در دنیای دیجیتالی امروز، امنیت اطلاعات و تراکنش‌های مالی از اهمیت بالایی برخوردار است. ما به طور مداوم با تراکنش‌های بانکی، خریدهای آنلاین و به اشتراک گذاشتن اطلاعات شخصی خود سروکار داریم. اما آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که این اطلاعات چقدر امن هستند؟ آیا ممکن است اعداد ثبت شده بر روی خودپرداز بانک‌ها یا پیامک‌های اطلاع‌رسانی موجودی حساب شما در اختیار افراد دیگری هم قرار گرفته باشد؟
با ظهور فناوری‌های نوظهور و پیشرفت روزافزون بشر، دنیا هر روز بیش از پیش به سمت غیر متمرکز سازی پیش می‌رود. در واقع غیر متمرکز سازی کلید حل مشکلات و برطرف سازی نگرانی ناشی از متمرکز بودن سیستم های مالی و اطلاعاتی است و در همین راستا بلاکچین، به عنوان یک فناوری انقلابی ظهور کرده است. در این بستر شما هیچ نگرانی ای اعم از سوء استفاده، سرقت و موارد از این دست را نخواهید داشت. در ادامه با های بیت همراه باشید تا به صورت موشکافانه تر این فناوری جذاب را بررسی کنیم.
بلاک چین چیست؟ به زبان ساده
در ادامه، شرح بلاکچین به زبان ساده را به شما ارائه خواهیم کرد. بلاک چین (Blockchain) یا فناوری زنجیره بلوکی را مانند دفترچه‌ای دیجیتال و جهانی تصور کنید که در آن تمام تراکنش‌های مربوط به دارایی‌های دیجیتال، به طور همیشگی و بدون امکان تقلب ثبت شده باشد. بلاک چین با تکیه بر قدرت فناوری‌های غیرمتمرکز و رمزنگاری، دنیای نوینی از امنیت و شفافیت را به ارمغان آورده است.
در بلاک چین، تاریخچه تمام مبادلات دارایی‌های دیجیتالی مانند بیت کوین به صورت زنجیره‌ای از بلوک‌های اطلاعاتی به هم پیوسته نگهداری می‌شود. هر بلوک شامل اطلاعات مربوط به تراکنش، از جمله زمان، فرستنده، گیرنده و مقدار تراکنش، به همراه یک مُهر رمزنگاری منحصر به فرد است. این مُهر، ضامن اصالت و عدم تغییر اطلاعات بوده و از هرگونه دستکاری یا تقلب در تراکنش‌ها جلوگیری می‌کند.
مزایای بلاکچین چیست؟
اما مزایای بلاک چین به همین جا ختم نمی‌شود. این فناوری، واسطه‌ها را حذف کرده و تراکنش‌ها را به طور مستقیم بین طرفین فراهم می‌کند. با این مزیت، دیگر نیازی به اعتماد به واسطه‌های مالی سنتی مانند بانک‌ها و موسسه های مالی نبوده و امنیت و کارایی معاملات به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. در ادامه به چند مورد از مزیت های اصلی بلاک چین خواهیم پرداخت.
- ایجاد برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps): بلاک چین بستر مناسبی برای توسعه برنامه‌هایی است که بدون نیاز به هیچ واسطه مرکزی، توسط کاربران اداره می‌شوند. این برنامه‌ها، قدرت و کنترل را به دست کاربران داده و زمینه را برای نوآوری و خلاقیت در حوزه‌های مختلفی مانند بازی، امور مالی و شبکه‌های اجتماعی فراهم می‌کنند.
- مدیریت زنجیره تامین: بلاک چین می‌تواند زنجیره تأمین را شفاف‌تر و کارآمدتر کند. با ثبت و ردیابی تمام مراحل تولید و توزیع کالا، از تقلب و سوء استفاده جلوگیری شده و در نهایت، محصولی با اصالت و کیفیت به دست مشتریان خواهد رسید.
- سیستم‌های رای‌گیری: استفاده از بلاک چین در سیستم‌های رای‌گیری، می‌تواند فرایند رای‌گیری را امن‌تر و قابل اعتمادتر کند. با حذف واسطه‌ها و شفاف‌سازی فرآیند، از هرگونه تقلب و دستکاری در نتایج انتخابات جلوگیری می‌شود.
بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
بلاکچین، از دو واژه بلوک (Block) و زنجیره (Chain) تشکیل شده است. همانطور که پیش‌تر گفتیم، این فناوری زنجیره‌ای بلند از داده‌ها است که به عنوان یک دفتر کل توزیع شده در یک شبکه همتا به همتا و با مکانیسم اجماع عمل می‌کند. تراکنش‌های شبکه می‌توانند مربوط به هر چیزی باشند. از نقل و انتقالات مالی گرفته تا ردیابی کالاها در زنجیره تامین، همگی در بستر بلاکچین قابل اجرا خواهند بود.
هر یک از تراکنش ها در بلاک ذخیره می‌شود و هر بلاک به بلاک قبلی متصل بوده و به این ترتیب زنجیره‌ای از بلوک‌ها را ایجاد می‌کنند. این زنجیره به طور کامل توسط شبکه‌ای از ربات های کامپیوتری به نام گره (Node) بررسی می‌شود. این سازوکار، قلب تپنده بلاکچین بوده و به دلیل ماهیت غیرمتمرکز این سیستم، تغییر یا حذف اطلاعات در یک بلاک عملاً غیرممکن است.
3 مفهوم اساسی در بلاکچین
بلاکچین از سه مفهوم اساسی و مهم تشکیل شده است که هر کدام نقش ویژه‌ای در عملکرد این فناوری دارند. اولین مفهوم، بلوک‌ها (Blocks) هستند که داده‌ها را به صورت ساختاریافته و ایمن ذخیره می‌کنند. دومین مفهوم، ماینرها (Miners) می‌باشند که با استفاده از قدرت پردازش خود به تأیید و ثبت معاملات در بلاکچین می‌پردازند. نهایتاً، گره‌ها (Nodes) دستگاه‌هایی هستند که شبکه بلاکچین را تشکیل می‌دهند و اطلاعات را به صورت همزمان و به‌روز برای تمامی کاربران ارائه می‌دهند. این سه مفهوم به‌هم‌پیوسته، امنیت و شفافیت بلاکچین را تضمین می‌کنند.
- بلاک‌ها، واحدهای اصلی اطلاعات در سیستم‌های بلاکچین هستند که به صورت زنجیره‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند. هر بلاک شامل تعدادی تراکنش، زمان ثبت، و یک هش منحصر به فرد است که امنیت و یکپارچگی داده‌ها را تضمین می‌کند. با افزودن بلاک‌های جدید به زنجیره، اطلاعات به صورت غیرقابل تغییر ذخیره می‌شوند و این ویژگی، بلاکچین را به ابزاری مطمئن برای ثبت و انتقال داده‌ها تبدیل می‌کند.
- ماینرها یا استخراج‌کنندگان، افرادی یا دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از توان محاسباتی خود، تراکنش‌های شبکه‌های بلاکچین را تأیید کرده و بلوک‌های جدیدی را به زنجیره اضافه می‌کنند. این فرآیند معمولاً به عنوان «ماینینگ» شناخته می‌شود و برای انجام آن، ماینرها نیاز به قدرت پردازش بالا و Invest کردن در تجهیزات خاص دارند. در ازای این تلاش، آنها پاداشی به صورت ارز دیجیتال دریافت می‌کنند؛ که این پاداش می‌تواند شامل کارمزد تراکنش‌ها و یا واحدهای جدید رمزارز باشد. ماینینگ نقش اساسی در امنیت و کارایی شبکه‌های بلاکچین دارد.
- گره‌ها (Nodes) در علم کامپیوتر و شبکه به نقاط اتصال یا واحدهای اساسی اطلاعاتی اطلاق می‌شوند. این گره‌ها می‌توانند نمایانگر داده‌ها، منابع یا دستگاه‌های مختلف باشند و در ساختارهای داده‌ای مانند درخت‌ها و گراف‌ها کاربرد دارند. در شبکه‌های رایانه‌ای، گره‌ها معمولاً به عنوان کامپیوترها یا سایر دستگاه‌ها شناخته می‌شوند که اطلاعات را منتقل و دریافت می‌کنند. درک صحیح گره‌ها و نحوه تعامل آنها، برای طراحی سیستم‌های کارآمد و بررسی عملکرد شبکه‌ها حیاتی است.
تراکنش ها چگونه در بلاک چین صورت می‌گیرند؟
در قسمت قبلی، با اجزای کلیدی بلاکچین آشنا شدیم و اکنون به این خواهیم پرداخت که تراکنش ها چگونه در شبکه صورت می‌گیرند. تراکنش‌ها بسته به نوع بلاک چینی که در آن صورت می‌پذیرند، مراحل خاصی را دنبال می‌کنند. به عنوان نمونه، در بلاکچین بیت‌کوین، تراکنش ابتدا به یک استخر حافظه به‌نام ممپول (Mempool) منتقل می‌شود، جایی که تراکنش‌ها ذخیره و برای پردازش در صف قرار می‌گیرند تا ماینر یا اعتبارسنجی آن را انتخاب کند.
پس از انتخاب تراکنش توسط ماینر، آن تراکنش به یکی از بلاک‌ها افزوده می‌شود که در آن تراکنش‌های کاربران برای پردازش نگهداری می‌گردد. وظیفه ماینر پس از این مرحله، انجام محاسبات ریاضی پیچیده و حدس‌زدن عدد هش، به‌منظور اثبات کار در شبکه است. بدین ترتیب، بلاکی که شامل تراکنش شماست، در شبکه تأیید شده و به زنجیره‌ای از بلاک‌های قبلاً تأیید شده متصل می‌شود. همچنین، هر بلاک جدیدی که بعد از بلاک مربوط به تراکنش شما ایجاد شود، به‌عنوان یک تأیید جدید برای تراکنش شما محسوب می‌گردد.
دفتر کل توزیع شده (DLT) چیست؟
پیش‌تر توضیح دادیم که بلاک چین بر مبنای سیستم دفتر کل توزیع شده کار می‌کند. احتمالا از خودتان بپرسید که دفتر کل توزیع شده چیست؟ دفتر کل توزیع شده (DLT) یک تکنولوژی نوظهور است که به جای ذخیره‌سازی اطلاعات در یک مرکز متمرکز، داده‌ها را به صورت توزیع شده در شبکه‌ای از رایانه‌ها ذخیره می‌کند.
این ویژگی، امنیت و شفافیت بیشتری را به فرآیندهای مالی می‌بخشد و به کاربران اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به واسطه‌های متمرکز، به طور مستقیم با یکدیگر تعامل داشته باشند. DLT همچنین می‌تواند در حوزه‌های مختلفی مانند زنجیره تامین، اعتبار سنجی هویت و ثبت اسناد نیز کاربرد داشته باشد. این روز ها مدل های بلاک چینی، با سازوکاری متشکل از ابعاد مختلف DLT و مبتنی بر سیستم های همتا به همتا فعالیت می‌کنند.
سیستم همتا به همتا چیست؟
سیستم همتا به همتا (Peer to Peer system) شبکه ای است که در آن تجهیزات مختلف به صورت مستقیم و بدون نیاز به یک سرور مرکزی با یکدیگر در ارتباط هستند. در این سیستم، هر دستگاه می تواند هم به عنوان کلاینت و هم به عنوان سرور عمل کند و منابع خود را با سایر دستگاه ها به اشتراک بگذارد. این ساختار غیر متمرکز باعث افزایش قدرت، انعطاف پذیری و ایمنی سیستم می شود. کاربردهای متنوعی از جمله اشتراک گذاری فایل، پخش جریان زنده و محاسبات توزیع شده در این سیستم ها وجود دارد. به جز بلاکچین بیت‌کوین (BTC)، پروژه هایی اعم از BitTorrent و پلتفرم اجتماعی Skype مبتنی بر این سازوکار می‌باشند.
مکانیسم اجماع چیست؟
اجماع، یک مکانیسم کلیدی در بسیاری از سیستم‌های غیرمتمرکز مانند بلاکچین است. این مکانیسم به شبکه امکان می‌دهد تا بر سر یک مجموعه واحد از قوانین و قواعد توافق کنند و بر اساس آن، تراکنش‌ها و تغییرات را تایید نمایند. در این فرآیند، گره‌های شبکه با یکدیگر همکاری می‌کنند تا به یک توافق برسند که آیا یک پیشنهاد برای تأیید تراکنش‌ها یا به‌روزرسانی دفترکل معتبر است یا خیر.
این مکانیسم به حفظ یکپارچگی و امنیت سیستم کمک می‌کند و در عین حال به آن ثبات و قابلیت اطمینان می‌بخشد. درک این مکانیسم حیاتی است، زیرا در بسیاری از کاربردهای فناوری دفتر کل توزیع‌شده نقشی اساسی ایفا می‌کند. گفتنی است که بلاکچین های امروزی معمولا مبتنی بر یکی از مدل های پروتکل اجماع یعنی Pow یا Pos بوده که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
تاریخچه بلاکچین
اولین نمونه شبیه به بلاک چین های امروزی در سال 1991 توسط دو دانشمند به نام استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا معرفی شد. آنها مفهوم زنجیره‌های بلوکی را به عنوان راه حلی برای حفظ یکپارچگی داده‌ها و جلوگیری از جعل ارائه کردند.
همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، در زنجیره بلوک ها، اطلاعات به جای ذخیره‌سازی در یک پایگاه داده مرکزی، در بلوک‌های مجزا اما هم پیوسته نگهداری می‌شدند. هر بلوک حاوی اطلاعات تراکنش، مهر زمانی و هش بلوک قبلی بود. این ساختار زنجیره‌ای، دستکاری اطلاعات را بسیار دشوار می‌کرد و امنیت و شفافیت را به ارمغان می‌آورد.
2000 تا 2008: گذر از ایده تا پیاده‌سازی
در طول این دهه، ایده‌های مربوط به بلاک چین به تدریج تکامل یافتند. در سال 2004، هال فینی سیستم اثبات کار قابل استفاده مجدد را معرفی کرد که مفهوم کلیدی برای بلاک چین‌های آینده، به خصوص بیت کوین، بود. البته نظریه هایی همچون درخت مرکل هم بر روی تکامل و توسعه بلاکچین تاثیر بسزایی داشت.
شروع عصر جدید این فناوری را در سال 2008، ساتوشی ناکاموتو با انتشار وایت‌پیپر بیت کوین، رقم زد. او در این وایت‌پیپر، مفهوم بلاک چین توزیع‌شده را معرفی کرد و اولین ارز دیجیتال غیرمتمرکز جهان، بیت کوین، را به دنیا ارائه کرد.
2009 تا 2013: ظهور بیت کوین
سال 2009 با ماین اولین بلاک بیت کوین (بلاک جنسیس)، عصر جدیدی آغاز شد. بلاک چین بیت کوین به عنوان یک سیستم دفتر کل عمومی برای تراکنش‌های این رمز ارز عمل می‌کرد و شفافیت و امنیت بی‌نظیری را به ارمغان می‌آورد.
در این سال‌ها، تمرکز عمدتاً بر روی توسعه بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال مبتنی بر بلاک چین بود. با ظهور بیت کوین، جامعه‌ای از توسعه‌دهندگان و علاقه‌مندان به این فناوری نوظهور شکل گرفت و به مرور زمان، پتانسیل‌های فراتر از ارزهای دیجیتال برای بلاک چین آشکار شد.
2014: محور مهرک اتریوم
اتریوم پیش‌تر به عنوان پلتفرمی مبتنی بر بلاک چین، امکان ایجاد قراردادهای هوشمند را فراهم کرده بود. قراردادهای هوشمند، برنامه‌های خودکار و قابل اعتمادی هستند که می‌توانند بدون نیاز به واسطه اجرا شوند.
در اواسط دهه دوم قرن بیست‌و‌یکم، این نوآوری، زمینه هایی را برای توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) در حوزه‌های مختلف مانند امور مالی، زنجیره تامین، مدیریت هویت و بسیاری موارد دیگر فراهم کرد. در این مقطع از زمان، بسیاری از متخصصان به این باور رسیدند که واقعا بلاکچین می‌تواند در فضا هایی فراتر از سیستم های مالی مورد استفاده قرار بگیرد.
2015 تا 2021 رشد و بلوغ
در سال‌های 2015 تا 2021، شاهد رشد چشمگیری در زمینه بلاک چین بودیم. روند سرمایه‌گذاری در شرکت‌های بلاک چین در این دوران شدت گرفت، برنامه‌های کاربردی جدیدی برای این فناوری در صنایع مختلف پدیدار شد و علاقه عمومی به بلاک چین به طور قابل توجهی افزایش یافت.
همچنین در این دوران، شاهد ظهور و توسعه پلتفرم‌های بلاک چین متعددی مانند EOS، Hyperledger Fabric و Cosmos بودیم. در ادامه NFTها و استیبل کوین‌ها به عنوان نوعی رمز ارز قیمت ثابت، به محبوبیت قابل توجهی دست یافتند و همه این دستاورد ها با کمک تکنولوژی بلاکچین به ارمغان آمد.
2022 تا به امروز: تحولات و چالش‌ها
امروزه، بلاک چین همچنان در حال تکامل و پیشرفت است. در سال 2022، شبکه اتریوم از مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) تغییر یافت. این تغییر به منظور افزایش کارایی و پایداری شبکه انجام شد.
هرچند که بلاک چین با چالش‌هایی مانند مقیاس‌پذیری، حریم خصوصی و مقررات نیز روبرو است. با این حال، کارشناسان معتقدند که این فناوری پتانسیل انقلابی در بسیاری از صنایع را دارد و در سال‌های آینده شاهد کاربردهای نوآورانه و تحول‌آفرینی از آن خواهیم بود.
انواع بلاکچین ها
بلاکچین دارای انواع و ابعاد مختلفی است. از ابتدا تا کنون، توسعه دهندگان همواره به دنبال جایگزینی سیستم های غیرمتمرکز با واسطه های متمرکز کنونی و توسعه امنیت مالی کاربران بودند. از آنجا که این رهنمود دارای چالش های بسیاری بوده و نیاز سنجی های آگاهانه مختلفی را می‌طلبد، فعالان این صنعت مدل های مختلفی از بلاکچین را توسعه داده‌اند. بلاکچین ها در چهار نوع کلی عمومی، خصوصی، کنسرسیومی و هیبرید روی بستر پروژه های مختلف فعال می‌باشند. در ادامه به بررسی انواع بلاکچین خواهیم پرداخت.
بلاکچین عمومی چیست؟
بلاکچین عمومی (Public Blockchain) یک نوع سیستم دفتر کل توزیع شده است که از ویژگی‌های مهم آن می‌توان به عدم محدودیت و نیاز نداشتن به مجوز خاص برای ورود به آن اشاره کرد. به عبارت دیگر، هر فردی که به اینترنت دسترسی دارد می‌تواند به راحتی به این شبکه بپیوندد و به عنوان یک گره (Node) مجاز فعالیت کند.
کاربران در این نوع بلاکچین در یک سطح قرار دارند و هیچ‌یک بر دیگری ارجحیت ندارند. علاوه بر این، توانایی ماینینگ و استخراج نیز در این سیستم برای آنها وجود دارد. معروف‌ترین نمونه‌های بلاکچین‌های عمومی شامل بیت کوین و لایت کوین هستند که در دنیای ارزهای دیجیتال بسیار شناخته شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بلاکچین خصوصی چیست؟
شبکه بلاک چین خصوصی (Private Blockchain) به عنوان سیستم‌های مبتنی بر مجوز شناخته می‌شود و در مقایسه با بلاک چین‌های عمومی، دارای ویژگی‌های خاصی است. به جای این که هر کسی با دسترسی به کامپیوتر خود بتواند به شبکه بپیوند، بلاک چین‌های خصوصی به دعوت‌نامه نیاز دارند و تنها افرادی که مجوز ورود دارند، قادر به مشارکت هستند. در این نوع شبکه، فرآیند اعتبارسنجی معمولاً توسط خالق شبکه یا بر اساس قوانین مشخصی که توسط او تعیین شده، انجام می‌شود و بنابراین، از نظر مکانیسم‌های استخراج و الگوریتم‌های اجماع، تمرکز بیشتری دارد.
یکی از جنبه‌های مهم این نوع بلاک چین‌ها، نابرابری در دسترسی به داده‌ها و عملکردها است؛ به طوری که هر کاربر ممکن است دسترسی متفاوتی به اطلاعات داشته باشد و تنها قادر به انجام وظایف خاصی باشد. قوانین و مقررات مربوط به دسترسی به داده‌ها توسط سازنده شبکه، تعیین می‌شود و این موضوع می‌تواند شامل اعطای دسترسی به اعضای جدید یا تصمیم‌گیری یک سازمان درون اکوسیستم باشد.
بلاکچین هیبرید چیست؟
شبکه بلاکچین هیبرید، نوعی پلتفرم نوین است که با ترکیب ویژگی‌های بلاکچین عمومی و خصوصی، مزایای منحصر به فردی را ارائه می‌دهد. این نوع بلاکچین به کاربران امکان می‌دهد تا دسترسی‌های کنترل‌شده را برای اعضای منتخب خود فراهم کنند و در عین حال به سطح بالایی از شفافیت و امنیت دست یابند. ساختار ترکیبی چنین بلاکچینی اجازه می‌دهد تا اعضای آن بر روی مسائل حساس از جمله هویت مشارکت‌کنندگان و نوع تراکنش‌های عمومی تصمیم‌گیری کنند. این ویژگی به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که با ذی‌نفعان خود به نحو مؤثری تعامل کنند و در عین حال کنترل لازم بر روی اطلاعات خود را حفظ نمایند.
بلاکچین کنسرسیومی چیست؟
بلاکچین‌های عمومی به‌راحتی در دسترس هر فردی که به اینترنت متصل باشد، قرار دارند، در حالی که بلاکچین‌های خصوصی امکان نگهداری و مدیریت اطلاعات محرمانه را تحت امنیت بیشتر فراهم می‌آورند. شبکه بلاکچین کنسرسیوم، به‌عنوان یک ترکیب از این دو نوع بلاکچین، امکاناتی را برای چندین نهاد یا سازمان با قدرت متعادل فراهم می‌کند تا به اعتبارسنجی داده‌ها بپردازند. قوانین حاکم بر این نوع بلاکچین دارای انعطاف‌پذیری است و امکان می‌دهد گروه خاصی از اعتبارسنج‌ها به داده‌ها دسترسی داشته باشند.
در صورت توافق اعتبارسنج‌ها، تغییرات به‌راحتی قابل‌اجراست، به شرطی که تعداد قابل‌توجهی از آنها رفتار صادقانه‌ای داشته باشند. هدف اصلی این شبکه، افزایش همکاری بین سازمان‌ها برای رفع چالش‌های مشترک در صنایع خاص است. سازمان‌هایی که در همین صنعت فعالیت دارند، با استفاده از بلاکچین کنسرسیوم می‌توانند به‌طور مؤثری به تبادل تراکنش‌ها و اطلاعات بپردازند و از تجربیات یکدیگر بهره‌برداری کنند.
جمع بندی
در این مقاله، به بررسی عمیق مفهوم بلاک چین و اجزای تشکیل‌دهنده آن، نحوه‌ی عملکرد، مزایا و معایب، و همچنین انواع فناوری‌های موجود در این حوزه پرداخته‌ایم. بلاک چین به عنوان یک شبکه غیر متمرکز، امکان انجام تراکنش‌ها را به صورت ایمن و شفاف فراهم می‌آورد و این ویژگی‌ها به حفظ محرمانگی کاربران و تسهیل در پذیرش آن کمک می‌کند. همچنین، اگرچه این فناوری عمدتاً از طریق ارزهای دیجیتال و به ویژه بیت کوین شناخته شده است، باید توجه داشت که کاربری‌های آن فراتر از دنیای کریپتو می‌باشد.
بلاکچین واقعا چیز عجیبیه!
عجب مقاله ای بود!