Sadalītās virsgrāmatas tehnoloģija ir digitālo datu glabāšanas veids, kas paredzēts, lai radītu ātrākus un drošākus veidus, kā nosūtīt, saņemt, izsekot un veikt darījumus. Blokķēde ir slavenākais sadalītās virsgrāmatas tehnoloģijas veids. Tā izmanto decentralizētu arhitektūru, kurā nav nepieciešami uzticami starpnieki. Visus ar darījumu saistītos datus, tostarp to izcelsmi, ir jāapstiprina visiem blokķēdes dalībniekiem. Pēc apstiprināšanas darījuma dati tiek šifrēti un saglabāti jaunā blokā. Šifrēto datu kopija tiek iekļauta arī nākamajā blokā, veidojot ķēdes posmu. Kad dati ir pievienoti blokam, tos nekad nevar izdzēst, tādējādi ļaujot dalībniekiem pārbaudīt visu darījuma vēsturi. Blokķēdes ideja radās, jo bija nepieciešams atrast veidu, kā nodrošināt digitālās valūtas pret replikācijas risku. Tā rezultātā tika radīta pasaulē pirmā "kriptovalūta" Bitcoin, kurā izmantota spēcīga kriptogrāfija, lai tiešsaistes maksājumus varētu nosūtīt tieši no vienas puses otrai, neveicot maksājumus caur finanšu iestādi.

Apraksts
 

Blokķēde ir "sadalītās virsgrāmatas" tehnoloģija, kurā visiem tīklā iesaistītajiem datoriem (mezgliem) ir identiska virsgrāmatas (kas būtībā ir darījumu datubāze) kopija. Katru reizi, kad virsgrāmatā tiek pievienots jauns darījums, ieraksts par šo darījumu parādās arī katra dalībnieka kopijā. Blokķēdes decentralizētā arhitektūra nozīmē, ka papildus reāllaika virsgrāmatas kopiju dublēšanai katrs sistēmas mezgls arī pārbauda katru notikušo darījumu, pirms to var pievienot kā jaunu ierakstu. Tāpēc blokķēde nav atkarīga no vienas iekšējas vai ārējas struktūras, kas apstiprina, uzrauga vai pārbauda darījumus vai maina datus; to visu veic tīkls. Šīs funkcijas nodrošina visu blokķēdē esošo datu konsekvenci. Turklāt, tā kā visi blokķēdē saglabātie dati ir pieejami ikvienam jau no paša sākuma, iepriekšējos darījumus var viegli pārbaudīt un izsekot.

Termins "blokķēde" radies no vārdu "bloks" un "ķēde" kombinācijas, kurā:

• bloks ir ieraksts par darījumu (piemēram, fizisku aktīvu nodošanu no viena tīkla dalībnieka citam); un
• ķēde ir infrastruktūra, kas savieno blokus kopā.

Ķēdes komponents darbojas, izmantojot "jaucējadresēšanas" funkciju - algoritmu, kas šifrē darījuma datus, pārveidojot tos fiksēta garuma burtu un ciparu virknē. Jaucējadresēšanas funkcija ir neatgriezeniska, t. i., tā būtībā nav atšifrējama. Kad jauns darījums ir pārbaudīts, dati tiek jaucējadresēti. Katrs jauns bloks satur savu unikālo jaucējkodu un iepriekšējā bloka unikālo jaucējkodu, savienojot tos kopā un izveidojot ķēdes posmus. Tādējādi ir viegli atklāt jebkādus viltojumus blokķēdē, jo viltojuma veicējam būtu jāmaina nākamā bloka jaucējadresēšana, lai nosegtu savas pēdas, un pēc tam nākamā bloka jaucējadresēšana, nākamā bloka jaucējadresēšana, nākamā bloka jaucējadresēšana un tā tālāk. Un tas nebūtu jādara tikai vienā virsgrāmatā, bet gan visās galvenajās virsgrāmatāsvisos blokķēdes mezglos, kas savienoti ar blokķēdi.

Blokķēdes sistēmas iedala pēc pieejamības (publiskas vai privātas) un rediģējamības (ar atļaujām vai bez atļaujām).

• Publiskās bezatļauju blokķēdēs ikviens var piedalīties tīklā un lasīt un rakstīt datus, neprasot atļauju. Šīs blokķēdes pēc būtības ir caurspīdīgas, jo visas darbības tīklā ir jāapstiprina visiem dalībniekiem un jābūt tiem redzamām. Jebkura darbība, kas nav redzama visiem dalībniekiem, nevar tikt pienācīgi apstiprināta. Publiskās blokķēdēs ar atļaujām ikviens var lasīt datus, bet tikai atlasīti dalībnieki var tos rakstīt.
• Privātajās blokķēdēs atļauja ir nepieciešama, lai pievienotos tīklam un tajā piedalītos. Dalībniekiem var tikt piešķirtas dažādas lasīšanas un rakstīšanas atļaujas. Šī iespēja piešķirt tīkla dalībniekiem dažādas atļaujas ir īpaši noderīga tādos kontekstos kā veselības aprūpe, kur noteiktas darbības un informācija ir jāglabā privāta, bet dalībnieki gūst labumu no koplietošanas infrastruktūras drošības.

Lietojums
 

Lai gan blokķēde joprojām ir diezgan jauna tehnoloģija, daži risinājumi jau tiek izmantoti viltojumu novēršanai. Cita starpā šādi risinājumi ļauj uzņēmumiem izveidot savus produktu identifikatorus un uzraudzīt savas piegādes ķēdes. Nav vienota standarta blokķēdes izmantošanai viltošanas apkarošanai, taču piemēri ir atrodami tādās nozarēs kā luksusa preces, dimanti, lauksaimniecības un pārtikas produkti, elektronika un farmācija.

Īstenošana
 

Lai gūtu priekšstatu par to, kā blokķēdi varētu īstenot praksē, šeit ir sniegts piemērs, kā to varētu izmantot farmācijas piegādes ķēdes drošībai.

• Šīs ķēdes dalībnieki ir ražotājs, iepakotājs, vairumtirgotājs, izplatītājs, ārsts utt. Dalībnieks var būt ierīce, persona vai organizācija. Katram dalībniekam tiek piešķirta atslēga, kas apzīmē tā konkrēto darbību tīklā. Dalībnieku sākotnējā identitāte ir slēpta, un tie ir zināmi tikai ar šīm atslēgām - "ražotājs", "iepakotājs" utt.
• Zāles ir ķēdes "aktīvi". Katram medikamentam ir piešķirta unikāla atslēga (vai jaucējadresēšana). Zāļu identifikators ir pievienots QR koda veidā.
• Darījumu ierakstu glabāšanai jāizvēlas konkrēts blokķēdes tīkls. Daži tirgū pieejamo tīklu piemēri ir Bitcoin Blockchain (pirmais tīkls), Ethereum, Hyperledger un BigchainDB.
• Visi nepieciešamie darījumi tiek glabāti blokķēdē. Tiklīdz informācija par konkrētu darījumu ir ievadīta blokķēdē, to vairs nevar mainīt.
• Dalībnieki izmanto mobilo lietotni, lai veiktu darījumus, izmantojot blokķēdi.
• Kad tiek ražotas jaunas zāles, ražotājs izveido unikālu jaucējkodu, kas tām tiek piešķirts (unikāls ID). Zāles tiek reģistrētas Eiropas Savienības dizainparaugu reģistrā. Blokķēdes tīklā tā tiks uzskatīta par digitālo aktīvu, un tās jaucējadresēšana tiks izmantota, lai to izsekotu jebkurā brīdī visā tīklā.
• Zāļu īpašumtiesības var viegli nodot citam dalībniekam, izmantojot mobilo lietotni. Iespējamie scenāriji ir šādi:
  • vairumtirgotājs iegādājas zāles no ražotāja - ražotājs fiziski nodod zāles vairumtirgotājam, un nodošanas darījums vienlaikus tiek reģistrēts blokķēdē;
  • vairumtirgotājs pārdod zāles citam vairumtirgotājam, izplatītājam vai aptiekai - tiek piemērots tas pats nodošanas un reģistrācijas process;
  • ārsts iegādājas zāles no aptiekas - ārsts izmantos lietotni, lai iegūtu zāļu ID, un, izsekojot to ceļojumam blokķēdē no ražotāja līdz aptiekai, varēs redzēt, vai zāles ir īstas vai viltotas:
    • ja zāles ir īstas, būs redzama visa to vēsture;
    • ja zāles ir viltotas, netiks parādīts neviens ieraksts.

Izmaksas
 

Noteikt vispārējās izmaksas, kas saistītas ar ražošanas mēroga komerciāla blokķēdes risinājuma izveidi, nav viegli, jo katrs risinājums ir ļoti specifisks konkrētajam kontekstam un īstenošanas mērogam. Galvenie faktori, kas ietekmē izmaksas, ir izmantotā blokķēdes tīkla veids (publisks vai privāts) un darījumu apjoms un lielums. Tāpat ir vērts paturēt prātā, ka blokķēdes risinājumiem ir nepieciešams ievērojams enerģijas daudzums, lai nodrošinātu to apstrādes ātrumu un veiktspēju, un tāpēc tie ir daudz energoietilpīgāki nekā centralizētie vienādranga tīkli.

Tomēr blokķēdes ietaupa naudu citās jomās. Tā kā uz blokķēdēm balstīti risinājumi nodrošina veidus, kā līgumus un maksājumus izpildīt bez sarežģījumiem un droši, neiesaistot trešās personas, tie novērš trešo personu pārbaudes un darījumu izmaksas, kas saistītas ar pašreizējām fiziskajām līgumu slēgšanas un maksājumu procedūrām.