بلاکچین یک پایگاه داده است که داده های آن در یک شبکه در میان کامپیوترهای مختلف به اشتراک گذاشته می شود و داده ها را به صورت الکترونیکی در فرمت دیجیتال ثبت میکند. حیاتی ترین نقش بلاکچین در زمینه رمزارزها نمود پیدا کرده است، مثل بیتکوین، که تراکنش های آنرا به صورتی امن و غیرمتمرکز ثبت میکند. بلاکچین امنیت داده های ثبت شده دربرابر دستکاری را تضمین می کند به طوری که نیاز به سازمان یا شخصی سومی برای تایید اطلاعات نباشد. اصولا امکان تغییر دادن داده های ثبت شده در بلاکچین وجود ندارد.
تفاوت اساسی بین ثبت عادی داده ها با بلاکچین در نحوه ساختار داده هاست. یک شبکه بلاکچین داده ها را در یک گروه به نام بلوک (واحد) جمع آوری می کند. ظرفیت ذخیره داده واحدها مشخص است، و زمانی که پر می شود، واحد بسته شده و به واحد قبلی متصل می شود، درنتیجه زنجیره ای از واحدها به نام بلاکچین تشکیل می شود. تمام داده هایی که جدیدا ذخیره شده اند پس از تکمیل ظرفیت بلوک به بلوک بعدی منتقل می شوند.
ساختار فعلی ذخیره داده ها به این صورت است که تمام داده ها در یک محل ذخیره می شوند، اما همانطور که از نام بلاکچین پیداست، داده ها در واحدهایی متصل بهم ذخیره و جمع آوری شده اند.
نکات مهم:
- بلاکچین نوعی پایگاه داده مشترک است که روش ذخیره داده ها در آن با پایگاه داده معمولی متفاوت می باشد. بلاکچین داده ها را در واحدهایی ذخیره می کند که سپس با رمزنگاری به یکدیگر زنجیر می شوند.
- داده های جدید وارد شده به شبکه در یک بلوک جدید ثبت می شوند. با پر شدن ظرفیت بلوک ، به بلوک قبلی زنجیر شده و داده ها به ترتیب زمانی بهم متصل هستند.
- از بلاکچین می توان در زمینه های گوناگونی بهره برد، اما درحال حاضر بیشترین استفاده ای که دارد در زمینه ثبت تراکنش های ارزهای دیجیتال است.
- درمورد بیتکوین، از بلاکچین به طور غیرمتمرکز استفاده می شود تا هیچ فرد یا گروهی کنترلی بر روی بیتکوین نداشته باشند، بلکه همه کاربران به طور جمعی بر شبکه نظارت دارند.
- داده های بلاکچین های غیرمتمرکز تغییرناپذیر هستند، یعنی داده های ثبت شده قابل بازنگری نیستند. درمورد بیتکوین، به این معنی است که تراکنش ها به طور دائم ثبت می شوند و همه میتوانند آنها را ببینند.
روش کار بلاکچین چیست؟
هدف بلاکچین ثبت و توزیع داده هاست به طوری که نتوان آنرا ویرایش کرد. به این ترتیب، یک بلاکچین پایه و اساس دفاتر غیرقابل تغییر یا سوابق تراکنش هایی است که نمیتوان در آنها دست برد و یا نابود کرد. به همین دلیل است که بلاکچین ها به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) نیز شناخته می شوند.
برای نخستین بار در سال 1991، بلاکچین به عنوان یک پروژه تحقیقاتی پیشنهاد شد و نخستین بار در سال 2009 برای ایجاد یک ارز جدید به نام بیتکوین از آن استفاده شد. پس از آن، استفاده از بلاکچین با ایجاد رمزارزهای گوناگون، برنامه های کاربردی مالی غیرمتمرکز(DeFi) ،توکن های غیرقابل تعویض (NFT) و قراردادهای هوشمند گسترش یافته است.
روند انجام تراکنش
عدم تمرکز بلاکچین
شرکتی را تصور کنید که مالک یک مرکز پر از سرورها با 10000 کامپیوتر برای نگهداری تمام داده های حساب مشتریان خود است. همه ی این کامپیوترها در انبار این شرکت نگهداری می شوند و درواقع شرکت بر کامپیوترها و همه ی داده های ذخیره شده در آنها نظارت دارد. این ساختار یک مشکل کوچک دارد، آنهم این است که اگر برق این مجموعه قطع شود چه اتفاقی می افتد؟ اگر اتصال اینترنت آن قطع شود چه؟ یا اگر بسوزد و کاملا نابود شود؟ و یا اگر سروکله یک شیادی پیدا بشود و همه چیز را با یک کلید پاک کند؟ در هر صورت داده ها از بین می روند.
امکانی که بلاکچین فراهم می کند ذخیره داده ها در بخش های مختلفی از جهان است. این نه تنها ظرفیت و سرعت ثبت داده ها را افزایش می دهد، بلکه باعث حفظ امنیت آنها نیز می شود( با نابودی یک سرور همه ی داده ها نابود نمی شوند). اگر کسی بخواهد داده ها را در یکی از پایگاه ها تغییر دهد، داده ثبت شده در پایگاه های دیگر تغییر نکرده و بنابراین از دستکاری جلوگیری می شود. با تغییر داده های یک بلوک، دیگر پایگاه های داده این اطلاعات را به یکدیگر ارجاع می دهند و با ناهماهنگی داده های تازه با داده های پیشین اطلاعات نادرست فاش شده و از دستکاری و تقلب جلوگیری می شود. این سیستم به کاربران دیدی دقیق و شفاف از رویدادها را می دهد.
نکته مهم: برای اعتبارسنجی داده های تازه ثبت شده در یک بلوک، باید اکثریت توان محاسباتی شبکه (دستگاه های متصل به شبکه) با آن موافقت کنند. برای جلوگیری از انجام تراکنش های نادرست، بلاکچین با یک مکانیسم توافقی مانند اثبات کار (POW) یا اثبات سهام (POS) ایمن می شوند. در فرآیند اثبات کار تمام سرورهای شبکه داده های جدید را بازنگری و تایید نهایی میکنند که زمان لازم برای تایید داده ها 10 دقیقه است.
شفافیت
به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بلاکچین، همه تراکنش ها را میتوان با داشتن اتصال شخصی به شبکه دید و بررسی کرد. هر دستگاهی که به شبکه متصل می شود یک کپی از زنجیره بلوک ها را دارد و به محض اینکه بلوک جدیدی اضافه گردد، داده های آن نیز به روزرسانی می شوند. این بدان معناست که شما میتوانید تک تک رخدادهای درون شبکه بلاکچین را دنبال کنید.
سوابق ذخیره شده در بلاکچین بیتکوین رمزگذاری شده اند. یعنی تنها صاحب یک تراکنش ثبت شده می تواند آنرا رمزگشایی کرده و هویت خود را آشکار کند. یعنی در این شبکه کاربران میتوانند ناشناس بمانند، اما هر کاری که انجام می دهند در شبکه ثبت شده و قابل ردیابی است.
آیا بلاکچین امن است؟
امنیت فناوری بلاکچین به چند روش تامین می شود. برای شروع، بلوک های جدید همیشه به صورت خطی و زمانی ذخیره می شوند. یعنی بلوک های جدید هیچ گاه جای بلوک های قبلی را نمی گیرند و بلوک های قبلی در زنجیره جلوتر هستند.
دوما، پس از اضافه شدن یک بلوک به انتهای بلاک چین، بازگشت به عقب و تغییر محتویات بلوک بسیار دشوار است مگر اینکه اکثریت شبکه برای انجام این کار به اجماع نظر رسیده باشند.این بدان دلیل است که هر بلوک حاوی هش(رمزنگاری) خاص خود به همراه هش بلوک قبل از خود است.کدهای هش توسط یک تابع ریاضی ایجاد می شوند که داده های دیجیتال را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. اگر این داده ها به هر دلیلی تغییر کنند، Hash نیز تغییر خواهد کرد.
خب هکری رو فرض میکنیم، که برای دزدی رمزارز دیگران در شبکه بلاکچین کدی را ایجاد میکند. هکر اگر بخواهد یک بلوک را تغییر دهد، کپی ای از داده ها که در آن بلوک وجود دارد دیگر شبیه به بقیه کپی ها نخواهد بود. وقتی دیگر بلوک ها کپی های خود را به یکدیگر ارجاع می دهند، نسخه ای که متفاوت است را تشخیص داده و آن را کنار می گذارد و از دزدی رمزارزها جلوگیری می شود.
موفقیت در چنین هکی مستلزم آن است که هکر به طور همزمان بیش از نیمی از نسخه های کپی بلوک ها را تغییر دهد تا سرورها را مجبور به پذیرش کپی جدید کند. چنین حمله ای به هزینه ای گزاف نیاز دارد، زیرا هکر باید بتواند داده ها و هش همه بلوک ها را تغییر دهد.
باتوجه به بزرگی شبکه بلاکچین و سرعت رشد آن، هزینه انجام چنین کار دشواری بسیار بالا است و احتمالا نتیجه ای هم نخواهد داشت و از آنجا که همه میتوانند تراکنش های شبکه را ببینند انجام چنین کاری از چشم ها دور نخواهد ماند و توجهات را جلب خواهد کرد. در این شرایط اعضا میتوانند نسخه جدیدی از شبکه را ارائه دهند که تحت تاثیر هک قرار نگرفته است. به این کار HARD FORK گفته می شود. این امر ارزش نسخه مورد حمله قرار گرفته را کاهش داده و هک را بی نتیجه می کند.
بلاکچین چه ارتباطی با بیتکوین دارد؟
فناوری بلاک چین برای نخستین بار در سال 1991 توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا، دو محققی که می خواستند سیستمی را پیاده سازی کنند که در آن مهرهای زمانی اسناد ثبت شده قابل دستکاری نباشد، طرح شد. اما استفاده از این طرح به دو دهه بعد موکول شد، زمانی که در ژانویه 2009 بیتکوین به جهان معرفی شد.
پروتکل بیتکوین براساس بلاکچین است. ساتوشی ناکاموتو، نام مستعار خالق بیت کوین، در یک مقاله تحقیقاتی در مورد معرفی ارز دیجیتال، از آن به عنوان «سیستم نقدی الکترونیکی جدید که کاملاً همتا به همتا و بدون نیاز به شخص ثالث قابل اعتماد است» یاد کرد.
نکته کلیدی این مطلب اینجاست که بیتکوین از بلاکچین استفاده می کند تا تراکنش ها را ثبت کند ولی میتوان از بلاکچین برای ثبت اطلاعات در زمینه های گوناگون بهره برد. میتوان برای ثبت رای در انتخابات، موجودی محصولات، اسناد مربوط به خانه ها و موارد دیگراز آن استفاده کرد.
هم اکنون پروژه های مختلفی درحال تلاش برای استفاده از امکانات بلاکچین برای اهداف خود هستند. مثلا ثبت محرمانه رای شرکت کنندگان در یک انتخابات دموکراتیک که ماهیت تغییر ناپذیری بلاک چین رای گیری تقلبی را بسیار دشوارتر میکند. در این سیستم رای گیری هر شهروند یک کشور یک رمزارز یا توکن دارد و برای هر یک از نامزدها یک آدرس کیف پول اختصاص داده می شود. شهروندان برای رای دادن به نامزد موردنظر خود می توانند توکن خود را به کیف پول آن نامزد انتقال داده و به او رای دهند.ماهیت شفاف و قابل ردیابی بلاکچین، هم نیاز به شمارش آرای انسانی و هم احتمال تقلب در رای گیری را از میان میبرد.
روش استفاده از بلاکچین چیست؟
تا آنجا که ما میدانیم بلوک های بلاکچین بیتکوین وظیفه ثبت اطلاعات تراکنش ها را دارند. امروزه بیش از 10 هزار سیستم رمزارز از فناوری بلاکچین استفاده می کنند. اما درکل بلاکچین یک روش قابل اعتماد برای ذخیره داده های دیگر تراکنش ها نیز هست.
غیرقابل تغییر بودن داده های ثبت شده در بلاکچین باعث شده تا برخی از شرکت ها از آن برای ثبت داده های خود استفاده کنند. که شامل شرکت های والمارت، فایزر، AIG و بسیاری دیگر می شود. به عنوان مثال، شرکت IBM بلاکچین Food Trust خود را برای ردیابی محصولات غذایی خود در مسیر انتقال به مشتری ایجاد کرده است.
دلیل اینکار چیست؟ یکی از مشکلات صنایع غذایی شیوع باکتری ها و عوامل بیماری زای بسیاری است که به طور تصادفی وارد غذا می شوند. مثل: E.coli، سالمونلا، لیستریا و … . در گذشته زمان زیادی لازم بود تا منبع این آلودگی ها شناسایی شوند اما حالا با استفاده از بلاکچین میتوان تمام مسیر انتقال مواد غذایی را زیرنظر گرفت. اگر یک ماده غذایی آلوده تشخیص داده شود، آنگاه می توان آن را از هر ایستگاه تا مبدأ آن ردیابی کرد. حتی این شرکت‌ها میتوانند هر چیز دیگری را که ممکن است مواد غذایی با آن در تماس بوده‌اند را شناسایی کرده و مشکل را سریع تر حل کنند تا بهتر از جان انسان ها محافظت شود. این تنها یکی از استفاده های عملی بلاکچین است، در زمینه های بیشتری نیز میتوان از این فناوری بهره برد.
بانکداری و مالی
شاید بتوان گفت که هیچ صنعتی بیشتر از بانکداری نتوانسته از فناوری بلاکچین سود ببرد. مؤسسات مالی فقط در ساعات کاری و معمولاً پنج روز در هفته فعالیت می کنند. این بدان معناست که اگر بخواهید یک چک را در آخر هفته وصول کنید، احتمالا باید تا صبح روز شنبه صبر کنید تا پول به حساب شما واریز شود. حتی اگر چک را در طول روزهای کاری هفته نیز وصول کنید، باز هم ممکن است یک تا سه روز زمان ببرد تا تراکنش شما تایید شود، زیرا حجم تراکنش هایی که بانک باید تسویه کند بسیار بالاست. اما بلاکچین همیشه فعال است و تعطیلی ندارد.
با ادغام بلاکچین در بانک ها، زمان پردازش تراکنش ها به کمتر از 10 دقیقه می رسد، این 10 دقیقه برای اضافه کردن یک بلوک به بلاکچین صرف می شود. هم چنین بهره بردن از بلاکچین سرعت و امنیت تراکنش های بین موسسات را افزایش می دهد.
ارز
بلاکچین تبدیل به بستری برای ایجاد ارزهای جدیدی مثل بیتکوین شده است. دلار آمریکا توسط بانک فدرال کنترل می شود که در این نوع سیستم کنترل داده ها و دارایی های یک شخص در دست یک بانک یا دولت قرار دارد که امنیت آن بسیار پایین است. فرض کنید اگر حمله ی هکری ای به یک بانک رخ دهد اطلاعات خصوصی مشتریان در معرض خطر قرار می گیرد و یا اگر بانک ورشکسته شود یا وضعیت کشور نابسامان باشد( مثل رمان جنگ یا بلایای طبیعی) ممکن است ارزش دارایی های فرد کاهش یابد. اینها نگرانی هایی بودند که باعث شدند ارز جدیدی به نام بیتکوین در بستری متفاوت ایجاد شود.
بلاکچین غیرمتمرکز است چون داده ها را در بین شبکه ای از رایانه ها پخش می کند که به این صورت پروژه هایی که بر بستر بلاکچین هستند، مانند بیتکوین دیگر نیازی به یک سیستم مرکزی برای کنترل ندارند. این نه تنها ریسک رخدادهای تهدیدکننده امنیت دارایی ها را کاهش می دهد، بلکه درصد زیادی از کارمزدهای انجام تراکنش ها را نیز حذف می کند. هم چنین میتواند به کشورهایی که اقتصاد و ارز باثباتی ندارند، ارز باثبات تری با برنامه های کاربردی بیشتر و شبکه گسترده تری از افراد و موسسات بدهد که در زمینه تجارت داخلی و بین المللی بسیار اثرگذار است.
کیف پول های ارز دیجیتال می توانند به مردم کشورهایی که در جنگ هستند و یا دولتشان زیرساخت مناسب برای حفظ دارایی را ندارد، کمک کنند تا بتوانند دارایی های خود را نگه داشته و جا به جا کنند.
مراقبت های بهداشتی
مراقبان سلامت و بهداشت میتوانند از بلاکچین برای ذخیره ایمن سوابق پزشکی بیماران خود بهره ببرند. با ایجاد یک پرونده پزشکی و ثبت داده های آن در واحدهای بلاکچین دیگر امکان دستکاری داده ها وجود ندارد و سطح اعتماد بیماران را افزایش میدهد. هم چنین میتوان با رمزگذاری سوابق سلامت شخصی، حریم خصوصی بیماران را حفظ کرد.
سوابق مالی
اگر تابحال با اداره ثبت امورمالی و مالیات سروکار داشته اید میدانید که پروسه ثبت حقوق مالکیت یک ملک هم طولانی و هم ناکارآمد است. برای ثبت مالکیت نخست باید یک سند فیزیکی را به کارمند دولتی تحویل دهید تا وی اطلاعات را به طور دستی وارد سیستم کند و اگر بعدا اختلافی برای مالکیت بوجود آید، دعاوی مالکیت باید با سندی که ثبت شده تطبیق داده شوند.
این فرآیند نه تنها پرهزینه و زمانبر است، بلکه امکان رخ دادن خطای انسانی نیز در آن بالاست. بلاکچین نیاز به اسکن اسناد و ردیابی فایل های فیزیکی در یک دفتر ثبت سند را از میان می برد. اگر مالکیت یک دارایی در بلاکچین ذخیره و تایید شود، مالکان میتوانند به آن اعتماد کنند.
قراردادهای هوشمند
قرارداد هوشمند یک کد کامپیوتری است که میتواند در بلاک چین برای تسهیل، تأیید یا مذاکره برای یک قرارداد ساخته شود. قراردادهای هوشمند تحت مجموعه ای از شرایطی عمل می کنند که کاربران با آن موافقت می کنند. هنگامی که این شرایط برآورده شد، توافق به طور خودکار اجرا می شود.برای مثال یک مستاجر میخواهد یک واحد آپارتمان را با استفاده از قرارداد هوشمند اجاره کند. صاحبخانه موافقت می کند که به محض پرداخت ودیعه توسط مستاجر، کد درب آپارتمان را به مستاجر بدهد. هم مستأجر و هم صاحبخانه بخش مربوط به خود از معامله را به قرارداد هوشمند می فرستند، قراردادی که در تاریخ شروع اجاره نامه تنظیم شده و به طور خودکار کد درب آپارتمان را با سپرده تضمینی مبادله می کند. اگر صاحبخانه تا تاریخ تعیین شده کد درب را ارائه نکند، قرارداد هوشمند ودیعه را بازپرداخت کرده و قرارداد را فسخ می کند. این کار هزینه ها و فرآیندهایی را که معمولاً با استفاده از دفتر اسناد رسمی، میانجی شخص ثالث یا وکلا مرتبط است حذف می کند.
چه تعداد بلاک چین وجود دارد؟
تعداد بلاک چین ها هر روز با سرعت فزاینده ای در حال افزایش است. تا آغاز سال 2022، بیش از 10000 ارز دیجیتال فعال مبتنی بر بلاک چین وجود داشت و صدها بلاک چین غیرکریپتوکارنسی دیگر نیز وجود دارد.
تفاوت میان یک بلاک چین خصوصی و یک بلاک چین عمومی در چیست؟
در یک بلاکچین عمومی که با عنوان بلاکچین باز نیز شناخته می شود، هر کسی میتواند وارد شده و یک بلوک ایجاد کند. به این ترتیب برای حفظ امنیت شبکه اینگونه بلاکچین ها باید با رمزنگاری و یک سیستم اجماع کار مثل اثبات کار (POW) ایمن شوند.
اما در یک بلاکچین خصوصی، هر کد قبل از پیوستن به کدهای قبلی نیاز به تایید دارد. از آنجایی که کدها قبل از پیوستن بررسی می شوند، این نوع از بلاکچین نیازی به لایه های قوی امنیتی ندارند.
پلتفرم بلاکچین چیست؟
پلتفرم بلاکچین به کاربران و توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا با استفاده از بلاکچین کار بر روی پروژه خود را آغاز کرده و آنرا پیش ببرند. برای مثال پروژه اتریوم که دارای یک ارز دیجیتال بومی به نام اتر (ETH) است به کاربران امکان استفاده از بلاکچین خود برای ایجاد قراردادهای هوشمند و توکن ها در عرضه اولیه سکه (ICO) و توکن های غیرقابل تعویض (NFT) می دهد. همه ی اینها از زیرساخت های اتریوم استفاده کرده و توسط کدهای شبکه اتریوم ایمن می شوند.
حرف آخر
درنهایت میتوان گفت که بلاکچین معروفیت خود را مدیون بیتکوین و رمزارزها است و بخاطر کاربردهای بسیار زیادی که دارد،تبدیل به یک فناوری مشهور و معروف شده است که نام آن بر زبان هر سرمایه گذار و پژوهنده ای در جهان رانده می شود .