بلاکچین(Blockchain) چیست؟ صفر تا صد بلاکچین

صفر تا صد بلاکچین را بشناسید

اگر در حوزه رمزارز فعالیت دارید شاید کلمه بلاکچین را شنیده باشید، یا درباره ی شبکه آن و چگونگی انتقال ارزها کنجکاو شده اید.

اگرچه بلاکچین لزوما به رمزارزها ارتباطی ندارد، اما بزرگترین رمزارزها  مانند بیت کوین و اتریوم و….. از تکنولوژی بلاکچین استفاده می‌کنند.

اگر بخواهیم کلمه بلاکچین را در یک کلمه توضیح بدهیم می توان گفت: بلاک چین راهی برای ثبت و ذخیره اطلاعات به شکل گسترده و توزیع شده دانست، در این مقاله می خواهیم درباره مفهوم شگفت انگیز بلاکچین صحبت کنیم:

بلاکچین چیست؟

بلاکچین (Blockchain) از دو کلمه بلاک (Block) و چین (Chain) تشکیل شده است، در هر بلاک، هر اطلاعاتی می‌تواند ثبت شود؛ از جرم و جنایت‌های یک فرد تا جزئیات تراکنش‌های یک شبکه پولی مانند بیت کوین.

یکی از اصلی ترین تفاوت بلاک چین با سایر دیتابیس‌ها در ساختار ذخیره اطلاعات در آن است، این زنجیره بلوکی اطلاعات را به صورت گروهی جمع آوری می کند،  که به آن Blocks یا بلوک‌ها گفته می‌شود که مجموعه‌ای از اطلاعات را در خود جای داده است، این بلوک ها ظرفیت محدودی دارند و وقتی هر بلوک پر می شود(چون ظرفیت محدود دارد) به بلوک پر قبلی به صورت زنجیروار متصل می شود، این شکل زنجیره‌ای از بلوک‌های حاوی اطلاعات را ایجاد می‌کند که به آن Blockchain یا زنجیره بلوکی می‌گویند.

بلوکچین یک سیستم ثبت وضعیت برای داده‌ها است که به طور گسترده برای ذخیره و مدیریت اطلاعات در سطح جهانی استفاده می‌شود. این سیستم به شکل زنجیره‌ای از بلوک‌ها عمل می‌کند که هر بلوک حاوی اطلاعاتی است که در آن زمان و در آن موقعیت خاصی ثبت شده است. این اطلاعات می‌تواند شامل تراکنش‌های بانکی، اسناد مالکیت، قراردادها، پیام‌های شخصی و سایر اطلاعات باشد.

ویژگی مهم آن که خیلی مورد توجه قرار می گیرد این است که کار ذخیرهٔ این داده‌ها بدون وجود یک مدیر و صاحب‌اختیار مرکزی امکان‌پذیر است.

تاریخچه بلاکچین

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، این تکنولوژی برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ در کد برنامه‌نویسی بیت کوین معرفی شد، پس از آن علاوه بر بیت کوین، مالکان کسب و کارهای دیجیتال به این فکر افتادند که از این امور فقط مختص ارز دیجیتال نیست و  در جهت های دیگر برای پیشرفت خود استفاده کنند که در نهایت این فناوری و بهره گیری از آن در همه دنیا حساس شد، اما سه دلیل اصلی برای نیاز به بلاکچین وجود دارد:

افزایش قدرت پردازش دیجیتال

بلاکچین با ساختار طراحی شده‌اش، نسبت به پردازش داده‌های معمولی، به قدرت پردازش بالاتری نیاز دارد. طراحی بلاکچین بر اساس رمزنگاری تعریف شده است که پردازش رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها، به طبیعتاً یک فرآیند پرهزینه است. امروزه با توسعه پردازنده‌های مدرن، کامپیوترها از قدرت پردازش بیشتری برخوردارند که این باعث شده است تا تقاضا برای استفاده از بلاکچین و فناوری مربوطه، افزایش یابد.

رشد سریع جرایم سایبری

جرائم سایبری در چند سال گذشته افزایش یافته است و 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، این اتفاقات و میلیون ها تهدید سایبری که در روز اتفاق می افتد توجه بیشتری را به بحث امنیت جلب می کند.

در امروزه، امنیت سایبری به عنوان یکی از چالش‌های بزرگ برای مالکان کسب و کارهای اینترنتی شناخته شده است. با استفاده از سیستم رمزنگاری قدرتمند خود، بلاک چین به حدی این نیاز را برآورده می‌کند که می‌تواند به عنوان یکی از راه‌حل‌های مؤثر در این زمینه محسوب شود.

ظهور بیت کوین و ارز دیجیتال

بیت کوین و  سایر ارزهای دیجیتال یکی از بزرگترین دلایل افزایش محبوبیت Blockchain هستند، ساتوشی ناکاماتو خالق بیت کوین بیت کوین و  سایر ارزهای دیجیتال یکی از بزرگترین دلایل افزایش محبوبیت Blockchain هستند.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

اگر با دنیای کامپیوتر و فناوری آشناییت داشته باشید به کلمه پایگاه داده برخورد کرده اید.

پایگاه داده به معنای آن فضایی است که برای ذخیره اطلاعات این پایگاه داده توسط یک فرد یا مرکزیت، ایجاد و کنترل می‌شود، فناوری بلاک چین را می‌توان شبکه‌ای در نظر گرفت که کارکردی مانند پایگاه داده دارد اما مرکزیت خاصی ندارد و توسط نهاد یا ارگانی کنترل نمی‌شود، اطلاعاتی که در blockchain ذخیره می‌شوند یک سری تفاوت‌هایی با اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده‌ها دارد.

به هر کامپیوتری که به شبکه متصل می‌شود و یک کپی از بلاک چین را دریافت می‌کند، نود (Node) می‌گویند، حال در بلاکچین تمام اطلاعات بین این نودها به اشتراک گذاشته می شود و این اطلاعات به هیچ عنوان قابل تغییر یا حذف نیستند و این نکته طلایی بلاکچین است.

بلاک چین، به همراه هش‌هایی که برای هر بلاک تعریف می‌شود، مجموعه‌ای از کاراکترهای خاص است که با استفاده از الگوریتم‌های خاصی تولید می‌شود. این هش، معادل یک نماد برای اطلاعات درون بلاک است. حتی اگر قسمت کوچکی از اطلاعات درون بلاک تغییر کند یا حذف شود، هش به طور کلی تغییر می‌کند. این روش باعث می‌شود که هرگونه تلاش برای تغییر بلاک، توسط اعضای شبکه شناسایی شود و تایید نشود. بنابراین، امنیت بلاک چین بالاست و تغییر در بلاک‌ها تنها با تایید تمام شبکه انجام می‌شود.

انواع بلاک چین

انواع مختلفی از بلاک چین وجود دارد که می خواهیم باهم بررسی کنیم:

بلاک چین عمومی

بلاکچین‌های عمومی مانند بیت کوین، به عنوان یک سیستم پایدار و قابل اعتماد، به صورت متن باز عمل می‌کنند و هر کسی می‌تواند عضو شبکه شود و دسترسی به اطلاعات داخل بلاکچین داشته باشد. با اتصال کامپیوتر به شبکه، کاربران می‌توانند اطلاعات را دریافت کرده و همچنین به آن‌ها اضافه کنند.

این روش امنیتی و پایداری بالایی به بلاکچین می‌بخشد و هر تغییر در بلاک‌ها بلافاصله توسط بقیه اعضای شبکه شناسایی و ردیابی خواهد شد. در واقع، برای تغییر یک بلاک در بیت کوین، باید بیش از ۵۱ درصد از تمام قدرت محاسباتی شبکه را در اختیار داشته باشید که بسیار دشوار و امکان‌پذیر نیست.

با توجه به اینکه همه اطلاعات در بلاکچین عمومی هستند و هر کسی می‌تواند به آن‌ها دسترسی داشته باشد، اهمیت حفظ حریم خصوصی و امنیت اطلاعات بسیار بالاست. به همین دلیل، تراکنش‌های بیت کوین به صورت رمزگذاری شده در بلاکچین ذخیره می‌شوند و اطلاعات کاربران را حفاظت می کند.

بلاک چین خصوصی

بلاک چین خصوصی، نوعی بلاک چین است که برای استفاده در شرکت‌ها و سازمان‌ها به کار می‌رود. در این نوع بلاک چین، دسترسی به اطلاعات محدود شده و برای ثبت نام و استفاده، نیاز به تایید دارید. این نوع بلاک چین به دلیل امنیت و کنترل بیشتر، جایگاه خود را در بین شرکت‌ها و سازمان‌ها پیدا کرده است.

همچنین، در بلاک چین خصوصی، محدودیت دسترسی به اطلاعات حساس مانند دستمزد کارمندان وجود دارد و تنها افراد مجاز و دارای دسترسی می‌توانند به آنها دسترسی داشته باشند. این امر به شرکت‌ها کمک می‌کند تا از اطلاعات حساس خود در مقابل دسترسی‌های غیرمجاز محافظت کنند.

بلاکچین کنسرسیوم (Consortium Blockchain)

این بلاکچین غیر متمرکز است و زمانی بسیار کاربرد دارند که چند سازمان یا شرکت، قصد شراکت و همکاری با یکدیگر را داشته باشند.

آنها می توانند با ایجاد یک فضای مشترک  به ‌راحتی اطلاعات را در امنیت کامل با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

بلاکچین 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 و از مزایای هردو را دارا و سعی می کند معایب را به حداقل برساند.

در این بلاک، 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.

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.

ویژگی‌های بلاکچین

در ادامه به ویژگی‌های منحصر به فرد تکنولوژی بلاک چین اشاره خواهیم کرد:

۱. امنیت

بلاک چین به دلیل استفاده از رمزنگاری قوی و توزیع شده بودن اطلاعات، امنیت بالایی دارد. هر تغییر در اطلاعات بلاک چین باید توسط تمامی اعضای شبکه تایید شود و در صورت تایید نشدن، تغییر اعمال نمی‌شود. همچنین، هر تغییر در بلاک‌های قبلی، هش بلاک بعدی را تغییر می‌دهد و بنابراین تمام بلاک‌ها با یکدیگر ترکیب شده و هر تلاشی برای تغییر داده‌ها قابل شناسایی است.

۲. شفافیت

نکته مهم دیگر در بلاکچین این است که اطلاعات برای همه اعضای آن قابل مشاهده است، بنابراین شفافیت در اوج خود قرار دارد.

۳. غیر قابل تغییر بودن

قابلیت جالب دیگر بلاک چین این است که اطلاعات در بلاک چین بدون تایید اکثریت قابل تغییر یا قابل حذف نیست و این را با مثالی برایتان توضیح می دهیم:

فرض کنید فردی یک فایل عکسی را در یک بلاک چین قرار داده و در آن ذخیره کند؛ بنابراین همه اعضای شبکه نسخه‌ای از آن را دارند، حتی اگر خود فرد فایل عکس را حذف کند یا تغییر دهد، بقیه اعضای شبکه این اتفاق را نمی‌پذیرند؛ زیرا کپی نسخه اصلی آن فایل عکس را دارند، برای حذف این فایل راهی نیست جز اینکه کامپیوتر‌های اعضای شبکه را گرفته و آن فایل را حذف کند که عملا چنین اتفاقی امکان‌پذیر نیست.

چرا به بلاکچین نیاز داریم؟

یکی از مطالب مهمی که بسیاری از کسب‌وکارها در حال تحقیق و توسعه درباره آن هستند، نسل سوم وب یا وب ۳ است. اگر بخواهیم خیلی کوتاه به این موضوع اشاره کنیم، باید بگوییم بیشتر اموری که در حال حاضر به‌صورت متمرکز وجود دارند و اداره می‌شوند، در آینده به‌حالت غیرمتمرکز درخواهند آمد.

برای مثال در حال حاضر پلتفرم‌هایی مانند توییتر، اینستاگرام و غیره که می توانند به اطلاعات مردم دست پیدا کنند، اما کارشناسان معتقدند که باید چنین پلتفرم‌هایی در فضای شفاف‌تر فعالیت کنند، تکنولوژی بلاکچین توانایی به محقق رساندن این هدف را دارد زیرا این تکنولوژی می تواند اطلاعات را ذخیره و رصد کند، همچنین ویژگی توزیع‌شده و غیرمتمرکز بودن آن باعث شده است که بلاکچین به یکی از گزینه‌های الزامی تبدیل شود.

کاربرد بلاکچین در حوزه رمزارز

همانطور که گفتیم بلاکچین با رمزارزها شناخته شد و بیشترین کاربرد هم با ارزدیجیتال دارد، بسیاری از پروژه‌ها برای ارائه بستری برای انتقال ارزش از بلاک چین استفاده می‌کنند، تمامی اطلاعات مربوط به یک دارایی دیجیتال در بلاک چین آن ارز دیجیتال ذخیره می شود، برای مثال ارز بیت کوین از شبکه بلاکچین و ارز ETC از شبکه بلاکچین اتریوم برای ذخیره اطلاعات کوین ها، تراکنش بین افراد، مالکیت هر رمز ارز و موارد دیگر استفاده می کند، البته ارائه یک رمز ارز محدود به استفاده از بلاک چین نمی‌شود و می توان از طریق سایر فناوری‌ها نیز یک ارز دیجیتال را ایجاد کرد.

آینده بلاکچین چگونه خواهد بود؟

همانطور که متوجه شدیم  فناوری blockchain به تازگی پا در عرصه تکنولوژی گذاشته است و همچنان در حال پیشرفت و تکامل است، با توجه به قابلیت های این بلاکچین مانند تمرکز زدایی، شفافیت، امنیت، سرعت و غیره در آینده نقش های مختلفی در زنذگی ما ایفا می کند.

یکی دیگر از ویژگی های بلاکچین که باعث محبوبیت شدید آن بین مردم شده است، نیازمند نبودن مردم به بانک هاست، چون دیگر لازم نیست مدم پول خود را به واسطه ای بسپرند و دست خودشان است.

به نوعی می‌توان گفت واسطه حذف شده است. از طرفی، دیگر تعاملات سیاسی و اقتصادی روی دارایی‌های مردم تاثیر نمی‌گذارد، یا اگر بگذارد بسیار کم است.

تازه کاربرد بلاک چین  تنها در زمینه امور مالی نیست، در بسیاری دیگر از زمینه‌ها می‌توان از قابلیت‌های بلاک چین بهره برد.

مزایا و معایب بلاکچین چیست؟

بلاکچین یک فناوری جدید است که در حال حاضر در حال گسترش است که مزایا و معایبس دارد. مزایای بلاکچین عبارتند از:

۱.الگوریتم توزیع شده (Distributed Algorithm)

بلاک چین با استفاده از الگوریتم توزیع شده عمل می‌کند. به عبارت دیگر، این بدان معناست که اطلاعات و رکوردها به صورت توزیع شده در کل شبکه ذخیره می‌شوند و هیچ مرکزیتی وجود ندارد. این ویژگی باعث می‌شود که شبکه بلاک چین بسیار پایدارتر و امن‌تر از شبکه‌های مرکزی مانند سرورهای مرکزی باشد.

۲. تغییرناپذیری (Immutability)

بلاک‌های ایجاد شده در بلاک چین با استفاده از الگوریتم‌های خاصی، از قابلیت تغییرناپذیری برخوردارند. بدین معنا که هر بلاک حاوی هش کدی است که در صورت تغییر محتوای بلاک، هش آن تغییر می‌کند و بدین ترتیب بقیه بلاک‌های زنجیره‌ای نیز دچار تغییر می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که اطلاعات درون بلاک چین بسیار ایمن‌تر و شفاف‌تر باشند.

حال بیاییم معایب آن را بررسی کنیم:

۱. حمله ۵۱ درصد

حمله 51٪ در بلاک چین به عنوان یکی از نقاط ضعف ممکن است که باعث تهدید امنیتی شود. این حمله به این صورت اتفاق می‌افتد که یک گروه یا شخصیت با کنترل بیش از نیمی از قدرت محاسباتی شبکه بلاک چین، قادر به تغییر داده‌های ذخیره شده در بلاک‌های قبلی و ایجاد بلاک‌های جعلی است. با این حمله، هرگونه اعتماد و قابلیت اطمینان در بلاک چین به خطر می‌افتد، زیرا یک حمله 51٪ به معنای تمام شدن اصل توزیع شده بودن بلاک چین است.

برای پیشگیری از این حمله، بلاک چین‌ها از الگوریتم‌های مختلفی مانند Proof of Work (اثبات کار) و Proof of Stake (اثبات سهام) استفاده می‌کنند که در آن قدرت محاسباتی بیشتر به ماینرهایی که بیشترین سهام را در اختیار دارند، اختصاص می‌یابد.

۲. اصلاح داده‌ها

این مورد بسته به محلی که از بلاکچین استفاده می‌شود، می‌تواند یک عیب در نظر گرفته شود، زمانی که یک داده یا اطلاعات در شبکه بلاک چین ذخیره می‌شود،

در بلاک‌چین، هرگونه تغییر در داده‌ها به سادگی امکان‌پذیر نیست و برای اعمال هرگونه تغییری، باید تمامی نودهای شبکه با آن موافقت کنند. در غیر اینصورت، هیچ تغییری در داده‌ها اعمال نمی‌شود و این خاصیت، امنیت بالایی به بلاک‌چین می‌بخشد.

۳. کلید خصوصی

تمامی اطلاعات و داده‌ها در بلاکچین با استفاده از الگوریتم کلید عمومی رمزنگاری می‌شوند. به این معنی که تنها صاحب کلید خصوصی می‌تواند به اطلاعات خود دسترسی پیدا کند و هیچ شخص دیگری نمی‌تواند به آن دسترسی پیدا کند. در صورتی که صاحب کلید خصوصی خود را گم کند، دسترسی به اطلاعات او به هیچ وجه امکان‌پذیر نخواهد بود. این ویژگی باعث افزایش امنیت اطلاعات می‌شود، اما در صورتی که کاربر در نگهداری کلید خود غفلت کند، ممکن است داده‌های او دائما از دسترس خارج شوند و زیان‌های غیرقابل جبرانی ایجاد شود.

۴. تجربه کاربری

در بلاکچین، آدرس‌ها و کلیدهای خصوصی با استفاده از الگوریتم کلید عمومی رمزنگاری می‌شوند، اما برای ایجاد راحتی در یادآوری آنها، ذخیره نمی‌شوند که ممکن است باعث ایجاد مشکلات برای برخی کاربران شود. همچنین، عدم وجود یک واحد پشتیبانی نیز می‌تواند سدی بزرگ در راه ورود عموم مردم به این حوزه باشد. همچنین، وجود شبکه‌های مختلفی که با یکدیگر سازگاری ندارند و زمان طولانی برای تایید اعمال و تراکنش‌ها می‌تواند تجربه ناخوشایندی برای کاربران ایجاد کند.

با این حال، باید توجه داشت که این مسائل بهبود یافته‌اند و برای مثال، امکان دسترسی به کیف پول‌ها با روش‌هایی که حتی با فراموشی رمز عبور، ممکن است به آنها دسترسی پیدا کرد، بهبود یافته است.

۵. مصرف انرژی

یکی از انتقادات شایعی که به بلاک‌چین‌ها و به خصوص آن‌هایی که از الگوریتم اجماع گواهی اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند، مصرف انرژی بالای آن‌هاست. مصرف انرژی شبکه بیت کوین در حال حاضر حدود ۲۰۰ تراوات ساعت (TWh) است، که تقریبا معادل مصرف انرژی کشور تایلند است. این مصرف انرژی ناشی از اجرای محاسبات پیچیده برای اثبات هویت و تأیید تراکنش‌های جدید است. برای رفع این مشکل، از روش‌های دیگری نظیر الگوریتم اجماع گواهی اثبات حجم (PoS) استفاده می‌شود که به طور میانگین بسیار کمتری از انرژی نیاز دارد.

نتیجه گیری

مقاله بلاکچین به معرفی تکنولوژی بلاکچین و نحوه عملکرد آن پرداخته است. در این مقاله، مفهوم بلاکچین و کاربردهای آن در صنایع مختلف مانند مالی، حمل و نقل، حکمرانی الکترونیکی و غیره مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، بحثی درباره مزایا و معایب استفاده از این تکنولوژی ارائه شده و نکاتی در مورد امنیت و حریم خصوصی نیز مطرح شده است. در نهایت، نکاتی درباره مصرف انرژی بالای بلاکچین و انتقادهایی که بر آن وارد شده، مطرح شده است. این مقاله به عنوان یک مقدمه کاربردی برای مفاهیم اولیه بلاکچین بسیار مفید است.