Nuorten Luonto

Julkaistu: 18.10.2022

Mikä on lohkoketju? Moni tietää sillä olevan jotain tekemistä Bitcoinin kanssa ja liittää sen mielikuviin kyseenalaista mainetta niittäneestä NFT-ilmiöstä, kryptolouhinnan valtavasta sähkönkulutuksesta sekä somepöhisijöistä, joilla on käyttäjäkuvanaan ruma apina. Lohkoketjusta puhutaan kuitenkin myös suurimpana teknologian keksintönä sitten internetin. Mitä se merkitsee ja voidaanko sillä saavuttaa yhteiskunnallista hyvää?

 

Alussa oli suo, kuokka ja Satoshi Nakamoto.

Kukaan ei tiedä, kuka nimen takana on. Ei tiedetä, onko kyse edes yhdestä henkilöstä vai piilotteleeko nimimerkin takana jokin isompi taho. Joka tapauksessa Nakamoton nimellä julkaistiin 31. lokakuuta 2008 kryptografia-aiheisella sähköpostilistalla artikkeli, joka oli otsikoitu Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.

Kirjoitus kuvailee digitaalisen tilikirjamekanismin, jonka avulla sähköisen valuutan vaihto on nopeaa, eikä sen hyväksymiseen tarvita luotettua kolmatta osapuolta. Jokainen lohko koostuu edellisen lohkon synnyn jälkeen lähetetyistä vaihto-operaatiopyynnöistä. Pyynnöistä kirjautuu muistiin vaihdon aikaleima, rahayksikön edellisen omistajan sähköinen allekirjoitus sekä koko lohkoa edeltävän lohkon informaatiosta pakattu tiiviste. Lohko hyväksytään osaksi operaatioiden ketjua vasta silloin, kun algoritmin vaatima määrä laskentatehoa on käytetty.

Laskentatehoa käyttävät yhteistyössä tilikirjaverkkoon kuuluvat käyttäjät, joiden oletetaan antavan laskentatehonsa vain oikeellisten ketjujen kasvattamiseen. Ketjuttuneiden lohkojen sisältöä ei ole mahdollista muuttaa jälkikäteen muokkaamatta yksitellen ketjun jokaista lohkoa aina tavoiteltuun lohkoon asti, mikä vaatii valtavan määrän laskentatehoa.

Kryptografian alalla toteutus on simppeli. Mekanismi kirjaa ylös jokaisen yksittäisen rahan vaihdon, jonka käyttäjien verkosto on hyväksynyt. Hyväksytyn sisällön muuttaminen jälkikäteen on todella vaivalloista, tarpeeksi pitkällä ketjussa olevien lohkojen muokkaaminen jopa melkein mahdotonta, joten järjestelmä on turvattu väärinkäytöltä.

Jokaisen käyttäjän on mahdollista selata ketjujen sisältö läpi, eli kirjaukset ovat julkista tietoa, eikä niiden hyväksyntään tarvita virallista kolmatta osapuolta, kuten perinteisessä pankkitoiminnassa on tapana. Vaihdon osapuolten tiedot eivät kuitenkaan jää verkoston luettaviksi, joten järjestelmä on periaatteessa anonyymi.

Muutamaa kuukautta artikkelinsa julkaisun jälkeen Nakamoto julkaisi Bitcoin-ohjelmiston ensimmäisen version ja louhi ketjun alkulähteen, genesislohkon. Historiankirjoissa kääntyi uusi sivu.

Kryptovaluutan todellinen hinta

Bitcoinin lohkoketjun mullistavuus on siinä, miten sovellus kirjaa lopullisesti ylös yksittäiset vaihtotapahtumat. Aiemmat kryptovaluuttakokeilut olivat kaatuneet siihen, että rahan vaihtaessa omistajaa rahan antajan oli liian helppo huijata järjestelmää uskomaan, ettei vaihtoa ikinä tapahtunutkaan. Antaja saattoi käyttää saman rahan monta kertaa sovelluksen huomaamatta.

Bitcoinin sovelluksessa vähintään puolen verkoston käyttäjäkunnasta täytyy hyväksyttää eli louhia lohko, johon vaihtotapahtuma kirjautuu. Yhden uuden lohkon louhinta edellyttää tietynlaisen kryptografisen pulman ratkaisemista. Pulman vaikeustaso vaihtelee riippuen kulloisestakin kysynnästä ja tarjonnasta, ja Bitcoinin alkuvaiheilla louhinta ei vaatinut tietokoneelta ihmeempiä tehoja.

Tämän vuoden huhtikuussa louhintapulman ratkaisu vaati kuitenkin jo keskimäärin 122 sekstiljoonaa yritystä. Jokainen yritys syö sähköä. 122 tuhatta miljardia miljardia yritystä syö todella paljon sähköä. Pelkästään Bitcoinin louhinta kuluttaa vuodessa suurin piirtein saman verran sähköä kuin koko Norja tai Argentiina.

Kosovon valtio kielsi Bitcoinin louhinnan tammikuussa, kun halvan sähkön houkuttelemat louhijat aiheuttivat maassa sähkökatkoksia. New Yorkin osavaltio on asettanut rajoituksia Bitcoin-louhintaan ja epäsi tänä vuonna uuden toimintaluvan Greenidge Generation -yhtiöltä, joka palautti vanhan energialaitoksen takaisin toimintaan vain käyttääkseen kaiken laitoksen maakaasulla tuottaman sähkön Bitcoinin kultakuumeeseen.

Samaan aikaan Euroopan arvopaperimarkkinaviranomaistaho ESMA:n varapuheenjohtaja Erik Thedéen ehdotti Financial Times –lehden haastattelussa, että Bitcoinin käyttämä järjestelmä pitäisi kieltää koko Euroopan unionin alueella.

Bitcoinille on vaihtoehtoja

Bitcoinin käyttämää lohkoketjumallia kuvaillaan termillä proof-of-work, työllä takaaminen, sillä verkoston “päätökset” tehdään nimenomaan tietokoneiden laskuteholla. Koska jokainen uusi lohko vaatii suuren määrän työtä, teoriassa ketjua ei kannata sabotoida, sillä tihutöiden vaatiman energiamäärän voisi yhtä hyvin suunnata uusien lohkojen louhimiseen.

Työllä takaaminen pitää verkoston vilpittömänä, sillä vilppi ei kannata. Järjestelmän kantava voima on kaksiteräinen miekka: toisaalta se on koko verkoston kuteen eheyden tae, toisaalta se on yksi aikamme merkittävistä energiantuhlaajista ja ilmastokriisin vauhdittajista.

Kaikki lohkoketjut eivät kuitenkaan ole samasta puusta veistettyjä. Toinen tapa saavuttaa verkoston yhteisymmärrys on proof-of-stake, osakkuudella takaaminen. Sen on todettu kuluttavan huomattavasti vähemmän sähköä.

Tässä mallissa, johon esimerkiksi maailman toiseksi suurin kryptovaluutta Ethereum on siirtymässä kokonaan tänä syksynä, verkoston luotto saavutetaan antamalla osa kryptovaluuttaomaisuudesta pantiksi. Jos käyttäjä jää kiinni vilpistä, menettää hän myös pantiksi laittamansa rahat. Tällä tavoin pyritään saamaan järjestelmän tukeminen palkitsevammaksi kuin huijaaminen, eikä ketjun ylläpitoon osallistuminen ja siinä menestyminen vaadi suurta määrää tietokonetehoa.

Osakkuudella takaamista käyttäviä kryptovaluuttoja vertailtaessa on todettu, että vaikka eri valuuttojen järjestelmien sähkönkulutuksessa on yhä keskinäisiä eroja, on energiannälkäisimmänkin valuutan sähkönkulutus vähintään tuhat kertaa pienempi kuin Bitcoinin.

Lohkoketjun hyödyt on siis mahdollista saada ilman sen pahimpia haittoja.

Tilikirja, mutta parempi

Perimmiltään lohkoketju on hajautettu tilikirja. Sen sisältö on jokaisen verkoston jäsenen luettavissa melkein reaaliaikaisesti, eikä sillä ei ole tarvetta perinteisen päätöksenteon jahkaavuuteen ja luotettuihin kolmansiin osapuoliin. Se on nopea ja kustannustehokas, eikä se voi tehdä inhimillisiä virheitä.

Lohkoketjuteknologiaa on jo alettu ottaa käyttöön pankkimaailmassa sekä erilaisilla teollisuuden aloilla. Esimerkiksi tuotantoketjujen valvomisessa on alettu hyödyntää lohkoketjua: ideaalitilanteessa esimerkiksi vaateteollisuudessa voisi lohkoketjuun olla tallennettuna tuotteen koko matka raakamateriaaleista vaatekauppaan, jokainen askel ja tuotantovaihe selkeästi kirjattuna, kaikkien välikäsien kirjanpito yhdessä paikassa.

Teknologiajätti IBM:n Blockchain Platform on monen tällaisen lohkoketjujärjestelmän pohjana. Biohajoavaa muovia valmistava Newlight-yritys käyttää siihen perustuvaa järjestelmää merkitäkseen tuotantoprosessin jokaisen kohdan hiilenkulutuksen, kun taas Plastic Bank maksaa sen avulla palkkaa merimuovin kerääjille.

Samalla teknologialla voidaan valvoa esimerkiksi louhittavien mineraalien alkuperää ja torjua epäinhimmillisistä työolosuhteista peräisin olevan raaka-aineen myyntiä. IBM Food Trust -lohkoketjuversio on suunnattu elintarviketeollisuuden käyttöön, ja sitä hyödyntää esimerkiksi Farmer Connect -yritys, joka pyrkii parantamaan kahvin tuotantoketjun läpinäkyvyyttä ja kahvinviljelijöiden oloja.

Sähkön vertaismyynnissä lohkoketju on suosittu valinta. Niissä maissa missä sähköverkon rakenne sen sallii, voivat esimerkiksi aurinkovoimalla sähköä tuottavat yksityistaloudet myydä ylimääräenergiansa toisille talouksille. Powerledger-yritys käyttää Ethereumin lohkoketjuun pohjautuvaa sähkönmyyntijärjestelmää.

Eteläafrikkalainen SunExchange, joka joukkorahoittaa aurinkopaneeleja erilaisille tahoille ympäri Afrikkaa, on myös perustanut Ethereumin päälle oman “rahansa” Sunexin, joka edustaa rahoittajien ostamia aurinkokennoja. Itse kennojen ostaminen tehdään kuitenkin Bitcoineilla. Lohkoketjulla on yritetty myös tehdä päästökauppaa.

Lohkoketjua on valjastettu myös yhteiskunnalliseen toimintaan. Byrokratian koneiston hitaita rattaita on kokeiltu vauhdittaa lohkoketjuun perustuvilla järjestelmillä, joissa kansalaiset voivat suoraan päästä käsiksi erilaisiin hallinnollisiin tietoihin liittymällä lohkoketjuverkostoon. Virossa tehtiin vuonna 2017 kokeilu, jossa kansalaisille annettiin tällainen mahdollisuus henkilöllisyyspapereilla tunnistautuen. Tanskassa on testattu pienpuolueen sisäisessä äänestyksessä lohkoketjun toimivuutta.

Perinteisen päätöksenteon vaatima välikädet ja inhimillinen hidastelu kuluttavat resursseja, joita lohkoketjujen käyttö säästäisi. Teknologian avulla voisi saavuttaa läpinäkyvämpää yhteiskunnallista päättämistä ja hajautetumpaa vallankäyttöä, kun päätösten notarointi ei olisi enää pelkästään ennalta valitun viranomaisen käsissä.

Vain niin täydellinen kuin tekijänsä

Lohkoketjusta puhutaan kuin se olisi merkki taivaista. Kaikki mainitut käyttötarkoitukset kuulostavat toki hyviltä: rajattujen alueiden ongelmien rahoitus saadaan globaaliksi, kaupalliset toimijat saavat tuotantoketjunsa eheämmiksi ja tehokkaammiksi, kuluttajat saavat nähtäväkseen läpinäkyvän dokumentaation hyödykkeiden matkasta kauppoihin, hallitusten työtaakka suoraviivaistuu ja kansalaiset pääsevät tehokkaammin käsiksi tarvitsemaansa tietoon.

Periaatteessa tämä on mahdollista.

Monien kaupallisten lohkoketjuratkaisujen pohjana on IBM:n Blockchain Platform, joka on yksityinen verkosto. Näin ollen lohkoketjun muodostumiseen pääsevät vaikuttamaan vain ne, joilla on oikeus siihen. Kaupallisissa lohkoketjuissa kaikki kirjattu tieto ei ole myöskään yhtäläisesti saavutettavissa, vaan eri käyttäjillä on pääsy eri sisältöön.

Tällaiset verkostot eivät voi luottaa joukkovoiman luomaan kuriin ja nuhteeseen, vaan sama lopputulos on saavutettava valamiehistöä muistuttavalla järjestelmällä. Ei voida siis sanoa, että lohkoketju on automaattisesti läpinäkyvä ja demokraattinen.

Kuten kaikessa ohjelmoinnissa, testaamisen puute on valtava kompastuskivi lohkoketjuteknologiassakin. Jos järjestelmää ei testata ja tilkitä läpikotaisesti, lohkoketjun tietoturvallisuuteen ei voida luottaa. Suurimmat tietoturvariskit lohkoketjussa ovat käyttäjien sähköiset allekirjoitukset, jotka muodostuvat sähköisistä avainkoodeista. Jos hyökkääjä pääsee käsiksi avainkoodeihin, yksityisen verkon turvallisuus on vaakalaudalla.

Toisaalta kaupallisissa lohkoketjuissa verkoston osapuolet voivat sopia vehkeilystä lohkoketjun ulkopuolella: Yhdysvaltain kirjanpitäjäyhdistyksen lehdessä julkaistussa artikkelissa lohkoketjun vaikutuksesta tilintarkastukseen varoitetaan, etteivät lohkoketjuun tallennetut tilitiedot välttämättä ole yhtään sen oikeampia. Jos käyttäjillä on mahdollisuus kirjata lohkoon väärää tietoa, on koko ketjun paikkansapitävyys vaarassa.

Lohkoketju voi hyvinkin mullistaa perinteisen kirjanpidon, pankkitoiminnan ja byrokratian. Sen avulla voidaan tehostaa ympäristön käytön valvontaa ja suojelua, parantaa raaka-aineita käsittelevien työntekijöiden olosuhteita ja tehdä tuoteketjuista läpinäkyvämpiä sekä valmistajille että kuluttajille.

Teknologia on kuitenkin todella nuorta, ja sen kykyjä vasta koetellaan. Sen käyttöönotto on myös hyvin kallista. Vielä on liian aikaista sanoa, onko lohkoketju se tekniikan kulmakivi ja yhteiskunnallinen pelastaja, joksi sitä pedataan.

 

Teksti: E. H. Engblom

Kuvitus: Andrea Puscasu