Det bliver kaldt det nye internet. Det er fremtiden. Det er vognen, du skal med på, hvis du ikke skal hægtes helt af.

»Det kommer til at have langt større indflydelse, end mange vil forvente,« siger Boris Düdder, adjunkt på Datalogisk Institut ved Københavns Universitet.

Men det er hamrende forvirrende, synes mange.

Videnskab.dk vil derfor give dig en grundig og forståelig forklaring på et af tidens mest banebrydende computerteknologier. Hvorfor er det vigtigt? Hvad kan det bruges til? Hvordan virker det?

Du har nok hørt om blockchain i forbindelse med begreber som bitcoin og kryptovalutaer. Teknologien er grundlaget for, at der kan handles med disse valutaer, men for ikke at forvirre for meget, prøver vi at holde kryptovalutaer ude af denne artikel. Dem kan du i stedet læse mere om i artiklen Bitcoin: Her er alt, du skal vide.

Blockchain kan nemlig bruges til meget andet, som vi vil prøve at illustrere her.

Emnet er kompliceret for mange, så for overblikkets skyld, ridser vi lige op, hvad du skal igennem i denne artikel:

• Først giver vi et overblik over, hvorfor blockchain-teknologien er så interessant, at alle snakker om det.
• Dernæst forklarer vi det grundlæggende princip, og hvorfor det er en kæde.
• Herefter prøver vi at illustrere, hvordan blockchain kan bruges på et tænkt problem.

Artiklen her er en del af et tema, hvor to af Videnskab.dk's journalister undersøger bitcoins og blockchain.

Blockchain forandrer internettet

Internettet har indtil indførslen af blockchain-teknologien været – og er det stadig klart overvejende – et system til deling af information.

Når jeg sender et dokument, for eksempel en word-fil, til dig, modtager du en kopi, som du nu kan redigere i. Vi besidder nu begge dokumentet og kan gøre med det, hvad vi vil. Det er det, der kaldes ’internet of information’.

Dokumentet har ikke som sådan nogen værdi, fordi det kan kopieres og videresendes i en uendelighed.

Med blockchain-teknologien er der nu mulighed for netop at sikre mod kopier. Det muliggør udveksling af informationer, som ikke kan kopieres og manipuleres, og dermed kan informationerne have værdi – eller repræsentere værdi.

Man kan altså udveksle værdier direkte på nettet. Det muliggør det, der kaldes et ’internet of value’.

Et afgørende begreb er sikkerhed. Sikkerhed for, at det, der sendes, er korrekt.

»Du kan skabe sikkerhed i ellers usikre processer,« siger Roman Beck, professor ved IT-Universitetet i København og leder European Blockchain Center, som er et samarbejde mellem IT-Universitetet, Københavns Universitet og Copenhagen Business School.

Slip for mellemmænd

Men vi har da handlet varer på nettet i lang tid, ikke?

Jo, men pengetransaktioner er stadig sket som en udveksling af informationer. Når jeg køber et produkt på nettet, sender jeg information om betaling til min bank, som derefter udleverer pengene til modtageren.

Bankerne fungerer altså som en mellemmand. Denne mellemmand kan, med rette, kræve betaling for transaktionen. Og endnu vigtigere: køber og sælger er tvunget til at have tillid til banken.

Med blockchain kan køber sende betalingen direkte til sælger, fordi det netop ikke er en kopi, men en unik fil.

Parterne behøver ikke stole på hinanden. De skal bare stole på, at teknologien virker.

Det er altså et decentraliseret system. Der er ingen central institution, som for eksempel en bank, der styrer eller kontrollerer handelen.

»Blockchain kan bruges i enhver sammenhæng, hvor der er en form for mellemmand,« siger Roman Beck.

Svært at forholde sig til

Men det er også netop dette, der gør det svært for mange at forstå blockchain, mener Roman Beck.

»Vi stoler på institutioner. Siden stenalderen har tillid været interpersonel. Vi kan se hinanden, jeg kan se, hvordan du reagerer. Jeg får en følelse af vores forhold. Det samme gælder for institutioner - det vil vi i hvert fald gerne tro - at vi kan gå derhen og tale med nogen, hvis vi har et problem,« siger han.

Nu er det ren teknologi, der styrer det, og som vi skal have tillid til.

»Der er ingen, jeg kan ringe til, intet sted, jeg kan gå hen og tale med nogen personligt. Det er en ting, men vi kan ikke røre det,« siger Roman Beck.

Traditionelt har vi tillid til fysiske ting, så for mange af os er det meget abstrakt at skulle forholde sig til et computersystem og overlade al tillid til det.

Det er en liste af overførsler

Godt så. Det var lidt om, hvorfor det er revolutionerende og interessant – og svært at forstå. Men hvad er det så, det her blockchain?

Boris Düdder er adjunkt på Datalogisk Institut ved Københavns Universitet og er også tilknyttet European Blockchain Center, hvor han underviser og forsker i blockchain.

Han illustrerer blockchain med handel med ejendom, der ikke er bundet til en person, for eksempel et hus. Du kan eje huset, men du skal have et bevis på, at det er dit, for alle andre kan jo også påstå, at de ejer det. Det står jo bare der, og du kan ikke tage det med dig.

Typisk vil du have en myndighed, som tager sig af det. De har et register, hvor de opbevarer den information. Her har de en form for grunddokument, som er beviset på den første ejer. Det er et dokument med en dato og navnet på den første ejer.

Når den første ejer så vil sælge huset, bliver information om salget tilføjet til dokumentet. Det fremgår nu af dokumentet:

• At huset har tilhørt ejer nummer 1
• At det er blevet solgt til ejer nummer 2
• At det nu tilhører ejer nummer 2

Huset kan nu sælges igen, og en ny tilføjelse til dokumentet sættes på, som igen indeholder information om, at tidligere ejer, altså ejer nummer to, sælger til den nye ejer, ejer nummer tre, som nu ejer huset. 

Nu har vi altså en liste af information om handler med det pågældende hus, som er et bevis på ejerskabet af huset.

Det er kun den ansvarlige myndighed, der kan rette i dokumentet. Ingen civile har adgang.

Denne form for optegnelser har faktisk været brugt i Danmark siden 1700-tallet, fortæller Boris Düdder.

Digitalt og uden mellemmanden

Forestil dig nu, at denne liste af ejendomsbeviser findes digitalt. Det gør den sårbar.

»Vi har ofte dette problem, at vi har digital information, som er nemt at kopiere. Hvis det repræsenterer penge, så er det ikke godt,« siger Boris Düdder.

I dette tilfælde er informationen bevis på, at du ejer huset. Hvis nogen kan kopiere og ændre disse informationer, så har vi, som Boris Düdder siger, et problem.

I blockchain-sprog er dokumentet i stedet repræsenteret i digitale blokke, som indeholder informationen.

Med en blockchain er den nyeste blok den senest tilføjede information. Det er altså grundlæggende en lang liste. Hver blok indeholder information om den nyeste handel, og dermed den nye ejer. Blokken er kædet sammen med de tidligere blokke.

Hver blok repræsenterer en ny handel med huset. Blokken indeholder tre dele: information om handlen (Huset er solgt af X til Y), en unik kryptografisk kode og den foregående bloks unikke kode. På den måde dannes der en kæde, fordi hver blok henviser til den foregående blok. Hvis noget i blokken ændres, ændres dens kode også, og kæden går i stykker. (Illustration: Videnskab.dk)

Ved hjælp af kryptografiske værktøjer kan man sørge for, at de tidligere blokke ikke kan ændres, uden at det ødelægger kædeleddet til den næste blok. Hver blok har nemlig en kryptografisk kode. Den næste blok er bundet til den foregående ved at henvise til netop den kode.

Koden dannes ud fra de informationer, blokken indeholder. Hvis informationen i en blok ændres, ændres koden også, og blokken passer ikke ind i kæden.

Tricket er at gøre det svært at oprette en ny blok. Det er forskelligt for den enkelte blockchain, hvordan det nøjagtigt foregår, men princippet er, at blokken oprettes og dernæst godkendes af netværket.

Beviset på dens gyldighed er altså de forudgående handler. Og de kan ikke ændres.

Samtidig er informationen, altså hele kæden fordelt ud på et netværk af computere. Hver enkelt computer har altså en kopi af informationen. Når der kommer en ny blok på, skal det altså godkendes af alle computerne på netværket.

Det betyder også, at hvis man skal fifle med informationen i blokkene, så skal man have fat i alle computerne i netværket og lave om på alle kopierne af kæderne. Det kan være et meget omfattende arbejde.

På den måde bliver det sikkert og er ikke afhængigt af en enkelt mellemmand, som man skal have tillid til.

Det er grundideen med blockchain.

»Dette er en lineær ressource, som det kaldes i computervidenskab. Du kan ikke bruge det to gange, og du kan ikke kopiere det. Det har en unik identitet, så at sige,« siger Boris Düdder.

Der er nogle udfordringer ved at have blockchain på en stor global skala, som for eksempel bitcoin-blockchain’en er. De udfordringer og hvordan de løses, går vi ikke ind i her, men det handler i bund og grund om synkronisering, altså at alle computerne på netværket kan opdatere blockchainen med den nyeste transaktion samtidig.

Men for at forstå blockchain i sin helt simple form holder vi os til en lille skala. En lokal blockchain.

Vi har lavet et eksempel, hvor blockchain kan hjælpe Videnskab.dk med at løse problemerne omkring en ferieplan.

Videnskab.dk har et problem

Vi bruger et eksempel, som kan illustrere, hvordan blockchain kan hjælpe os. I virkeligheden er det nok lidt voldsomt at bruge en blockchain i dette tilfælde, men forhåbentlig kan de fleste forholde sig til problemet:

Her på Videnskab dk har vi en ferieplan. Den ferieplan har ligget som et åbent dokument, som folk kunne skrive ferie ind i. Men der er opstået nogle mystiske kopier, og der er forvirring om, hvilken kalender, der er den rigtige.

Derfor har chefen taget fuld kontrol over kalenderen, og folk skal derfor melde ind til hende, hvornår de vil have ferie.

Det er besværligt af flere grunde:

1)      Chefen skal sidde alene med styringen af ferieplanen og bruge tid på det.

2)      Medarbejderne skal hele tiden melde til chefen, hvornår de holder ferie.

3)      Der skal printes versioner hele tiden, for at folk kan følge med i den seneste opdatering af ferieplanen.

Kan man ikke bare lave et google regneark, som alle har adgang til? Jo, men det kan kopieres og fifles med. Ja, der er rift om den gode ferieuge, og det kan gøre folk til nogle eklatante røvhuller.

For eksempel vil Kristian gerne have ferie i uge 27, så han skynder sig at skrive sin ferie ind der. Anders og Malene holder også ferie i den uge, så nu er den uge fyldt op, og der er ikke flere, der kan holde ferie der.

Men jeg vil også gerne holde ferie i 27. Så med lidt computersnilde finder jeg en gammel udgave af kalenderen frem – før Kristian skrev sin ferie ind – og skriver min ferie ind i den uge. Jeg lægger den version af kalenderen ind i systemet. Nu er forvirringen total. Hvilken kalender er den rigtige? Hvem bookede først ferien?

Det løses med blockchain

Vi vil nu i stedet bruge blockchainteknologi til at administrere feriekalenderen.

Alle medarbejdere på kontoret har nu en kopi af ferieplanen i en blockchain. Hver gang, der ændres i den, bliver blockchainen opdateret med den nyeste tilføjelse, når den er blevet godkendt af alle på netværket.

Vi repeterer lige: En tilføjelse hedder en “blok”. Hver blok indeholder information – i dette tilfælde information om ferieplanen – samt en tidskode og link til den foregående blok. På den måde er den kædet sammen med blokken før. Det bliver til en kæde af blokke, deraf navnet: Blockchain.

I vores eksempel skal der tilføjes en ny blok til blockchain’en, når der kommer en ny ændring i ferieplanen.

Videnskab.dk's ferieplan som en blockchain. Man kan ikke ændre i de tidligere udgaver af ferieplanen, da det vil ændre blokkens kode, og den vil derfor ikke passe ind i kæden. Den næste blok i kæden henviser nemlig til den tidligere bloks kode. Alle på netværket kan nu følge med i, hvordan planen opdateres, og ingen kan ændre i gamle versioner og dermed skabe modstridende ferieplaner. (Illustration: Videnskab.dk)

Den nye blok består altså af den nyeste version af ferieplanen, en tidskode for den seneste ændring, samt et link til den tidligere blok, som ligeledes indeholder en tidligere version af ferieplanen.

En ny blok tilføjes til kæden, når den er blevet godkendt af alle i netværket.

Godkendelse foregår med et kryptografisk værktøj på computerne. Det er altså ikke de enkelte medarbejdere, der selv sidder og godkender den nye blok. Men det foregår på den enkelte medarbejders computer.

Når først informationen er opbevaret i blokken, kan den ikke ændres eller slettes, uden at de efterfølgende blokke også ændres. Derfor kan jeg ikke gå ind i en tidligere version og skrive min ferie ind inden Kristian. Det vil simpelthen ændre koden for den blok, og de efterfølgende blokke vil ikke genkende den.

Hvis der er en version af ferieplanen, som afviger fra de andre kopier, så bliver den straks stemplet som falsk. Derfor kan man ikke bare hacke sig ind i kalenderen og forfalske uden resten af blockchain-netværket opdager det. Så skulle man nemlig hacke samtlige enheder, der besidder blockchainen – det er et ret heftigt hackingarbejde.

Vi har nu en sikker og gennemsigtig historik over ændringer i ferieplanen, så ingen kan snyde.

Opsummering

Pyh, du nåede igennem, og du har forhåbentlig fået en smule bedre forståelse for, hvad blockchain er for en størrelse.

Men lad os alligevel lige samle op en sidste gang:

En blockchain er grundlæggende set en liste med information, som er delt i et netværk af computere. Alle computerne har listen. Listen er offentlig, og der er fuld gennemsigtighed.

Når den ændres, for eksempel når en ny handel bliver foretaget, kommer der en ny blok på med den nyeste information. Den blok godkendes af alle på netværket.

Det smarte er, at det muliggør udveksling af unikke informationer, altså værdier, mellem to parter, uden det behøver gå igennem en trediepart, for eksempel en bank, og der er ikke en centralt styrende enhed.

Det betyder, at systemet i høj grad er sikret mod hacking og manipulation, fordi alle kan følge hele historikken i kæden.

I en kommende artikel dykker vi ned i fem smarte eksempler på, hvad blockchain bruges til i dag. Følg med de næste par uger.