بلاک چین چیست؟ همه چیز درباره فناوری زنجیره بلوکی
اینکه بلاک چین چیست، چگونه کار می‌کند و چه کاربردهایی دارد، سوالاتی ست که معمولا راجع به این فناوری پرسیده می‌شود و احتمالا درک آن برای افراد تازه کار و حتی افراد حرفه‌ای چندان ساده نیست. همراه ما باشید تا با زبان ساده به تمام سوالات شما در مورد بلاک چین پاسخ دهیم.
بلاک چین چیست؟
واژه Blockchain ترکیبی از دو کلمه Block (بلوک) و Chain (زنجیره) و به معنی زنجیره‌ای از بلوک‌هاست. به این معنی که اطلاعات در بلوک‌ها ثبت می‌شوند. بلوک‌ها نیز به صورت زنجیره با هم مرتبط هستند، این زنجیره، بلاک چین را تشکیل می‌دهد.
می‌توانید بلاک چین را یک پایگاه داده توزیع شده در نظر بگیرید که بین گره‌های یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته می‌شود. این سیستم به عنوان یک پایگاه داده، اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال ذخیره می‌کند. بلاک چین‌ها بیشتر به دلیل نقش حیاتی خود در سیستم ارزهای دیجیتال و همچنین برای حفظ رکورد ایمن و غیر متمرکز تراکنش‌ها شناخته می‌شوند. با پیدایش بیت کوین، مفهوم بلاک چین برای اولین بار مطرح شد و مدیر ارزهای دیجیتال از این راهکار برای ذخیره اطلاعات مربوط به دارایی کاربران بهره برد.
پاسخ دیگر برای سوال بلاک چین چیست، این است که، بلاک چین، یک دفتر کل برای ذخیره اطلاعات مختلف به صورت امن و غیرقابل دستکاری است که یک نسخه از اطلاعات ذخیره شده در زنجیره بلوکی اصلی را در اختیار هر عضو شبکه قرار می‌دهد. اعضا در این شبکه، Node یا گره نامیده می‌شوند. به بیان دیگر، بلاک چین روی شبکه‌ای از اعضای مختلف پیاده سازی می‌شود. به این ترتیب، همه اعضا در مدیریت و نحوه انجام کارها نقش خواهند داشت.
خوب است بدانید که در مورد بیت کوین، سیستم بلاک چین به صورت غیرمتمرکز مورد استفاده قرار می‌گیرد تا همه کاربران به صورت جمعی، بر سیستم کنترل داشته باشند. بلاک چین‌های غیرمتمرکز تغییر ناپذیرند، یعنی تراکنش‌ها به طور دائم ثبت می‌شوند و برای همه قابل مشاهده هستند.
انواع بلاک چین چیست؟
در یک تقسیم بندی کلی، بلاک چین‌ها به 4 دسته تقسیم می‌شوند:
1. بلاک چین عمومی (Public)
در این نوع بلاک چین، برای دیدن تراکنش‌ها، پیوستن گره‌های جدید به شبکه و شرکت در تایید تراکنش‌ها، هیچ محدودیتی وجود ندارد. هیچکدام از گره‌ها قدرت یا اختیار بیشتری نسبت به سایر گره‌ها ندارند و شبکه کاملا غیرمتمرکز است. هر چند که در این بلاک چین، سرعت پردازش تراکنش‌ها کم است و هنگام شلوغی، شبکه دچار مشکل مقیاس پذیری می‌شود، اما از درجه شفافیت، اعتماد و امنیت بالایی برخوردار است.
2. بلاک چین خصوصی (Private)
همه افراد به این بلاک چین دسترسی ندارند و فقط به Node های خاصی اجازه پیوستن به شبکه داده می‌شود. سطح امنیت، دسترسی و فعالیت هر گره نیز توسط یک بخش کنترل می‌شود. بلاک چین خصوصی بیشتر توسط سازمان‌ها و شرکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و نسبت به بلاک چین عمومی در ابعاد کوچکتری پیاده سازی می‌شود.
3. بلاک چین کنسرسیوم (Consortium)
این مورد، یک شبکه نیمه متمرکز است و معمولا توسط بانک‌ها و سازمان‌های دولتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این بلاک چین می‌تواند مدیریت و تبادل اطلاعات را بین چند سازمان مختلف انجام دهد، به این ترتیب، علاوه بر افزایش امنیت شبکه، سازمان‌ها بهتر می‌توانند منابع خود را مدیریت کنند.
4. بلاک چین هیبرید (Hybrid)
بلاک چین هیبرید، ترکیبی از بلاک چین عمومی و خصوصی است و ویژگی هر دوی آنها را دارد. در این سیستم، کاربران می‌توانند اجازه دسترسی به اطلاعات خاصی را برای افراد مشخصی تعیین کنند. علاوه براین، می‌توانند مشخص کنند کدام قسمت از زنجیره بلوکی برای همه قابل دسترس باشد و کدام بخش‌ها به صورت خصوصی باقی بماند.
ویژگی‌های سیستم بلاک چین چیست؟
همان طور که گفتیم، بلاک چین یک تکنولوژی نسبتا جدید است که به صورت غیرمتمرکز فعالیت می‌کند. یعنی به جای داشتن یک مدیر، تمام کاربران می‌توانند در مدیریت شبکه نقش داشته باشند. در این بخش برخی از ویژگی‌های مهم سیستم بلاک چین را معرفی می‌کنیم:
سیستم دیجیتال
از آنجا که تمام اطلاعات روی بلاک چین، دیجیتالی هستند، دیگر نیازی به اسناد کاغذی نخواهید داشت.
اطلاعات پایدار
اطلاعات سیستم بلاک چین، صحیح، کامل، همیشگی و در دسترس است. شما نمی‌توانید هیچکدام از دادههای قدیمی این سیستم حذف کنید.
توزیع شده در بین تمام اعضا
بلاک چین، به عنوان یک دفترچه عمومی در میان تمام اعضای شبکه توزیع شده است. همچنین، کنترل و تایید تراکنش‌ها نیز به وسیله این اعضا انجام می‌شود. از آنجا که نحوه عملکرد سیستم به صورتی است که امکان ایجاد هیچ خطایی در آن وجود ندارد، هر کدام از اعضای شبکه، قادرند اطلاعات دریافتی خود را بدون خطا و همچنین بدون نیاز به یک مرجع متمرکز تایید کنند. در صورتی که Node یا گره‌ای در این مسیر، نتواند کارش را به درستی انجام دهد، هیچ اختلالی در عملکرد سایر نودها ایجاد نمی‌شود و هر کدام کار خود را به درستی انجام خواهند داد.
تراکنش‌های تغییرناپذیر
تراکنش‌های مبتنی بر بلاک چین، غیر قابل تغییرند، چرا که برای هریک از تراکنش‌ها، تاریخ، ساعت انجام، شرکت کنندگان در آن و Hash بلوک قبلی به خوبی رمزگذاری شده است. بنابراین، عملیات حذف و برگشت یک تراکنش در بلاک چین، غیرممکن است. به بیان دیگر، بلوک‌هایی که بر اثر یک تراکنش بر روی بلاک چین ایجاد شده‌اند، تغییر نمی‌کنند و حذف نمی‌شوند. پس می‌توانید به سطح بالای امنیت در بلاک چین کاملا مطمئن باشید.
استفاده از الگوریتم اجماع
یک تراکنش، تنها در صورتی روی بلاک چین اجرا می‌شود که حداقل 51 درصد (بیش از نصف) شرکت کنندگان آن را تایید کنند. بر اساس خاصیت اجماع، تنها راه ایجاد تراکنش در این سیستم، جلب اعتماد و تایید اکثر مشارکت کنندگان در شبکه است. هر چند که الگوریتم‌های اجماع انواع مختلفی دارند، اما الگوریتم اثبات کار (Pow) و اثبات سهام (PoS) بیش از سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیستم سلسله مراتبی
هر بلوک در بلاک چین، اطلاعات مربوط به بلوک قبلی را در خود نگهداری می‌کند. این بلوک‌های متصل به هم، زنجیره‌ای را تشکیل می‌دهند که حاوی تراکنش‌های انجام شده در شیکه است. تراکنش‌های جدید نیز در ادامه این زنجیره ثبت خواهند شد.
فعالیت به صورت ناشناس
از آنجا که در شبکه بلاک چین برای انجام یک تراکنش یا تبادل اطلاعات، نیاز به هویت حقیقی افراد نیست، اعضای شبکه بلاک چین، می‌توانند با نام مستعار با هم معامله کنند. تنها در صورتی که طرفیت معامله به توافق رسیدند می‌توانند اطلاعات واقعی خود را در اختیار یکدیگر قرار دهند.
ویژگی‌های تامین امنیت بلاک چین چیست؟
در ادامه راجع به مهم‌ترین ویژگی‌هایی که تامین امنیت این سیستم را بر عهده دارند، صحبت می‌کنیم.
دفتر کل
دفتر کل، زنجیره‌ای از بلوک‌هاست که اطلاعات آن تغییرناپذیرند. این دفتر، تمامی تراکنش‌های یک بلاک چین را در خود ثبت می‌کند. پس از ثبت یک تراکنش، اطلاعات آن در تمامی گره‌های دیگر نیز ثبت خواهد شد.
زنجیره‌ای از بلوک‌ها
بلاک چین، زنجیره‌ای از بلوک‌هاست که هر کدام از آنها، ارزش Hash بلوک قبلی را دارد و به این ترتیب یک زنجیره تشکیل می‌شود. یکی از مهم‌ترین مواردی که به محافظت و امنیت داده‌ها کمک می‌کند، همین ویژگی است.
حفظ حریم خصوصی افراد
از دیگر ویژگی‌های مهم امنیتی در بلاک چین، این است که کاربران فقط قادر به مشاهده تراکنش‌های تایید شده هستند. یعنی یک کاربر با بررسی دفتر کل، نمی‌تواند هویت سایر کاربران را تشخیص دهد. بلکه تنها می‌تواند روند انتقال‌ها را مشاهده کند.
رمزنگاری
در بلاک چین، اطلاعات با کمک الگوریتم‌های مختلف رمزنگاری می‌شوند. اعضای شبکه تنها در صورت داشتن کلید رمز، می‌توانند اطلاعات را دستکاری کنند یا تغییر دهند.
الگوریتم‌های رمزنگاری طوری برنامه ریزی شده‌اند که با دریافت هر ورودی با هر اندازه، یک خروجی با اندازه معین ارائه می‌کنند. این شکل از تبدیل اطلاعات ورودی به خروجی، همان Hash کردن است.
قراردادهای هوشمند
این قراردادها، به شکل کدهای کامپیوتری نوشته می‌شوند و همانند قراردادهای کاغذی عمل می‌کنند. هر کدام از آنها در سیستم بلاک چین قوانینی دارند که استفاده کنندگان از این قراردادها، باید در مورد آنها به توافق برسند.
زمانی که توافق نامه مربوط به قرارداد، مشخص و کدنویسی شد، دیگر نیازی به واسطه نیست و تمام کارها به صورت اتوماتیک اجرا می‌شوند.
منظور از Node یا گره در بلاک چین چیست؟
ماشین‌های متصل به هم داخل یک شبکه بلاک چین، Node یا گره نامیده می‌شوند. آنها نسخه‌ای از پایگاه داده را در خود نگه داشته و اطلاعات را با هم به اشتراک می‌گذارند. کافی‌ست نرم افزار بلاک چین مورد نظر را نصب کنید تا این امور به طور خودکار مدیریت شوند.
خوب است بدانید که تنها کامپیوترهایی که نسخه‌ای از database را نگه می‌دارند، Node نیستند، بلکه هر چیزی که بتواند با شبکه مورد نظر رابطه برقرار کند، یک نود به شمار می‌رود.
بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
تا اینجا دانستیم که Node های تشکیل دهنده شبکه به یکدیگر متصل بوده و هر کدام نسخه‌ای از پایگاه داده را نگهداری می‌کنند. علاوه براین، اطلاعاتی درباره تراکنش‌ها و بلاک‌های تازه اضافه شده را نیز بین هم تبادل می‌کنند. اما بلوک‌های جدید چگونه به دیتابیس اضافه می‌شوند؟
از آنجا که قدرت گره‌ها برابر است، برای تصمیم‌گیری عادلانه، به مکانیزمی جهت تعیین و مشخص کردن گره‌های اضافه کننده بلوک‌های جدید به بلاک چین، نیاز دارید. این سیستم باید تقلب را برای اعضا، بسیار سخت و پرهزینه کند و در مقابل، اعضای فعال را تشویق کند.
علاوه بر عدم نیاز به دریافت اجازه برای اضافه شدن به مجموعه، ساخت بلوک‌های جدید نیز برای هر فرد امکان پذیر است، اما کاربران برای اینکه ثابت کنند کاملا درست و صادقانه فعالیت می‌کنند، باید سرمایه خود را در معرض ریسک قرار دهند. اگر فعالیت آنها درست باشد، این سرمایه منجر به کسب سود می‌شود و اگر تقلبی صورت گرفته باشد، بخشی از سرمایه‌شان از بین می‌رود.
بلوک‌ها چطور به هم متصل می‌شوند؟
در یک بلاک چین، آنچه بلوک‌ها را متصل به هم نگه می‌دارد، فرآیند Hashing است. هشینگ، شامل دریافت داده (بدون توجه به اندازه آن) و وارد کردن آن در یک تابع ریاضی به منظور تولید خروجی است. خروجی حاصل، Hash نام دارد و اندازه آن همیشه ثابت است.
در بلاک چین، امکان پیدا کردن دو قطعه داده متفاوت که Hash یکسانی برای آنها ایجاد شود، بسیار کم است. در واقع، کوچکترین تغییر در داده‌ها، یک خروجی کاملا متفاوت ایجاد خواهد کرد.
در سیستم بلاک چین، موضوع پایین بودن احتمال یکسان شدن خروجی دو ورودی متفاوت، اهمیت و ارزش زیادی دارد. به این ترتیب، هر بلوک می‌تواند با استفاده از Hash بلوک قبلی اتصال خود را با زنجیره برقرار کند.
هدف بلاک چین چیست؟
تا اینجا دانستیم بلاک چین چیست، چه ویژگی‌هایی دارد و امنیت آن چگونه تامین می‌شود. اما هدف بلاک چین این است که اجازه دهد اطلاعات دیجیتال، ثبت و توزیع شوند، اما ویرایش نشوند. بنابراین می‌توانیم بگوئیم یک بلاک چین، پایه و اساس دفاتر غیرقابل تغییر یا سوابق تراکنش‌هایی است که نمی‌توانید آنها را تغییر دهید، حذف کنید یا از بین ببرید. به همین دلیل، بلاک چین‌ها به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) نیز شناخته می‌شوند.
تفاوت پایگاه داده و بلاک چین چیست؟
یکی از تفاوت‌های مهم بین یک پایگاه داده و بلاک چین، نحوه ساختار داده‌هاست. بلاک چین، اطلاعات را در گروه‌هایی به نام بلوک جمع آوری می‌کند. بلوک‌ها ظرفیت ذخیره سازی مشخصی دارند. وقتی ظرفیت آنها پر شود، بسته می‌شوند و به بلوک پر شده قبلی متصل می‌شوند. به این ترتیب، زنجیره‌ای از داده‌ها شکل می‌گیرد که با نام زنجیره بلوکی شناخته می‌شود.
تفاوت دیگر این است که یک پایگاه داده معمولا دادههای خود را در جدول ساختاردهی می‌کند، در حالی که یک بلاک چین، دادههای خود را به وسیله قطعات و بلوک‌هایی که در کنار هم قرار گرفته‌اند، ساختار می‌دهد. این ساختار داده، یک جدول زمانی برگشت ناپذیر از داده‌ها ایجاد می‌کند. هنگامی که یک بلوک پر می‌شود، در مرکز قرار می‌گیرد و به بخشی از این جدول زمانی تبدیل می‌شود. هنگامی که هر بلوک به زنجیره اضافه می‌شود، یک نشان زمانی دقیق دریافت می‌کند. به بیان دیگر، دادههای جدید وارد یک بلوک جدید می‌شوند، هنگامی که بلوک با داده‌ها پر شد، به بلوک قبلی زنجیر می‌شود. به این ترتیب، داده‌ها به ترتیب زمانی به هم متصل می‌شوند.
بلاک چین، نوعی پایگاه داده اشتراکی است که در نحوه ذخیره اطلاعات، با یک پایگاه داده معمولی متفاوت است. این سیستم، داده‌ها را در بلوک‌هایی ذخیره کرده و سپس از طریق رمزنگاری آنها را به یکدیگر مرتبط می‌کند.
کلیک کنید تا با سیستم مدیریت پایگاه داده و ویژگی‌های آن آشنا شوید.
مزایای استفاده از بلاک چین چیست؟
به کمک بلاک چین می‌توانید انواع مختلفی از سیستم‌های غیرمتمرکز را ایجاد کنید که این موضوع مزایای زیر را به همراه دارد:
- تراکنش‌های شبکه بلاک چین به وسیله شبکه‌ای متشکل از هزاران سیستم کامپیوتری تایید می‌شود. این موضوع، دخالت انسان در فرآیند تایید را حذف می‌کند. بنابراین، احتمال خطا کاهش پیدا می‌کند و اطلاعات به صورت دقیق ثبت می‌شوند.
- بلاک چین، هیچکدام از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. در این سیستم، یک زنجیره بلوکی، کپی شده و در سراسرشبکه‌ای از کامپیوترها پخش می‌شود. هر زمان که بلوکی جدید به بلاک چین اضافه شود، هر کدام از کامپیوترهای موجود در شبکه، برای انعکاس تغییرات، بلاک چین خود را به روز می‌کند. با انتشار اطلاعات در سراسر شبکه، دستکاری در بلاک چین بسیار سخت می‌شود. مثلا اگر یک نسخه از بلاک چین به دست یک هکر بیفتد، تنها یک نسخه از اطلاعات در معرض خطر قرار می‌گیرد، نه تمام شبکه.
- همان طور که قبلا هم اشاره کردیم، شبکه‌های بلاک چین به عنوان پایگاه دادههای عمومی عمل می‌کنند. به این معنی که هر کس با اتصال به اینترنت می‌تواند فهرستی از تاریخچه تراکنش‌های شبکه را به همراه جزئیات آنها مشاهده کند. اما نمی‌تواند به اطلاعات شناسایی کاربران دسترسی داشته باشد. در واقع شبکه‌های بلاک چین، کاملا محرمانه هستند.
- اکثر سیستم‌های بلاک چین منبع باز هستند. یعنی همه می‌توانند کدهای آن را ملاحظه کنند. همچنین، هیچ منبع واقعی برای کنترل کدها یا نحوه ویرایش آنها وجود ندارد. به همین دلیل، هر کس می‌تواند در مورد تغییر یا ارتقای سیستم پیشنهاداتی ارائه دهد.
- از آنجا که فرآیند پردازش و تایید اطلاعات در بلاک چین‌ها توسط کاربران انجام می‌شود، هیچکدام از اعضا نمی‌توانند بدون رضایت اکثریت افراد کاری انجام دهند. همچنین همه اعضا یک نسخه از دفتر کل را در اختیار دارند. این سیستم صریح و شفاف می‌تواند تغییرات بزرگ و ملموسی در سازمان ایجاد کند.
- با استفاده از قوانین اجماع، رمزنگاری و ارتباط زنجیره‌ای اطلاعات در بلاک چین، امکان تغییر یا دستکاری اطلاعات بسیار کم است. در نتیجه امنیت به بالاترین حد می‌رسد. خوب است بدانید قوانین اجماع به معنی روش‌هایی برای به توافق رسیدن اعضای یک شبکه است.
- امروزه سازمان‌ها برای دریافت خدمات هزینه زیادی به واسطه‌ها پگرداخت می‌کنند. با وجود سیستم بلاک چین، دیگر نیازی به وجود واسطه یا واحد کنترل مرکزی نیست. بنابراین، با حذف واسطه‌ها هزینه‌ها نیز کاهش پیدا می‌کند.
- از آنجا که در بلاک چین، هیچ ساز و کاری بر روی گره‌های شبکه نظارت نمی‌کند، همه اعضا قدرت یکسانی دارند. پس هر اطلاعاتی که در بلوک‌ها ثبت می‌شود، برای همیشه در معرض مشاهده همه اعضا قرار می‌گیرد.
- تمام تراکنش‌ها و اطلاعات درون آنها در بلاک چین ذخیره می‌شود. بنابراین می‌توانید تمام اطلاعات و حساب‌ها را ردیابی کنید.
محدودیت‌های استفاده از بلاک چین چیست؟
هر فناوری با وجود مزایای بسیار زیاد، معایب و محدودیت‌هایی هم دارد که در این بخش به تعدادی از آنها اشاره می‌کنیم.
- قبل از هر چیز باید بگوئیم، بلاک چین یک فناوری جدید و نوپاست و برای پذیرفته شدن و فراگیر شدن به زمان زیادی نیاز دارد.
- اغلب شبکه‌های بلاک چین مشکل مقیاس پذیری دارند. این موضوع باعث می‌شود در زمان شلوغی شبکه و افزایش تعداد تراکنش‌ها، سرعت کم شود و کارمزدها افزایش پیدا کند.
- کوچکترین خطا یا مشکل نرم افزاری در قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) و برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) می‌تواند منجر به از بین رفتن سرمایه‌های یک پلتفرم شود.
- ایجاد تغییر و به روز رسانی در پلتفرم‌های غیرمتمرکز نسبت به سیستم‌های متمرکز پیچیدگی بیشتری دارد. به روز رسانی در سیستم بلاک چین، فورک نامیده می‌شود و انجام آن، به زمان زیادی نیاز دارد. علاوه بر این، مراحل مختلفی باید طی شود تا همه اعضا موافقت خود را با انجام تغییرات اعلام کنند.
- از آنجا که بلاک چین یک فناوری جدید است، ممکن است دستکاری‌های زیادی در قیمت‌های اعلام شده اتفاق بیفتد که این موضوع، نوسان شدید قیمت‌ها و افزایش ریسک فعالیت در این حوزه را به دنبال دارد.
و در انتها…
امیدورایم سوالات ابتدای مقاله را به خوبی پاسخ داده باشیم. ملاحظه کردید، بلاک چین، یک سیستم ثبت اطلاعات است که اطلاعات ذخیره شده بر روی آن، در میان تمام اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود. این سیستم، به عنوان یکی از راه‌های پیاده‌سازی فناوری DLT اولین بار با پروژه‌ی بیت کوین به دنیا معرفی شد.