Wat is Peer-to-Peer (P2P) en hoe werkt een P2P netwerk?

Wat is Peer-to-Peer (P2P)?

Een peer-to-peer-netwerk, ook wel een P2P-netwerk genoemd, is een digitaal netwerk waarbij deelnemers (de peers) direct met elkaar communiceren zonder tussenkomst van een centrale partij, zoals een server of bedrijf. Deze peers kunnen via het P2P-netwerk data met elkaar uitwisselen zonder dat daarvoor een gecentraliseerde autoriteit nodig is.

Dit wordt mogelijk gemaakt doordat elke computer (een node genoemd) binnen het netwerk een deel van de taken uitvoert, zoals het opslaan van data, het valideren van informatie en het doorgeven van berichten. De verantwoordelijkheden liggen dus verspreid over het hele netwerk.

Het concept van P2P wordt vooral gebruikt in distributed ledger-systemen, zoals blockchains. Het bekendste voorbeeld hiervan is de blockchain van Bitcoin en de cryptomunt BTC. P2P-technologie vormt ook de basis van andere blockchainoplossingen, zoals DeFi-toepassingen, Web3-platformen en verschillende gedecentraliseerde netwerken.

Voorbeeld:
Je kunt een P2P-netwerk vergelijken met een groep vrienden. Stel je voor dat jij en je vrienden elkaar berichten willen sturen, maar jullie willen geen groepsapp of centrale server gebruiken. In plaats daarvan stuurt iedereen zijn bericht rechtstreeks naar de telefoon van de ander.

Er is geen WhatsApp, geen bedrijf ertussen en geen centrale plek waar berichten worden opgeslagen. Iedereen stuurt, ontvangt en bewaart de berichten zelf.

Dat is precies hoe een peer-to-peer-netwerk werkt:

• Iedereen is gelijk (iedere vriend kan berichten verzenden en ontvangen).
• Er is geen centrale baas die het netwerk bestuurt.
• Alles gaat direct van persoon naar persoon.

Korte samenvatting

• Een peer-to-peer (P2P)-netwerk is een netwerk waarin deelnemers direct met elkaar communiceren zonder centrale partij, waarbij iedere deelnemer (peer of node) een actieve rol speelt.
• In een P2P-netwerk zijn alle deelnemers gelijk en verantwoordelijk voor taken zoals het opslaan, verzenden en valideren van data, zonder hiërarchie of centrale controle.
• P2P-technologie vormt de basis van blockchains zoals Bitcoin en wordt veel gebruikt binnen crypto, DeFi, Web3 en gedecentraliseerde applicaties, maar ook daarbuiten, zoals bij torrents en gedistribueerde rekennetwerken.
• Het netwerk werkt doordat transacties en gegevens door meerdere peers worden gecontroleerd en gevalideerd, waarna consensus wordt bereikt en de informatie wordt opgeslagen en gedeeld.
• P2P-netwerken bieden voordelen zoals decentralisatie, veiligheid en censuurbestendigheid, maar kennen ook nadelen zoals technische complexiteit, schaalbaarheidsproblemen en een grotere verantwoordelijkheid voor gebruikers.

Waar staat Peer-to-Peer voor?

Peer-to-peer staat voor een netwerk waarin deelnemers (peers) gelijk zijn. Alle deelnemers hebben dezelfde rechten en bevoegdheden en zijn verantwoordelijk voor dezelfde taken. Zij kunnen:

• data bewaren
• data verzenden
• data ontvangen
• berekeningen uitvoeren
• data verwerken en valideren

Er is dus geen hiërarchie zoals bij traditionele netwerken, waar een server de baas is. De deelnemers zijn zelf verantwoordelijk voor het beheer en de veilige verwerking van data. Dit maakt een peer-to-peer-netwerk eerlijk en betrouwbaar.

Waar en waarvoor worden P2P-netwerken gebruikt?

Peer-to-peer wordt momenteel toegepast binnen en buiten de cryptomarkt.

P2P binnen crypto:

• Voor het versturen en ontvangen van tegoeden (zoals BTC) zonder tussenkomst van een bank of andere tussenpartij.
• Transacties op de blockchain worden gevalideerd en uitgevoerd door nodes (computers die data opslaan en transacties controleren).
• DeFi-oplossingen, zoals DEX'en, passen P2P toe om gebruikers direct met elkaar te laten handelen, zonder dat daarvoor een tussenpartij (bemiddelaar) nodig is.
• Het bewaren van bestanden op duizenden computers tegelijk in plaats van op één centrale server, zoals bij Google Drive of Dropbox. dApps maken hier gebruik van (bijvoorbeeld via IPFS), zodat bestanden beschikbaar blijven, zelfs als één of meerdere computers uitvallen.

P2P buiten crypto:

• Bij bestandsuitwisseling via torrents, zoals BitTorrent, download je bestanden van veel gebruikers tegelijk in plaats van van één server. Iedereen die een deel van het bestand heeft, deelt dit automatisch weer met anderen.
• Communicatienetwerken, zoals de oude versies van Skype, stuurden audio en video rechtstreeks tussen gebruikers zonder centrale server, wat het sneller en efficiënter maakte.
• Binnen gedistribueerde rekensystemen, zoals SETI@Home, werken duizenden computers samen om grote berekeningen uit te voeren. Zo ontstaat één groot, gedeeld rekennetwerk zonder centrale supercomputer.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van hoe en waar P2P wordt toegepast binnen en buiten blockchaintechnologie.

Hoe werkt een Peer-to-Peer netwerk?

Een peer-to-peer (P2P)-netwerk werkt door alle aangesloten deelnemers binnen het netwerk met elkaar te verbinden. Wanneer een peer een actie uitvoert, wordt deze informatie doorgestuurd naar andere peers. Deze peers zijn verantwoordelijk voor het controleren van de informatie, het opslaan van de data en het valideren van de informatie. Als dit is gebeurd, wordt de transactie uitgevoerd en wordt de data (het bewijs van uitvoering) opgeslagen binnen het netwerk.

Bij blockchains werkt dit proces als volgt:

• Een gebruiker stuurt een transactie, bijvoorbeeld het versturen van bitcoin van adres A naar adres B.
• De transactie wordt naar meerdere nodes gestuurd die verantwoordelijk zijn voor de controle van de transactie.
• Nodes controleren de transactie en bereiken consensus over de geldigheid ervan.
• Geldige transacties worden vervolgens opgenomen in een blok dat wordt toegevoegd aan de blockchain.
• Het nieuwe blok wordt verspreid naar alle peers in het netwerk om het netwerk up-to-date te houden.

Dit mechanisme maakt blockchains robuust, veilig en moeilijk te censureren.

Belangrijkste eigenschappen van een P2P-netwerk

Een P2P-netwerk kun je herkennen aan de volgende kenmerken:

• Decentralisatie: Er is geen centrale autoriteit, zoals een server die het netwerk beheert. In plaats daarvan worden taken verspreid over een netwerk van deelnemers, namelijk nodes, ook wel peers genoemd.
• Gelijke verdeling van taken: Iedere peer voert in principe dezelfde functies uit.
• Hoge fouttolerantie: Het netwerk heeft geen single point of failure. Dit betekent dat als er een fout wordt geconstateerd, het netwerk blijft functioneren. Valt een node uit of maakt deze een fout, dan kan het netwerk blijven draaien en zichzelf corrigeren.
• Schaalbaarheid: Hoe meer peers deelnemen aan het netwerk, hoe groter de capaciteit wordt en hoe meer data het netwerk binnen een bepaalde tijd kan verwerken. Daarnaast zorgen meer deelnemers voor een hogere mate van decentralisatie.
• Transparantie: Peer-to-peer-netwerken binnen blockchaintechnologie zijn transparant. Alles wat op de blockchain gebeurt, is openbaar vastgelegd in de distributed ledger en kan worden ingezien via een blockexplorer. Dit maakt het systeem controleerbaar en draagt bij aan de betrouwbaarheid, omdat frauduleus gedrag zichtbaar wordt.

Voordelen van Peer-to-Peer

Peer-to-peer-netwerken hebben verschillende voordelen voor ontwikkelaars en gebruikers:

• Geen tussenpersonen: Gebruikers kunnen direct met elkaar handelen of communiceren, wat sneller en goedkoper kan zijn dan via gecentraliseerde platforms. Daarnaast dragen gebruikers zelf de volledige verantwoordelijkheid en is er geen centrale partij die transacties kan tegenhouden of verbieden.
• Verhoogde veiligheid door decentralisatie: Omdat data wordt verdeeld over veel peers, is het moeilijker voor aanvallers om het netwerk als geheel te compromitteren.
• Geen centrale controle of censuur: Niemand kan het netwerk eenzijdig stilleggen of gebruikers blokkeren.
• Robuustheid en betrouwbaarheid: Het netwerk blijft functioneren, zelfs als meerdere computers offline gaan.
• Efficiëntie: Taken worden verdeeld over de peers, waardoor geen grote centrale infrastructuur nodig is. Peers zijn gezamenlijk verantwoordelijk voor dataopslag, verwerking en controle.

Nadelen van Peer-to-Peer

Naast voordelen zijn er ook nadelen verbonden aan het gebruik van peer-to-peer-netwerken:

• Gebruiksvriendelijkheid: Het opzetten en beheren van een peer of node is vaak complex en vereist technische kennis.
• Prestatieproblemen bij hoge congestie: Blockchains zoals Bitcoin en Ethereum kunnen slechts een beperkte hoeveelheid transacties per tijdseenheid verwerken, onder andere door blokgrootte en blocktijd. Tijdens perioden van hoge netwerkdruk kan dit leiden tot tragere verwerking en hogere transactiekosten.
• Verhoogde verantwoordelijkheid voor gebruikers: Zonder centrale partij moeten gebruikers zelf zorgen voor veiligheid, back-ups en correcte handelingen. Bij fouten, zoals het versturen van crypto naar een verkeerd adres, is herstel doorgaans niet mogelijk vanwege de onveranderlijkheid van de blockchain.
• Juridische en regulatoire uitdagingen: Gedecentraliseerde netwerken zijn moeilijk te reguleren, wat kan leiden tot juridische onzekerheid.
• Dure hardware: In sommige gevallen is gespecialiseerde en kostbare hardware nodig om een node te draaien. Bij blockchains die gebruikmaken van het Proof of Work-consensusmechanisme, zoals Bitcoin, is mining energie-intensief en vereist het veel rekenkracht en gespecialiseerde apparatuur.

Conclusie

Peer-to-peer-netwerken vormen de ruggengraat van gedecentraliseerde technologieën doordat ze gebruikers in staat stellen om zonder tussenpersonen direct met elkaar te communiceren en transacties uit te voeren. Door de gelijkwaardige rol van alle deelnemers ontstaat een systeem dat robuust, transparant en moeilijk te censureren is, wat vooral binnen blockchaintechnologie grote voordelen biedt. Tegelijkertijd vraagt deze vorm van decentralisatie meer technische kennis en verantwoordelijkheid van gebruikers en kunnen prestaties onder druk komen te staan bij hoge netwerkbelasting. Al met al biedt P2P een krachtig alternatief voor gecentraliseerde netwerken, mits gebruikers zich bewust zijn van zowel de voordelen als de beperkingen.