Blockchain. Definitie, werking, kansen & 6 voorbeelden

Wat is de blockchain? Hoe werkt blockchain technologie? Wat zijn de voorbeelden, nadelen, toepassingen en kritiek op deze technologie?

Na dit artikel

Na het lezen van dit artikel ben je op de hoogte van wat blockchain technologie is, hoe het werkt, wat de impact kan zijn, welke toepassingen worden ontwikkeld en wat de kritiek is op de technologie.

Wat is blockchain?

De blockchain technologie is revolutionair. Door bitcoin ben ik me gaan verdiepen in blockchain en ik vind het fascinerend. De potentie is vergelijkbaar met internet. Door internet werd informatie openlijk toegankelijk en kunnen mensen van overal ter wereld met elkaar communiceren. Internet is een revolutie in de toegang tot informatie.

Blockchain is een revolutie in vertrouwen. Met blockchain kun je namelijk transacties mogelijk maken tussen mensen die elkaar niet kennen of elkaar niet vertrouwen, zonder dat er een centrale partij (intermediair of tussenpersoon) bij nodig is.

De bekendste toepassing van blockchain is bitcoin.

Een van de belangrijkste tips die ik heb gekregen van Lykle de Vries is dat je alleen in cryptocurrency als bitcoin moet investeren met geld dat je kan missen. De koers van digitale valuta heeft namelijk wel een enorme volatiliteit: soms gaat de koers fors omhoog, om daarna weer flink te zakken.

Blockchain technologie

De database wordt online gedeeld. Iedereen kan het grootboek kopiëren, bewerken en bewaren. De database is niet bedoeld om grote hoeveelheden informatie in op te slaan. Elke wijziging in het grootboek wordt vastgelegd – dit zijn mutaties of transacties.

De technologie valideert of de wijzigingen voldoen aan vooraf gestelde spelregels. Als er nieuwe verzoeken komen en als deze worden goedgekeurd, wordt dit direct verspreid onder alle deelnemers aan de blockchain.

Voordeel blockchain

De truc is dat de slimme technologie en wiskundige formules met elkaar weten wat de status is van de eigendommen, mutaties en transacties, zonder dat er een partij is die dit bepaalt.

Traditionele databases die we vertrouwen zijn van het kadaster, de notaris, medische gegevens die de huisarts of specialist bezit en de bank. Je gaat ervan uit dat als jij je saldo controleert, de bank dit goed heeft bijgehouden. Je vertrouwt de bank dat deze het goed heeft georganiseerd.

Ik had een interview met Lykle de Vries waarin hij ook goed en duidelijk uitlegt hoe de blockchain technologie werkt [link onderin].

Eigenaar blockchain

De blockchain database werkt andersom. Niemand is eigenaar van de database en tegelijkertijd is iedereen eigenaar. Dit lijkt sterk op internet. Niemand is eigenaar van internet en eigenlijk zijn we het allemaal. Om deze reden wordt de blockchain technologie vergeleken met het internet (als ook de verwachte groei van de blockchain technologie).

In de software van de blockchain staan de regels, afspraken en instellingen. Dit gaat over het doel van de blockchain, regels over hoe transacties plaatsvinden, hoe deze worden geregistreerd en hoe de computers in het netwerk met elkaar communiceren.

Public en private key

Een belangrijke basisfunctionaliteit is de verbondenheid tussen de ‘public’ en ‘private’ keys. Door een hashfunctie worden deze keys versleuteld. Deze drie aspecten zorgen ervoor dat het mogelijk is om te controleren of de opdracht voor een transactie authentiek is gegeven.

Voor het versleutelen, versturen en laten controleren van je mutaties betaal je transactiekosten. Vaak is het zo dat hoe meer transactiekosten je wil betalen, hoe sneller je transactie wordt verwerkt.

Werking blokken

Wat de blockchain technologie krachtig maakt is dat het niet mogelijk is om informatie te verwijderen, te vervangen of aan te passen als die op een blockchain is vastgelegd. Op een blockchain worden alle acties en wijzigingen onder elkaar genoteerd. Deze wijzigingen worden continu verzameld, gecontroleerd en gebundeld. Die bundeling staat voor de vorming van een blok, vandaar de term blockchain. Dit blok wordt vervolgens toegevoegd aan de database.

Op elk blok wordt ook een tijdstempel geplaatst. Zo is altijd herleidbaar wanneer informatie aan de database is toegevoegd. Het allereerste blok in de blockchain wordt de genesis-blok genoemd. Je kan dus helemaal terugkijken naar de mutaties tot aan dit eerste blok.

Miners

Miners verzamelen transacties en geven deze door. De transacties combineren ze in een pakket (een blok transacties). Dat blok proberen ze aan een blockchain toe te voegen. Soms zijn er meerdere (of heel veel) miners die dit proberen. Wie dit mag doen, wordt bepaald door het oplossen van een mathematische puzzel. De puzzel is heel moeilijk op te lossen, maar de oplossing is eenvoudig te controleren.

Diegene die de oplossing vindt, heeft daar veel rekenkracht ingestopt. Dit mechanisme wordt ‘Proof of Work’ genoemd. Een ander mechanisme dat soms wordt gebruikt is ‘Proof of Stake’. Hierin gaat het om het financiële belang in de blockchain. Hoe groter je belang, hoe groter de stimulans om je betrouwbaar te gedragen.

Transacties op blockchain

De bekendste toepassingen van de blockchain technologie is waar het gaat om transacties. Transacties zijn de mutaties van eigendom, een waardeoverdracht van de ene eigenaar naar de andere. Meestal gaat het nu over de eigendom van geld, zoals de blockchain onder bitcoin en ethereum.

Andere toepassingen gaan over het bezit van huizen, grond of intellectueel eigendom. Zo legt DJ Hardwell met blockchain de eigendom op zijn muziek vast.

Beveiliging

Het voordeel van de opzet van de blockchain, is dat het veel ingewikkelder is dan bij een centrale database om informatie te wijzigen of aan te passen. Daarnaast is het systeem robuuster: als er één database omvalt, dan kunnen de anderen het overnemen.

Daarbij kan je niet meer één centraal punt aanvallen of daar informatie wijzigen. Deze systeemeigenschappen van een gedistribueerd systeem maken de bescherming van de database meer solide.

Uitdaging

De grootste uitdaging ligt nog bij het valideren van personen aan de blockchain. Hoe weet de blockchain dat iemand de rechten heeft (geautoriseerd is) om een transactie te doen? Voorlopig gaat dit nog via oude methodes, zoals inloggen met een inlognaam en wachtwoord.

Hier liggen volgens mij kansen voor biohacking. Zo kan je unieke biometrische informatie opslaan in een blockchain, in de vorm van mijn pupil of een chip in mijn lichaam [link onderin].

Vervolgens kan ik daarmee mezelf autoriseren om bepaalde transacties door te voeren. Daarmee weet de blockchain zeker dat ik degene bent die akkoord heeft gegeven op een mutatie.

Consensus

Als een wijziging wordt voorgesteld, dan is er niet één persoon die de wijziging valideert. Iedereen in het netwerk moet dit doen. Als de meerderheid in het netwerk het eens is dat de wijziging valide is, dan wordt er een consensus bereikt en gaat de transactie door.

Helemaal feilloos is dit niet: je moet wel zeker weten dat de onderliggende technologie, zoals de protocollen en afspraken, te vertrouwen zijn. In 2016 werd bijvoorbeeld een aanpasbare blockchain ontwikkeld. Als jij dit niet weet en wel gebruik gemaakt van deze blockchain, dan kun je nog wel eens voor een verassing komen te staan.

Publieke en private blockchain

Er is een verschil tussen publieke en private blockchains. Aan een publieke blockchain kan iedereen deelnemen. Private blockchains worden alleen gedeeld in een organisatie. Soms werken organisaties hierin samen. Dat heet een consortium blockchain.

Volgens Andreas Antopoulos heeft de publieke blockchain de overhand, vanwege de gigantische ontwikkelkracht waarin iedereen mee kan doen in de verdere ontwikkeling. Andere experts, zoals in het boek ‘Blockchain’, delen deze visie [link onderin]. De publieke blockchain biedt de meest pure en uitgebreide versie van deze technologie.

Smart contract

Een toepassing die samenhangt met blockchain zijn ‘smart contracts’. Dit bestaat uit voorwaarden die aan transacties verbonden zijn en die zijn vastgelegd in code. Zo kun je voorwaarden stellen voordat over wordt gegaan tot een transactie.

Zo kan een bedrijf geld willen ophalen bij nieuwe aandeelhouders om een grote investering te doen. Een voorwaarde kan zijn dat op 1 januari een bedrag van 1 miljoen is binnengebracht. Als dat bedrag niet wordt gehaald, dan wordt het script uitgevoerd en krijgen alle investeerders hun geld terug.

Decentraal Autonome Organisatie

Een concept dat ik een lange tijd niet helemaal snapte is de ‘DAO’. Dit staat voor ‘decentralized autonomous organization’. Dit is een organisatie waarin je kan samenwerken zonder centrale leiding. Zonder toezicht en zonder hiërarchie.

Praktisch gezien bepalen de deelnemers aan de DAO in welke initiatieven wordt geïnvesteerd. Naast de deelnemers aan de DAO heb je ‘contractors’ die diensten leveren of dingen ontwikkelen en ‘curators’ die het werk controleren. Een voorbeeld is Slock.it. Zij gebruiken ‘smart contracts’ om een geautomatiseerd platform te maken voor de huur en verhuur van appartementen en auto’s [link onderin].

---

Toepassingen  6x

Wat zijn nu de toepassingen van deze technologie? In het eerste deel van dit artikel zijn al enkele voorbeelden gedeeld. Dit zijn nog andere toepassingen:

1. Geld
2. Onroerend goed
3. Spullen
4. Overheid
5. Muziek
6. Social media
7. Gezondheidszorg
8. Overheid

De toepassingen staan hieronder verder beschreven.

1 Geld

Het bekendste voorbeeld van de technologie is het beheer van de eigendom van geld. Als je dit artikel leest, dan heb je waarschijnlijk al een keer van bitcoin gehoord. Volgens de eerder genoemde Andreas Antonopoulos is bitcoin “het geld van internet”. Eerder schreef ik een uitgebreid artikel over bitcoin, cryptocurrency en interviewde ik Lykle de Vries hierover voor mijn podcast [links onderin].

Andere financiële toepassingen zijn internationale geldoverdrachten en aandelen.

Internationale geldoverdrachten. Ik maak voor een aantal technische projecten op mijn blog gebruik van een freelancer in Bangladesh, een land dat ligt ingesloten in India. Waar normaliter een overboeking dagen duurt en je relatief veel transactiekosten betaalt, is mijn storting met cryptocurrency binnen een paar minuten geregeld.

Aandelen. Wellicht heb je wel eens van de term ICO gehoord. Dit staat voor ‘Initial Coin Offering’. Hiermee kunnen start-ups of bedrijven een eigen cryptovaluta uitbrengen, waarbij iedere coin een aandeel in het bedrijf vertegenwoordigd. Aan de coins kan het bedrijf ook stemrecht toewijzen, waardoor je aandeelhoudersvergaderingen snel en online kan doen, waarbij de aandeelhouders direct en frequent hun invloed kunnen uitoefenen.

2 Onroerend Goed

De kracht van de technologie ligt in het vastleggen van eigendom. Voor het registreren van onroerend goed zoals een woning, bedrijfspand of grond, hebben we allerlei instituten en instellingen. Denk aan een notaris, het kadaster en de gemeente. Andere instellingen maken weer gebruik van de registraties in deze databases, zoals de Belastingdienst en de Rijksoverheid.

Het eigendom van onroerend goed kun je vastleggen in een ‘basis blockchain’, waardoor iedereen direct en real-time toegang heeft tot de juiste gegevens. Het zou dan echt krachtig zijn als je als huiseigenaar de toegang tot je registraties op de database autoriseert. Dat je zelf kan bepalen wie er wel en wie er niet toegang tot heeft. Nu heb ik geen idee welke instanties en instellingen weten of en welk onroerend goed ik bezit.

Mathieu Paaps is ICT-jurist en als gastdocent verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen. In het magazine Broerstraat 5 zegt hij dat het niet lang meer duur voordat akten van eigendom in de blockchain zullen worden vastgelegd. “Nu staat de wet dat niet toe en is het nog vereist dat er een notaris tussen zit”.

3 Spullen

Niet alleen als het gaat om grond en gebouwen, maar ook als het gaat om spullen kan de blockchain technologie een interessante toepassing geven. Tijdens de Biohacking Meetup vertelde Krijn Soeteman over modellen zoals Airbnb voor het (ver)huren van appartementen kamers, zonder tussenkomst van een organisatie zoals Airbnb. Dat is echt peer-to-peer.

Hetzelfde kan voor nog veel meer spullen. Zeker voor spullen die je niet zo vaak nodig hebt, zoals gereedschap of een auto. Nu zijn daar platformen zoals Peerby en Snappcar voor [link onderin]. De technologie kan de verschuiving van eigendom naar toegang tot spullen in een versnelling brengen.

3 Overheid

Tal van internationale, regionale, nationale en lokale overheden experimenteren met blockchain technologie. In Nederland heeft het ICTU in 2016 een rapport uitgebracht over de toepassingen van blockchain voor de dienstverlening van overheden. De belangrijkste aanbeveling die de auteurs doen is het realiseren van een ‘datanutsvoorziening’. Dit is een infrastructuur, gebaseerd op blockchain, waarop de overheid, burgers en bedrijven kunnen samenwerken.

Dit zijn een aantal andere voorbeelden op lokaal, nationaal en internationaal niveau:

Op lokaal niveau wordt er gekeken naar de basisregistraties van mensen en bedrijven, zoals ik in het voorbeeld over de registratie van onroerend goed had geschreven. Gemeenten kijken ook naar vergunningen. Nu zijn daar veel instellingen bij betrokken (gemeente, politie en andere hulpverleningsdiensten) die soms de status niet van elkaar weten.

Op nationaal niveau kijkt de Kamer van Koophandel of de ‘smart contracts’ niet een oplossing kunnen zijn voor de BTW aangifte. Zo wordt bij een transactie automatisch de BTW verrekend en gestort naar de Belastingdienst. Dit scheelt de ondernemer administratielasten en vermindert de kans op fraude.

Op internationaal niveau wordt ook veel geëxperimenteerd. Estland is met een pilot aan het verkennen of ze een digitaal stemsysteem kunnen inrichten op basis van de technologie [link onderin]. Het bedrijf Agora Voting gebruikt open source systemen en zet de blockchain in voor verkiezingen in onder meer Spanje [link onderin].

4 Logistiek

Het logistiekbedrijf Maersk onderzoekt samen met IBM, Microsoft en E&Y hoe ze de technologie willen gaan toepassen in het containervervoer van Oost-Afrika naar Europa [link onderin].

De achterliggende reden voor dit project is dat beide bedrijven vermoeden om grote efficiencywinsten te boeken. Dit komt door het terugdringen van fraude, waardoor de verzekeringspremies omlaag kunnen.

5 Muziek

DJ Hardwell kwam eind 2016 in het nieuws omdat hij de technologie gebruikt om zijn (intellectueel eigendom) rechten en betalingen te beheren. De uitkering van de betalingen duurt nu erg lang en gaat gepaard met veel fouten [link onderin].

Dit kan nog verder gaan. Zo kan een muziekband van te voren afspraken maken over welk aandeel iedereen heeft gehad in het nummer. Dit aandeel kan geprogrammeerd worden in de database, waardoor iedere betrokkene per transactie zijn of haar aandeel ontvangt.

6 Social media

Social media wordt nu beheerd door grote bedrijven zoals Facebook en Twitter. Een bedrijf dat dit wil decentraliseren is Steemit [link onderin]. Onder het platform hangt een blockchain database en een bijbehorende cryptovaluta.

Als je goede content maakt, dat wordt gewaardeerd door de gebruikers, word je daarvoor beloond in de vorm van een aandeel in de cryptovaluta Steem. Zelf heb ik me ook aangemeld bij Steem. Daar ga ik ook op publiceren om te ervaren hoe het is en op welke wijze ik hiervoor gewaardeerd word.

7 Gezondheidszorg

Gezondheidsdata is een bijzondere categorie. Ziekenhuizen, instellingen, medisch specialisten en professionals in de zorg klagen over het beheer en onderhoud van data van patiënten. De Amerikaanse senator Tom Price werd in januari aangesteld als Secretary of Health in de Verenigde Staten.

Tijdens de laatste verhoren ging hij expliciet in op het electronisch patiënten dossier. “We hebben artsen omgetoverd naar typisten”, verzuchtte hij [link onderin]. Volgens een onderzoek van de Mayo Clinic besteden artsen ook meer tijd aan het typen van gegevens dan aan het zien van patiënten.

De blockchain kan daarin een nieuw beginpunt zijn. Zo zegt de CIO (chief information officer) John Halamka van het het Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston: “Nu is waarschijnlijk het beste moment in onze geschiedenis om op een nieuwe manier met patiëntendata om te gaan.”

Patiënten kunnen dan zelf aangeven welk onderdeel van hun medische informatie ze aan welke instantie of professional willen vrijgeven. Een interessante pilot in dit domein is MedRec [link onderin]. Hierin is data zowel beschikbaar voor patiënten als voor zorgverleners. Een extra toepassing is dat je als patiënt de data ook makkelijk kan vrijgeven voor medisch onderzoek. MedRec is gebouwd op het Ethereum netwerk en kan dus ook werken met ‘smart contracts’.

NB. In dit artikel lees je meer over blockchain in de gezondheidszorg.

8 Overheid

Is het mogelijk om een overheid te bouwen op basis van deze technologie? Het creëren van de eerste virtuele overheid is het doel van Bitnation [link onderin]. De uitgangspunten zijn dat het een vrijwillig, grenzeloos en vrijwillig virtueel land is. De missie is dat het land betere dienstverlening aan haar (virtuele) inwoners kan bieden dan reguliere landen en staten.

Het platform dat ze hiervoor gebruiken in Pangea. Alle code is open-source en terug te vinden op Github. Binnen Pangea zijn een aantal pilots opgestart in de afgelopen jaren. De meeste aandacht kreeg is ‘Smart Love’ waarbij een huwelijk in de blockchain wordt geregistreerd.

Mijn kinderen stonden in eerder in de blockchain dan ik ze had aangemeld bij de gemeente!

Jurjen

In de wereld zijn er tal van overheden die hun inwoners verbieden om met iemand te trouwen van dezelfde sekse, met meerdere mensen of met iemand van een ander geloof. Hier kan ‘Smart Love’ een oplossing voor zijn.

Een ander voorbeeld is de registratie en identificatie van personen. In de Meetup die ik organiseerde over bitcoin, vertelde Jurjen dat hij zijn kinderen eerder in de blockchain had geregistreerd dan dat hij ze had aangemeld bij de gemeente [link onderin]. Zelf ben ik ook geregistreerd inwoner van Bitnation.

Praktisch gezien kan de technologie de overheid ook helpen bij het innen van belastingen. Jurist Paapst: “Ik verwacht dat over een jaar of tien, de belastingen worden geind via een dergelijk systeem”.

---

Kritiek (6x)

Welke kritiek is er op blockchain? Het 1e kritiekpunt is dat het soms een panacee lijkt voor alle problemen. In de media verschijnen berichten dat je de blockchain voor alles kan gebruiken.

Een 2e kritiekpunt is dat de blockchain is ontworpen om niks te vergeten, om niet aanpasbaar te zijn en om volledig openbaar te zijn. Als er iets over jou als consument of burger verkeerd staat opgeslagen, dan kun je het niet meer aanpassen.

Een 3e kritiekpunt is dat de belofte van blockchain is dat het anoniem is, maar dat je bij de interactie met de blockchain nog wel je echte identiteit moet prijsgeven. Bijvoorbeeld als je bitcoin koopt met saldo van je bankrekening.

Een aantal kritiekpunten gaan over de onderliggende techniek. Zo is het 4e kritiekpunt dat de blockchain technologie soms erg langzaam is en moeilijk is op te schalen. Een 5e punt van kritiek is dat het werk van de ‘miners’ heel veel energie en grondstoffen vraagt. De technologie is niet heel milieuvriendelijk.

Tot slot is het 6e kritiekpunt dat de technologie nog complex is. Je hebt nog wel technische kennis nodig om blockchain toepassingen te gebruiken.

Oplossingen

Binnen de community worden wel allerlei initiatieven opgezet om deze kritiekpunten te verbeteren. Andreas Antonopoulos vergelijkt dit met de ontwikkeling van internet. Dat verliep ook in sprongen en schokken. Hij verwacht dezelfde type ontwikkeling met blockchain.

Een kanttekening hierbij is dat de doorontwikkeling een politiek proces is. Neem bitcoin, waarvan een groot aantal miners in China staan en waar de wet- en regelgeving van het land van grote invloed is op de koers van de bitcoin en andere cryptovaluta.

---

Mijn visie

De beste manier om te leren over deze technologie is door het zelf te proberen en toe te passen. Ik probeer dat zelf op een aantal manieren. Zo heb ik geïnvesteerd in een aantal cryptovaluta en staat de ‘public key’ van mijn bitcoin wallet in de NFC chip die ik in mijn hand heb laten implanteren (dieven kunnen er dus niet zoveel mee als ze mijn NFC chip gaan skimmen).

Daarnaast ben ik virtueel inwoner van Bitnation en gebruik ik Steemit om de toepassing voor social media uit te proberen. Waar ik nog het meest benieuwd naar ben, zijn toepassingen voor gezondheidsdata. Vanuit mijn andere projecten, zoals quantified self en biohacking, verzamel ik veel gegevens over mezelf, zoals mijn genetische informatie. Biedt deze technologie een oplossing om dit veilig en onder mijn controle op te slaan?

Uiteindelijk verwacht ik dat deze technologie als geheel niet zal mislukken. Wellicht gaat het gebeuren dat individuele toepassingen het niet redden, maar uiteindelijk zullen er verschillende systemen naast elkaar bestaan. Daarbij zitten toepassingen die we nu al kennen, maar ook nieuwe toetreders of gebruiken we het op een manier die we momenteel nog niet voorzien.

---

Leeslijst

Dit zijn externe links die ik heb gebruikt:

• Boek Blockchain. De technologie die de wereld radicaal verandert
• Slock.it
• Rapport ICTU over toepassingen voor dienstverlening overheid
• Artikel over Estland
• nVotes (voorheen Agoravoting): stemmen
• Artikel Maersk
• Artikel over Hardwell
• Steemit. Social media
• Artikel over zorgdata
• Pilot MedRec
• Artikel over Smart Love

Hoe denk jij over de mogelijkheden van blockchain? Laat een reactie achter!