Lohkoketjuja pidetään yhtenä lupaavimmista uutuuksista digitalisaation alueella. Aihe voi kuitenkin tuntua vaikeasti lähestyttävältä , ei vähiten oudon nimityksen johdosta, tai koska lohkoketjuilla on yhteys virtuaalivaluutta Bitcoiniin. Silti kuluvana syksynä on raportoitu kasvavasta kiinnostuksesta ja mittavista investoinneista lohkoketjuihin etenkin finanssialalla.
Lohkoketju (blockchain) on uusi tapa tallettaa tietoa verkkoon hajautetusti ja luotettavasti. Se toteuttaa aivan uudenlaista toimintaperiaatetta koskien tapaa, jolla kaksi osapuolta voivat sopia jostain asiasta keskenään. Tämä sopiminen voi tarkoittaa maksamista, rahansiirtoa, sopimusta, tai yleensä tiedon tallettamista niin, että tiedon oikellisuuteen ja säilymiseen voidaan ehdottomasti luottaa. Bitcoinissa – lohkoketjujen ensimmäisessä sovelluksessa – on kyse siitä, että on sovittu säännöt, joiden perusteella virtuaalista rahaa syntyy, ja tieto tämän rahan siirroista tallettuu lohkoketjuun. Säännöt on koodattu avoimen lähdekoodin ohjelmaksi, jota ajetaan lukuisissa ”solmuissa” (node) ympäri maailman. Kuka tahansa voi luoda uuden solmun ja liittää sen Bitcoin-verkkoon. Lisäksi jokainen node säilyttää identtistä kopiota kaikista rahansiirroista. Tämä sähköinen tilikirja on jaettu samankokoisiksi sivuiksi (lohko, block) jotka on ketjutettu (chain) toisiinsa tiivisteen (hash), eräänlaisen tarkistussumman avulla. Mitään keskitettyä pankkia tai palveluntuottajaa ei ole. Koska sekä ohjelma että data ovat avoimia, kaikki voivat luottaa sekä järjestelmän sisältöön että sen tasapuolisuuteen. Sana lohkoketju kuvaa tiedon tallennuksen teknistä toteutusta; sisällöllisesti merkitsevämpi nimitys olisi ”hajautettu tilikirja =distributed ledger”.
Lohkoketjuja voi käyttää muuhunkin kuin virtuaalivaluuttaan. Se mahdollistaa osapuolten väliset sopimukset uudella tavalla, ilman luotettua kolmatta osapuolta. Rahaa voidaan siirtää ilman pankkia tai luottokorttiyhtiötä. Osakkeet voivat vaihtaa omistajaa ilman pörssiä tai välittäjää. Sopimuksia voidaan tehdä ilman notaaria tai muuta sopimukset vahvistavaa osapuolta. Tällä on laajoja vaikutuksia siihen, miten asioita hoidetaan verkossa yleensä. Lohkoketjuteknologiaa voidaan hyödyntää paitsi finanssialalla myös esimerkiksi teollisuudessa ns. esineiden internetissä, tekijänoikeuksien hyödyntämisessä, tai jakamistaloudessa. The Economist -lehden artikkeli vuodelta 2015 onkin otsikoitu sopivasti ”The Trust Machine”.
Liiketoimintamallit
Liiketoiminnan mahdollisuus on aina olemassa siellä, missä jotain toimintaa voidaan virtaviivaistaa. Asiat, jotka ovat ennen vaatineet luotettavaa välittäjää, voidaankin toteuttaa suoraan vertaisverkossa (peer-to-peer). Tämä haastaa nykyiset, välityspalveluja tarjoavat toimijat, mutta avaa samalla joukon aivan uudenlaisia palveluja. Innokkaimmat lohkoketjuteknologian puolestapuhujat ennakoivat jo nykyisten pankkien loppua, mutta käytännössä pankeille jää vielä paljon tehtäviä, kuten lainananto ja sijoitustoiminta. Pankit ovat kuitenkin jo kokeilemassa lohkoketjupohjaisia maksunvälitysjärjestelmiä.
Perinteiseen, keskitettyyn palvelutuotantoon liittyy suoraviivainen ansaintamalli, jossa asiakkaat maksavat palvelun käytöstä palveluntuottajalle. Jos lohkoketjut mahdollistavat autonomiset vertaisverkkopalvelut, joissa osapuolet asioivat suoraan keskenään, miten niihin voidaan yhdistää ansaintalogiikka? Mahdollisuuksia on monia, ja osa niistä on aivan uusia. Jonkun täytyy kehittää palvelua ja ohjelmistoa, jonkun täytyy tarjota kapasiteettia palvelun ajamiselle, ja kuten aina, vetovoimainen palvelu verkossa houkuttelee mainostajia. Käyttäjät tarvitsevat myös edelleen tai jopa kasvavassa määrin asiantuntijapalveluja. Lohkoketjuteknologia tarjoaa lisäksi aivan uuden taloudellisen instrumentin, oman sisäisen rahan. Palvelun luonteesta riippuen se voidaan ottaa mukaan tai jättää pois. Esimerkiksi Ethereum-verkossa, joka toimii eräänlaisena käyttöjärjestelmänä lohkoketjupohjaisille sovelluksille, käytössä on oma Ether-virtuaaliraha, jota saavat automaattisesti ne, jotka ajavat Ethereum-infraa (nodeja). Sovelluksen tarjoaja joutuu ostamaan Ether-rahaa voidakseen ajaa sovelluksiaan. Tämä on esimerkki niistä uudenlaisista ansaintatavoista, joita teknologia tuo tullessaan.
Lohkoketjujen tyypit
Kestää vielä jonkin aikaa, ennenkuin lohkoketjujen kohdalla voidaan puhua standardeista. Merkittäviä yhteistyöprojekteja teknologian kehittämiseksi ja yhtenäistämiseksi ovat tällä hetkellä Linux Foundationin Hyperledger, sekä finanssialalla R3. Käytännön suuntaviivat saadaan toistaiseksi ensimmäisistä menestyksekkäistä toteutuksista, joita ovat tällä hetkellä Bitcoin ja Ethereum. Ne ovat erilaisia: Bitcoin on puhdas virtuaaliraha, kun Ethereum on rakennettu alustaksi hajautetuille, lohkoketjua hyödyntäville sovelluksille (Distributed apps, Dapps). Ethereum-verkkoon talletetaan sovelluksen ydinkomponentti, ns. smart contract, joka toteuttaa toimintalogiikkaa ja säilyttää tietoa. Lisäksi verkkoon tallennetaan transaktiot, joissa osapuolina ovat käyttäjät ja smart contract:it.
Ajoympäristö, jonka lohkoketju vaatii, riippuu hyvin paljon siitä, millainen on sisäisen rahan rooli järjestelmässä. Bitcoinissa raha on kaikki, ja sen syntymekanismiksi on määritelty ns. proof-of-work, pitkäkestoisen laskentatehtävän suorittaminen, jota kutsutaan louhinnaksi (mining). Siksi Bitcoin-verkko kärsii rakenteellisesta vääristymästä: rahan louhintaa varten on varattu kokonaisia konesaleja täynnä pelkästään tähän tarkoitukseen erikoistuneita keskusyksiköitä, ja sähköä kuluu suuria määriä. Virtuaalivaluutta voidaan toteuttaa myös muilla, säästeliäämmillä tavoilla, tai jättää lohkoketjusta kokonaan pois.
Lohkoketju voi olla julkinen, sidosryhmäkohtainen tai yksityinen.
- Julkisessa lohkoketjussa, kuten Bitcoinissa, kuka tahansa voi asentaa solmun (node) ja liittää sen verkkoon. Verkon valvonta toteutuu automatisoitujen enemmistöpäätösten kautta ennalta sovitun sääntöjoukon perusteella. Esimerkiksi jos lohkoketju haarautuu tahattomasti, mitä silloin tällöin sattuu, se haara ”voittaa” joka saa taakseen 51% verkon kapasiteetista.
- Monissa sovelluksissa lohkoketju voi olla sidosryhmäkohtainen siten, että tietyt tahot oikeutetaan pitämään solmuja, ja mahdollisesti muitakin oikeuksia jaetaan keskitetysti. Esimerkiksi lohkoketjuun perustuva pörssi voidaan järjestää niin, että kukin listattu yritys ylläpitää solmua. Tallennetut tiedot voivat olla julkisia tai osittain rajattuja.
Täysin yksityisiä, keskitetysti hallittuja lohkoketjuja voi perustella teknisillä syillä, kuten tiedon replikoitumisella ja korkealla turvatasolla, mutta muutoin lohkoketjun perusajatus jää niissä puolitiehen.
Mistä lohkoketjun saa?
Hajautetun luonteensa vuoksi lohkoketjua ei voi ajatella tavanomaisena tietojärjestelmähankintana. Jos jokin yksi taho järjestäisi kaiken, on vaikea kuvitella, miten sellaisen lohkoketjun puolueettomuus osapuolten kesken varmistettaisiin – eli juuri se asia, jota lohkoketjun on tarkoitus palvella. Julkisessa lohkoketjussa on käytännöllistä, jos solmun ajaminen palkitsee itse itsensä virtuaalirahan muodossa, mutta muitakin tapoja voi olla. Sidosryhmän omassa ketjussa voidaan kustannukset jakaa sopimusperusteisesti.
Useimmat lohkoketjuohjelmistot ovat avoimia. Kehitystyössä panostetaan lohkoketjualustoihin, kuten Ethereum, jonka päälle voidaan rakentaa sovelluksia, vähän samaan tapaan kuin tietokantajärjestelmien päälle tehdään sovelluksia. Jos jokin valmis lohkoketjualusta valitaan, sovellusten kehittäminen sen päälle ei merkittävästi eroa ”tavanomaisesta” sovelluskehityksestä. Lohkoketjun käyttöönotto ja parametrien asettaminen voi kuitenkin vaatia erikoisosaamista. Jos vaatimukset eivät ole raskaat, voidaan lohkoketjuohjelma ja sovellus paketoida niin, että uusi solmu on helposti monistettavissa esimerkiksi Amazon- tai Azure-pilvialustalle.
Varsinaisia lohkoketjutuotteita on tarjolla esimerkiksi IBM:llä ja Microsoftilla, IBM:n BlueMix perustuu HyperLedger-projektiin, ja Microsoft tarjoaa Azure-alustalle valmiita paketointeja.
Artikkeleita
- On public and private blockchains by Vitalik Buterin
- Blockchain and the new era of trust by Markus Melin
- How blockchain is transforming business models by Jamie Tolentino
Kursseja ja aineistoja
- Lohkoketjuteknologiat 26.1. Helsinki, Messukeskus – lohkoketjuteknologian vaihtoehdot, sovellusten toteuttaminen, demoja.
- Blockchain Workshop, online course (details coming soon)
- Blockchain Intro+Workshop free reference material
- Blockchain Intro+Workshop 1.11. – 28.3. Workshop starting on 29.11. Online sessions on Tuesday eves. Build blockchains and HTML5 apps in a sandbox.
Tervetuloa osallistumaan!
Mikko Valjakka
Kirjoittaja on ohjelmistoalan startup-yrittäjä ja kouluttaja.
Ota yhteyttä: mikko.valjakka()anycase.fi , 050-359 5193
