På extremt många ställen.
1.2 Samma process (med blockkedjor)
Om alla företag i ledet ovanför istället skulle spara all information i en blockkedja skulle inte bara alla involverade i processen ha exakt samma information om hur hela processen fortgick. Informationen skulle även kontinuerligt uppdateras och vara tillgänglig för alla i produktionen och köpet av skorna. Något som teoretiskt både kan minska kostnaderna för informationshanteringen och samtidigt göra den mycket säkrare.
Just säkerheten är ett starkt kort hos blockkedjor. Låt säga att fabriken där skorna produceras av någon anledning blir av med sitt certifikat som intygar att att de som arbetar hos dem har bra arbetsvillkor. I det digitala kontrakt som tidigare upprättats mellan butiken som köper in skorna och fabriken som producerar dem finns ett kriterium för just arbetsvillkoren. Detta kontrakt är också lagrat i blockkedjan.
Så snart information om att kriteriet för arbetsvillkoren inte längre uppfylls lagts till i blockkedjan (av exempelvis en inspektör hos fabriken) blir detta direkt synligt för samtliga involverade parter. Vilket gör att kontraktet då inte längre är giltigt.
Ovanstående är endast ett exempel. Men grundtanken med blockkedjor handlar mycket om att alla hela tiden ska kunna ta del av och kontrollera att all information som finns där är korrekt. Något som också görs kontinuerligt av blockkedjan själv. När felaktigheter upptäcks reagerar systemet på detta och åtgärder vidtas efter förutbestämda kriterier.
2. Så hur fungerar då en blockkedja?
Häftigt! Men hur fungerar det då? Jo, allt har att göra med hur informationen lagras i blockkedjan. Kom som sagt ihåg att en blockkedja (hur framtid det än må låta) inte är något annat än en vanlig databas. Men med lite speciella egenskaper.
Man kan se på det ungefär som ett bokföringssystem. I ett sådant får ingen information någonsin tas bort. Istället behöver även felaktigt inlagd information rättas till och korrigeras. När det görs skapas ny information som berättar att en korrigering gjorts. Alla förändringar, hur små de än må vara, ska alltså redovisas. Blockkedje-tekniken fungerar i princip på samma sätt.
När ny information sparas i en blockkedja placeras den i ett så kallat block (tänk en kub med information). Ett sådant block innehåller först och främst själva informationen (t.ex. att jag betalat 500 kr för mina skor). Informationen krypteras sedan inuti blocket. Vilket kortfattat innebär att ingen utan rätt uppgifter kan se den faktiska informationen.
Tillsammans med blocket sparas en länk till det föregående blocket (t.ex. blocket där det står att skorna lästes in i butikens lagersaldo). Denna länk kallas för en ”hash” och är kortfattat en slumpmässigt genererad kod det tidigare blocket fick när det skapades. Denna hash kopplar ihop försäljningsblocket med lagersaldoblocket. Det nya blocket får även en egen hash som i sin tur farmöver kommer användas för att koppla ihop det nya blocket med det block som kommer därnäst. Utöver det lagras också en tidsstämpel med blocket för att kunna verifiera när informationen faktiskt lades till.
I och med att inga block någonsin kan tas bort (precis som poster i ett bokförningsprogram) gör det att det alltid går att se exakt var information kommer ifrån och hur den lagts till eller tagits bort. Skulle i fallet med skorna fabriken försöka manipulera informationsflödet genom att lägga till data om att de endast fått 50 000 kr betalt för skorna av butiken, istället för överenskomna 75 000 kr, kontrolleras detta direkt av systemet.
Styrkan här finns i att fabrikens påstående behöver överensstämma med den faktiska informationen kring hur mycket pengar som betalats för skorna av butiken. Information som i och med blockkedjan direkt vid betalningen lagrades på miljontals datorer värden över. Rapporterar en majoritet av övriga datorer i blockkedjan att det visst betalats 75 000 kr (något som då också verifierats och kontrollerats) resulterar det i att samtliga parter direkt informeras om att ett block inte längre är korrekt och troligen har fifflats med.
Alla användare i blockkedjan hjälps alltså automatiskt åt att hålla koll på att alla block är korrekt ihopkopplade med varandra. Desto fler användare som lagrar informationen, desto säkrare är databasen.
3. Vad har Bitcoin med blockkedjor att göra?
Bitcoin och andra kryptovalutor (såsom Ethereum, Litecoin och Dogecoin) existerar inte för sig själva. Istället finns de just på olika blockkedjor. Bitcoin har sin egen blockkedja medan Ethereum och Litecoin existerar på andra blockkedjor. I och med att blockkedjor av sin natur både är decentraliserade, självkontrollerande och i princip omöjliga att manipulera utgör de med sitt säkerhetstänk ett av de två ben kryptovalutor vilar sig på. Det andra benet är den så kallade utvinningen av kryptovalutan i fråga. Något vi ska gå närmare in på nu.
4. Vad är mining av Bitcoin och andra kryptovalutor?
Här är det dags att ta ytterligare ett djupt andetag för nu blir det lite mer invecklat (ja, det blir värre). Det sägs faktiskt att många av de som handlar med Bitcoin och andra kryptovalutor inte alltid har stenkoll på exakt hur tekniken fungerar. Vilket inte är jättekonstigt då systemet är komplext. Härifrån fokuserar texten främst på Bitcoin då det fortfarande är den i särklass vanligaste kryptovalutan. Upplägget är dock ganska likartat även för många andra kryptovalutor.
Bitcoin och andra kryptovalutor existerar som sagt på olika blockkedjor. Men hur uppstår de fiktiva pengar Bitcoin trots allt är? Var det någon som slängde in ett par miljoner Bitcoins i blockkedjan från början som alla delar på eller hur fungerar det?
Om du läst något om kryptovalutor har du garanterat stött på uttrycket ”mining” eller ”utvinning” av kryptovalutor. Något som för tankarna till klassisk gruvdrift snarare än en massa datorer. Vad man syftar på med mining är själva arbetet ”att stå och hacka för att till slut hitta guld”. Ungefär.
4.1 Ett nytt block vill in på Bitcoin-blockkedjan
Låt säga att jag köper Bitcoins till ett värde av 100 kr. För att denna transaktion ska gå igenom behöver den först läggas till på Bitcoin-blockkedjan och verifieras av systemet. Något som låter enkelt. Men det är här det finurliga med blockkedjor kommer in.
4.2 Det nya blocket behöver en ”hash”
Som tidigare nämnt behöver varje block en så kallad hash för att få läggas till i blockkedjan. Denna hash baseras i fallet med Bitcoin på något som kallas för dubbel SHA256. Vilket är en krypteringsfunktion som skapar ett 64-siffrigt hexadecimaltal baserat på den information som finns i ett block. Inga större konstigheter än så länge.
4.3 Men det får inte vara vilken ”hash” som helst
Får att ta fram en hash till det nya blocket behöver en dator ta all information som finns i blocket och utifrån denna (med hjälp av SHA256) generera den nya hashen. Detta tar i sig själv bara någon bråkdel av en tusendels sekund. Kruxet är att den hash som produceras måste vara godkänd av blockkedjan.
Vad är då en godkänd hash? Jo, gränsen för vad som är en godkänd hash räknas kontinuerligt ut av blockkedjan och ändras efter vart 2016:e block har blivit godkänt. Beroende på hur snabbt eller långsamt de senaste 2016 blocken blivit utvunna justeras nivån för vad som är en godkänd hash. Har blocken utvunnits snabbt blir hashen svårare för nästkommande 2016 block och omvänt om de tidigare blocken utvunnits långsamt.
4.4 Så hur gör man för att ta fram en godkänd ”hash”?
Utan att gå in på alla detaljer (för det finns många detaljer) kan man sammanfatta processen med att det handlar om en ren gissningslek. Den hash som genereras av SHA256-krypteringen baseras som sagt på vad som finns inuti ett block. Men det går aldrig att veta på förväg exakt vilken hash som kommer genereras av vilket innehåll. Det går alltså inte att köra krypteringen baklänges för att få fram den faktiska informationen som finns inuti ett block.
Låt oss säga att målet (som blockkedje-systemet bestämt åt oss) är att den hash som ska tas fram får vara högst 00003 (…följt av ytterligare 59 siffror och bokstäver). Hashen måste alltså börja med fyra nollor följt av en trea. Om vi lägger in våra detaljer (enligt nedan) i ett block och kör SHA256-krypteringen får vi följande hash.
Denna hash är alltså inte godkänd eftersom den inte börjar med minst fyra nollor följt av en trea. Så vad gör vi då? Jo! För dig som var lite uppmärksam finns det ytterligare ett fält i vårt Bitcoin-block, kallat Nonce. Nonce är den enda delen av ett Bitcoin-block en dator själv kan justera och förändra. Alla andra värden är fasta (bortsett från tiden som konstant tickar en sekund framåt).
Om vi nu testar att ändra Nonce-värdet i vårt exempel till en sexa istället för en femma och kör SHA256-krypteringen igen får vi helt plötsligt följande hash.
Alltså en helt annan hash än tidigare. Tyvärr var inte heller denna godkänd då vi fortfarande inte har en hash som börjar med minst fyra nollor följt av en trea.
4.5 Det är denna gissningslek som kallas för ”mining av kryptovaluta”
Så det enda som faktiskt görs i mining-processen är att hålla på och ändra Nonce-värdet tills det att hashen som genereras blir godkänd? Exakt! Det handlar alltså inte om något avancerat kryptografiskt pussel eller likande. Istället handlar det om att helt enkelt slänga in så många olika Nonce-värden som möjligt för att till slut hitta en godkänd hash. Detta kallas i blockkedjevärlden för ett Proof of Work eller PoW. Vilket kortfattat är ett bevis på att man faktiskt ansträngt sig för att ta fram en korrekt lösning på ett problem. I detta fall att hitta en korrekt hash.
Så hur många gissningar krävs det i genomsnitt för att hitta en korrekt hash? Antalet gissningar skiftar från tidpunkt till tidpunkt. Men just nu slänger världens Bitcoin-miners (alltså i princip datorer som står och gissar nummer) ifrån sig ungefär 164 triljoner gissningar per sekund.
Det tar i runda slängar tio minuter innan en miner lyckas komma fram till en korrekt hash för ett nytt block. Så i genomsnitt behövs det, i nuläget, cirka 164 triljoner x 600 sekunder (10 minuter) = 98 triljarder gissningar för att hitta en godkänd hash. Lite mer i klartext är detta 98 biljoners miljarder gissningar. Eller 98 följt av 21 nollor (98 000 000 000 000 000 000 000).
Kort sagt. Det är inte helt enkelt.
4.6 Vad händer när en ”miner” gissar rätt?
När en dator kommer fram till en godkänd hash blir den (och endast den) belönad med ett visst antal Bitcoins. I skrivande stund får man 6.25 Bitcoins för ett korrekt utvunnet block. Varje Bitcoin är just nu värd ungefär 450 000 kronor. Alltså får man Bitcoins till ett värde av cirka 2,8 miljoner kronor för ett korrekt utvunnet block.
Att sitta själv med sin dator och försöka hitta en korrekt hash genom att testa olika Nonce-värden är idag i princip omöjligt (även om det teoretiskt sett ändå är möjligt). Istället är det nu vanligaste sättet att utvinna Bitcoin att flera personer går ihop och skapar så kallade ”pooler” där mängder av datorer försöker hitta korrekta hashar. Skulle en av datorerna lyckas delar man sedan på pengarna.
4.7 Andra typer av mining
Det ska även nämnas att det utöver Proof-of-Work finns flertalet andra tekniker för att utvinna block ur blockkedjor (t.ex. Proof-of-Stake, Proof-of-Coverage, Proof-of-Authority för att nämna några). Här skiljer sig de olika blockkedjorna från varandra och baserat på vad den aktuella blockkedjan faktiskt används till (Bitcoins blockkedja används som sagt uteslutande till att hantera en valuta) kan skapandet av nya block se annorlunda ut. Lite mer om detta finns i det sista stycket i denna artikel.
5. Hur kan Bitcoins vara värda så mycket pengar?
Bitcoins i sig är ju egentligen inget annat än en digital siffra man får som ett tack när man lyckats hitta den korrekta hashen för ett block. Från början var en Bitcoin värd noll. Vad som gjort att valutan ökat så mycket i värde är dels att systemet som sådant gör det svårare och svårare att producera nya Bitcoins. De blir alltså mer och mer sällsynta. Men en lika stor del av värdet kommer också från att tillräckligt många människor börjat acceptera och lita på systemet. Något som gör att vi vågar tillskriva de annars värdelösa Bitcoinsen (jag vill påstå att det är ett ord) ett faktiskt värde.
Processen är ungefär densamma som kring varför vi anser guld vara värdefullt. Det finns helt enkelt inte så mycket guld i världen. Vilket gör att guld bibehåller ungefär samma värde oavsett vad som sker i övrigt. Skulle det däremot börja regna guld en vacker dag skulle troligen hela världsekonomin kollapsa. Likaså kan hela Bitcoin-systemet lika lätt kollapsa om det visar sig att någon exempelvis lyckas manipulera ett block.
6. Kan det ta slut på Bitcoins?
Ja. Faktum är att det i blockkedjan för Bitcoin finns en maximal gräns för hur många Bitcoins som någonsin går att utvinna, nämligen 21 miljoner. 18,5 miljoner av dessa har redan utvunnits ur skapandet av block. Vilket gör att det finns cirka 2,5 miljoner Bitcoins kvar att utvinna. Processen går dock långsammare hela tiden vilket gör att den beräknade tidpunkten för den sista Bitcoinen att utvinnas förväntas vara någon gång under år 2140. Efter detta går det inte att utvinna fler Bitcoins.
6.1 Men fallerar inte hela blockkedjan då?
Tillsammans med varje korrekt block som läggs till blockkedjan följer, bortsett från belöningen i form av Bitcoins, även en mindre ersättning i form av transaktionsavgifter för betalningar och överförningar av information. Förhoppningen är att denna ersättning ska vara ett tillräckligt incitiament för framtida miners att fortsätta leta efter korrekta hashar till blockkedjan även efter att den sista Bitcoinen utvunnits.
Vid tidpunkten då detta blir akuellt (alltså tidigaste år 2140) har troligen dessa transaktionsavgifter också stigit till bra mycket större summor än vad de inbringar idag.
7. Är Bitcoin och andra kryptovalutor säkra?
Själva blockkedjesystemen som sådana är, än så länge, säkra. Men allt eftersom fler och fler börjar använda dem är det inte orimligt att brister kommer komma upp till ytan. Detta är även en av de större farhågorna med kryptovalutor. Just att tekniken aldrig tidigare testats. Vilket gör att man inte med hundraprocentig säkerhet kan garantera hur det kommer att spela ut.
Världen av kryptovalutor har också resulterat i extremt många låtsas-valutor och rena bedrägeriförsök. Faktum är att det idag finns cirka 4500 kryptovalutor i omlopp. Varav majoriteten troligen aldrig kommer nå någon större popularitet och en del som sagt är rena påhitt. Så om du känner att det vore spännande att testa på att handla med Bitcoins eller andra kryptovalutor. Börja med att läsa på så mycket som möjligt och hoppa inte på första bästa Facebook-annons som lovar att dina investeringar ska öka med 1000% efter två veckor. Och som alltid när det gäller osäkra investeringar, handla bara med så mycket du är beredd att förlora.
I övrigt och rent ekonomiskt diskuteras det givetvis flitigt kring om kryptovalutor är här för att stanna eller inte. Många menar att systemen inte är så säkra som de uppges vara och att de antingen kommer fallera eller bli hackade. Andra menar att kryptovalutor garanterat är framtiden och troligen kommer ersätta övriga valutor helt och hållet.
Något som oavsett är väldigt intressant med blockkedje-systemen är potentialen och möjligheterna att lagra information på ett nytt, mer samlat och troligen säkrare sätt än vad vi kan göra idag.
8. Kryptovalutor och miljöpåverkan
Att hålla igång hela gissningsleken för en blockkedja är rent datormässigt ingen enkel uppgift. Utan snarare något som kräver en förskräcklig mängd datorer som kontinuerligt drar en förskräcklig massa energi. Bara Bitcoin-blockkedjan uppskattas sluka ungefär 121,36 terawattimmar (TWh) per år. Hela Sverige använder i jämförelse cirka 140 terawattimmar per år. 164 triljoner hash-gissningar per sekund äter med andra ord ganska mycket ström utlsaget på ett år. Och det är alltså bara för Bitcoin-blockkedjan.
Energiåtgången har också flaggats som ett av de största problemen med tekniken som sådan. Utifrån vilket många nya varianter av blockkedjesystem börjat utvecklas där just energiåtgången fått ett större fokus. T.ex. sägs den populära Ethereum-blockkedjan (som idag också slukar mängder med energi) vara på väg mot en mer miljövänlig driftsmetod.
Detta är tänkt att göras genom att gå från dagens Proof Of Work-arbete för gissningen av korrekta hashar till något som kallas för Proof Of Stake. Proof Of Stake-systemet baseras kortfattat på kredibilitet och hur mycket kapital en ”miner” sedan tidigare skaffat sig. Istället för att alla ska tävla om att hitta en hash så snabbt som möjligt väljer systemet, utifrån en mängd kriterier, ut endast en ”miner” som får generera hashen för ett nytt block. Görs detta på ett korrekt sätt får ”minern” en högre kredibilitet och troligen fler uppdrag framöver. Medan den omvänt troligen inte blir tilldelad fler block om den försöker manipulera ett block eller gör något felaktigt.
Bra jobbat om du klarat dig ända hit! Världen av kryptovalutor och blockkedjor är som synes verkligen inte helt lätt att förstå sig på. Är det något speciellt du fastnade vid eller som inte kändes tillräckligt klart? Dela med dig av tankarna i kommentarerna nedanför.
