بلاک چین چیست؟

فناوری بلاک چین چیست؟ توضیح Blockchain به زبان ساده

فناوری بلاک چین یکی از مهم‌ترین دستاوردهای تکنولوژی ذخیره داده، در قرن ماست که ایده آن از اواخر قرن بیستم پرورده شد. کلمه بلاک چین (Blockchain) از نظر لغوی یعنی زنجیره‌‌‌ بلاک‌ها. اما کاربرد این زنجیره چیست؟ شما می‌توانید داده‌ها (Data) را در فضایی که به آن بلاک گفته می‌شود ثبت کنید و سپس اتصال این بلاک‌ها با هم یک زنجیره را تشکیل می‌دهد؛ این اتصال باعث امنیت و تغییر ناپذیری داده می‌شود. تاثیر تکنولوژی بلاک چین در عملکرد صنایع مختلف، امور مالی همچون صرافی‌ها و حتی دولت‌ها، از اهمیت زیادی برخوردار است و به همین دلیل فهم چگونگی عملکرد و کاربرد آن در دنیای امروز از ضروریات محسوب می‌شود. در این مقاله به زبان ساده به توضیح این فناوری پرداخته‌ایم.

فناوری بلاک چین چیست؟

بلاک چین چیست؟

بلاک چین در واقع یک «دفتر کل توزیع شده» (Distributed Ledger) است. شاید به نظر پیچیده بیاید اما با مثال قطعا آسان خواهد شد. 

دفتر کل (Ledger)، همان جایی است که از گذشته حسابداران برای ثبت امور مالی خود از آن استفاده می‌کردند، پس وقتی می‌گوییم بلاک چین یک دفتر کل است، منظور همان جایی است که اطلاعات و داده‌ها می‌تواند در آن ثبت شود (پایگاه ذخیره داده). 

اما توزیع شده (Distributed) چیست؟ یعنی این دفتر کل دیگر در دست یک فرد یا نهاد خاص نیست که قدرت تغییر و کنترل اطلاعات را داشته باشد، بلکه هر شرکت‌کننده یک نسخه از داده ثبت شده را دارد و می‌تواند آن را به روز کند، به همین علت امنیت داده‌ها بسیار بالاست چون اگر یک نفر بخواهد اطلاعات را دستکاری کند باید بتواند همه نسخه‌های موجود را دستکاری کند. 

این موضوع تفاوت اساسی بلاک چین با دیگر پایگاه‌های ذخیره داده است. در تصویر زیر تفاوت دفتر کل متمرکز و توزیع شده را می‌توانید ببینید. 

دفتر کل توزیع شده در مقایسه با دفتر کل متمرکز

همانطور که مشاهده می‌کنید تمرکز اطلاعات در یک پایگاه موجب به وجود آمدن آتوریتی یا همان اقتدار می‌گردد. در حالی که در شبکه بلاک چین که یک دفتر کل توزیع شده است، قدرت دسترسی به اطلاعات برای همه یکسان است و این دسترسی موجب امنیت، شفافیت و تغییر ناپذیری داده شده است. شما می‌توانید به صورت دائمی داده‌ها و تراکنش‌های خود را در بلاک چین ثبت کنید؛ از مبادله یک کالای فیزیکی گرفته تا اطلاعات غیر فیزیکی و همیشه از امنیت آن مطمئن باشید. چرا که این فناوری دارای معماری همتا به همتا (P2P) است؛ یعنی شما برای انتقال داده در سراسر جهان به واسطه یا سرور مرکزی نیازی ندارید. 

حالا که می‌دانیم بلاک چین چیست باید بدانیم چگونه کار می‌کند. در ادامه به توضیح عملکرد این فناوری پرداخته‌ایم.

تاریخچه بلاک چین

با وجود تمامی تعاریف و ویژگی‌ها، بلاک چین چطور به وجود آمد؟ در تصویر زیر می‌توانید تاریخچه بلاک چین را مشاهده کنید.

با خواندن تاریخچه بلاک چین متوجه تفاوت بیت کوین با بلاک چین نیز می‌شویم. چرا که بسیاری بلاک چین و بیت کوین را یک چیز می‌انگارند. در واقع بلاک چین همانند یک پلتفرم زمینه‌ای است که بیت کوین روی آن اجرا می‌شود و یکی نیستند اما به دلیل تاریخ تولد یکسان (2008) برخی در این باره اشتباه می‌کنند.

کاربردهای فناوری بلاک چین

بلاک چین دارای کاربردها فراوانی می‌باشد و تاثیر تکنولوژی بلاک چین در صنایع مختلف کاملا بارز است. در ادامه چند نمونه از این کاربردها را مثال زده‌ایم:

1. کریپتو کارنسی: بلاک چین برای ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین و اتریوم، تراکنش امن فراهم می‌کند.

2. خدمات درمانی: این فناوری به حفاظت از سوابق پزشکی، تضمین حریم خصوصی بیمار و بالا بردن دقت در سیستم داده خدمات درمانی کمک می‌کند.

3. امور مالی و بانکداری: بلاک چین پرداخت‌ها، وام‌ها و به طور کلی تجارت را با ارائه یک دفتر کل توزیع شده که قابل تغییر نیست ساده می‌کند. در اینباره می‌توان به تاثیر بلاک چین بر صرافی‌ها اشاره کرد که امور انتقال ارز و دیگر خدمات با امنیت بالا و سرعت بیشتر صورت می‌پذیرد.

4. زنجیره تامین و لجستیک: با ردیابی کالاها در مراحل مختلف مبادله، باعث افزایش شفافیت می‌شود.

5. توکن‌های غیر قابل تعویض (NFT): بلاک چین زیربنای به وجود آوردن و مالکیت دارایی دیجیتال منحصر به فرد است.

انواع بلاک چین 

• بلاک چین خصوصی: این نوع بلاک چین به طور کامل در دست فرد یا افراد خاصی است و آن‌ها تعیین می‌کنند چه کسانی می‌توانند به داده‌های درون این بلاک چین دسترسی پیدا کنند. معمولا شرکت‌های خصوصی و سازمان‌ها برای انجام تراکنش‌های خود از این نوع بلاک چین استفاده می‌کنند.
• بلاک چین عمومی: این بلاک چین در اختیار همه مردم در سراسر جهان است و هر کس با یک رایانه که به اینترنت جهانی متصل می‌شود امکان دسترسی به داده‌های ذخیره شده در این بلاک چین را دارد. فرآیند ماینینگ در همین بلاک چین اتفاق می‌افتد.
• بلاک چین کنسرسیوم: این نوع از بلاک چین مورد استفاده دو یا چند سازمان به صورت همزمان است و به همین دلیل صد در صد غیرمتمرکز محسوب نمی‌شود. بانک‌ها و نهادهای دولتی بیشتر از این بلاک چین استفاده می‌کنند.
• بلاک چین هیبرید: بلاک چین هیبرید ترکیبی از بلاک چین خصوصی و عمومی است. بنابراین بسته به کار و هدفی که دارید می‌توانید یکی از بلاک چین‌ها را برای فعالیت انتخاب کنید. از ویژگی‌های این بلاک چین وجود محدودیت دسترسی است که توسط کاربران برای دیگر کاربران ایجاد می‌شود. 

بلاک چین چگونه کار می کند؟

برای فهم عملکرد بلاک چین باید با چند اصطلاح آشنا شویم. توضیح چگونگی کار بلاک چین را به کمک یک مثال پیش خواهیم برد و قدم به قدم اصطلاحات را خواهیم شناخت:

یک شرکت مالی را در نظر بگیرید که در آن تراکنش‌های زیادی اتفاق می‌افتد، مثلا واریز، برداشت، خرید، فروش و غیره. یک دفتر کل وجود دارد که تمامی این اقدامات را ثبت می‌کند چرا که متولیان شرکت باید بتوانند تراکنش‌های خود را ردگیری کنند تا در این میان تغییر یا دزدی اتفاق نیفت. بنابراین روزانه مقادیر زیادی اطلاعات وارد دفتر می‌شود؛ اگر یک نفر بخواهد می‌تواند با تغییر اطلاعات ورودی، از شرکت سرقت کند.

تابع هش (Hash Function)

این شرکت برای این که جلوی سرقت را بگیرد، فرمت اطلاعات را در دفتر تغییر می‌دهد و برای این تغییر از «تابع هش» استفاده می‌کند که یعنی اطلاعات را به مجموعه‌ای از حروف و اعداد تبدیل می‌کند. در واقع یک الگوریتم هش ایمن وجود دارد (SHA) که ورودی‌های دفتر را به خروجی رمزگذاری شده با طول ثابت تبدیل می‌کند و به این خروجی هش hash گفته می‌شود. اما در این شرایط همچنان امکان سرقت وجود دارد چرا که سارق می‌تواند یک هش جدید تولید کند بدون این که کسی متوجه شود. به همین دلیل اقدام بعدی‌ای که صورت گرفت این بود که بعد از ثبت یک داده، یک هش جدید از آخرین هش ثبت شده نیز به آن اضافه می‌شود. حالا هر ورودی به ورودی قبل از خود نیز وابسته است و تغییر و دستکاری در یک هش، نیازمند تغییر در کل سابقه دفتر است. 

نانس (Nonce)

اما اگر سارق بتواند هش تمام ورودی‌ها را تغییر دهد باز هم امکان دزدی وجود خواهد داشت (اگرچه کار بسیار سختی است). برای رفع این مشکل، شرکت مورد نظر بعد از ثبت داده (که به داده پیشین خود مرتبط است) یک عدد تصادفی نیز با عنوان نانس nonce اضافه کرد و این عدد باید طوری باشد که هش تولید شده به دو صفر ختم شود. حالا اگر کسی بخواهد دزدی کند به جز تغییر تمام هش‌ها، باید برای هر خط، نانس مختص به آن را نیز پیدا کند که کار سرقت را حتی از قبل هم دشوارتر می‌کند.

نود (Node)

تا بدین جا جلوی سرقت به خوبی گرفته می‌شود اما ثبت همه این داده‌ها در یک دفتر، موجب ناپایداری سیستم مالی شرکت خواهد شد. به همین دلیل آن‌ها دفتر خود را در اختیار هزاران رایانه در سراسر جهان قرار دادند. این رایانه‌ها همان نودها هستند. حالا هر بار که تراکنشی ثبت می‌شود همه این نودها آن را اعتبارسنجی می‌کنند و اعتبارسنجی فقط در دست یک شرکت یا یک فرد نیست. در ادامه وقتی اکثر نودها تشخیص دهند که تراکنش معتبر است آن را به یک مجموعه اطلاعات به نام بلاک اضافه می‌کنند. در این مرحله نه تنها برای دزدی باید همه هش‌های قبلی و نانس‌های هر خط را داشت بلکه این اطلاعات در هزاران نود وجود دارد که اگر کسی بخواهد تغییری در اطلاعات ایجاد کند باید اطلاعات را در همه نودها تغییر دهد که عملا کاری غیرممکن است و اگر در یک نود تغییر ایجاد شود چون دیگر نودها هش اصلی را دارند اجازه تغییر را نخواهند داد.

بلاک (Block)

گفتیم که نودها اطلاعات را در بلاک‌ ذخیره می‌کنند و بلاک‌ها به صورت زنجیر به یکدیگر متصلند. هر بلاک دارای سه شاخص اصلی است: 

• داده‌های ورودی شامل برچسب زمان و اطلاعات مربوط به تراکنش
• نانس یا عدد تصادفی
• هش

هر بلاک به اندازه ظرفیتش (1 مگابایت) پر می‌شود و وقتی پر شد به زنجیره اضافه می‌شود که همان بلاک چین است. در این مرحله نودها اطلاعات را در یک بلاک جدید ذخیره می‌کنند تا آن هم پر شود و این زنجیره ادامه دارد. بلاک چین هر 10 دقیقه یک بار با یک بلاک جدید به روز می‌شود. این به روز شدن به صورت خودکار در تمام نودها اتفاق می‌افتد و به محض به روز شدن دیگر نمی‌توان تغییری در آن ایجاد کرد. تغییر در بلاک چین نیازمند اجماع شرکت‌کنندگان در شبکه است که یعنی همه شرکت‌کننده‌ها برای ایجاد تغییر به توافق برسند. 

ماینر (Miner)

فرآیندی که بلاک‌ها را به زنجیره اضافه می‌کند، ماینینگ نام دارد و نودهایی که این کار را انجام می‌دهند ماینر هستند. نانس 32 بیت و هش 256 بیت است بنابراین چهار میلیارد ترکیب احتمالی نانس هش وجود دارد و از این میان باید ترکیب طلایی پیدا شود تا بتوان بلاک را استخراج کرد. تنها ماینرهای بسیاری قوی و پرسرعت می‌توانند چنین محاسباتی را انجام دهند که انرژی بسیار زیادی می‌برد. 

اجماع اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS)

 یک ماینر برای این که بتواند استخراج انجام دهد باید ثابت کند که در حال انجام محاسبات است و انرژی لازم را مصرف می‌کند. این اثبات کار را دیگر نودها باید تایید کنند که به آن اجماع اثبات کار می‌گویند که همانند سیستم رای‌گیری، رای اکثریت موثر است. استخراج بلاک یک کار رقابتی است و وقتی یک ماینر ترکیب را پیدا می‌کند بلاک خود را به زنجیره اضافه می‌کند و دیگر ماینرها آن را تایید می‌کنند و بدین شکل پاداش بلاک به ماینر تعلق می‌گیرد. 

الگوریتم اثبات سهام با اثبات کار متفاوت است و دیگر استخراج وجود ندارد. در این شرایط ماینر فقط تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کند. این ماینرها برای این که بتوانند درستکاری خود را اثبات کنند، استیک می‌کنند که یعنی مبلغ مشخصی را در شبکه به عنوان وثیقه قفل می‌کنند. 

ویژگی‌های بلاک چین

حالا که می‌دانیم بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند می‌توانیم ویژگی‌های آن را بر اساس تعاریف ارائه شده بررسی کنیم. در یک نگاه بلاک چین دارای ویژگی‌های زیر است:

از نکات مهم در خصوص ویژگی‌های بلاک چین مربوط به امنیت شبکه می‌شود که دارای یک سیستم دو کلیدی است. یک کلید عمومی که در واقع آدرسی شامل حروف و اعداد است و با آن می‌توانید تراکنش‌ها را انجام دهید و کلید خصوصی که می‌توانید به داده‌ها دسترسی داشته باشید.

ناوری بلاک چین: تحولی عظیم در دنیای دیجیتال

همان‌طور که در این مقاله بررسی کردیم، فناوری بلاک چین به عنوان یک دفتر کل توزیع شده، روشی امن و شفاف برای ثبت و انتقال اطلاعات ارائه می‌دهد. این فناوری با حذف واسطه‌ها، هزینه‌ها را کاهش داده و اعتماد را افزایش می‌دهد. از کاربردهای متنوع بلاک چین می‌توان به ارزهای دیجیتال، خدمات مالی، زنجیره تامین و حتی حوزه‌های هنری مانند NFT اشاره کرد.

صرافی‌ بیستی نقش مهمی در اکوسیستم بلاک چین ایفا می‌کنند. این پلتفرم‌ها با ارائه خدمات متنوعی مانند خرید، فروش و انتقال ارزهای دیجیتال از جمله تتر، به کاربران امکان می‌دهند تا به راحتی در بازار ارزهای دیجیتال فعالیت کنند.

با توجه به پیشرفت‌های روزافزون در حوزه فناوری بلاک چین، می‌توان انتظار داشت که در آینده شاهد کاربردهای گسترده‌تر و نوآورانه‌تری از این فناوری باشیم. بلاک چین به عنوان یک فناوری پایه، پتانسیل تحول بسیاری از صنایع را دارد و می‌تواند به بهبود زندگی روزمره ما کمک کند.

در نهایت، می‌توان گفت که فناوری بلاک چین به عنوان یک انقلاب دیجیتال، دنیای ما را به سمت آینده‌ای امن‌تر، شفاف‌تر و کارآمدتر سوق می‌دهد.