بلاکچین چیست و چطور کار می‌کند؟

بلاکچین چیست؟ این سئوال کوتاه، می‌تواند پاسخی طولانی و بسیار پیچیده داشته باشد. با این‌حال، شناخت نسبت‌ به آن، برای هر کسی‌که قدم به دنیای ارزهای دیجیتال گذاشته باشد یا بخواهد وارد این حوزه شود، واجب است. به این‌دلیل، که بلاکچین بستری برای تراکنش‌های مالی بیت کوین و سایر رمزارزهاست و عدمِ شناخت این بستر، به‌معنای عدم آگاهی از روند ثبت و عملکردِ داده‌های مربوط به این رمزارزهاست. البته بلاکچین فقط بستری برای فعالیت مالی نیست؛ بلکه شبکه‌ای گسترده برای ثبت انواع داده است. به همین دلیل این شبکه، انقلاب بزرگی در حوزه فناوری ایجاد کرده است.

در این پست تلاش کرده‌ایم تا بلاکچین و کاربرد آن در تراکنش‌های مالی را، به ساده‌ترین شکل برای شما توضیح دهیم، پس با ما همراه باشید.

مفهوم بلاکچین

 بلاکچین (BlockChain) از ترکیب دو کلمه “Block” و “Chain” تشکیل شده که به ترتیب به‌معنای بلوک و زنجیره هستند، که در کنار هم «زنجیره بلوکی» را می‌سازند.  زنجیره بلوکی از بلاک‌های پشت سرهم تشکیل شده است. هر کدام از این بلاک‌ها، فضایی برای ثبت داده و اطلاعات هستند؛ داده‌هایی بسیار گسترده که می‌تواند اطلاعات مربوط‌به یک اثر هنری یا اطلاعات مربوط به تراکنش‌های رمزارزها باشد.

بنابر این تعریف، احتمالا این سوال مطرح شود که بلاکچین چه تفاوتی با پایگاه‌های ثبت داده سنتی دارد. دو ویژگی این تفاوت را توضیح می‌دهند:

• بلاکچین، غیرمتمرکز (Decentralized) است؛ همه اعضای بلاکچین، در کنار یکدیگر مالک آن هستند و مالکیت بلاکچین در اختیار فرد یا نهاد خاصی نیست.
• بلاکچین، توزیع‌شده (Distributed) است؛ هر کدام از اعضا یک نسخه از بلاکچین را در اختیار دارد و میلیون‌ها نسخه پشتیبان از آن در دنیا توزیع شده است.

بلاک‌ها و عناصر درون آن‌ها

حال که با مفهوم بلاکچین به طور کلی آشنا شدیم، باید درباره بلاک و آنچه درون آن است بدانیم.هر بلاک در زنجیره بلاکچین حاوی این  عناصر است:

1. داده‌ها
2. اثر انگشت منحصربه‌فرد برای هر بلوک، به نام «هَش» (Hash)
3. هَش بلاک قبلی

در ادامه به توضیح هر کدام از این عناصر می‌پردازیم.

1 – داده‌ها

منظور از داده‌های موجود در بلاک، اطلاعاتی است که در موارد مختلف می‌تواند در یک بلاک وجود داشته باشد. مثلا درمورد رمزارزها، این اطلاعات شامل تراکنش‌ها و معاملات است. یک بلاک می‌تواند شامل صدها معامله باشد. در مثال تصویریِ زیر، ارسال 100 دلار توسط آلیس به باب، نمونه‌ای از معاملات در یک بلاک است.

2 – هَش (Hash)

هش ترکیبی منحصربه‌فرد از اعداد و حروف است. کارکرد آن در بلاک درست مانند اثر انگشت است. وقتی داده‌ها در یک بلاک تغییر می‌کنند، هش نیز تغییر می‌کند. یعنی اگر مبلغ ارسال‌شده برای آلیس به باب از 50 دلار به 100 دلار تغییر کند، هش بلاک نیز کاملاً تغییر می‌کند. وقتی یک بلاک ایجاد می‌شود، هش منحصربه‌فرد تولیدشده، مورد محاسبه قرار می‌گیرد. با تغییر هر داده‌ای در بلاک، هَش آن نیز تغییر می‌کند. به عبارت دیگر، وقتی هَش دچار تغییر می‌شود دیگر بخشی از بلاک قبلی نیست و یک بلاک جدید محسوب می‌شود.

هش بلاک چیزی شبیه عبارت زیر است:

24e35a613ceba37e9652366234c5dd412ea456789jh3423cde16149892376453892

3 – هَش بلاک قبل

هر بلاکی که تازه ایجاد شود، هَش منحصربه‌فرد خودش را دارد که وابسته به هش بلاک قبل است. به این صورت، تمام بلاک‌ها به هم مرتبط می‌شوند. زنجیره‌ای‌بودنِ بلاکچین نیز به همین معناست. از آن‌جایی‌که، قبل از اولین بلاک، بلاکی وجود ندارد. بلاک اول در بلاکچین شامل هش قبلی نیست. اولین بلاک موجود در زنجیره، «جِنسیس بلاک» (Genesis block) نام دارد.

بلاک‌ها چگونه به بلاکچین اضافه می‌شوند؟

هر بار که بلاک جدیدی از تراکنش‌ها به بلاکچین اضافه می‌شود، همه گره‌های شبکه باید معتبر بودن آن را بررسی کنند. اگر همه‌ گره‌های شبکه «توافق» کنند که تراکنش‌های یک بلوک صحیح است، بلوک جدید به بلاکچین اضافه می‌شود. به توافق اعضای شبکه در مورد درست‌بودن اطلاعات، «اجماع» (Consensus) گفته می‌شود. اجماع، یک مکانیزم حیاتی در این شبکه است که می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد. معروف‌ترین مکانیزم اجماع «اثبات کار» (Proof of Work) و «اثبات سهام» (Proof of Stack) هستند. بیت کوین و در حال حاضر اتریوم از اثبات کار استفاده می‌کنند اما اتریوم در حال تهیه زیر ساخت برای انتقال از الگوریتم اثبات کار به اثبات سهام است.

دفتر کل توزیع‌شده

برای درک بهتر سازوکار بلاکچین باید با مفهومِ دیگری به نام دفتر کل توزیع‌شده (Distributed Ledger) آشنا شویم. برای توضیح این مفهوم مهم، ابتدا به سراغ تعریف پایه‌ای از دفتر کل (General Ledger) می‌رویم.

دفتر کل، فضایی است که اطلاعات تراکنش‌های یک شرکت در آن ثبت می‌شوند. این دفتر دو ویژگی دارد: فقط یک نسخه از آن موجود است.

• امکان دسترسی به آن و اطلاعات ثبت شده درونش، فقط برای صاحبان شرکت و مراجع ذی‌صلاح فراهم است.

دفتر کل می‌توان در دو شکل وجود داشته باشد؛ دفترکل متمرکز (Centralized Ledger) ودفترکل توزیع‌شده (Distributed Ledger). دفاتر کل سنتی متمرکز (Centralized) هستند. درحالی‌که دفتر کلی که در بلاکچین مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک دفتر کل غیرمتمرکز (Decentralized) است که به آن دفتر کل توزیع‌شده می‌گویند.

دفترکل توزیع‌شده

این دفتر مرکزیت خاصی ندارد و توسط یک نهاد دیگر تحت کنترل نیست. داده‌های مالی و غیرمالی در دفترکل توزیع‌شده (Distributed Ledger) در هیچ سرور متمرکزی نگه داشته نمی‌شود، بلکه میان سیستم‌هایی که می‌توانند تا بی‌نهایت ادامه داشته باشند، توزیع می‌شود. بنابراین هر نوع داده‌ای در این دفتر، داخل سیستم همه اعضای آن، که یک شبکه را تشکیل می‌دهند، ثبت می‌شود وهمه اعضا می‌توانند تراکنش‌های موجود در آن‌را ببینند.

به سیستم و کامپیوترهای مخصوصی که هریک از اعضای شبکه برای نگهداری داده‌های تراکنش‌ها استفاده می‌کنند، «گره» (Node) گفته می‎‌شود. درواقع گره‌ها اطلاعات دفتر کل توزیع‌شده را ذخیره، توزیع و محافظت می‌کنند. با این توضیح وارد مبحث دیگری به نامِ «امنیت بلاکچین» می‌شویم.

امنیت بلاکچین با توجه به تعریفِ بالا، سوال دیگری پیش می‌آید؛ امنیت‌ بلاکچین چطور تامین می‌شود؟ همان‌طور که پیش از این گفتیم، بلاک‌ها در شبکه بلاکچین توسط اعضای آن به این شبکه اضافه می‌شوند. با این وصف، چه تضمینی وجود دارد که افراد سعی در ثبت اطلاعات غلط یا تغییر‌دادن اطلاعات نداشته باشند؟

در بلاکچین، هر بلاک، یک کد شناسایی معتبر، چیزی شبیه‌به اثر انگشت، دارد. این کد شناسایی، «هَش» (Hash) نام دارد و منحصربه‌فرد است.  بنابراین اگر اطلاعات بلاک دستکاری شود و تغییر کند، هش بلاک تغییر می‌کند و دیگر به بلاک قبلی مرتبط نخواهد شد؛ درواقع از زنجیره خارج می‌شود.

به تصویر زیر دقت کنید. در این تصویر یک جدول با دو ستون دیده می‌شود. در ردیف اول، هر داده‌ای را که می‌خواهید نگه دارید، قرار می‌دهید. داده‌های سلول اول به یک شناسه دو حرفی تبدیل می‌شود. در مثال ما عبارتِ “abcAA” به “KP” تبدیل شده‌است. عبارتِ KP به‌عنوان بخشی از اطلاعات سلول بعدی از ردیفِ اول، یعنی “defKP” استفاده می‌شود. یعنی اگر داده‌های ورودی اول (abcAA) را تغییر دهید، اطلاعات سایر سلول‌ها نیز تغییر خواهند کرد.

بنابراین امکان تغییر اطلاعات وجود ندارد و از آن‌جایی‌که هر کدام از افراد یک نسخه از بلاکچین را دارند، خیلی سریع می‌فهمند که هش بلاک مورد نظر تغییر کرده و با بلاک‌های پیش از خود، هم‌خوانی ندارد. به همین دلیل، بلاکچین فضای امنی برای نگهداری داده‌هاست.

با این‌حال، در یک صورت، امکان تغییر اطلاعات وجود دارد. آن‌هم زمانی‌‌که فرد یا گروهی بتوانند اکثریت قدرت تصمیم‌گیری در شبکه (حداقل 51 درصد از آن) را به‌دست آورد. آن‌ها در این حالت می‌توانند هش بلاک‌های قبلی را نیز تغییر دهند تا اعضای شبکه متوجه رفتار آن‌ها نشوند. به چنین رویدادی «حمله 51 درصدی» (51% Attack) گفته می‌شود.

هویت افراد در بلاکچین؛ کلید عمومی و کلید خصوصی

از ویژگی‌های مهم بلاکچین مخفی‌ماندن هویت استفاده‌کنندگان و اعضای شبکه است. در عین حال که اعضا تراکنش‌های یکدیگر را می‌بینند و از موجودی حساب‌ها هم مطلع هستند، اما هویت دقیق اعضا مشخص نیست. آن‌ها با نام مستعار در شبکه حضور دارند.

مالکیت و هویت افراد در شبکه بلاکچین دیجیتالی است.هر کدام از اعضا، دارای هویت دیجیتالی منحصر به خود هستند. این هویت دیجیتالی ، با استفاده از «کلید‌ عمومی» (Public Key) و «کلید خصوصی» (Private Key) تولید می‌شود. کلید عمومی و کلید خصوصی نیز مانند هش، شامل حروف و اعداد تصادفی هستند که حدس‌زدن آن‌ها میلیون‌ها سال طول می‌کشد. «رمزنگاری کلید عمومی» (PKC) که به آن رمزنگاری نامتقارن نیز گفته می‌شود، چارچوبی ا‌ست که در آن از دو کلید عمومی و خصوصی برای تولید هویت و امضای دیجیتالی استفاده می‌شود.

کسی‌که قصد ارسال یک دارایی مثلِ بیت کوین را دارد، آن‌را به آدرسی می‌فرستد که با استفاده از کلید عمومیِ گیرنده ساخته شده است. شخص گیرنده نیز با استفاده از کلید خصوصی‌ای که در اختیار دارد، امکان دریافت و دسترسی به بیت کوینی که برایش ارسال شده است را پیدا می‌کند.

به عبارت دیگر، کلید عمومی مانند آدرس ایمیل است، که برای دریافت ایمیل می‌توان آن را به دیگران داد و کلید خصوصی مانند پسورد آن ایمیل است. به همین دلیل افراد باید برای مراقبت از کلید خصوصی خود تلاش کنند.

کاربردهای بلاکچین

در سال‌های اخیر، درآمد فناوری بلاکچین، به طرز چشم‌گیری افزایش یافته است. پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 ارزش بازار فناوری بلاکچین به بیش از 1.5 تیلیارد دلار برسد. این بدان معنی است که بلاکچین و بیت کوین فناوری‌هایی هستند که در واقع می‌توانند تاثیر زیادی بر زندگی و کسب‌وکار ما بگذارند.

بی‌شک، بلاکچین یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انقلابی قرن 21 ام است. شاید کمتر کسی فکر می‌کرد، بلاکچین تا این اندازه بتواند در ابعاد مختلف زندگی ما -نه فقط بُعد مالی آن- نفوذ کند. هر روز از گوشه‌و‌کنار اخبار مختلفی درمورد کاربردهای جدید بلاکچین می‌شنویم. در ادامه می‌توانید با برخی از این کاربردها آشنا شوید:

• زنجیره‌های تأمین (Supply Chains)
• صنعت بازی (Gaming Industry)
• مراقبت‌های بهداشتی (Healthcare)
• حواله و ارسال پول (Remittance)
• تولید هویت دیجیتالی (Digital Identity)
• اینترنت اشیا (IoT)
• اثبات مالکیت (Governance)
• امور خیریه (Charity)
• سفته‌بازی و کسب سود (Speculation)
• سرمایه‌گذاری (Crowdfunding)
• سیستم‌ پرونده‌های توزیع شده (Distributed File Systems)

مزایا و معایب بلاکچین

این شبکه مزایا و معایب مختلفی دارد که بدون‌شک بر روی کاربرد و گسترش آن تاثیرگذار هستند. در ادامه برهی از مزایا و معایب بلاکچین را به شما معرفی می‌کنیم.

مزایای بلاکچین

• عدم نیاز به واسطه شخص ثالث (Third Party) و غیر متمرکز بودن
• عدم نیاز به مجوز برای مشارکت در شبکه بلاکچین و تایید بلاک‌ها
• مقاومت در برابر دست‌کاری اطلاعاتی

معایب بلاکچین

• مقیاس‌پذیری پایین
• داشتن مشکلاتی در به‌روز رسانی و ارتقا شبکه

نتیجه‌گیری

باتوجه به آن‌چه در این مطلب گفتیم، بلاکچین را باید انقلابی در فناوری بدانیم که تا امروز بیش از هر کجایِ دیگر، در دنیای ارز دیجیتال و تراکنش‌های مالیِ رمزارزها کابرد داشته است. به نظر می‌رسد این شبکه در آینده نه‌چندان دور، در حوزه‌های دیگر جایگاه خودش را بسیار بیش‌تر از امروز به اثبات برساند. در این صورت، اشکال سنتی ثبت و انتقال داده، کاملا به کنار نهاده می‌شوند و جایِ آن‌ها را شبکه بلاکچین، با امنیت بالا و بدون کنترل یک نهاد مشخص، خواهد گرفت.

نظر شما در مورد این فناوری نوظهور و مقتدر چیست؟ در بخش کامنت‌ها برای ما بنویسید.

منابع:

Binance.com

Blockchain.com