بلاک چین چیست ؟

بلاک چین  سیستمی برای گزارش دهی و ثبت اطلاعات است. تنها تفاوتش این است که اطلاعات ذخیره‌شده روی بلاکچین، میان همه اعضای این شبکه پخش شده ویا به اشتراک گذاشته می‌شود. بلاک چین در حقیقت به مانند یک دفترکل عمل می‌کند که اطلاعات را در قالب تراکنش پیش خود نگهداری می‌کند در حالی که هر کدام از اعضای این  شبکه یک نسخه از اطلاعات این دفتر را پیش خود دارند. حوزه‌ای که در یک دهه اخیر از بازارهای داغ بحث برانگیز بوده و جهان را بشدت تحت تاثیر قرار داده است. با ما همراه باشید تا به تمام سوالات شما از قبیل اینکه بلاک‌ چین چیست، چگونه کار می‌کند، ساختار و انواع بلاک واینکه چه کاربرد‌هایی دارد، پاسخ داده شود.

تعریف بلاک چین چیست؟

بسیاری ازمردم  بلاک چین را معادل ارز دیجیتال می‌دانند در حالی که ارز دیجیتال  تنها بخشی از آن بوده ویک فناوری بسیار عظیم‌تر از ارز دیجیتال به شمار می‌آید که جایگاه ویژه‌ای برای خود در علوم کامپیوتر دارد. بلاک شیوه‌ای برای ذخیره اطلاعات است بطوری که بزرگترین ارزهای دیجیتال چون بیت‌ کوین و اتریوم نمونه ای از تکنولوژی آن محسوب می‌شوند. عبارت بلاک چین از دو کلمه Block و Chain تشکیل شده است که می‌توان آن را زنجیره‌ای از بلاک‌ها معنی کرد. به‌طور کلی زنجیره بلوکی، به مانند پایگاه داده‌ای می‌ماند که تشکیل شده از، فهرست سوابق تراکنش‌هایی که هر لحظه در حال رشد هستند ومدام بر تعداد آنها افزوده می‌شود. با استفاده از رمزنگاری و توزیع داده‌ها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبت‌شده، تقریباً از بین می‌رود.

ضمن اینکه پیام آوا با در اختیار داشتن برترین متخخصین در حوزه بلاک چین طراحی سایت صرافی وکیف پول اختصاصی را جهت خرید و فروش ارزهای دیجیتال ارائه میدهد.

بلاک چین یکی از زیرمجموعه‌های فناوریDLT‌ است. این فناوری قبل از بیت کوین هم وجود داشته است. خالی از لطف نیست که بدانید دو کلمه‌ی بلاک و چین در اسناد اصلی ساتوشی ناکاموتو به‌صورت جداگانه به کار رفته‌اند و در سال ۲۰۱۶ کلمه‌ی مرکب بلاک چین به شهرت رسیده است. اما برای درک مفهوم این فناوری نیاز به یک مثال ساده داریم. فرض کنید استادی بر روی تخته مطالب بسیار مهمی از یک موضوع خاص را نوشته است. هریک از دانشجویان جزوه ای از این نوشته برمی‌دارند و یا با تلفن همراه خود از آنها عکس می‌گیرند. حال اگر تخته پاک شود سندی برابر با همان نوشته ها در دست تک تک اعضای کلاس باقی است. این جمعی که از آن صحبت کردیم می‌تواند چندین میلیون نفر باشد که در بیت کوین و  اتریم و سایر ارزهای دیجیتال بلاک چینی ثبت نام کرده اند.

بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟

پایگاه داده، فضایی برای ذخیره اطلاعات است که با مرکزیت خاصی، ایجاد و کنترل می‌شود. فناوری بلاکچین هم مانند پایگاه داده عمل می‌‍کند با این تفاوت که مرکزیت خاصی ندارد و توسط نهاد یا ارگانی کنترل نمی‌شود. اطلاعات ذخیره شده در بلاکچین با اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده تفاوت اساسی دارند، در بلاک چین تمامی اطلاعات ثبت شده بین تمام اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود و این اطلاعات به هیچ عنوان قابل ویرایش و یا حذف نیستند. قوانین شبکه در بلاکچین طوری تعیین شده که اولاً اکثر اعضا رفتار مثبتی دارند و دوماً شبکه در مقابل فعالیت‌های خرابکارانه بشدت مقاومت می‌کند. 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 می‌شود. به هر کامپیوتری که به شبکه متصل می‌شود و یک کپی از بلاک چین را دریافت می‌کند، نود (Node) می‌گویند.در چنین حالتی هیچ تغییری در اطلاعت امکان پذیر نیست مگر اینکه، اکثریت با آن موافق باشند.

اطلاعات در Blockchain داخل یک سری بلاک‌ها ذخیره می‌شوند. این فناوری تراکنش‌ها را پردازش و سپس آن‌ها را با تابع هش، رمزنگاری کرده و در واحد‌هایی به نام بلاک قرار می‌دهد و بلاک جدید را به رنجیره‌ی بلوکی اصلی اضافه می‌کند. هش تابعی است که ورودی از حروف و اعداد را به یک خروجی رمزگذاری شده تبدیل می‌کند. این اطلاعات می‌توانند هر چیزی باشند. هر بلاکی با توجه به اطلاعاتی که درون آن قرار دارد، هش مربوط به خودش را دارد و این هش به نحوی نماد اطلاعات درون آن بلاک است. به این دلیل به بلاک چین زنجیره بلوکی گفته می‌شود که،  اگر حتی بخش بسیار کوچکی از اطلاعات دچار اختلال شود، هش به طور کلی عوض می‌شود. حتی در این حالت رمزگذاری هش بلاک‌های دیگر هم به دلیل اینکه، هر بلاکی علاوه بر هش خودش، هش بلاک قبلی را درون ساختار خودش ذخیره دارد نیز، عوض می‌شود.

ساختار بلاک چین :

برای درک ساختار بلاک چین ابتدا باید با دو مفهوم تئوریِ بازی (Game Theory) و خطای بیزانس (‌Byzantine Problem) آشنا شویم.

تئوریِ بازی : در این بازی از روشهای محاسبه احتمالات برای تشخیص رفتارهای احتمالی انسانها در شرایط بخصوص استفاده می‌شود. سیستم‌های پیچیده‌ای چون کریپتوکارنسی‌ها از این تئوری اقتباس گرفته شده اند. به کمک این تئوری رفتار و جهت‌گیری اعضا را از قبل پیش‌بینی کرده و سازوکار شبکه را در جهت تعامل درست طراحی می‌کنند.

خطای بیزانس  :

همه اعضا در فرآیند پردازش حظور دارند، اما احتمال زیادی دارد که تعدادی از نودها در شبکه صداقت نداشته باشند. مثلاً بخواهند اطلاعات غلطی را تأیید کنند و یا اطلاعات تأیید ‌شده‌ی قبلی را تغییر دهند که به آن خطای بیزانس گفته می‌شود.   مجهز به تحمل خطای بیزانس می‌شود که این قابلیت را از طریق به‌کارگیری سازوکاری به نام الگوریتم اجماع به وجود می‌آورد.

اجزای اصلی سازنده ساختار بلاک چین و نحوه کار آنها

نود: نود در شبکه‌ی بلاکچین به هر دستگاه الکترونیکی گفته می‌شود که بتواند نسخه‌ای از بلاک چین را در خود ذخیره کند. هر کاربر روی شبکه با نام نود(Node)  یا شماره شناسایی اختصاصی شناخته می‌شود و تمام کاربران، نسخه مستقلی از تمام دفترکل بلاک چین را در اختیار دارند.

تراکنش:  در شبکه‌ی بلاک چین هر اطلاعاتی که مبادله می‌شود را تراکنش گویند. امروزه می‌توان انواع مختلف داده را در بستراین شبکه مبادله کرد. تراکنش در واقع  کوچکترین جزء سازنده بلاک در بلاکچین است که بر اساس هدف بلاک چین عمل می‌کند.

بلاک : بلوک‌ها اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها نظیر تاریخ، زمان و مبلغ دلار (ریال) آخرین خرید شما از فروشگاه اینترنتی را ذخیره می‌کنند. همچنین  ‎بلوک‌ها اطلاعاتی را که آن‌ها را از دیگر بلوک‌ها متمایز میسازد و اطلاعات مربوط به شخص شرکت کننده در تراکنش را در خود ذخیره می‌کند. در واقع بلاکها ساختار اطلاعات مورد استفاده برای نگهداری مجموعه تراکنش‌هایی هستند که در بین تمامی نودهای شبکه توزیع شده‌اند.

زنجیره:  زنجیره بلوکی سیستمی برای ثبت و ضبط داده‌ها هستند که باعث توالی بلاک‌ها  به ترتیب خاص می‌شوند. ویژگیش  این است که کار ذخیرهٔ این داده‌ها را بدون وجود مدیر امکان‌پذیر می‌سازد بطوری که نمی‌توان با تخریب یک نقطهٔ مرکزی داده‌های ذخیره‌شده را تحریف یا نابود کرد.

ماینر:  ماینرها یا استخراج‌کنندگان در فرایند استخراج، بلاک‌های جدید روی زنجیره می‌سازند. همچنین ماینرها نرم‌افزارهای خاصی را برای انجام محاسبات مسائل پیچیده‌ی ریاضی استفاده می‌کنند تا عدد نانس خاصی را به دست آورند که هش قابل قبول بلاک چین را تولید کند. در واقع ماینرها نودهای مخصوصی هستند که فرآیند تایید بلاک را قبل از افزودن آن به ساختار بلاکچین انجام می‌دهند.

اجماع (پروتکل اجماع): الگوریتم اجماع به مجموعه قوانینی گفته می‌شود که فرایند پردازش و تأیید تراکنش‌ها را توسط اعضای شبکه بلاک چینمشخص می‌کند. الگوریتم اجماع انواع مختلفی دارد. دو نوع از معروف‌ترین آن‌ها، الگوریتم گواه اثبات کار  (Proof of Work = PoW) و گواه اثبات سهام (Proof of Stake = PoS)‌ هستند. در واقع پروتکل اجماع مجموعه قوانین و توافق‌هایی هستند که برای انجام عملیات بلاک چین وجود دارد.

انواع بلاک چین

انواع شبکه‌های بلاک چین در یک تقسیم‌بندی کلی در ۴ دسته‌ی عمومی (Public)، خصوصی (Private)، کنسرسیوم (Consortium) و بلاک چینترکیبی یاهیبرید (Hybrid) قرار می‌گیرند. عملکرد بلاک چین‌ها در فاکتورهای مختلف با هم متفاوت است.

بلاک چین عمومی

شبکه بلاکچین عمومی نوعی بلاک چین بدون مجوز است. این فناوری یک دفتر کل توزیع‌شده بدون مجوز است که هر فردی ازطریق اینترنت می‌تواند به آن بپیوندد و تراکنش انجام دهد و در اعتبارسنجی‌ شرکت کند. بلاک چین عمومی بیشترین درجه‌ی شفافیت و اعتماد را دارد و از امنیت بالایی برخوردار است؛ اما سرعت پردازش تراکنش‌ها کم و در هنگام شلوغی شبکه، دچار مشکل مقیاس‌پذیری (Scalability) می‌شود. این بلاک چین تراکنشها را به صورت غیرمتمرکز انجام می‌دهد و تأیید تراکنش ها از طریق روشهای اجماعی مانند اثبات کار (PoW) واثبات سهام (PoS) انجام می شود. بلاکچین عمومی یک بلاک چین باز است  بطوری که در این نوع بلاک چین هر فردی می‌تواند داده‌ها را در بلاک چین بنویسد و هر فرد دیگری نیز می‌تواند بیاید و داده‌ها را بخواند.

بلاک چین خصوصی

شبکه بلاک چین خصوصی به بلاکچینی گفته می‌شود که دسترسی به شبکه آن برای عموم آزاد نیست و همه نمی‌توانند یکی از اعضای آن شوند این بلاک چین بیشتر توسط شرکت‌ها و سازمان‌ها استفاده می‌شود و فقط به نودهای خاصی اجازه‌ی پیوستن به شبکه داده می‌‌شود. تعیین سطح امنیت، دسترسی و فعالیت‌ها هر نود توسط یک بخش کنترل می‌شود. یعنی بلاکچین خصوصی محدود و نیازمند به کسب اجازه است و تنها در یک شبکه بسته اجرا می‌شود. بلاک چین‌های خصوصی در ابعاد کوچکتری نسبت به بلاک چین‌های عمومی پیاده‌سازی می‌شوند. با توجه به لزوم کسب مجوز و وجود مدیران اصلی شبکه، این نوع بلاک چین ماهیت غیر متمرکزبودن را ازدست می‌دهد. برای مثال، شبکه‌های Multichain و Hyperledger Fabric و Corda در بین شبکه‌های بلاک چین خصوصی طبقه‌بندی شده اند.

بلاکچین کنسرسیوم

بلاک چین کنسرسیوم یک شبکه‌ی نیمه‌متمرکز است و عموماً توسط چند سازمان مختلف اداره می‌شود. در واقع بخشی از آن عمومی و بخشی خصوصی است و از این رو ترکیبی از بلاکچین های عمومی و خصوصی است. این نوع بلاک چین‌ها بیشتر توسط بانک‌ها و سازمان‌های دولتی استفاده می‌شوند و تبادل اطلاعات بین چند سازمان مختلف انجام می‌شود. به عبارتی  در یک بلاکچین کنسرسیوم تنها به چند نود یا کاربر اختیار تائید تراکنش و نظارت بر روند اجماع داده می‌شود. برای اطمینان از صحت عملکرد این نوع بلاک چین، نود اعتبارسنج می‌تواند دو عمل (اعتبارسنجی تراکنش) و (آغاز یا دریافت تراکنش) را انجام دهد. درمقابل اما، نودی که عضو شبکه است فقط امکان (آغاز یا دریافت تراکنش‌ها) را خواهد داشت.  شبکه‌های Energy Web Foundation، Corda ، HyperledgerوR3 نمونه‌هایی از این نوع بلاک چین‌ها هستند.

بلاک چین ترکیبی یا هیبرید

بلاک چین ترکیبی، شبکه‌ای است که ترکیبی از دو نوع بلاک چین عمومی و خصوصی است. کاربران در این شبکه  دسترسی افراد به داده‌های ذخیره‌شده در بلاک چین را کنترل می‌کنند. بدین ترتیب، فقط بخشی از داده‌های شبکه برای دسترسی عموم افراد بدون مجوز باز هستند و بخش دیگر داده‌ها فقط ازطریق کسب مجوز قابل دسترس خواهند بود. در این بلاک چین می‌توان مشخص کرد چه قسمتی از زنجیره‌ی بلوکی برای همه قابل دسترس باشد و چه قسمتی به صورت خصوصی باقی بماند. همه می‌توانند به بخش عمومی شبکه بپیوندند ولی برای پیوستن به بخش خصوصی بلاک چین هیبرید، نیازمند اجازه‌ی دسترسی است. یک بلاکچین هیبرید با تولید بلاک‌های هش شده با استفاده از شبکه بلاک چین خصوصی کار می‌کند. سپس بدون به خطر انداختن حریم خصوصی داده‌ها، در بلاکچین خصوصی ذخیره می‌شود. ازجمله بلاک چین‌های هیبرید می‌توان از Dragonchain و XinFin نام برد.

سایدچین (Sidechain)

این نوع، یک بلاک چین جانبی است که به بلاک چین به‌عنوان زنجیره‌ی اصلی به‌صورت دوطرفه متصل است. سایدچین امکان تبادل دارایی دیجیتال با نرخ از‌ پیش تعیین‌شده بین خود و زنجیره‌ی اصلی را فراهم می‌کند.

کاربردهای  بلاک چین

همان‌طورکه گفته شد بلاک چین روشی قابل اعتماد برای ذخیره‌ی اطلاعات درباره‌ی انواع تراکنش‌ها است. برای مثال چند نمونه از کاربردهای آن در دنیای واقعی را بصورت اجمال نام می‌بریم.

در حوزه ارز دیجیتال، بازی‌های ویدئویی، در مؤسسه‌های درمانی برای سلامت و درمان، مدیریت و حفظ امنیت اطلاعات در اداره ثبت احوال، مدیریت محاسبه مالیات، به عنوان نوعی پایگاه داده غیرمتمرکز، خدمات بانکی و مالی، سرشماری، مدیریت مصرف انرژی، قراردادهای هوشمند، بازار سرمایه، دادوستد در سیستم تجاری، فعالیت رسانه، انتخابات الکترونیکی و بدون تقلب، صنعت گیمینگ، املاک و مستغلات، خدمات حمل و نقل، سازمان‌های دولتی، امور مالی و تجاری و…البته هنوز در دنیای واقعی به صورت گسترده بلاک چین مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، اما با گذشت زمان و با فراهم شدن زیرساخت‌های لازم مثل توسعه هوش مصنوعی یا اینترنت اشیاء می‌توان، به کاربردهای بیشتر این فناوری امیدوار بود.

آینده بلاکچین

همان‌طور که می‌دانید فناوری Blockchain به تازگی پا در عرصه تکنولوژی گذاشته است و همچنان در حال پیشرفت و تکامل است. فناوری بلاک چین تاکنون شگفتی‌های زیادی آفریده است و دوراز ذهن نیست که در آینده‌ای نزدیک بسیاری از غیرممکن‌ها را ممکن سازد. با توجه به قابلیت‌هایی که تکنولوژی بلاک چین دارد می‌توان منتظر شد که در آینده نقش بیشتری را در قسمت‌های مختلف زندگیمان ایفا کند. شاید در آینده شاهد این باشیم که خودروهای برقی بدون راننده ویا  پهپادهای هوشمند از شبکه بلاک چین برای انجام خدمات استفاده کنند. یا با استفاده از این فناوری جدید، انتقال وجوه مالی در سطح بین‌المللی به‌ جای چندین روز در عرض چند ساعت انجام شوند و سپس به چند دقیقه برسند. اینها نمونه ای از چیزهایی است که در آینده نزدیک به احتمال زیاد، شاهد آن خواهیم بود.

کلام نهایی:

مقاله پایان یافت اما برای فناوری بلاک چین این تازه اول راه است. پیش‌بینی مسیر رشد بلاکچین، دشوارتر از آن است که بتوان به آن فکر کرد. فراموش نکنیم که زیرساخت اینترنت در نخستین سالهای آغازین به نظر می‌رسید دهه‌ها زمان نیاز دارد تا به چیزی که امروزه هست، تبدیل شود. توانایی‌های صنعت بلاک نیز این حس را القاء می‌کند که تغییرات آینده به بزرگی اختراع اولیه‌ی اینترنت خواهد بود. پیام آوا پردازش با طراحی سایت ارز دیجیتال قدمی نوین در جهت ارتقاء فناوری بلاکچین برداشته است. پس با ما همراه باشید.