Google omistaa kaikki tekemäsi internethaut. Facebook omistaa kaikki tykkäyksesi ja listat kavereistasi. Amazon omistaa kaikki tiedot ostoksistasi ja Netflix katseluhistoriasi. Tiedot ovat sinusta, mutta eivät sinun.
Mitä jos kaikki teknologiajättien palvelimille kertynyt data olisikin sinun hallussasi? Kaikki henkilökohtainen datasi löytyisi kryptattuna tietokannasta tai omalta kotikoneeltasi. Halutessasi voisit antaa Facebookille tai sen kilpailijalle luvan lukea tietojasi. Korvausta vastaan tietysti.
Tämä on mahdollista lohkoketjuteknologian avulla.
Lohkoketjuteknologia on viime aikoina herättänyt kiinostusta monissa piireissä. Siitä povataan seuraavaa mullistusta internetin ja älypuhelimien jälkeen. Kryptovaluuttojen taustalla pyörivä teknologia on myös tuomittu hypeksi, joka ei ole vielä tuottanut yhtäkään konkreettista sovellusta.
Mikä lohkoketju oikein on, ja miten se tulee muuttamaan maailman?
Konsepti lähes 30 vuoden takaa
Ajatus lohkoketjusta esiteltiin 1990-luvun alussa, kun amerikkalaistutkijat Stuart Haber ja W. Scott Stornetta pohtivat, miten digitaalisia tiedostoja pursuavassa maailmassa dokumenttien muokkaushistoria voidaan varmistaa pitäen samalla niiden sisältö salattuna. Ratkaisuksi tutkijat konseptoivat dokumenttien tiivisteistä (sekalaisen merkkijonon synnyttämä yksilöllinen tunniste) muodostettavan ketjun, joka jaetaan satunnaisille käyttäjille aikaleimattavaksi.
Otetaan esimerkiksi ryhmä laboratoriotutkijoita. Joka päivän päätteeksi jokainen tutkija tekee tiivisteen muistiinpanoistaan kirjoittamalla jokaisen rivin ensimmäisen kirjaimen tai numeron peräkkäin paperille. Paperit kerätään yhteen, minkä jälkeen tutkijat yhdessä hyväksyvät, että kaikkien paperit ovat kunnossa. Tämän jälkeen arvotut henkilöt leimaavat tiivisteet ja ne kiinnitetään vierekkäin laboratorion seinälle.
Nyt laboratoriotutkijat eivät voi jälkikäteen muuttaa omia muistiinpanojaan, koska silloin ne eivät enää täsmäisi seinällä olevien tiivisteiden kanssa.
Ongelmaksi tosin muodostuu seinätilan puute. Haber ja Stornetta sisällyttivätkin pian konseptiinsa tiivistepuun, joka mahdollistaa tiivisteiden kokoamisen yhteen, uudeksi tiivisteeksi. Toisin sanoen laboratoriotutkijoiden muistiinpanojen tiivisteet laitetaankin laatikkoon, joka leimataan ja asetetaan hyllylle eilisen laatikon viereen. Jokaisessa laatikossa on viittaus edelliseen laatikkoon, jolloin ne muodostavat ketjun, jonka järjestystä ei voi muuttaa.
Konsepti nykyisestä lohkoketjusta oli valmis.
Herra Nakamoton kapina finanssimaailmaa vastaan
Kesti lähes 20 vuotta, että lohkoketju kehittyi konseptista toteutuksen tasolle. Homma lähti rullaamaan marraskuussa 2008, kun Satoshi Nakamoto -nimen taakse piiloutunut henkilö tai ryhmä julkaisi kryptografiaan vihkiytyneellä postituslistalla artikkelin Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System (Bitcoin: Vertaisverkkoon perustuva sähköinen valuuttajärjestelmä). Artikkelissaan Nakamoto linjasi Haberin ja Stronettan työhön perustuvan, ilman välikäsiä toimivan maksujärjestelmän konseptin ja tekniset yksityiskohdat. Muutama kuukautta myöhemmin hän julkaisi ensimmäinen version bitcoin-kryptovaluutasta.
Bitcoinin synty oli merkittävä tapaus. Lohkoketjun avulla siitä tuli ensimmäinen virtuaalivaluutta, joka ei tarvinnut luotettavaa hallinnoijaa, eli esimerkiksi pankkia vahvistamaan transaktioita. Samalla se ratkaisi virtuaalivaluuttojen ongelman, jossa yksi "tokeni" eli rahake kopioidaan ja käytetään useaan kertaan.
Bitcoinin, ja lohkoketjun, ytimessä on ajatus jaetusta tilikirjasta, johon kaikki tapahtumat kirjataan aikajärjestyksessä. Kaikki kirjataan ja mitään ei poisteta. Tilikirjan paikkansapitävyys varmistetaan monimutkaisilla laskutoimituksilla, joita niin kutsutut louhijat ratkaisevat tehokkailla tietokoneillaan. Kun louhija saa laskutehtävän ratkaistua, muut louhijat varmistavat sen ja tapahtumat tiivistetään lohkoksi, joka liitetään edellisen lohkon perään. Palkaksi tilikirjan ylläpitämisestä louhijat saavat bitcoineja.
Ympäri internetiä jaettua tilikirjaa on mahdoton väärentää, koska tässä onnistuakseen kaikki kopiot tilikirjasta pitäisi väärentää. Poikkeavat tilikirjat hylätään automaattisesti. Kuka tahansa voi ladata koneelleen koko bitcoinin tilikirjan ja kuka tahansa voi ostaa tai myydä bitcoineja.
Sääntelystä vapaa bitcoin syntyi sopivaan aikaan. Asuntomarkkinoiden synnyttämä finanssikriisi oli lähtenyt leviämään Yhdysvalloista maailmalle, ja ihmisten luottamus kriisistä vastuussa oleviin pankkeihin, luottolaitoksiin ja vakuutusyhtiöihin oli romahtanut. Matemaattisesti varmennettu arvojärjestelmä kuulosti monesta taivaan lahjalta.
Bitcoin-buumista lohkoketjuhuumaan
Bitcoin todisti nopeasti, että lohkoketjuteknologia toimii. Kesti kuitenkin lähes kymmenen vuotta ennen kuin kiinnostus uutta teknologiaa kohtaan heräsi kryptovaluuttojen ulkopuolella. Kun kiinnostus virkosi, se levisi kulovalkean lailla.
Kaikkialle.
Viime joulukuussa amerikkalainen jääteetä valmistava Long Island Iced Tea Company kertoi vaihtavansa yrityksen nimeksi Long Blockchain Corporation. Juomavalmistaja ilmoitti epämääräisesti keskittyvänsä jatkossa lohkoketjuteknologian hyödyntämiseen. Ilmoituksen jälkeen jäätee-firman osake kolminkertaisti arvonsa.
Yhtymäkohtia 2000-luvun alun it-kuplaan on vaikea olla näkemättä.
Lohkoketjuteknologian luvataan muuttavan kaiken perinteisestä pankkitoiminnasta logistiikkaan ja äänestämiseen. Suuria lupauksia ovat seuranneet suuret rahasummat. Tämä on synnyttänyt huuman, jossa ratkaisu jokaiseen ongelmaan löytyy lohkoketjusta.
– Tällä hetkellä tuolla on todella kiinnostavia aitoja teknologisia innovaatioita ja sitten hirveä määrä kaikenlaista kamaa, joissa ei tarvita lohkoketjua tai lohkoketju oikeastaan haittaa sitä käyttäjäkokemusta, sanoo lohkoketjuasiantuntija Teemu Päivinen.
Suomalaisen bitcoin-kauppapaikka Coinmotionin alkuperäinen perustaja Päivinen katsoo, että huuman ruokkima opportunismi luo varjon lohkoketjuteknologian ylle. Toisaalta ylikierroksilla käyvä hype on myös mahdollistaja.
– Se mikä tässä hypessä on hyvää, niin jollakin näiden teknologioiden kehitys pitää rahoittaa. Esimerkiksi sijoitukset kryptovaluuttoihin omalta osaltaan varmistavat sen, että saadaan investointeja niihin teknologioihin ja bisnemalleihin, joita pitää kehittää, huomauttaa pitkään webin hajauttamisen kanssa työskennellyt Haja Networksin perustaja Samuli Pöyhtäri .
Höyrymoottori kryptovaluutan pyörittäjänä
Toistaiseksi käyttökelpoisia lohkoketjuteknologiaan perustuvia sovelluksia on vähän. Päivinen ja Pöyhtäri muistuttavatkin, ettei teknologia ole vielä läheskään valmis. Tällä hetkellä alalla keskitytään infrastruktuurin rakentamiseen. Se vaatii vielä paljon koodin kirjoittamista, verkkoprotokollien kehittämistä ja tiedostojärjestelmien suunnittelua.
Yksi suurimmista teknisistä haasteita on skaalautuvuus, eli miten lohkoketjujen lujuus varmistetaan, kun käyttäjämäärät kasvavat. Tämä ongelma tulee hyvin esille bitcoinin kohdalla.
Kryptovaluuttojen ykkönen kykenee suorittamaan seitsemän transaktiota sekunnissa – teoreettisesti. Todellisuudessa transaktioiden määrä pyörii neljässä. Samassa ajassa luottokorttijätti Visa suorittaa keskimäärin 4 000 tapahtumaa. Innokkaimmat bitcoinin kannattajat uskovat, että tulevaisuudessa kryptovaluuttaa poistaa välikädet maksuliikenteestä ja tekee pankeista ja luottolaitoksista turhia, mutta toistaiseksi siitä ei ole syrjäyttäjäksi.
Toinen suuri haaste liittyy lohkoketjujen varmistusprosessiin, eli tapaan, jolla verkossa päästään lopputulokseen siitä, mitä seuraavaan lohkoon kirjataan. Kun luotettava välikäsi otetaan pois yhtälöstä, luottamus täytyy luoda koneellisesti. Esimerkiksi bitcoin-transaktioiden varmistaminen vaatii monimutkaisten laskutoimitusten ratkaisemisen. Tätä louhijoiden suorittamaa prosessia kutsutaan työtodistukseksi (Proof-of-work) ja se vie paljon sähköä. Neljän bitcoin-tapahtuman varmistamiseen kuluu kymmenkertainen määrä sähköä verrattuna Visan 4 000 tapahtumaan.
Työtodistus-malli on varmistusprosessien höyrymoottori: ensimmäinen ratkaisu, joka on luotettava, mutta samalla erittäin tehoton.
– Moni lohkoketjuteknologian kehittäjistä ja tutkijoista on sitä mieltä, että proof-of-work ei tule olemaan pitkänaikavälin ratkaisu, sanoo Samuli Pöyhtäri.
Parempaa tapaa konsensuksen saavuttamiseen ei ole kuitenkaan vielä keksitty. Yksityisissä lohkoketjuissa, joissa luottamuspulaa on vain nimeksi, peliteoreettista kauhuntasapainoa ei tarvitse luoda laskentatehon kautta. Tällöin myös sähkökulutus pysyy kurissa. Julkisissa lohkoketjuissa konsensus vaati matematiikkaa. Yhdeksi ratkaisuksi on kaavailtu laskutoimitusten jakamista kaikille verkossa toimiville tahoille.
Matematiikkaan me luotamme
Keskeneräisyydestä huolimatta joitakin lohkoketjupalveluita on kuluttajille jo tarjolla. Yksi niistä on pilvipalvelu nimeltään Sia, jossa tiedostot tallennetaan pienissä palasissa ympäri internetiä yhden tietokannan sijaan. Päällisin puolin Sia ei eroa perinteisistä pilvipalveluista muutoin kuin edullisella hinnallaan. Pinnan alla ero on kuitenkin merkittävä.
Perinteisessä eli keskitetyssä tietokannassa käyttäjät tunnistautuvat tiedostojärjestelmän ylläpitäjälle (esimerkiksi Dropbox), joka antaa pääsyn niihin järjestelmän osioihin, joihin käyttäjällä on oikeus. Järjestelmässä olevaa tietoa voidaan lisätä, lukea, muokata tai poistaa käyttäjän tai ylläpitäjän toimesta: käyttäjä voi ladata lomakuvansa pilvipalveluun, poistaa tärähtäneet kuvat ja talven pimeinä iltoina katsella kuvia muistellen parempia aikoja. Pilvipalvelun ylläpitäjä vahtii, etteivät muut pääse katsomaan kuvia. Käyttäjä siis luottaa kuvansa ylläpitäjän säilytettäväksi.
Lohkoketjussa käyttäjän tarvitsee luottaa vain matematiikkaan.
Sian kaltaisessa lohkoketjuteknologiaan perustuvassa pilvipalvelussa tiedostojärjestelmä on hajautettu, eikä sillä ole yhtä ylläpitäjää. Kuka tahansa voi korvausta vastaan luovuttaa kovalevytilaa palvelulle. Kun joku lataa lomakuvansa Siaan, se pilkkoo datan, salaa sen ja levittää sen kovalevyille eri puolille maailmaa. Koska Sialla ei ole ylläpitäjää, ainoastaan käyttäjä pääsee käsiksi kuviin.
Avaimen kuviinsa käyttäjä saa lohkoketjun välityksellä. Samalla periaatteella kuin bitcoineja siirrellään käyttäjiltä toisille.
Tällaisen hajautetun tietokannan merkittävin etu on korkea vikasietokyky. Järjestelmä ei kaadu, vaikka osa siitä joutuisi esimerkiksi verkkohyökkäyksen kohteeksi.
Tulevaisuus on muutaman vuoden päässä
Tähän mennessä lohkoketjuja käyttävät sovellukset eivät ole tarjonneet arkielämää mullistavia palveluita. Ajan myötä tämä voi muuttua. Konsulttiyhtiö Accenture ennustaa lohkoketjun kypsyvän yleisesti käytettäväksi teknologiaksi vuoteen 2025 mennessä.
Tuolloin hajautettu verkko voi esimerkiksi haastaa Amazonin kaltaiset verkkokauppajätit, joiden liiketoiminta perustuu välikätenä toimimiseen. Lohkoketjujen maailmassa pienikin yrittäjä voi lähteä kilpailemaan jättiläisiä vastaan, kun luottamus ostajan ja myyjän välillä voidaan synnyttää matemaattisesti.
Voisiko lohkoketjuteknologia syrjäyttää Amazonin?
– Kyllä minä näen sen mahdollisena, mutta silloin sen uuden palvelun käyttäjäkokemuksen pitää olla sama tai parempi, mikä on todella haastavaa, Teemu Päivinen toteaa.
Teknologian historiassa uudet innovaatiot ovat usein ajaneet vanhat jättiläiset ahtaalle. Amazon syrjäytti ensin kivijalkakirjakaupat ja sen jälkeen lähti valtaamaan muita markkinoita. Suoratoistopalvelu Netflix teki hetkessä videovuokraamoista tarpeettomia.
Ne loivat palveluillaan niin paljon lisäarvoa, että kuluttajat olivat valmiita muuttamaan käyttäytymistään. Jos lohkoketjusovellukset haluavat haastaa jätit, niiden pitää luoda roppakaupalla lisäarvoa palveluillaan. Vielä näin ei ole.
Toisaalta lohkoketjujen vahvuuden uskotaan löytyvän aivan uudenlaisista palveluista. Sitä minkälaisia ne ovat, on tietenkin vaikea ennustaa.
Mitä tämä kaikki tarkoittaa?
Mullistaako lohkoketju siis tavallisen suomalaisen elämän?
Kyllä, ehkä, ei.
Lohkoketjuteknologiaan perustuvaa kaupankäyntijärjestelmää asuntokauppaan kehittävän Tomorrow Labsin lohkoketjuasiantuntija Juha Viitala ennustaa teknologian yleistyvän tulevaisuudessa siinä määrin, että koko termi 'lohkoketju' tulee katoamaan. Vallankumous tapahtuu konesaleissa piilossa peruskäyttäjältä.
– Lohkoketju mahdollistaa uusia asioita, kyllä, mutta se ei dramaattisesti muuta käyttökokemusta, niin kuin vaikkapa internet on muuttanut pankkipalvelut, Viitala kuvailee.
Ennemminkin Viitala näkee lohkoketjun internetin päälle levittyvänä arvokerroksena, joka mahdollistaa arvon käsittelyn samalla tavalla kuin nyt käsittelemme informaatiota. Se siis mahdollistaa turvallisen tavan säilyttää, välittää ja vastaanottaa arvoja internetissä ilman kolmatta osapuolta.
Tämä arvokerros mahdollistaa esimerkiksi sähköautojen latausverkoston, jossa yksityiset ihmiset voivat ilman välikäsiä tarjota menovirtaa toisilleen. Hinnat, lataustiedot ja maksut kulkevat lohkoketjussa.
Kaikki hallinnointi tapahtuu älykkäiden sopimusten kautta. Ne ovat yksinkertaistettuna koodimuodossa olevaa sopimusjuridiikkaa. Kun akku lopussa naapurin pihaa kurvaava sähköauton omistaja hyväksyy puhelimellaan naapurin asettaman lataushinnan, älykäs sopimus aloittaa auton lataamisen ja hoitaa maksun naapurille. Se myös vahvistaa, ettei hinta muutu kesken latauksen.
Sähköauton lataaminen naapurin sähköllä ei kuulosta mullistavalta, mutta sen mahdollistavan luotattamuksen luominen on merkittävä saavutus. Kun se joskus saavutetaan.
Kiinnostus herännyt myös päättäjien keskuudessa
Suomessa, missä luottamus viranomaisiin ja kolmansiin osapuoliin on yleisesti korkealla, ei lohkoketjuteknologian tuoma välikädettömyys mullista elämää samalla tavalla kuin epävakaassa ja enemmän korruptoituneessa maassa, Viitala arvelee.
– Meillä ensivaiheen vau-elämyksiä tulee vähemmän kuin kehittyvissä valtioissa. Maailmassa on kuitenkin kaksi miljardia ihmistä, jolla on älypuhelin, mutta ei pääsyä markkinoille. Lohkoketjujen kautta he pystyvät ensimmäistä kertaa esimerkiksi tallentamaan rahansa jonnekin, Viitala toteaa.
Meillä sen sijaan lohkoketjuteknologia enemmänkin virtaviivaistaa monimutkaisia prosesseja.
Suomessa vallitsevaa luottamusta voidaan hyödyntää lohkoketjuteknologian kehittämisessä ja levittämisessä. Viranomaisten operoiman oman lohkoketjun kautta teknologia voitaisiin esitellä luotettavasti kansalaisille.
– Sanoisin, että lohkoketjut tulevat olemaan iso mullistus, jos siinä ei ole mukana, mutta jos siihen pääsee mukaan ja osaa hyödyntää sitä teknologista kehitystä, niin silloin se ei ole mullistus vaan siitä tulee osa jokapäiväistä elämää, pohtii Samuli Pöyhtäri.
Suomessa poliitikot ovat heränneet lohkoketjujen kilinään. Liikenne- ja viestintäministeriö julkaisi viime syyskuussa selvityksen lohkoketjuteknologian hyödyntämisestä liikenteessä ja viestinnässä. Valtioneuvosto julkaisi alkuvuodesta VTT:ltä tilatun selvityksen lohkoketjuteknologian mahdollisuuksista sosiaali- ja terveydenhuollossa.
Poliitikkojen kiinnostus aiheeseen on tärkeää, sillä lainsäädännön suhtautuminen hajautettuihin järjestelmiin tulee vaikuttamaan paljon teknologian kehitykseen.
Selvityksissä lohkoketjuratkaisujen odotetaan lisäävän viranomaistoiminnan avoimuutta, pienentävän kustannuksia ja suojaavan kriittistä infrastruktuuria kyberhyökkäyksiltä. Heti perään kuitenkin painotetaan, että teknologia on vasta kehitysasteella.
Vielä toistaiseksi tietomme pysyvät teknologiajättien tietojärjestelmissä.
Lue myös