بلاک چین چیست؟

بلاک چین (Blockchain) چیست، چگونه کار می‌کند و چه کاربردهایی دارد؟ این‌ها سوالات متداولی هستند که در مورد این فناوریِ انقلابی پرسیده می‌شود و احتمالاً درک آن برای افراد تازه‌کار و حتی برای حرفه‌ای‌ها چندان ساده نباشد. با ما همراه باشید تا به تمام این سوالات به زبان ساده پاسخ بدهیم.

بلاک چین به زبان ساده

به زبان ساده، بلاک چین یک نوع سیستم ثبت اطلاعات و گزارش است. تفاوت آن با سیستم‌های دیگر این است که اطلاعات ذخیره‌شده روی این نوع سیستم، میان همه اعضای یک شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود. با استفاده از رمزنگاری و توزیع داده‌ها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبت‌شده، تقریباً از بین می‌رود.

مفهوم بلاک چین اولین بار با پیدایش بیت کوین به وجود آمد و پادشاه ارزهای دیجیتال از این راهکار برای ذخیره اطلاعات مربوط به دارایی کاربران بهره برد.

برای درک بهتر بلاک چین به مثال زیر توجه کنید:

من در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه‌ای حاوی اطلاعات را بالا می‌گیرم و همه با تلفن همراه‌شان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگر من آن اطلاعات را نابود کنم، یا تغییری در آن بدهم، دیگر برای آن جمع قابل پذیرش نیست، چون آن‌ها یک کپی از نسخه اصلی را دارند، مگر اینکه موبایل همه را بگیرم و آن را حذف کنم.

این جمعی که از آن صحبت کردیم می‌تواند چندین میلیون نفر باشد که در بیت کوین و اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال بلاک چینی شاهد آن هستیم و یا به صورت خصوصی برای یک گروه خاص استفاده شود.

بلاک چین‌ها می‌توانند به صورت خصوصی و برای اهداف خاص در یک نهاد یا سازمان مورد استفاده قرار بگیرند که به آن بلاک چین سازمانی (Enterprise blockchain) هم می‌گویند. البته به عقیده بسیاری از کارشناسان، بلاک چین‌های سازمانی نمی‌توانند هدف اصلی این فناوری یعنی تمرکززدایی را به ارمغان بیاورند.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

واژه بلاک چین(Blockchain) ترکیبی از دو کلمه Block (بلوک) و Chain (زنجیره) است. این فناوری در حقیقت زنجیره‌ای از بلوک‌هاست.

در هر بلاک، هر اطلاعاتی می‌تواند ثبت شود؛ از جرم و جنایت‌های یک فرد تا جزئیات تراکنش‌های یک شبکه پولی مانند بیت کوین.

در یک بلاک هر اطلاعاتی می‌تواند ثبت شود.

اطلاعات در بلاک‌ها ثبت می‌شوند و بلاک‌ها با هم به صورت زنجیره‌ای مرتبط می‌شوند. این زنجیره، بلاک چین را تشکیل می‌دهد.

ساختار گرافیکی بلاک چین

برای مثال بلاکچین زیر را در نظر بگیرید. هر بلاک یک کشور را نشان می‌دهد که نام شهرهای آن کشور در آن ثبت شده است.

یک چیز دیگر هم وجود دارد. هر کدام از این بلاک‌ها چیزی به نام هش (Hash) دارند. یک هش رشته‌ای متنی است که از یک تابع ریاضی خاص تولید شده و کاربرد آن جلوگیری از تقلب در سیستم است. هش یک داده یا ورودی، همیشه ثابت است. استفاده از راهکار هش باعث می‌شود تا از تقلب و تغییر اطلاعات ثبت‌شده روی بلاک چین جلوگیری به عمل آید.

مثلاً در عکس بالا برای بلاک «ایران» که حاوی اطلاعات اسم شهرهای تهران، اصفهان و تبریز است، هش بلاک «NYLAC» است.

در بلاک چین، بلاک‌ها علاوه بر اینکه خودشان یک هش دارند، حاوی هش بلاک قبلی هم هستند.

کوچک‌ترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن را به طور کلی تغییر می‌دهد و بلاک چین را غیرمعتبر می‌سازد.

مثلاً اگر یک کاراکتر به اطلاعات اسم شهرهای ایران اضافه شود، هش بلاک تغییر می‌کند و در نتیجه بلاک‌های بعدی هم غیر معتبر خواهند شد.

اگر کسی محتوای یک بلاک را تغییر دهد و هش بلاک‌های بعدی را به روزرسانی کند، چه می‌شود؟ این امکان وجود دارد اما راهکار توزیع در بلاک چین، این مشکل را حل می‌کند.

داده‌های بلاک چین در یک کامپیوتر یا سرور خاص ذخیره نمی‌شوند. هر کامپیوتر یا سیستمی که به شبکه وصل شود، یک نسخه از اطلاعات را دریافت می‌کند. به هر کامپیوتری که به شبکه متصل می‌شود و یک کپی از بلاک چین را دریافت می‌کند، نود (Node) می‌گویند.

وقتی به عنوان نود به یک بلاک چین متصل می‌شوید، یک نسخه از کل داده‌های آن را دریافت می‌کنید. هیچ تغییری در اطلاعت امکان پذیر نیست، مگر اینکه اکثریت با آن موافق باشند.

فناوری بلاک چین به خودی خود یک فناوری بنیادی نیست، بلکه مجموعه‌ای از فرایندهای هش‌گذاری، رمزنگاری، توزیع جمعی و … است که باعث ایجاد این ایده شده‌اند. قبل از بلاک چین دفاتر کل توزیع شده وجود داشتند اما بلاک چین با ساختار بلاکی خود، فناوری دفتر کل توزیع‌شده را بهبود داده است.

بلاک چین از دیدگاه فنی

بلاک چین را یک به عنوان بایگانی که اطلاعات روی آن ثبت می شوند، در نظر بگیرید. شاید یک بلاک چین با چیزهایی که با آن بیشتر آشنا هستید، خیلی تفاوت نداشته باشد. مثل ویکیپدیا.

با استفاده از یک بلاکچین، افراد زیادی می‌توانند سوابق مختلفی را به یک نوع بایگانی اطلاعات وارد کنند و همچنین کاربران می‌توانند چگونگی ثبت و به‌روزرسانی اطلاعات را کنترل کنند.

ساختار و نوع کار این فناوری خیلی با نوع کار وب‌سایت ویکیپدیا تفاوت ندارد. مقالات وب‌سایت دانشنامه آنلاین ویکیپدیا هم محصول یک نویسنده نیستند. هر کسی می‌تواند با رعایت قوانین ویکیپدیا، در این سایت مطلب منتشر کند. بنابراین در ویکی‌پدیا هم فقط یک فرد اطلاعات را کنترل نمی‌کند.

با این حال، با بررسی‌های عمیق‌تر، تفاوت‌هایی که باعث می‌شود فناوری بلاک چین منحصر به فرد باشد، روشن‌ می‌شود. در حالی که هر دو در شبکه‌های توزیع‌شده (اینترنت) اجرا می‌شوند، ویکی‌پدیا در شبکه جهانی وب (WWW)، با استفاده از یک مدل «کلاینت سرور»، طراحی شده است.

این یعنی در ویکیپدیا، داده‌ها روی سرور متمرکز ذخیره می‌شوند. حتی اگر کاربران هم نخواهند، یک یا چند نفر به تمام داده‌ها کنترل دارند و می‌توانند آن‌ها را تغییر دهند یا به طور کامل حذف کنند.

در ویکی‌پدیا، یک کاربر (کلاینت)، با مجوزهایی که در حساب کاربری خود توسط سیستم برایش تعیین می‌شود، قادر است همه یا برخی از ورودی‌های ویکی‌پدیا را که در یک سرور متمرکز ذخیره شده‌اند، تغییر دهد.

هر زمان که یک کاربر به صفحه ویکیپدیا دسترسی پیدا کند، نسخه به‌روزشده یک مطلب در دیتابیس (مسترکپی) را دریافت می‌کند. اما تفات اصلی این است که کنترل پایگاه داده همچنان با مدیران ویکی‌پدیا باقی می‌ماند و کنترل دسترسی‌ها و مجوزها توسط یک مقام مرکزی حفظ می‌شود. به نوعی مدیران ویکی‌پدیا می‌توانند یک مقاله را هر زمان که بخواهند حذف کنند.

اما در بلاک چین، مالک اطلاعات پایگاه داده، همان کاربران شبکه هستند و اطلاعات ثبت‌شده روی آن پاک نمی‌شود.

کاربردهای بلاک چین

تمرکززدایی جهان: رویای دیرینه بشر

همانطور که گفتیم بیت کوین و ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز، مهم‌ترین و موفق‌ترین کاربرد فناوری بلاک چین هستند. به عنوان مثال، در بیت کوین با استفاده از این فناوری امکان تقلب، دوبار خرج کردن پول و برگشت تراکنش‌ها از بین می‌رود.

اما این فناوری می‌تواند به جز ارزهای دیجیتال، کاربردهای زیاد دیگری هم داشته باشد و هر کجا نیاز به فضایی برای ذخیره داده و از بین بردن نیاز به اعتماد باشد، امکان استفاده از آن وجود دارد.

به عنوان نمونه، انتخابات الکترونیکی و بدون تقلب می‌تواند یکی از کاربردهای بلاک چین باشد. با استفاده از این نوآوری می‌توان تا حد زیادی خطر تقلب در انتخابات و نیاز به نیروی انسانی را کاهش داد.

یا برای یک نمونه دیگر می‌توان به استفاده از بلاک چین در زنجیره تأمین و حمل و نقل اشاره کرد. کارخانه‌جات و شرکت‌های تولیدکننده می‌توانند اطلاعات کالاها و حمل و نقل خود را از ابتدا تا رسیدن به دست مشتری روی پایگاه داده ثبت می‌کنند که این کار اصالت کالاها و کیفیت مواد اولیه را برای مشتری تضمین می‌کند.

با این فناوری می‌توان درست مثل یک جامعه یا سازمان، نوعی حاکمیت را در یک سیستم به‌ وجود آورد که همه بتوانند نسبت به سهامشان و اختیاراتی که دارند در جلو بردن آن سیستم سهیم باشند.

همچنین با این فناوری می‌شود دارایی‌ها را به توکن‌های دیجیتال تبدیل کرد و آن‌ها را به صورت یک دارایی قابل انتقال عرضه کرد. به عنوان مثال، می‌توان ارزش یک خانه را به هزاران توکن دیجیتال تبدیل کرد و آن‌ها را نسبت به بودجه متقاضیان به فروش رساند تا افراد زیادی (حتی از کشورهای دیگر) بتوانند در آن خانه سرمایه‌گذاری کنند.

مطالعه بیشتر در مورد کاربردهای این تکنولوژی: کاربرد های یک بلاک چین چیست؟

البته هنوز در دنیای واقعی به صورت گسترده بلاک چین مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و با اینکه این فناوری غیرمتمرکز است، در بسیاری از کارها با وجود آن باز هم مجبور به تکیه کردن به نهادها و سازمان‌های متمرکز هستیم. اما با فراهم شدن زیرساخت‌های لازم مثل توسعه هوش مصنوعی یا اینترنت اشیاء می‌توان به کاربردهای بیشتر این فناوری امیدوار بود.

اگر طی چند سال اخیر، خرید ارز دیجیتال را تجربه یا اخبار حوزه کریپتوکارنسی را پیگیری کرده باشید، احتمالاً با فناوری بلاک چین آشنایی دارید. در جستجو‌هایی که برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بلاک چین انجام داده‌اید، حتماً با تعریف زیر روبه‌رو شده‌اید:

بلاک چین یک دفتر کل توزیع شده، غیرمتمرکز و عمومی است.

در این مقاله به زبانی ساده تکنولوژی شگفت انگیز بلاک چین را تعریف می‌کنیم و مزایای آن را بررسی خواهیم کرد.

فهرست مطالب

بلاک چین چیست؟

بلاک چین(Blockchain) از دو کلمه بلاک (Block) و چین (Chain) تشکیل شده است. معنای لغوی بلاک چین، زنجیره بلاک (زنجیره بلوک) است؛ زمانی که در مورد زنجیره و بلاک در بلاکچین صحبت می‌کنیم، در واقع در مورد زنجیره‌‌ایی از اطلاعات دیجیتالی صحبت می‌کنیم و هر بلاک این اطلاعات را در خود نگهداری می‌کند.

در یک تعریف کلی، می‌توانیم بگوییم بلاک چین یک دفتر کل توزیع شده، غیرمتمرکز و اشتراکی است که به صورت زنجیره‌ای از سوابق بنام بلاک ساخته شده است. هر بلاک در این زنجیره، مسئول ذخیره‌سازی نوعی از اطلاعات (مانند سوابق معاملات) است.

هر بلاک اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاریخ، زمان، مبلغ خرید شما از سایت و اطلاعات فروشندگان و خریداران در معاملات را ذخیره می‌کند. به جای استفاده از نام واقعی شما در معاملات، خرید شما بدون هیچ گونه اطلاعات هویتی و با استفاده از امضای دیجیتال منحصر به فرد انجام می‌شود. برای مثال، در سایت دیجی کالا با استفاده نام کاربری، خرید شما ثبت می‌شود. هر بلاک کد منحصر به فردی به نام هش را ذخیره می‌کند که برای تشخیص هرگونه فعالیت در بلاک چین است.

به عنوان مثال، فرض کنید شما قبلاً از دیجی کالا محصولی را خریداری کرده‌اید، بعد از مدتی، مجدد تصمیم می‌گیرید که یک خرید دیگر انجام دهید. حتی اگر جزئیات خرید جدید شما با خرید قبلی‌تان تقریباً یکسان به نظر برسد، سایت دیجی کالا می‌تواند ۲ خرید شما را از هم جدا کند؛ بنابراین، به دلیل کدهای منحصر به فردی که در بالا به نام هش عنوان شد، ما می‌توانیم بلاک‌ها را از هم جدا کنیم.

مثالی که در بالا برای ذخیره یک خرید واحد از دیجی کالا عنوان شد، در واقعیت با بلاک در بلاک چین کمی متفاوت است. یک بلاک روی بلاک چین حجم خاصی از داده را می‌تواند ذخیره کند. این بدان معناست که بسته به اندازه معاملات، یک بلاک واحد می‌تواند چند هزار تراکنش را در خود جای دهد.

چرا به بلاک چین نیاز داریم؟

?

مفهوم بلاک چین برای اولین بار توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتتا در سال ۱۹۹۱ به عنوان زنجیره‌ای از بلوک‌های امن از نظر رمزنگاری معرفی شد و با گذشت زمان جای خود را در میان پایگاه‌داده‌های سراسر دنیا باز کرد. مالکان کسب و کارهای دیجیتال به فکر استفاده از این فناوری در جهت پیشرفت امور خود افتادند و در نهایت نیاز به استفاده از این فناوری در همه دنیا احساس شد. اما سه دلیل اصلی برای نیاز به بلاکچین وجود دارد؛

افزایش قدرت پردازش دیجیتال

بلاک چین با توجه به ساختار طراحی شده‌اش به قدرت پردازش بالاتری نسبت به محاسبات داده‌های معمولی نیاز دارد. طراحی بلاک چین بر اساس رمزنگاری تعریف شده است و رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها طبیعتاً یک امر پرهزینه است. امروزه کامپیوترها به لطف پردازنده های مدرن توسعه یافته از قدرت پردازش بیشتری برخوردارند که این امر منجر به رشد تقاضا برای استفاده از این فناوری شده است.

رشد سریع جرایم سایبری

جرایم سایبری در چند سال گذشته چند برابر شده است. هک بیش از یک میلیارد حساب یاهو، لو رفتن اطلاعات کاربران در فیسبوک و افزایش آسیب های بدافزارها تنها چند مورد از این جرایم هستند. در واقع روزانه بیش از یک میلیون تهدید سایبری منتشر می‌شود که این به خودی خود توجه بیشتری به امنیت را ایجاد می‌کند. امروزه امنیت سایبری یکی از بزرگترین چالش‌های مالکان کسب و کارهای اینترنتی است. بلاک چین با استفاده از سیستم رمزنگاری قدرتمند خود تا حدودی این نیاز را پاسخ می‌دهد.

ظهور بیت کوین و ارز دیجیتال

بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال یکی از بزرگترین دلایل افزایش محبوبیتBlockchain هستند. بیت کوین یک ارز دیجیتال است که توسط شخصی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده است که از فناوری بلاکچین برای ایجاد و توزیع ارز دیجیتال امن استفاده کرده است.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

همانطور که اکنون می‌دانید، بلاک چین شامل چندین بلاک است که به هم وصل شده‌اند. برای اینکه یک بلاک به بلاک چین اضافه شود باید ۴ اتفاق رخ دهد:

۱. شروع یک معامله یا تراکنش

هر گونه معامله یا تراکنشی که در شبکه انجام می‌شود، منجر به افزوده شدن یک بلاک جدید در بلاک چین می‌شود. به عنوان مثال، در صورتی که قصد دارید مقداری اتریوم کیف پول دوستتان واریز کنید، این تراکنش با ایجاد بلاکی جدید در اکوسیستم اتریوم انجام می‌شود.

۲. تایید تراکنش

پس از ثبت درخواست انتقال شما، ماینر‌های شبکه مسئول تایید تراکنش شما خواهند بود. ابتدا نیاز است که اطلاعات جدید وارد سیستم شود. این کار به عهده کامپیوترها است. این شبکه غالباً از هزاران کامپیوتر تشکیل شده است که در سراسر جهان پخش شده‌اند.

۳. ذخیره معامله

معامله شما باید در یک بلاک ذخیره شود. پس از تأیید صحت معامله، مبلغ درخواستی شما برای واریز و امضای دیجیتالی شما در یک بلاک ذخیره می‌شوند.

۴. اضافه شدن بلاک به بلاک چین با استفاده از هش

پس از تأیید کلیه معاملات یک بلاک، باید یک کد شناسایی کننده منحصر به فرد به نام هش (Hash) به بلاک اختصاص یابد. پس از هش شدن می‌توان بلاک را به بلاک چین اضافه کرد.

پس از ایجاد یک بلاک جدید در شبکه، این بلاک برای همه در دسترس خواهد بود. به عنوان مثال اگر نگاهی به بلاک چین بیت کوین بیندازید، خواهید دید که به داده‌های معامله دسترسی دارید و می‌توانید اطلاعات زیر را مشاهده کنید:

. ارتفاع بلاک (Height) که بر اساس تعداد کل بلاک‌‌ها محاسبه می‌شود و نشان می‌دهد که این چندمین بلاکی است که روی زنجیره بلاک چین قرار می‌گیرد.

. هش بلاک (Hash) که یک رشته کد ۶۴ رقمی که شامل اعداد و حروف است و با صفر شروع می‌‌شود.

. چه زمانی طول کشیده است تا بلاک استخراج شود(Mined).

. توسط چه کسی استخراج شده است (Miner).

. اندازه بلاک چقدر است (Size).

انواع بلاک چین

انواع مختلفی از شبکه‌های بلاکچین وجود دارد که در زیر به معرفی آنها پرداخته‌ایم:

بلاک چین عمومی

در بلاک چین‌های عمومی مانند بیت کوین، همه افراد می‌توانند عضو سیستم شوند و محدودیت دسترسی وجود ندارد. هر کسی می‌تواند محتویات بلاک چین‌های عمومی مانند بلاک چین بیت کوین را مشاهده کند. همچنین، کاربران می‌توانند کامپیوترهای خود را به شبکه بلاک چین متصل کنند. با انجام این کار، هر زمان که یک بلاک جدید اضافه شود، کامپیوترها یک نسخه از بلاک چین را که به طور خودکار بروزرسانی می‌شود، دریافت می‌کنند.

بلاک چین خصوصی

در بلاک چین‌های خصوصی مانند بلاک چین‌های شرکتی، محدودیت دسترسی به اطلاعات (مانند دستمزد کارمندان) وجود دارد و برای ثبت نام و استفاده از این سیستم، به تایید نیاز دارید.

بلاک چین کنسرسیومی

بلاک چین کنسرسیوم(Consortium Blockchain) نیمه غیر‌متمرکز است. این بلاک چین‌‌ها زمانی بسیار کاربردی هستند که چند سازمان یا شرکت، قصد شراکت و همکاری با یکدیگر را دارند. آن‌‌ها می‌توانند در این بستر یک فضای مشترک ایجاد کنند و به ‌راحتی اطلاعات را در امنیت کامل با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

بلاک چین هیبرید

نوع دیگری از انواع بلاک چین نیز وجود دارد که ترکیبی از بلاک چین‌‌های عمومی و خصوصی است و به آن بلاک چین هیبریدی (Hybrid Blockchain) می‌گویند.

بلاک چین هیبرید از مزایای هر دو نوع این بلاک چین‌ها بهره برده و معایب را به حداقل رسانده است. در این نسخه، اجازه‌ی عضویت با دستور مسئول کنترل کننده‌ی آن صادر می‌شود و میزان اجازه‌ی فعالیت در شبکه نیز با همین روش مشخص می‌شود. ورود به این شبکه برای عموم آزاد نیست.

هر کامپیوتر در شبکهBlockchain یک کپی از بلاکچین دارد. در مورد بیت کوین، میلیون‌ها نسخه از بلاک چین وجود دارد که بین هزاران نفر پخش شده است. گسترش اطلاعات در یک شبکه از کامپیوترها باعث می‌شود که دستکاری اطلاعات دشوارتر شود.

با این حال، با نگاهی به بلاک چین بیت کوین متوجه می‌شوید که به اطلاعات کاربرانی که در حال انجام معاملات هستند، دسترسی ندارید. اطلاعات شخصی در مورد کاربران فقط به امضای دیجیتال یا نام کاربری آنها محدود می شود.

آیا بلاک چین امن است؟

?

فناوری بلاک چین موضوعات مختلفی از جمله امنیت و اعتماد را پوشش می‌دهد. بلاک‌های جدید همیشه بصورت خطی ذخیره و به انتهای زنجیره Blockchain اضافه می‌شوند. این بدان معنی است که جدیدترین بلاک همیشه در انتهای زنجیره قرار دارد. بعد از اینکه یک بلاک به انتهای بلاکچین اضافه شد، برگرداندن و تغییر محتوای بلاک بسیار دشوار است. به این دلیل که هر بلاک حاوی هش مخصوص به خود و هش بلاک قبل از آن است. کدهای هش توسط یک عملکرد ریاضی (تابع هش) ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته‌ای از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر آن اطلاعات به هر طریقی ویرایش و دستکاری شود، کد هش نیز تغییر می‌کند؛ این مسئله برای امنیت شبکه مهم است.

برای مثال، فرض کنید یک هکر سعی دارد معاملات شما را از سایت دیجی کالا ویرایش کند تا مجبور شوید دوبار هزینه خرید خود را بپردازید. به محض اینکه مقدار تومان معامله شما توسط هکر تغییر کند، هش بلاک تغییر خواهد کرد. بلاک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هش قدیمی است و هکر برای پوشش تغییرات خود باید بلاک قدیمی را به روز رسانی کند. با انجام این کار، هش این بلاک تغییر خواهد کرد.

بنابراین، به منظور تغییر یک بلاک واحد، یک هکر باید هر بلاکی که پس از آن رویBlockchain ایجاد شده است را تغییر دهد. محاسبه مجدد همه این هش‌ها، انرژی محاسباتی بسیار زیاد و غیرقابل تصوری را به همراه دارد و برای هکرها صرفه اقتصادی ندارد. بنابراین، پس از افزودن یک بلاک به بلاک چین، ویرایش آن بسیار مشکل خواهد بود و حذف آن غیرممکن است.

الگوریتم اجماع در بلاکچین

برای حل مسئله اعتماد، انواع شبکه های بلاک چین تست‌هایی را برای کامپیوترهایی که می‌خواهند به آنها بپیوندند و بلاک‌های جدیدی به زنجیره اضافه کنند، در نظر گرفته است. این آزمایشات که الگوریتم اجماع(consensus models) نامیده می‌شود، کاربران را مجبور می‌کند قبل از شرکت در یک شبکه بلاکچین و اضافه کردن بلاک، خود را ثابت کنند. یکی از متداول‌ترین این نمونه‌ها که در شبکه بیت کوین به کار می‌رود، گواه اثبات کار(proof of work) نامیده می ‌شود.

در سیستم اثبات کار، کامپیوترها باید ثابت کنند که روی حل یک مسئله پیچیده ریاضی، کار کرده‌اند. اگر کامپیوتری یکی از این مسائل را حل کند، واجد شرایط اضافه شدن یک بلاک به بلاک چین می‌شود. اما روند افزودن بلاک، آنچه جهان کریپتوکارنسی آن را ماینینگ (Minig) می‌نامد آسان نیست.

در حقیقت، با توجه به سایت خبریBlockExplorer.com، شانس حل یکی از این مسائل ریاضی در شبکه بیت کوین در فوریه ۲۰۱۹، حدود ۱ در ۵.۸ تریلیون بود. برای حل این مسائل پیچیده، باید از دستگاه‌هایی استفاده شود که قدرت محاسباتی بالایی دارند. این دستگاه‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کنند و ماینرها باید هزینه‌های زیادی را پرداخت کنند.

اثبات کار، حملات هکرها را غیرممکن نمی‌کند، اما باعث می‌شود این حملات تا حدودی بی فایده باشند. اگر یک هکر بخواهد حمله به بلاک چین را هماهنگ کند، او باید مسائل پیچیده ریاضی را با شانس ۱ در ۵.۸ تریلیون درست مثل هر فرد دیگری در شبکه، حل کند. هزینه سازماندهی چنین حمله‌ای تقریباً و مطمئناً از مزایای آن فراتر خواهد رفت.

تفاوت بلاک چین و بیت کوین

?

هدف از بلاکچین، فراهم آوردن بستری است که اطلاعات دیجیتالی ضبط و توزیع شوند، اما ویرایش و دستکاری نشوند. دقت کنید که بلاک چین همان بیت کوین نیست. بیت کوین تنها یکی از برنامه‌های بی شماری است که بر روی بلاک چین ساخته شده است. بیت کوین در حال حاضر بدون شک محبوب‌ترین پروژه بلاک چین است، اما فناوری بلاک چین می‌تواند فراتر از بیت کوین عمل کند. در کلامی دیگر می‌توان گفت که این فناوری برای بیت کوین مثل اینترنت برای گوگل است.

در ادامه، بررسی می‌کنیم که بیت کوین به عنوان نخستین کاربرد فناوری بلاکچین، چگونه کار می‌کند.

در سراسر جهان افرادی وجود دارند که صاحب بیت کوین هستند و بر اساس مطالعات مرکز کمبریج در سال ۲۰۱۷، این تعداد بیش از ۶ میلیون نفر عنوان شده است. وقتی صحبت از پول چاپی می‌شود، استفاده از ارز چاپی توسط یک مقام مرکزی (معمولاً یک بانک یا دولت) تنظیم و تأیید می‌شود، اما بیت کوین توسط کسی کنترل نمی‌شود. در عوض، معاملات انجام شده در بیت کوین توسط شبکه‌ای از کامپیوترها در سراسر جهان تأیید می‌شود که به نودها (NODES) معروف هستند.

فرض کنید یک نفر از این ۶ میلیون نفر بخواهد بیت کوین خود را در یک میوه فروشی خرج کند. اینجاست کهBlockchain وارد عمل می‌شود. هنگامی که یک نفر برای خرید کالا قصد پرداخت بیت کوین به فروشنده را دارد، برخی از کامپیوترهای موجود در شبکه بیت کوین برای تایید معامله با هم رقابت می‌کنند که به آنها ماینر می‌گویند. ماینرها برای انجام این کار برنامه‌ای را روی کامپیوترهای خود اجرا می‌کنند و سعی می‌کنند که مسئله ریاضی پیچیده‌ای را حل کنند.

هنگامی که کامپیوتر با هش کردن بلاک مسئله را حل کند، در واقع معامله را تایید کرده است. معاملۀ تکمیل شده به صورت عمومی در زنجیره بلاک ثبت و ذخیره می‌شود و در این مرحله، تغییرناپذیر می‌شود. در مورد بیت کوین، کامپیوترهایی که با موفقیت بلاک‌ها را تأیید می‌کنند، مبلغی بیت کوین به عنوان پاداش دریافت می‌کنند که پاداش استخراج نام دارد.

برای آشنایی بیشتر می‌توانید به مقاله بیت کوین چیست مراجعه کنید.

کلید عمومی و کلید خصوصی در بلاک چین

برای انجام معاملات در شبکه بیت کوین، شرکت کنندگان باید برنامه‌ای با نام کیف پول را اجرا کنند. اکوسیستم بلاک چین مجهز به کیف پول اختصاصی خود به نام کیف پول بلاکچین است. هر کیف پول از دو کلید رمزنگاری منحصر به فرد و مجزا تشکیل شده است: یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی. کلید عمومی مکانی است که معاملات به آن سپرده شده و از آن خارج می شوند (مانند شماره حساب). این کلید همچنین به عنوان امضای دیجیتالی کاربر در صفحه اصلی Blockchain ظاهر می‌شود.

کلید عمومی کاربر نسخه کوتاه شده از کلید خصوصی آنها است که از طریق یک الگوریتم پیچیده ریاضی ایجاد شده است. با این حال، به دلیل پیچیدگی این معادله، معکوس کردن روند و تولید کلید خصوصی از یک کلید عمومی غیرممکن است. به همین دلیل، این فناوری محرمانه تلقی می‌شود.

اجازه دهید با یک مثال ادامه دهیم: صندوق انتقادات و پیشنهادات را در مدرسه به خاطر دارید؟ معلمان و دانش آموزان می‌توانستند نامه‌ها و یاداشت‌های خود را در این صندوق قرار دهند و تنها کسی که کلید صندوق را داشت، می‌توانست به محتویات صندوق دسترسی داشته باشد. کلید صندوق در دفتر اصلی مدرسه نگه‌داری می‌شد. در بلاک چین، کلید عمومی مانند همان صندوق عمومی مدرسه و کلید خصوصی مانند کلید صندوق عمل می‌کند اما تفاوت‌هایی بین آنها وجود دارد.

بر خلاف مدرسه که اطلاعات و کلیدهای خصوصی در دفتر اصلی نگه‌داری و مدیریت می‌شود، هیچ مرکزی وجود ندارد که کلیدهای خصوصی بلاک چین را ردیابی کنند و به آنها دسترسی داشته باشد. اگر یک کاربر کلید خصوصی خود را فراموش کند و آن را از دست بدهد، دسترسی به کیف پول بیت کوین خود را برای همیشه از دست خواهد داد.

تاثیر الگوریتم اجماع در امنیت بلاکچین

در شبکه بیت کوین، بلاک چین نه تنها توسط یک شبکه عمومی از کاربران به اشتراک گذاشته شده و نگه‌داری می‌شود، بلکه در مورد آن توافق صورت می‌گیرد. کاربرانی که از طریق کامپیوترهای خود به شبکه متصل می‌شوند، یک نسخه از بلاکچین را دریافت می‌کنند که به محض اضافه شدن بلاک جدید به زنجیره، بروزرسانی می‌شود.

بلاک چین با استفاده از فرآیندی به نام اجماع (consensus) مانع از ایجاد چندین بلاک چین می‌شود. وجود کاربران بیشتر در شبکه بلاک چین به این معنی است که بلاک‌ها می‌توانند به سرعت به انتهای زنجیره اضافه شوند. با این منطق، بلاک چین همیشه همان چیزی خواهد بود که بیشتر کاربران به آن اعتماد دارند.

الگوریتم اجماع یکی از نقاط قوت بلاکچین است و به همراه رمزنگاری، امنیت بلاک چین را تضمین می‌کند.

آیا ممکن است اثبات کار در بلاک چین توسط هکرها انجام شود؟

در تئوری، ممکن است هکر بتواند از حق اکثریت که به آن حمله ۵۱ درصدی (%۵۱ attack) گفته می‌شود، برای دستکاری بلاک‌ها استفاده کند. این حمله چگونه اتفاق می ­افتد؟ در این مورد میتوانید مقاله ای کامل در رمز ارز مارکت بیابید.

فرض کنید که که ۵ میلیون کامپیوتر در شبکه بیت کوین وجود دارد. برای دستیابی به اکثریت در شبکه، یک هکر باید حداقل ۲.۵ میلیون از آن کامپیوترها را کنترل کند. با انجام این کار، یک هکر یا گروهی از هکرها می‌‎توانند در روند ثبت معاملات جدید دخالت کنند. آنها می‌توانند معامله‌ای را انجام دهند و سپس همان معامله را دستکاری کنند؛ به گونه‌ای که به نظر می‌رسد ارز دیجیتالی که قبلاً برای شخص دیگری ارسال کردند، هنوز وجود دارد. این آسیب‌پذیری که به دو بار خرج کردن یا خرج کردن مضاعف معروف است، معادل جعل دیجیتالی است و باعث می‌شود کاربران بتوانند بیت کوین‌های خود را بیش از یکبار خرج کنند.

اجرای چنین حمله‌ای برای یک بلاک چین در مقیاس بیت کوین بسیار دشوار است، زیرا یک هکر نیاز دارد تا کنترل میلیون‌ها کامپیوتر را بدست بگیرد. از زمان معرفی بیت کوین و استخراج اولین بلاک آن، بیش از ۱۰ سال می‌گذرد و تاکنون حلمه ۵۱ درصدی و دستکاری در بلاک‌های بلاکچین رخ نداده است.

فناوری بلاک چین و تاثیر آن در آینده

اگرچه فناوری بلاک چین کمی از بیت کوین قدیمی‌تر است، اما این فناوری اصلی ترین عامل در شبکه‌های کریپتوکارنسی به شمار می‌رود. همه روزه کوین‌ها و توکن‌های جدیدی در بازار ایجاد می‌شود که استفاده دقیق‌تر و کامل‌تری از بلاک چین دارند. در آینده با افزایش محبوبیت متاورس و البته NFT‌ها، فناوری بلاکچین تغییرات گسترده‌تری خواهد داشت که البته این تغییرات در جهت بهبود بلاک چین ایجاد خواهد شد.

جمع‌بندی

بلاک چین یک فناوری جدید است که امکان ثبت اطلاعات به صورت دائمی و بدون امکان تغییر را فراهم می‌کند.

این فناوری در حقیقت نوعی دیتابیس یا پایگاه داده است که روی یک یا چند سرور خاص قرار ندارد، بلکه روی تمام کامپیوترهایی که به شبکه متصل می‌شوند، توزیع شده است. به دلیل بهره بردن از رمزنگاری و ثبت آن در همه کامپیوترهای شبکه، سوابق ثبت‌شده قابل هک یا حذف نیستند.

بیت کوین اولین کاربرد این فناوری بود اما از این سیستم انقلابی برای هر سیستمی که لازم باشد نیاز به اعتماد به واسطه‌ها و افراد شخص ثالث کاهش یابد، می‌توان بهره برد.

منبع : رمز ارز مارکت