Wie voorbij de bitcoin-hype kijkt, vindt een technologie die een grotere impact kan hebben dan het internet. Volgens sommige experts kan blockchain een betrouwbaar alternatief vormen voor banken. Maar Google en andere giganten liggen op de loer.
Financiële verrichtingen en de registratie van overeenkomsten vereisen in onze samenleving doorgaans een vertrouwensfactor. Traditioneel zit die bij een derde, zoals een bank, notaris of auteursrechtenmaatschappij. Blockchain biedt hiervoor een alternatief. Het is een digitale boekhouding waarin iedereen op een veilige manier transacties en contracten kan bijhouden. Valsspelen is onmogelijk dankzij een controlemechanisme, gebaseerd op wiskundige technieken.
De bekendste blockchain-toepassing is de bitcoin, een virtuele munt die bestaat uit een computercode waaraan beleggers een bepaalde waarde toekennen. Alle bitcoins worden zonder banken of andere tussenpartijen beheerd door een gedecentraliseerd netwerk van computers. Een grensverleggend systeem.
Maar het cryptogeldverkeer vergt veel computerrekenwerk. De ingewikkelde wiskundige puzzels waarmee men bitcoin-transacties verwerkt en tegelijk nieuwe munten ontgint, worden steeds veeleisender. De puzzels blijven gelijk, maar de voorwaarden om tot een goede oplossing te komen, worden strikter. NRC Handelsblad berekende dat een bitcoin-transactie bijna zoveel energie verbruikt als een Nederlands huishouden op een maand.
Door problemen met de implementatie van de munt is de bitcoin volgens de meeste deskundigen geen lang leven beschoren. Anderen denken dat hij op zijn minst meer zal worden gereguleerd. Maar met de achterliggende blockchain-technologie is veel meer mogelijk dan je eigen geld maken. Diamanten registreren, bijvoorbeeld. Of zelf notariële akten opstellen, auteursrechtelijk beschermde werken beveiligen en aan crowdfunding doen. Dankzij de ingenieuze fraudebestendige technologie van blockchain worden in de toekomst ook bliksemsnelle transacties tussen banken onderling mogelijk.
Een andere veelbelovende toepassing vormen geautomatiseerde microtransacties. Zo zou je intelligente vaatwasmachine dagelijks een contract kunnen afsluiten met de energieleverancier die het goedkoopste tarief aanbiedt. Met dergelijke ‘smart contracts’ op blockchain-technologie wil de Federatie van het Belgisch Notariaat gaan experimenteren om de communicatie met de overheid eenvoudiger en efficiënter te doen verlopen.
Wildvreemden
Blockchain zal volgens sommige experts de manier waarop we handel drijven definitief veranderen en een omwenteling in de economie teweegbrengen. Dat is opmerkelijk, want blockchain is niet meer dan een digitaal kasboek, waarin mensen die elkaar niet kennen sluitende afspraken en transacties kunnen vastleggen. Dat wordt mogelijk gemaakt door de ‘Distributed Ledger Technology’ (DLT). In plaats van een centrale database gebruikt de DLT ‘gedistribueerde’ databases, die met elkaar communiceren om de veiligheid te garanderen. Alle betrokken partijen beschikken over een gesynchroniseerde kopie van het kasboek en elke nieuwe overeenkomst of betaling wordt tegelijkertijd vastgelegd in alle kopieën. Dankzij die identieke kopieën kan iedereen de informatie in een blockchain integraal raadplegen. Die transparantie zorgt ervoor dat wildvreemden elkaar toch kunnen vertrouwen. Alles kan immers op elk moment en door iedere deelnemer worden geverifieerd.
Toch ziet Dick Epema, hoogleraar Distributed Systems aan de Technische Universiteit Delft, blockchain niet meteen banken en notarissen vervangen. ‘Dat lijkt me momenteel te hoog gegrepen. Landen met ieder hun eigen valuta zullen officiële instanties als banken en vooral hun centrale bank willen behouden. En rechtsgeldige notariële aktes opstellen, vereist nu eenmaal een aantal juridische stappen. Daarvoor zou je ‘smart contracts’ in blockchains kunnen gebruiken, maar vooralsnog blijft een notaris onontbeerlijk. Er is dus nog heel wat onderzoek nodig om deze technologie te kunnen aanwenden bij dergelijke gecompliceerde aangelegenheden.’
Hoe zit blockchain nu eigenlijk in elkaar? Het is een gedeelde databank, die bestaat uit een ketting van beveiligde blokken. Die blokken bevatten elk zo’n 2.500 transacties. Iedere transactie wordt voorzien van een ‘hash’ of digitale handtekening. Alle hashes worden gecombineerd met de hashwaarde van het vorige blok en een willekeurige waarde of ‘nonce’.
Daardoor is het vrijwel onmogelijk om data in een blockchain te manipuleren. Als je iets wil veranderen in een bepaald blok, dan moet je dat ook doen in het blok dat erop volgt én in elk blok dat eraan voorafging. Door het gedistribueerde karakter van blockchain en de vrijwel niet te kraken hashes zit de controle ingebakken in het systeem.
De blockchain-programmatuur maakt dus een onverbrekelijke aaneenschakeling van digitale gegevens mogelijk. Via een computer kan je nieuwe blokken berekenen en die koppelen aan de bestaande blockchain. Dat noemt men ‘mining’. Het is overigens op die manier dat je nieuwe bitcoins kan ‘opdelven’ of verdienen.
Toren van legoblokjes
Misschien wel de grootste verdienste van blockchain is dat hij toelaat om autoriteiten te omzeilen. Bij het organiseren van grote groepen mensen kwam tot nu toe altijd een autoriteit kijken: een staatshoofd, een legerleider, een kleine elite. Blockchain laat een nieuwe manier van organiseren toe. Niet alleen kan iedereen er op gelijke voet aan meedoen, deelnemers worden ook beloond voor hun bijdrage aan het netwerk. Al zien we vooral bij de bitcoin en in mindere mate bij andere virtuele munten een concentratie van de macht bij een kleine groep miners.
Laten we nog even voortborduren op het voorbeeld van ’s werelds bekendste cryptomunt. De bitcoin-blockchain is een register dat bijhoudt wie geld betaalt aan wie en hoeveel. Alle financiële verrichtingen die ooit met de bitcoin werden gedaan, zijn opgeslagen in versleutelde blokken. Net zoals bij een toren van legoblokjes kan je bovenaan een blokje toevoegen, maar geen blokje in het midden vervangen. Anders valt de toren omver.
De bouwers van de blockchain – lees: de miners – proberen aldoor nieuwe blokken aan de ketting van blokken toe te voegen. Soms gebeurt het dat twee miners gelijktijdig een blok willen koppelen aan het eind van de ketting, die daardoor vertakt raakt. Beide takken kunnen een tijdje groeien. De miners moeten dan een van de oplossingen kiezen. Uiteindelijk valt de keuze op de langste ketting.
‘Deze gedistribueerde consensus vormt de oplossing voor een probleem dat we lang als onoplosbaar beschouwden’, aldus Bart Preneel, hoogleraar Cryptografie en Netwerkbeveiliging aan de KU Leuven. ‘Voor het eerst is alles transparant en elke betaling traceerbaar. De vraag is of we dat wel willen. Partijen die elkaar niet kennen of vertrouwen, kunnen met elkaar interageren zonder zich zorgen te maken. Alleen is er van privacy nog weinig sprake als je huishuur en gezondheidskosten voor iedereen zichtbaar zijn. Daarnaast kan iedereen meedoen en dat is soms minder interessant. In het bedrijfsleven, bijvoorbeeld, is volledige openheid niet altijd wenselijk.’
Een open netwerk zoals dat van de bitcoin en andere cryptovaluta heeft bedrijven weinig te bieden. Als zij blockchain willen gebruiken, hebben ze liever niet dat de hele wereld hun data kan bekijken. Ze hebben dus een netwerk nodig om informatie te delen met partners, niet met om het even wie. ‘Wellicht zit er voor het bedrijfsleven meer toekomst in een ‘permissioned private blockchain’, waarbij je toestemming nodig hebt om eraan deel te nemen’, meent Preneel. ‘Alle partijen in zo’n netwerk moeten zich identificeren, bijvoorbeeld met een elektronisch identiteitsbewijs of hun bedrijfsbadge. Enkel geautoriseerde deelnemers krijgen toegang. Zo weet iedereen met wie hij precies te maken heeft.’
Fairtrademuziek
Een veelbelovende eigenschap van blockchain is volgens Preneel de mogelijkheid om transacties vlotter te laten verlopen. ‘Nu zijn er bij financiële transacties soms drie tot vier banken betrokken en duurt de uitvoering van een betaling makkelijk een week of twee’, merkt hij op. ‘Of neem de scheepvaart. Secretarissen worstelen er doorgaans met een enorme papierberg, onder andere omdat goederen voortdurend van eigenaar veranderen tijdens het transport. Door alle regelingen via blockchain te treffen, beperk je de administratieve rompslomp tot een minimum.’
Daar staat het risico tegenover dat blockchain ten onder gaat aan de hype of op zijn minst zijn gedecentraliseerde karakter verliest, aldus Preneel. ‘De technologie op zich is innovatief en heeft toekomstmogelijkheden. Maar het monopolie van giganten als Google, Facebook en Amazon zal er niet door verdwijnen. Onder meer IBM en Microsoft zijn al bezig om niet alleen blockchain-toepassingen te ontwikkelen op basis van meer centralisatie, maar ook permissioned blockchains in de markt te zetten. Misschien moet de overheid hierbij ingrijpen.’
Dick Epema ziet vooral potentieel in de manier waarop we transacties via blockchain kunnen beveiligen. ‘In het ontwerp en de implementatie van de technologie zijn tot nu toe geen fouten ontdekt. Uiteraard is het niet honderd procent waterdicht, maar dat geldt voor elk cryptografisch syteem. Absolute fraudebestendigheid bestaat niet, maar de kans dat hackers erin slagen om een blockchain te kraken, is volgens mij miniem.’
Volgens Dimitri De Jonghe, die vijf jaar geleden zijn doctoraat in de micro-elektronica behaalde aan de KU Leuven, is voor blokchain een rol weggelegd als notariaat voor intellectuele eigendom. ‘Zo ontstaat er een directe link tussen artiesten en consumenten. Muzikanten kunnen op een eerlijke manier muziek delen zonder dat er nog een derde partij aan te pas komt. Fairtrademuziek, dus.’
Intussen werkt De Jonghe als hoofdontwikkelaar bij het Berlijnse bedrijf BigchainDB, dat voorheen Ascribe heette. BigchainDB beheert digitale kunstwerken, en hoopt zo een gat in de markt op te vullen. Auteursrechtelijk beschermde werken krijgen een soort watermerk door ze te coderen op een blockchain. Zo kunnen de artiesten hun copyright makkelijker claimen. ‘Werken van kunstenaars worden op het internet voortdurend gekopieerd zonder dat ze daar geld voor krijgen of ervoor worden erkend’, stelt De Jonghe vast. ‘Wie een kunstwerk codeert op een blockchain, kan het niet alleen claimen, maar er ook een licentie op nemen en die aan consumenten ter beschikking stellen.’
Aanvankelijk gebruikten De Jonghe en zijn collega’s een bitcoin-blockchain, maar die kon slechts een paar transacties per seconde verwerken. ‘We zijn op het idee gekomen om zelf een schaalbare of meegroeiende databank te bouwen met de karakteristieken van een blockchain. Het prototype van onze Bigchain-database is intussen klaar. Ze kan momenteel al enkele duizenden transacties per seconde aan. BigchainDB combineert de voordelen van een database met die van blockchain’, aldus De Jonghe. ‘Alle transacties worden logisch geordend en geklasseerd, zodat je ze makkelijk kan opzoeken. Alles wat waarde heeft, of het nu geld, diamanten of auteursrechtelijke beschermde werken betreft, kan je er veilig registreren.’
Internet van blockchains
De Jonghe stelt dat blockchain een grotere impact kan hebben op de samenleving dan het internet tot dusver heeft gehad. ‘Blockchain sluit de flessenhals van een centrale controle-instantie uit’, zegt hij. ‘Het nadeel van zo’n flessenhals is dat na een aanval door hackers ofwel alles wordt gewist ofwel dat de hackers alles onder controle hebben. Bij blockchain is dat onmogelijk. Niemand kan op eigen houtje de regels wijzigen of informatie laten verdwijnen.’
In grote lijnen is Bart Preneel het daarmee eens. ‘Blockchain kan een positieve invloed hebben bij bepaalde toepassingen’, benadrukt hij. ‘Zeker voor praktijken waarbij een centrale vertrouwenspartij ontbreekt, kan blockchain een antwoord bieden, zonder dat er een wet wordt omzeild. Aan de andere kant kan niet elke kunstenaar op eigen houtje iets registreren. Dat zal via agenten moeten gaan. Hetzelfde geldt voor diamanthandelaars. Zij gebruiken dan het best een permissioned blockchain, met beperkte toegankelijkheid.’
Het team van De Jonghe behoort tot de grondleggers van Interledger, een protocol dat gericht is op de naadloze uitwisseling tussen verschillende blockchains. ‘Je kan Interledger het best omschrijven als een internet van blokchains’, zegt hij. ‘Stel dat je een song met watermerk wil downloaden die gekoppeld is aan onze Bigchain-database, waarop intellectueel eigendom is geregistreerd. Dankzij Interledger kunnen we die blockchain makkelijk koppelen aan een financiële blockchain zoals Ether of Bitcoin, zodat er enerzijds intellectueel eigendom wordt uitgewisseld en op hetzelfde moment ook geld wordt uitgekeerd aan de artiest in kwestie.’
‘Een mooie toepassing vind ik BenBen, een project dat landregistratie mogelijk maakt in arme landen zoals Ghana’, vervolgt De Jonghe. ‘Sommige mensen hebben een stuk land, maar hebben geen claim met betrekking tot dat land. Ze kunnen geen leningen krijgen en hebben geen financiële reserves om nieuwe landbouwmachines te kopen. Hen helpen we om een digitale claim te doen, zodat hun land waar dan ook ter wereld wordt erkend als hun eigendom. Via de gps-coördinaten worden de grenzen van het stuk land bepaald en vervolgens wordt er een digitale notariële akte van gemaakt die in een blockchain wordt verankerd.’
De Jonghe ziet in blockchain het ‘value’-equivalent van Wikipedia. Waar dat open platform iedereen toelaat om informatie uit te wisselen, laat blockchain iedereen toe om waarde uit te wisselen. ‘Net zoals het internet kan blockchain niet meer platgelegd worden’, concludeert hij. ‘Het behoort toe aan de mensheid. Na het informatietijdperk staan we voor een nieuwe waardeverdeling, met een steeds grotere gemeenschap van mensen die zich voor het algemeen belang willen inzetten.’
