DE EENVOUDIGSTE INLEIDING TOT BLOCKCHAIN EN BLOCKCHAINTOEPASSINGEN De blockchain context en vier basisprincipes - een kader om inzicht te krijgen in wat blockchain is en creatief blockchain-toepassingen te bedenken
Nanning de Jong 12 januari 2017
In de media wordt veel geschreven over blockchain. De technologie en bijbehorende toepassingen zijn echter (nog) niet eenvoudig te begrijpen. Arno Laeven, voorheen hoofd van Philips Blockchain Lab, zegt hierover: “Het is een onderwerp dat bestudeerd moet worden, en dat kost tijd.” Dit is iets dat iets dat Berenschot adviseurs ook ondervinden tijdens het organiseren van workshops en pilots over blockchain bij landelijke en gemeentelijke overheden, bij advocatenkantoren, notarissen, banken, verzekeraars, ICT-bedrijven en energiebedrijven.
De volgende methode gebruiken we om mensen bekend te maken met blockchain en als kader om te brainstormen over toepassingen. De technologie en algoritmen worden hier uiteraard versimpeld uitgelegd.
De context: blockchain is een
en applicaties. Bij veel bedrijven en instanties zijn ze overigens
automatiseringstechnologie
nog steeds in gebruik. Overheidsinstanties en grote banken
Blockchain is een automatiseringstechnologie die in het
maken bijvoorbeeld nog altijd gebruik van mainframes en
verlengde ligt van veel andere automatiseringstechnologieën,
de bijbehorende programmeercode uit de jaren zeventig.
zoals mainframes, serverclients, peer-to-peer en
Blockchain is de nieuwkomer in dit gedifferentieerde
cloudautomatisering. Deze zijn in verschillende perioden
IT-landschap. Waardoor onderscheidt blockchain zich dan
ontwikkeld en bedoeld voor verschillende soorten hardware
van al die andere automatiseringstechnologieën?
Artikel
Artikel | 2
Eerst een stukje geschiedenis. De eerste blockchain-
van een digitaal bestand (of blok) wordt gemaakt, zodat
toepassing was de digitale Bitcoin-valuta in 2009: een
het bestand een unieke identificatie krijgt. Als één enkel bit
uitvinding die grote invloed kan hebben op onze manier
in het bestand wordt veranderd, komt de nieuwe hash niet
van bankieren. Met Bitcoin is het overmaken van geld naar
overeen met die van het oorspronkelijke bestand. Hashes
andere landen net zo makkelijk en goedkoop als het sturen
vormen het bewijs voor de hele keten van een blockchain
van een e-mail naar het buitenland. Sindsdien zijn er nog
dat alle gegevens in de blokken authentiek zijn en niet
veel andere digitale valuta’s ontwikkeld, zoals Litecoin en
onrechtmatig zijn gewijzigd. De hash van een gegevensblok
Monero. In 2015 kwam er een tweede generatie blockchains
wordt opgeslagen in het volgende blok, zodat alle blokken
op de markt, met Ethereum als belangrijkste speler. De
met elkaar worden verbonden in de keten die in de loop van
technologie bood nu uitgebreidere functionaliteit, die van
de tijd ontstaat (zie het volgende diagram).
belang was voor diverse andere sectoren dan de bankwereld, en stimuleerde de ontwikkeling van een groot aantal nieuwe
Waarom is dit van belang? Deze functionaliteit zorgt
toepassingen voor bedrijven en overheden. In de volgende
bijvoorbeeld voor een audittrail van de opgeslagen
secties ga ik in op de vier basisprincipes.
gegevens. Deze maakt inzichtelijk wie welke gegevens heeft opgeslagen en bewijst dat de gegevens authentiek
Blockchain-principe 1: een niet-wijzigbare keten van
en niet onrechtmatig gewijzigd zijn. Dit is belangrijk voor
gegevensblokken opbouwen in de loop van de tijd
toepassingen bij organisaties waar de betrouwbaarheid van
Een blockchain biedt een nieuwe manier van gegevensopslag;
gegevens een belangrijke rol speelt, zoals in de overheid,
hierbij worden alle geschreven gegevensblokken met elkaar
de farmaceutische en financiële sector (bijvoorbeeld voor
verbonden via cryptografie. Theoretisch kan het gaan
naleving van de regelgeving), en bij accountancy-, notaris-
om allerlei soorten gegevens, zoals transactiegegevens,
en advocatenkantoren.
documenten of zelfs video. Voor de meeste blockchainontwerpen geldt echter dat hoe kleiner het pakket is, hoe beter. Een ‘hash’ is een cryptografisch algoritme dat sinds een jaar of 25 wordt gebruikt en waarmee een ‘vingerafdruk’
Tijd
t=0
Blok 0 ..data..
t=1
t=2
t=3
Blok 1
Blok 2
Blok 3
Vingerafdruk 0
Vingerafdruk 1
Vingerafdruk 2
+ nieuwe data…
+ nieuwe data…
+ nieuwe data…
Blockchain-principe 2: de keten wordt gedistribueerd
zijn voor iedereen die wil meedoen (net als het internet), of
naar alle deelnemende partijen
besloten zijn, dat wil zeggen gereserveerd voor een bepaalde
De groeiende keten zoals genoemd bij het eerste principe kan
groep partijen (zoals een intranet). Hybride modellen met
nog steeds opgeslagen en gebruikt worden door één partij.
meer gedifferentieerde lees- en schrijfmachtigingen zijn ook
Blockchains zijn echter extra betrouwbaar, omdat de com-
mogelijk. Deze functionaliteiten creëren nieuwe kansen voor
plete keten gedeeld wordt met en gedistribueerd wordt naar
mensen en organisaties die samenwerken. Denk bijvoorbeeld
andere partijen (andere computer-knooppunten of nodes).
aan het ontwikkelen van toepassingen voor platforms voor
Alle partijen kunnen een exacte kopie van alle gegevens en
co-creatie, het faciliteren van de samenwerking in consorti-
het bijbehorende bewijs van de keten krijgen, en nagaan of
ums en het automatiseren van processen met veel verschil-
deze kopieën identiek (gesynchroniseerd) blijven. Zo is het
lende stakeholders, zoals overheidsinstanties of logistieke
nog moeilijker om de gegevens onrechtmatig te wijzigen.
ketens. Blockchains, voorzien van de juiste toegangsrechten
Het interessante is dat er hier geen overheersende centrale
en beveiligd met gegevensversleuteling, kunnen ook dienen
partij is: er is geen ‘vertrouwde derde partij’, zoals een bank,
als systeem voor elektronische patiëntendossiers en juridi-
die de controle uitoefent over alles. Een blockchain kan,
sche dossiers.
afhankelijk van het ontwerp en de implementatie, openbaar
Artikel | 3
Blockchain-principe 3: de partijen moeten consensus
van het eigendom en de transacties van alle digitale goede-
bereiken over de gegevens die in het laatste blok
ren, zoals digitale valuta, digitale afbeeldingen, enzovoort.
worden opgeslagen
Een ander voordeel van een ‘single source of truth’ is dat
Het moeilijke deel van dit gedistribueerde netwerk is het
hiermee de kwaliteit van de gegevens voor organisaties wordt
bereiken van een consensus over de inhoud van het laatste
verbeterd. Grote organisaties, zoals overheden, banken en
gegevensblok. Er bestaan diverse geautomatiseerde metho-
logistieke ketens, wisselen vaak gegevensbatches uit tussen
den voor de besluitvorming hierover: het Bitcoin-netwerk
afdelingen of organisaties en bij elke stap worden die gege-
gebruikt cryptografische algoritmen om een besluit te nemen
vens verrijkt. Uiteindelijk werken alle afdelingen en organi-
aan de hand van ‘proof of work’ (bijvoorbeeld ‘mining’),
saties met enigszins afwijkende gegevens en het kan lastig en
maar andere systemen maken gebruik van stemmechanis-
duur zijn om deze weer te herstellen.
men en ‘proof of stake’. Deze methoden verschillen qua veiligheidsniveau en snelheid, en het ontwerp en de imple-
Blockchain-principe 4: programmeercode kan worden
mentatie voor verschillende blockchains kan worden aange-
opgeslagen en uitgevoerd in blockchains (smart
past voor specifieke gebruikssituaties en toepassingen. Er is
contracts / gedecentraliseerde apps)
geen consensus mogelijk als de groep partijen (knooppunten
De gegevens in een blockchain kunnen logica, procedures
of ‘nodes’) geen overeenstemming weet te bereiken over de
en programmeercode bevatten die veilig worden
gegevens (en hashes) die in het laatste blok moeten worden
gesynchroniseerd tussen alle partijen, en die kunnen worden
opgenomen.
uitgevoerd op een gedecentraliseerde manier. Dit is de meest innovatieve en minst begrepen functie van blockchains.
Waarom is dit van belang? Het consensusmechanisme zorgt
De eerste toepassingen waren de ‘smart contracts’ in het
ervoor dat de blockchain-exemplaren gesynchroniseerd en
Bitcoin-netwerk, waar transacties met digitale munten
betrouwbaar blijven, zodat alle partijen met een gezamen-
voorwaardelijk kunnen worden uitgevoerd met behulp van
lijke bron van waarheid (‘single source of truth’) kunnen
‘als-dit-dan-dat’-instructies. Op die manier kan bijvoorbeeld
werken. Aanvankelijk was dit bedoeld voor Bitcoin om het
een verzekeringsservice worden ingesteld, waarbij de
probleem van ‘dubbele uitgaven’ te voorkomen. Voor het
overdracht van digitale munten afhangt van specifieke
eerst kon worden bewezen (zonder vertrouwde derde partij)
weersomstandigheden (zoals hagel) op een bepaalde locatie
dat dezelfde digitale munt niet frauduleus meerdere keren
of van een vertraagde vlucht (InsurETH).
kon worden uitgegeven. Dit is belangrijk voor het bewijzen
Artikel | 4
Een dergelijk ‘smart contract’ kan automatisch worden
Dit is van belang voor alle toepassingen waarbij de kwaliteit
uitgevoerd zonder centrale ‘verzekeringsmaatschappij’. Dit
en betrouwbaarheid van gegevens essentieel zijn en/of
is van belang, omdat de uitvoering hiervan niet afhangt van
waarbij het wenselijk is dat de automatisering niet afhangt
een centrale server en dus robuuster is. Met de blockchains
van één vertrouwde derde partij. De toepassingen begonnen
van de tweede generatie, zoals Ethereum, is de functionaliteit
met eigendomstransacties, zoals betalingen, vastgoed,
van smart contracts verder uitgebreid, zodat nu vrijwel
kunstwerken en andere waardevolle items, maar we zullen de
elke programmeercode op een gedecentraliseerde manier
komende jaren veel andere (gedecentraliseerde) toepassingen
kan worden opgeslagen en uitgevoerd. Ik gebruik hiervoor
zien, bijvoorbeeld voor processen bij de overheid, audittrails,
liever de term ‘gedecentraliseerde apps’ (dapps), omdat deze
elektronische patiëntendossiers, nieuwe logistieke ketens en
functie verstrekkende gevolgen kan hebben en het woord
fabricage.
‘contract’ ons creatieve denken over nieuwe toepassingen kan beperken. In 2016 zagen we de opkomst en neergang
Na jaren van pilotprojecten en experimenten hopen
van de eerste DAO (Decentrale Autonome Organisatie) die
we nu ook echte implementaties van blockchains bij
gebaseerd was op deze technologie van de tweede generatie.
bestaande organisaties en consortiums te gaan zien en
Het is een crowdfunding- en investeringsorganisatie die
ontwikkelen. Bij Berenschot ontwikkelen we ook een eigen
wordt gerund zonder medewerkers of centrale autoriteit. Ik
blockchain-toepassing en implementeren we die voor onze
ben erg benieuwd hoe deze dapp-functionaliteit de komende
managementadviesdiensten.
jaren verder zal worden onderzocht en geïmplementeerd. Wilt u meer weten? Implementatie van blockchains bij bestaande
www.berenschot.nl/blockchain
organisaties en consortia Als conclusie kunnen we dus stellen dat een blockchain een nieuwe automatiseringstechnologie is die vier principes met zich meebrengt: 1. opslag van gegevens in een groeiende en onderling verbonden keten van blokken; 2. distributie van deze keten van gegevensblokken naar vele partijen in een netwerk; 3. consensus over de gegevens die in het laatste blok moeten worden opgenomen; 4. uitvoering van programmeercode in een gedistribueerd netwerk.
Nanning de Jong Managing consultant n.dejong@berenschot.nl 06-12848976
Berenschot Groep B.V. Berenschot is een onafhankelijk organisatieadviesbureau met 350 medewerkers wereldwijd. Al bijna 80 jaar verrassen wij onze opdrachtgevers in de publieke en private sector met slimme en nieuwe inzichten. We verwerven ze en maken ze toepasbaar. Dit door innovatie te koppelen aan creativiteit. Steeds opnieuw. Klanten kiezen voor Berenschot omdat onze adviezen hen op een voorsprong zetten. Berenschot is aangesloten bij de E-I Consulting Group, een Europees samenwerkingsverband van toonaangevende bureaus.
Europalaan 40, 3526 KS Utrecht Postbus 8039, 3503 RA Utrecht 030 2 916 916 www.berenschot.nl @berenschot_nl