Blockchain & Cryptocurrencies: historie en techniek

Deel 1 van 5

Robert van den Belt
9 min readSep 15, 2017

Co auteur: Robin Gelling

In de laatste maanden lees je geregeld over Bitcoin, Ethereum en “de blockchain” in de media. Maar; de stap van er over lezen en ook daadwerkelijk echt iets van te begrijpen lijkt voor veel mensen nog te groot. Wij gaan daarom proberen, in gewone mensen taal, wat meer uitleg te geven.

Dit doen wij door 5 posts welke elk ongeveer 10 minuten kost om te lezen.

Image courtesy of Pixabay

In deze eerste post gaan we in op de historie en de achterliggende techniek van de blockchain en de cryptocurrencies.

Historie

In het voorjaar van 2008 worden de banken Bear Stearns, Fannie Mae en Freddie Mac met leningen van $300 miljard door de Amerikaanse overheid overeind gehouden. Dan is er het nieuws op 15 september 2008 dat Lehmann Brothers faillissement heeft aangevraagd. In de maanden erna vallen de aandelenbeurzen met meer dan 50%.

Bitcoin

Enkele maanden na deze crash wordt een document geschreven door ene Satoshi Nakamoto. Het document heet “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System” en beschrijft in detail een elektronisch netwerk waarin mensen direct en zonder tussenkomst van derden vertrouwd transacties kunnen doen.

Dit document wordt verspreid via een nieuwsbrief onder “Cypherpunks”; een groep van enkele honderden computerprogrammeurs welke geïnteresseerd zijn in digitale privacy, overheidscontrole en de invloed van grote bedrijven.

Enkele lezers van deze nieuwsbrief, teleurgesteld in het bancaire systeem, zien hierin de potentie om het huidige financiele systeem te vervangen en nemen online contact op met Satoshi. In de 3 maanden erna bouwen ze, zonder elkaar ooit ontmoet te hebben, aan wat nu het Bitcoin netwerk is. In Januari 2009 worden de eerste Bitcoins ooit uitgegeven.

Door de jaren die volgen leidt Bitcoin een turbulent leven: van ideale valuta voor een online marktplaats voor drugs- en wapenaankoop (Silkroad), donatie middel voor geblokkeerde bankrekeningen (Wikileaks) tot speculatie middel bij uitstek voor de mensen die een financieel gokje wagen.

Tot op de dag van vandaag is het onduidelijk wie deze Satoshi daadwerkelijk is. In april 2011 nam Satoshi online afscheid van de mede-initiatiefnemers met de woorden “I’ve moved on to other things”.

Er verschijnen ook diverse andere systemen met hun eigen munteenheid en toepassingen. Sommige relevant en met andere invalhoeken dan Bitcoin (bijvoorbeeld sneller of anoniem) andere meeliftend op de trend.

Technologisch bewijst Bitcoin zichzelf; het systeem draait stabiel, ongereguleerd en valt niet te hacken. Hiermee raken meer en meer programmeurs ervan overtuigd dat er veel meer mogelijk is met deze techniek. Bovenop de functionaliteit van “waarde” zou het systeem voor veel meer toepassingen gebruikt kunnen worden.

Ethereum

In het najaar van 2013 doet een groep core developers van Bitcoin een voorstel om Bitcoin grondig aan te passen. Onder hen is de dan 19-jarige Russisch-Canadese Vitalik Buterin. Het voorstel vindt geen meerderheid en Vitalik besluit dan om, samen met 2 anderen, uit de Bitcoin gemeenschap te stappen en een eigen platform te ontwikkelen. Hij voorziet een platform waarop programmeurs zelf applications kunnen bouwen. Met een online crowdfund wordt er 14 miljoen dollar opgehaald om de ontwikkeling te bekostigen. Op 30 juli 2015 gaat het “Ethereum” netwerk live met de daarbij behorende munteenheid Ether.

Cryptocurrencies

Met de livegang van Ethereum stijgen ook de investeringen in cryptocurrencies (de verzamelnaam voor de munten welke gebruikt als betalingsmiddel voor transacties op deze systemen). Dit explodeert vanaf februari 2017. In een periode van 6 maanden gaat de totale marktwaarde van de verschillende munten 8 keer over de kop: van 20 miljard dollar in Februari 2017 naar 160 miljard dollar in augustus 2017.

De prijs van Bitcoin stijgt in deze periode van $1000 naar $4500. Maar de dominerende rol van Bitcoin daalt. Was in februari 2017 nog 85% van het totaal geïnvesteerd vermogen in Bitcoin, dit is in augustus 2017 gedaald naar 45%. De voornaamste reden hiervoor is de stijging van Ethereum en toevoeging van ondertussen honderden andere munten.

Techniek

Voordat we een poging gaan doen het technische onderdeel achter de blockchain uit te leggen, is het goed als je het verschil weet tussen een centraal- en decentraal netwerk. Dus laten we daar mee beginnen.

Centraal vs decentraal netwerk

Tegenwoordig gebruiken de meeste mensen een vertrouwd tussenpersoon bij het maken van een transactie. Voor het overschrijven van een huis kun je hierbij denken aan een notaris en voor het overschrijven van geld de bank.

Deze tussenpersoon ziet erop toe dat de regels van de transactie duidelijk zijn en voorkomt misbruik; iemand anders kan niet zomaar claimen eigenaar te zijn van jouw huis of jouw geld.

Als er een wijziging plaatsvindt wordt deze opgeslagen in een database welke ergens op een server op een fysieke locatie staat en waarvoor de tussenpersoon verantwoordelijk is.

  • In het geval van de notaris zal de aankoop van jouw nieuwe huis worden doorgevoerd in het Kadaster. Daarna is voor iedereen inzichtelijk dat jij de eigenaar bent.
  • In het geval van een bank zal na een overschrijving je saldo worden aangepast. Daarna is inzichtelijk voor jou hoeveel geld zij schuldig zijn aan jou (of jij aan hun).

Deze vorm van een database beheren noemen we centraal (Engels “centralized”). Eén partij is verantwoordelijk voor het wijzigen en de juistheid van deze database. Deze partij is (vaak) ook eigendom van deze database.

Decentraal netwerk

Een decentraal netwerk bestaat uit een netwerk van computers welke allemaal een kopie van de database hebben en samen controleren of de wijzigingen aan de database correct zijn. Er is dus geen centrale server en niemand is alleen eigenaar van de database.

Als er een wijziging wordt voorgesteld in het netwerk, dat wil zeggen iemand doet een transactie, dan controleren deze computers samen of de transactie klopt aan de hand van vantevoren opgestelde regels. Als dit inderdaad het geval is dan wordt deze toegevoegd aan de database. Deze informatie wordt dan weer gedeeld met het netwerk; alle computers in het netwerk krijgen een nieuwe kopie van de database.

Decentrale netwerken zijn relatief nieuw en mogelijk sinds de komst van het Internet. Een van de bekendste voorbeelden is het “file sharen”; mensen kunnen een bestand (bijvoorbeeld een leuke film of MP3) beschikbaar stellen voor het netwerk. Gebruikers van het netwerk zijn nu in staan om een kopie van het bestand te downloaden zonder gebruik te maken van een centrale database.

Aangezien er niet één partij verantwoordelijk is voor de juistheid van de gegevens noemen we deze vorm decentraal (Engels “decentralized”). Meerdere partijen controleren elkaar en zijn verantwoordelijk voor de juistheid van deze gegevens.

Blockchain

De techniek achter de cryptocurrencies is de “Blockchain”. Deze technologie is voor het eerst geïntroduceerd bij de Bitcoin en de basisprincipes vind je terug bij de andere cryptocurrencies.

Het woord blockchain is een samenstelling van 2 woorden. De “block” is een verzameling van de transacties in een bepaalde periode. De “chain” is de historie van alle blocks in het systeem.

In de blockchain wordt een block pas toegevoegd aan de chain wanneer meerdere computers in het systeem goedkeuring geven; een decentraal systeem.

Maar, de blockchain onderscheidt zich op nog 3 andere punten van de centrale situatie zoals wij die nu vaak tegenkomen:

  • De blockchain is ongereguleerd. Door het decentrale karakter is het niet mogelijk voor overheden, instanties of bedrijven om restricties aan te brengen, transacties aan te passen of het netwerk te stoppen.
  • De blockchain is transparant en voor iedereen inzichtelijk; je kunt dus inzien welke zaken en transactie historie aan welke portemonnee toebehoren.
  • De blockchain is geschikt voor het vastleggen van alles; het is in theorie geschikt om alle huidige databases te vervangen.

Mining

Nu denk je misschien; goed verhaal dat blockchain. Maar tsja, niemand doet iets voor niks, dus waar zit hier het “verdienmodel”?

Proof of work

Photo by Patrick Lindenberg on Unsplash

Hier komt de term “miners” naar voren, een term die je misschien al eens eerder hebt gehoord. Een miner is dus niet zozeer een specifiek persoon maar een computer in het blockchain netwerk waarvan de eigenaar toestemming gegeven heeft om de rekenkracht van de computer beschikbaar te stellen. Deze miners zijn dus degene in het Blockchain netwerk welke de transacties controleren, goedkeuren en het netwerk in stand houden.

De rol van miners in de blockchain is goed uit te leggen met de beschrijving van een transactie:

  1. Een gebruiker maakt een transactie aan (item A gaat van portemonnee 1 naar portemonnee 2) en stuurt deze uit naar het netwerk. Voor de transactie voegt hij een kleine vergoeding als beloning toe.
  2. Elke paar minuten worden alle transacties samengevoegd tot 1 “block”. Bij dit block wordt een wiskundige “puzzel” meegestuurd welke automatisch door het netwerk wordt gegenereerd. Dit block wordt uitgestuurd naar alle actieve miners op het netwerk.
  3. Na ontvangst begint de wedstrijd voor elk van de miners; zij zijn verantwoordelijk voor het controleren van elke transactie op juistheid (hebben beide partijen akkoord gegeven, gaat dit item inderdaad maar naar één unieke portemonnee?). Als dit voltooid is kunnen ze beginnen aan de puzzel. Dit is een soort Sudoku puzzel waar computers veel moeite mee hebben en die heel veel rekenkracht vergt. De oplossing van de puzzel is echter heel simpel te bepalen door het netwerk. Net als een Sudoku: oplossen kost tijd en moeite, controleren is zo gedaan.
  4. De miner welke de puzzel als eerste oplost wint de block prijs; de munten welke de gebruikers van de transacties in het block meegestuurd hebben als beloning.
  5. Na het correct afronden van het block wordt deze toegevoegd aan de historie van de eerdere blocks op het netwerk. De blockchain is weer een stukje langer en een nieuwe kopie wordt uitgestuurd naar alle miners.
  6. De transactie is officieel; het item is nu overgeschreven van portemonnee 1 naar portemonnee 2 en voor iedereen inzichtelijk.

Deze miners zijn dus degene die beloond worden in het netwerk. Het controleren en goedkeuren van de transacties vereist namelijk veel computer rekenkracht. Dit kost veel stroom en daarmee geld.

Het bijzondere is dat iedereen met een computer aan het netwerk kan meedoen; de software is gratis te downloaden. Of het rendabel is om te doen ligt aan verschillende factoren; hoe snel is je computer en hoe goedkoop is de stroom op de locatie waar je dit doet. In China en IJsland, landen waar de elektriciteit goedkoop is, zijn er inmiddels enorme computercentra gebouwd vol met mining computers.

Wat is een wallet?

Image courtesy of Pexels

De wallet is een beveiligde, digitale portemonnee voor cryptocurrencies. De meesten hebben hun eigen officiële wallet welke je kunt downloaden via de officiele site.

Om cryptomunten te ontvangen of versturen heb je voor elk van deze munten een eigen wallet nodig.

De “bankrekening” van deze wallet is een combinatie van cijfers en letters. Voor een Bitcoin adres bestaat deze bijvoorbeeld uit 26 tot 35 alfanumerieke karakters.

De munten worden natuurlijk niet letterlijk opgeslagen in deze wallet of op je computer. Dit wallet adres (en het daarbij horende tegoed) staan namelijk geregistreerd in de blockchain. Als jij kunt aantonen dat jij de eigenaar bent van een bepaalde wallet kun jij dus transacties op deze wallet uitvoeren.

In post 4: “kopen en verkopen” gaan we dieper in hoe je een wallet aanmaakt en de verschillen tussen on- and offline wallets.

Dit was post van 1 van 5 uit de serie “Blockchain & Cryptocurrencies:”. Wij horen graag je feedback en gedachtes in de comments.

Verder lezen? Deel 2 uit de serie “Blockchain & Cryptocurrencies” gaat over de verschillende soorten cryptocurrencies.

--

--

Robert van den Belt

Freelance online projectmanager with above average table tennis skills. Crypto currency enthousiast.