ت مالی از تراکنشهای داراییهای دیجیتال را امکانپذیر کرده و امنیت ارزهای دیجیتال را تضمین میکند؛ موضوعی که باعث شده داراییهای دیجیتال طرفداران زیادی پیدا کنند.
بلاک چینها بیشتر به دلیل نقش حیاتی در سیستمهای ارزهای دیجیتال برای حفظ یک رکورد امن و غیرمتمرکز در تراکنشها شناخته میشوند، اما موارد استفاده از آنها به ارزهای دیجیتال محدود نمیشود. بلاک چینها را میتوان برای تغییرناپذیر کردن دادهها در هر صنعتی مورد استفاده قرار داد. از آنها میتوان برای ایجاد برنامههای غیرمتمرکز (DApps)، سیستمهای مدیریت زنجیره تأمین، سیستمهای رایگیری و موارد دیگر استفاده کرد. فناوری بلاک چین این پتانسیل را دارد که صنایع مختلف را با ایجاد اعتماد، امنیت و کارایی متحول کند.
از زمان معرفی بیت کوین در سال ۲۰۰۹، استفاده از بلاک چین از طریق ایجاد ارزهای دیجیتال مختلف، پیدایش دیفای (DeFi)، توکن های غیرقابل تعویض (NFT) و قراردادهای هوشمند (Smart Contract) افزایش یافته است.
در تعریف بلاک چین چنین آمده است: فناوری بلاکچین ساختاری است که سوابق معاملاتی (بلاکها) را به صورت پایگاهی از دادهها به نام «زنجیره یا Chain» در شبکهای از «گرهها یا Nodeها» که به صورت همتابههمتا (Peer-to-Peer) به یکدیگر متصل شدهاند، ذخیره میکند. به کل این مجموعه «دفتر کل دیجیتال یا Digital Ledger» میگویند. مفاهیمی که تا اینجا توضیح داده شد، ممکن است پیچیده به نظر برسد. به همین خاطر، در ادامه توضیح سادهتری از بلاکچین ارائه کنیم.
بلاکچین به زبان ساده
اگر بخواهیم به زبان ساده بگوییم بلاک چین چیست، باید آن را به صورت زنجیرهای بلند از دادهها در نظر بگیریم. دادهها در واقع شامل تراکنشهایی هستند که در شبکه انجام میگیرند. سوابق تراکنشها در بستههایی به نام بلاک ذخیره میشوند. هر بلاک بعد از تکمیل و تأیید اطلاعات آن، به انتهای زنجیره اضافه میشود. این زنجیره از بلاکها که به آن بلاک چین میگوییم در گرهها یا نودهای شبکه ذخیره میشوند. گرهها کامپیوترهایی هستند که وظیفه ذخیره کل اطلاعات شبکه را دارند و یک نسخه از تمام دادهها در آنها ذخیره میشود.
دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) چیست؟
میتوان گفت بلاکچین یک دفتر کل دیجیتال بزرگ است که اطلاعات تراکنشهای شبکه به شکل دقیقی در آن ذخیره میشود. هر اطلاعاتی برای اینکه وارد شبکه شود باید توسط یک امضای دیجیتال تأیید شود و مورد تأیید سایر اعضای شبکه نیز قرار بگیرد. هیچکس مالک یک شبکه بلاک چین نیست و همه افراد میتوانند به تمامی اطلاعات ثبت شده در شبکه دسترسی داشته باشند؛ اما نمیتوانند در اطلاعات تغییری ایجاد کنند. زیرا تمام اطلاعات شبکه در هر گره ذخیره میشود و برای تغییر آن باید کل نسخههای کپی موجود در تمامی گرهها تغییر کند. علاوه بر این ساختار بلاکچین نیز به گونهای است که تغییر اطلاعات یک بلاک باعث نامعتبر شدن آن خواهد شد.
در ادامه بیشتر با تکنولوژی بلاکچین آشنا میشویم و با مثالهایی این موضوع مهم را هم توضیح میدهیم که چرا خرید تتر امروزه طرفداران بیشتری از معامله مستقیم دلار بین افراد دارد.
مثالی برای آشنایی بیشتر با بلاک چین
فرض کنید که قصد انتقال پول در شبکه بانکی را دارید. بانک حساب شما و مقصد را چک میکند، پول را انتقال میدهد، کارمزد خود را دریافت میکند و موجودی حساب مبدا و مقصد را بهروزرسانی میکند. اما همه این کارها توسط سیستمی انجام میگیرد که بانک کنترل آن را بر عهده دارد. اگر کسی به سیستم بانکی نفوذ کند، میتواند پول را به جای واریز به حساب دوست شما، به حسابی که خودش میخواهد منتقل کند. جالب است بدانید این اتفاق هزاران بار در سال در سراسر جهان رخ میدهد!
در سیستم بلاکچین اما همه چیز شفاف است، اطلاعات شما و اطلاعات دوست شما نه فقط توسط یک نهاد مرکزی مثل بانک، بلکه توسط همه افراد حاضر در شبکه بررسی و تأیید میشود. الگوریتمها، هشها و ماینرها (در ادامه با این اصطلاحات بیشتر آشنا میشوید) از اینکه داراییهای دیجیتال شما به درستی منتقل شده باشند، اطمینان حاصل میکنند. بعد از انجام تراکنش هیچکس قدرت تغییر اطلاعات مربوط به آن را ندارد و همه افراد در شبکه میتوانند اطلاعات تراکنش را ببینند. از طرفی کارمزد تراکنش نیز اغلب بسیار کمتر از کارمزد بانک است. مسئله کارمزد تراکنشها هنگام جابهجایی مبالغ زیاد اهمیت بیشتری پیدا میکند.
تاریخچه بلاک چین
فناوری بلاک چین برای اولین بار در سال ۱۹۹۱ میلادی معرفی و از آن زمان تا به امروز در حال تغییر بوده است. در ادامه مهمترین سالها در رابطه با توسعه فناوری بلاکچین بهصورت خلاصه معرفی میشود.
فناوری بلاکچین در ۱۹۹۱
معرفی فناوری بلاک چین توسط دو دانشمند به نامهای استوارت هابر (Stuart Haber) و دبلیو اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta).
۲۰۰۰
استفان کنت ایدهها و نظریات خود در رابطه با زنجیرههای امن رمزنگاری شده را به همراه پیشنهاداتی برای پیادهسازی آن منتشر کرد.
۲۰۰۴
هال فینی (Hal Finney) دانشمند علوم کامپیوتر و فعال حوزه رمزنگاری، سیستمی را برای پول نقد دیجیتالی با عنوان اثبات کار قابل استفاده مجدد (Reusable Proof of Work) معرفی کرد.
۲۰۰۸
شخص یا گروهی ناشناس با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) مفهوم بلاک چین توزیعشده (Distributed Blockchain) را با عنوانی دیگر (Peer-to-Peer Distributed Timestamp Server) در وایتپیپر (White Paper) بیت کوین مطرح کرد.
۲۰۰۹
ساتوشی ناکاموتو اولین بلاک چین را بهعنوان یک دفتر کل عمومی (Public Ledger) برای تراکنشهای انجامشده با استفاده از بیت کوین راهاندازی کرد.
بلاکچین در ۲۰۱۴
ایده بلاک چین ۲.۰ با هدف استفاده از پتانسیلهای این فناوری در حوزههایی فراتر از انتقال ارزش غیرمتمرکز شکل گرفت. بلاک چین ۲.۰ به دنبال این بود تا با استفاده از قراردادهای هوشمند (Smart Contract) امکان بهکارگیری بلاک چین برای توسعه کسبوکارها و سازمانهای غیرمتمرکز را فراهم کند که در آینده به شکلگیری حوزهای مهم تحتعنوان دیفای منجر شد.
۲۰۱۵
راهاندازی شبکه اتریوم فرانتیر (Ethereum Frontier)، اولین نسخه عمومی از بلاک چین اتریوم که امکان ایجاد قراردادهای هوشمند و برنامههای غیرمتمرکز را به توسعهدهندگان میداد.
۲۰۱۷
کشور ژاپن بیت کوین را بهعنوان یک ابزار پرداخت قانونی به رسمیت شناخت. شرکت Block.one سیستم عامل بلاک چین ایاس (EOS) را برای پشتیبانی از برنامههای غیرمتمرکز تجاری طراحی کرد.
۲۰۱۸
بیت کوین در سال ۲۰۱۸ به ۱۰ سالگی رسید و قیمت بیت کوین در این سال بین ۴۰۰۰ تا ۱۶٬۰۰۰ دلار در نوسان بود.
۲۰۱۹
تعداد تراکنشهای روزانه شبکه اتریوم به بیشتر از ۱ میلیون تراکنش رسید.
۲۰۲۰
استیبل کوینها مورد توجه قرار گرفتند و اتریوم بیکن چین (Beacon Chain) را برای آمادهسازی اتریوم ۲.۰، نسخه مبتنی بر اثبات سهام این شبکه راهاندازی کرد.
۲۰۲۲
سازوکار اجماع در شبکه اتریوم از مدل قدیمی و پرمصرف اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) تغییر کرد. طی این فرایند شبکه اصلی اتریوم با بیکن چین ادغام شد.
در این بخش تنها برخی از مهمترین تغییرات سالانه مربوط به فضای بلاک چین معرفی شد. باید توجه داشت که فناوری بلاک چین همچنان در حال پیشرفت بوده و توسعههای زیادی طی سالهای گذشته در این حوزه رخ داده است که اشاره به همه آنها نیاز به نوشتن مطلبی طولانیتر دارد.
بلاکچین از چه اجزایی تشکیل شده است؟
بلاکچین از سه مفهوم اساسی و مهم تشکیل شده است:
- بلاکها (Blocks)
- ماینرها (Miners)
- گرهها (Nodes)
در ادامه به بررسی هر کدام از این مفاهیم میپردازیم.
بلاک چیست؟
به بستههای اطلاعات در شبکه بلاکچین، بلاک یا بلوک میگویند. هر شبکه از تعداد زیادی بلاک تشکیل شده است و هر بلاک شامل سه بخش اساسی میشود:
داده (Data)
اطلاعات بلاک که شامل تراکنشهای انجام شده در بلاک است.
نانس (Nonce)
نانس یا عدد یکبارمصرف (Number used only once) در بلاک چین یک عدد ۳۲ بیتی (عددی با ۲ به توان ۳۲ یا ۴ میلیارد ترکیب مختلف) است که در هنگام ایجاد بلاک به صورت تصادفی ایجاد میشود و سپس به عنوان هدر هش در بلاک مورد استفاده قرار میگیرد.
هش (Hash)
هشها اعدادی ۲۵۶ بیتی هستند که در کنار نانس قرار میگیرند. در واقع کار ماینرها این است که نانس درستی را پیدا کنند که با استفاده از آن میتوان به هش معتبر یک بلاک دست پیدا کرد.
ماینر چیست و چه نقشی در بلاک چین دارد؟
ماینرها یا استخراجکنندگان، وظیفه ایجاد بلاکهای شبکه را در فرآیندی به نام ماینینگ یا استخراج برعهده دارند. در شبکه بلاکچین هر بلاک دارای نانس و هش اختصاصی خود است. علاوه بر این هش بلاک قبلی نیز در بلاک جدید ذخیره میشود. بنابراین فرآیند استخراج یا ساخت بلاک کار سادهای نیست؛ خصوصاً در یک شبکه بزرگ که میلیونها بلاک در آن ذخیره میشود. ماینرها از نرمافزارها و سختافزارهای قدرتمند برای حل مسائل ریاضی پیچیده استفاده میکنند تا یک nonce که توانایی قبول هش را داشته باشد، بسازند.
چرا فرایند ماینینگ به انرژی زیادی نیاز دارد؟
همانطور که اشاره کردیم نانس ۳۲ بیتی است. در حالی که هشها به شکل ۲۵۶ بیتی تولید میشوند، اتصال یک نانس ۳۲ بیتی به یک هش ۲۵۶ بیتی کار بسیار پیچیدهای است و باید میلیاردها حالت مختلف محاسبه شود تا ماینرها بتوانند بالأخره ترکیب درست را پیدا کنند. زمانی که نانس مناسب پیدا شد، بلاک آماده است تا به شبکه اضافه شود. زمانی که بلاک با موفقیت به شبکه اضافه شد، تمام گرههای شبکه آن را تأیید میکنند و ماینر نیز به دلیل تلاشی که انجام داده است پاداش شبکه (مانند بیت کوین) را دریافت میکند.
به کل این عملیات Proof of work یا اثبات کار گفته میشود تا همه افراد شبکه از صحت اطلاعات بلاک مطمئن شوند. ماینرها از این راه میتوانند درآمد خوبی کسب کنند و بیت کوین به دست آورند. پرداخت بیت کوین بهعنوان پاداش انگیزه لازم برای انجام این محاسبات در شبکههای بلاکچینی را فراهم میکند.
نود یا گره در بلاکچین چیست؟
نود یا گره، هر نوع وسیله الکترونیکی است که قابلیت ذخیرهسازی یک کپی از کل شبکه را داشته باشد و فعالیت بلاک چین را امکانپذیر کند. غیرمتمرکزسازی فرایندها و توزیع اطلاعات با استفاده از نودها در بلاکچین پیادهسازی میشود.
هر بلاک جدیدی که وارد شبکه میشود، مورد تأیید گرهها قرار میگیرد. شفافیت بلاکچین این امکان را میدهد تا تمامی اطلاعات آن به راحتی قابل بررسی و مشاهده باشد. این شفافیت مدیون حضور گرهها است. همه گرهها به صورت Peer-to-Peer به یکدیگر متصل شدهاند. این اتصال نظیربهنظیر باعث میشود تا همه آنها اطلاعات کاملاً یکسانی را ذخیره کنند. ذخیرهسازی اطلاعات با استفاده از یک سیستم کنترل قوی، به حفظ یکپارچگی شبکه کمک میکند و اعتماد را در بین کاربران ایجاد خواهد کرد.
تفاوت نود و ماینر
در شبکه بیت کوین تمام ماینرها نود هم هستند و یک نسخه کامل از سوابق تراکنشها را در اختیار دارند. در مقابل اما تمام نودها لزوماً ماینر نیستند و ممکن است هیچ نقشی در تولید بلاکهای جدید ایفا نکنند؛ یعنی قدرت پردازشی سیستمهای کامپیوتری خود را به استخراج بلاک و تأیید تراکنشهای کاربران اختصاص ندهند.
بلاک چین چگونه کار میکند؟
در قسمت قبل با اجزای تشکیلدهنده بلاکچین آشنا شدید و حالا راحتتر میتوان فرایند انجام تراکنش در بلاک چین را توضیح داد. تراکنشها بسته به بلاک چینی که در آن انجام میشوند، از یک فرایند خاص پیروی میکنند. در بلاکچین بیتکوین، تراکنش شما به یک استخر حافظه به اسم ممپول (Mempool) فرستاده میشود؛ جایی که تراکنش ذخیره میشود و در صف قرار میگیرد تا زمانی که یک ماینر یا اعتبارسنج آن را دریافت کند. در ادامه یک ماینر بیت کوین تراکنش شما را انتخاب کرده و به یک بلاک اضافه میکند. بلاک فضایی است که در آن تراکنشهایی که کاربران درخواست پردازش آن را دادهاند، نگهداری میشود.
وظیفه ماینر در ادامه این است که با انجام یک سری محاسبات ریاضی پیچیده و حدسزدن عدد هش، انجام کار در شبکه را توسط سیستمهای پردازشی خود اثبات کند. در ادامه، بلاکی که تراکنش شما در آن جای داده شده است، در شبکه تأیید شده و به زنجیرهای از بلاکهایی که قبلاً تأیید شدهاند، اضافه میشود. ضمناً هر بلاکی که بعد از بلاک مربوط به تراکنش شما ساخته شود، یک تأیید جدید برای تراکنش شما محسوب میشود.
باید در نظر داشت روندی که توضیح داده شد در مورد شبکه بیت کوین صدق میکند، اما شبکه ارز دیجیتال اتریوم، سولانا یا سایر بلاکچینها ممکن است از فرایند دیگری برای انجام تراکنشها پیروی کنند.
تأمین امنیت بلاک چین چگونه است؟
بلاک چین از چندین لایه امنیتی مانند الگوریتمهای مختلف، Proof Of Work، هش، سیستم Peer-to-Peer و… استفاده میکند که مجموعه آنها در کنار هم یک شبکه بسیار امن و پایدار را ایجاد میکند. بلاکهای جدید همیشه به انتهای بلاک چین اضافه میشوند و با این کار دیگر نمیتوان بلاکهای قبلی را تغییر داد. همچنین هش به تنهایی میتواند امنیت یک زنجیره کامل از بلاکها را تأمین کند. هر بلاک حاوی هش بلاک قبلی است و تغییر در هر داده، هش بلاکی را که در آن قرار دارد تغییر میدهد. از دیگر لایههای امنیتی بلاک چین میتوان به کلیدهای خصوصی و کلیدهای عمومی اشاره کرد که در ادامه با آنها آشنا میشویم.
کلید خصوصی (Private Key) چیست؟
کلید خصوصی کدی متشکل از اعداد و حروف الفباست که به صورت تصادفی ایجاد شده و بهشکل محرمانه در اختیار شخصی قرار میگیرد که یک کیف پول یا آدرس جدید در شبکه بیت کوین راهاندازی میکند. مالک کیف پول در واقع با استفاده از این کلید خصوصی است که آدرس خود را کنترل میکند و میتواند یک تراکنش را امضا یا مقداری از دارایی خود را برای آد
