ورود به دنیای بلاکچین - قسمت اول

سعی میکنم در این مقاله و مقاله بعدی، مقدماتی رو درباره بلاکچین به زبان ساده برای کسانی که آشنایی با این تکنولوژی ندارند بیان کنم. بیشتر محتوای این مقاله و مقاله های مرتبط بعدی، قراره پایان نامه ارشدم رو تشکیل بده بنابراین از مقاله های معتبر برداشت شده و برای مطالعه بیشتر میتونید به رفرنس ها مراجعه کنید.

تکنولوژی بلاکچین

بلاکچین یک پایگاه داده توزیع شده و مقاوم در برابر دستکاری است که هیچ نود مرکزی آن را کنترل نمی کند، همه نودها میتوانند به آن دسترسی داشته باشند و آن را به اشتراک بگذارند.

بلاکچین شبیه یک دفتر کل توزیع شده است که یک کپی از آن نزد نود های دیگر نیز وجود دارد و هرگونه به روز رسانی در این دفتر، در تمام کپی هایی که وجود دارند نیز انجام میشود. ساختار بلاکچین به این صورت است که هر بلاک به شکل زنجیره ای به بلاک قبلی متصل میشود و هر بلاک شامل چندین تراکنش است. برای حصول قابلیت اطمینان، هنگام اضافه شدن یک بلوک به بلوک قبلی، باید عملیات خاصی برای حل یک معما که به آن اثبات کار گفته میشود انجام شود. حل این معما کار ساده ای نیست و دلیل استفاده از آن این است که این روند می تواند مهاجمان را از جعل بلاکچین بازدارد. [1]

زنجیره ی بلوکی شامل رکوردهایی است که به تعداد آنها افزوده میشود. هر بلاک دارای یک مقدار هش میباشد [2] و هر بلاک به هش بلاک قبلی خود اشاره میکند. به همین دلیل تغییر و تقلب در یک بلاک باعث تغییر مقدار هش بلاکهای بعدی و در نتیجه مشخص شدن تقلب میشود. [3]

بلاکچین کسانی را که به طور کامل به یکدیگر اعتماد ندارند قادر میسازد تا با یکدیگر تبادل کنند. طرف های معامله بر روی قوانین، وضعیت و ارزش به توافق میرسند. به دلیل رشد بسیار سریع این فناوری و قابلیت پردازش اطلاعات توسط آن، درک مفهوم این تکنولوژی مهم و به همان اندازه چالش برانگیز است. [4]

در معلاملات مبتنی بر بلاکچین، تراکنشها غیر قابل بازگشت هستند و شرکت کنندگان در تراکنش ها بطور دقیق قابل شناسایی نیستند. هم فرستنده و هم گیرنده توسط نام مستعار شناسایی میشوند [5] و شرکت کنندگان میتوانند نام های مستعار مختلفی بدون صرف هزینه زیاد داشته باشند. [6]

بلاکچین یک نوآوری رادیکال است که تاثیر قابل توجهی بر پرداخت، بورس اوراق بهادار، امنیت سایبری و قوانین محاسباتی دارد. [1] با این حال، محدودیت های آن از لحاظ عدم قطعیت در تأیید معامله قابل توجه است. [7]

بلاك چین همچنین یک تکنولوژي ویژه براي پلتفرم هاي معامله گر همتا به همتا می باشد که از ذخیره سازي غیر متمرکز براي ضبط تمام داده هاي معامله استفاده می کند. اولین بار بلاك چین در سال 2009 در زیرساخت بخش مالی ارز رمزنگاري شده بیت کوین استفاده گردید.[5]

مروری بر ادبیات

دفتر کل توزیع شده

دفتر کل توزیع شده، همانند دفتر کل سنتی با هدف نگه داری تراکنش ها ایجاد شده است با این تفاوت که اطلاعات موجود در آن تنها در یک سرور نگه داری نمیشود. تمامی اعضاء شبکه یک نسخه از این دفتر کل را نگه داری میکنند و اگر قرار باشد اطلاعاتی به دفتر کل اضافه شود با تائید اعضا اتفاق میفتد و همه ی اعضا کپی های موجود نزد خود را به روز رسانی میکنند.

الگوریتم اجماع

زنجیره های بلوکی [2]، دفتر اطلاعاتی توزیع شده ای هستند که کسانی را که به طور کامل به یکدیگر اعتماد ندارند قادر میسازد تا با یکدیگر تبادل کنند.[5] طرف های معامله بر روی قوانین، وضعیت و ارزش به توافق میرسند [4] به دلیل اینکه بلاکچین یک سیستم غیرمتمرکز است و هر نودی میتواند تراکنشی را به زنجیره ی بلوکی اضافه کند پس تائید اطلاعاتی که قرار است به زنجیره ی بلوکی اضافه شود اهمیت دارد و باید توسط تمام نودهای زنجیره ی بلوکی تائید شود که به آن توافق عمومی یا اجماع میگویند. [1][8] اجماع در زنجیره ی بلوکی بر روی سه مورد اتفاق می افتد: قوانین شبکه، وضعیت شبکه ( اطمینان از عدم امکان تقلب) و ارزش چیزی که در شبکه مبادله میشود.

[1] Hiroki Watanabe, Shigeru Fujimura, Atsushi Nakadaira, Yasuhiko Miyazaki, Akihito Akutsu, “Blockchain Contract-A Complete Consensus using Blockchain”, 2015

[2] Zibin Zheng, Shaoan Xie, Hongning Dai, Xiangping Chen, and Huaimin Wang, “An Overview of Blockchain Technology-Architecture,Consensus and Future Trends”, 2017

[3] A.M. Antonopoulos, “Mastering Bitcoin: Unlocking Digital Cryptocurrencies”, 1st ed. Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, Inc., 2014

[4] Dinh Tien, Tuan Anh, Meihui Zhang, “Untangling Blockchain: A Data Processing View of Blockchain Systems” , 2017 IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

[5] Lakshmi Siva Sankar, M. Sethumadhavan, “Survey of Consensus Protocols on Blockchain Applications”, 2017

[6] Sarah Meiklejohn, Geoffrey M. Voelker, Stefan Savage, Marjori Pomarole, “A Fistful of Bitcoins: Characterizing Payments Among Men with No Names”, December 2013

[7] Yan Zhu, Khaled Riad, Ruiqi Guo, Guohua Gan, Rongquan Feng, “New instant confirmation mechanism based on interactive incontestable signature in consortium blockchain” , June 28, 2016

[8] Xinping Min, Qingzhong Li, Lei Liu, Lizhen Cui, “A Permissioned Blockchain Framework for Supporting Instant Transaction and Dynamic Block Size”, IEEE TrustCom, 2016