اگر در ده سال گذشته پیگیر بانکداری، سرمایه گذاری یا رمزنگاری (Cryptocurrency) بوده اید، مطمئنا با واژه بلاک چین ( blockchain ) برخورد کرده اید و چه بسا با آن آشنا باشید. بلاکچین در واقع فناوری است که بیت کوین توسط آن توانسته است به یکی از قوی ترین ارز های جهان تبدیل شود.
ویژگی که باعث می‌شود بلاک چین از دیگر سیستم ها متمایز شود نحوه ثبت اطلاعات در این سیستم است، در این شبکه اطلاعات بین تمامی اعضا به اشتراک گذاشته می‌شود. به همین دلیل امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات در این سیستم تقریباً غیر ممکن است.
بلاک چین یعنی چه؟
سوالی که پیش میاد این است که با توجه به اینکه بلاک چین فناوری پیچیدهای دارد، چرا آن را بلاکچین مینامند؟ معنی لغوی بلاک چین ( blockchain ) به معنی زنجیره بلاک است. block به معنی بلاک و chain هم به معنی زنجیره است. اما در دنیای دیجیتال بلاکچین به این معنی است که اطلاعات (بلاکها) در یک پایگاه داده عمومی (زنجیرهها) ذخیره و با استفاده از رمزگذاری بین اعضا به اشتراک گذاشته میشوند.
“بلاک” ها در قسمت blockchain سه نوع اطلاعات را در خود ذخیره میکنند
- بلاک ها اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاریخ، زمان و مبلغ آخرین خرید افراد از فروشگاههایی که بیت کوین را پشتیبانی میکنند مانند آمازون را در خود ذخیره می کنند.
- بلاک ها اطلاعات اینکه چه کسانی در معاملات شرکت کرده اند را ذخیره میکنند. برای مثال اگر شما با بیت کوین خریدی را انجام دهید اطلاعات شما به صورت یک رمز دیجیتالی منحصر به فرد در بلاک ها ذخیره می‌شود.
- بلاک ها اطلاعاتی را که آنها را از سایر بلوک ها متمایز می کنند، ذخیره می کنند. دقیقاً مثل من و شما که نام هایی داریم که توسط آنها از دیگران متمایز میشویم، هر بلاک کد منحصر به فردی به نام ” هش ” را ذخیره می کند
هر کدام از بلاک ها 1MB ظرفیت دارند. این به معنی است که هر واحد بلاک چند هزار تراکنش را در خود جای می‌دهد.
هش چیست؟
هش ها کدهای رمزنگاری هستند که توسط الگوریتم های خاص ریاضی ایجاد شده اند. هدف اصلی هش جلوگیر از تقلب است. هش یک داده یا ورودی، همیشه ثابت است.
مثلا زمانی که شما خرید خود را با بیت کوین انجام داده اید و همان کالا را نیاز دارید که دوباره تهیه کنید حتی اگر جزئیات خرید جدید با خرید قبلی شما تقریباً یکسان باشد، به دلیل کدهای منحصر به فرد هش ها، بلاک ها از یک دیگر متمایز میشوند.
استفاده از هش باعث می‌شود تا از تقلب و تغییر اطلاعات ثبت‌شده روی بلاک چین جلوگیری شود.
بلاک چین چگونه کار میکند
همان طور که گفتیم بلاک چین یک زنجیره اطلاعاتی است. زمانی که اطلاعات جدیدی به شبکه بلاک چین اضافه می‌شود یک بلاک به زنجیره قبلی اضافه می‌شود. برای این اتفاق باید 4 اتفاق رخ دهد :
- یک معامله باید رخ دهد. با همان مثال خرید ادامه میدهیم. زمانی که شما با بیت کوین خریدی را انجام میدهید اطلاعات این تراکنش در کنار هزاران تراکنش دیگر در یک بلاک ذخیره می‌شود.
- مرحله بعد این است که معامله تایید شود که این کار توسط شبکه بلاک چین در کسری از ثانیه رخ می‌دهد.
- حال وقت آن است که معامله در بلاک ذخیره شود. زمانی که صحت اطلاعات معاملات تایید شد مبلغ دلار، امضای دیجیتال خریدار و امضای دیجیتال فروشنده همه در یک بلاک ذخیره می شوند. تمامی این اطلاعات برای هزاران نفری که در شبکه بلاک چین فعالیت میکنند ارسال می‌شود.
- در مرحله آخر به این بلاک باید هش داده شود. پس از تأیید کلیه معاملات یک بلاک، باید یک کد شناسایی منحصر به فرد به نام هش Hash به بلاک داده شود. پس از این مرحله بلاک جدید به زنجیره بلاک چین blockchain اضافه می‌شود.
هنگامی که آن بلاک جدید به شبکه بلاک چین اضافه شد، برای همه در دسترس عموم قرار می گیرد. اگر شما هم به blockchain Bitcoin نگاهی بیندازید، خواهید دید که به داده های زیر دسترسی دارید:
- زمان (“Time”)
- کجا (“When”)
- چه کسی (“Relay By”)
کوچک‌ترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن را به طور کلی تغییر می‌دهد و بلاک چین را غیرمعتبر می‌سازد.
به زبان ساده
شما در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه‌ای حاوی اطلاعات را بالا می‌گیرید و همه با تلفن همراه‌شان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگر شما آن اطلاعات را نابود کنید، یا تغییری در آن بدهید، دیگر برای آن جمع قابل پذیرش نیست، چون آنها یک کپی از نسخه اصلی را دارند، مگر اینکه موبایل همه را بگیرید و آن را حذف کنید.
این جمعی که از آن صحبت کردیم می‌تواند چندین میلیون نفر باشد که در بیت کوین و اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال بلاک چینی شاهد آن هستیم و یا به صورت خصوصی برای یک گروه خاص استفاده شود.
آیا Blockchain خصوصی است؟
هر کسی می تواند محتویات blockchain را مشاهده کند همچنین افراد میتوانند کامپیوترهای شخصی خود را به عنوان یک عضو در زنجیره بلاک چین به شبکه این فناوری وصل کنند. با انجام این کار، سیستم آنها یک نسخه از blockchain را که به طور خودکار به روز می شود دریافت میکند. به این صورت بلاکهای جدیدی که به بلاک چین اضافه می‌شود را دریافت می کنند.
هر کامپیوتری که در این شبکه قرار دارد یک کپی از بلاک چین را دارد. این به این معنی است که اطلاعات موجود در بلاک چین در دسترس میلیونها کاربر این شبکه هستند و هر تغییری باید در تمامی این شبکه ثبت شود. این مزیت باعث می‌شود که هک و دستکاری این شبکه بسیار دشوار و حتی غیر ممکن باشد. در واقع اینجاست که بلاک چین معنی اصلی خود را به رخ همگان میکشد.
با این حال، با نگاهی به blockchain Bitcoin، متوجه می شوید که به اطلاعات شناسایی شخصی کاربرانی که در حال انجام معاملات هستند دسترسی ندارید. در واقع اطلاعات شخصی در این شبکه وجود ندارد و تنها به امضای دیجیتالی یا نام کابری آنها محدود می‌شود.
یک سوال مهم
اگر ما نمیدانیم چه کسی این بلاکها را ایجاد و به شبکه بلاکچین اضافه میکند یا اینکه چه کسی پشت این سیستم است، چگونه میتوان به بلاک چین و بیت کوین اعتماد کرد؟
آیا بلاک چین امن است؟
بلاک چین از چند طریق مختلف توانسته است اعتمادها را جلب کند.
اولین موضوع این است که بلاک های جدید همیشه به صورت خطی به انتهای بلاکچین اضافه میشوند. مکان قرار گیری هر بلاک در زنجیره بلاکچین مشخص است و به آن Heghit گفته می‌شود. در ژانویه سال 2020، Heghit بلاک ها به 615،400 رسیده بود.
بعد از اینکه بلاک به زنجیره اضافه شد، تغییر و حذف بلاک بسیار دشوار است. زیرا هر بلاک دارای هش Hash مخصوص به خود و همچنین هش بلاک قبل از خود است. کدهای هش اطلاعات دیجیتالی را به رشتهای از اعداد و حروف تبدیل میکند. اگر اطلاعات بلاک به هر طریقی تغییر کند هش نیز تغییر میکند.
چرا هک کردن بلاکچین بسیار دشوار است؟
در بلاک چین همه چیز به صورت یک زنجیره بهم وصل هستند. یعنی چی؟ خب شما فرض کنید قصد دارین خریدی را از آمازون انجام دهید، هکر سعی میکند معاملات شما با آمازون را ویرایش کند، به محض اینکه مقدار دلار شما را تغییر دهد، هش Hash بلاک تغییر خواهد کرد. بلاک قدیمی تر هنوز دارای هش قدیمی است و همین زنجیره تا آخر ادامه دارد. هکر باید تمامی بلاک ها را تغییر دهد که به علت بالا بودن محاسبات پیچیده ریاضی و تعداد بالای زنجیره ها این کار تقریبا غیر ممکن است.
پس از افزودن یک بلاک به blockchain، ویرایش آن بسیار مشکل است و حذف آن غیرممکن است.
اعتماد در بلاکچین
برای حل مسئله اعتماد، شبکههای بلاک چین تستهایی را برای کامپیوترهایی که می خواهند به این شبکه وارد شوند انجام میدهند.
این آزمایشات که مدلهای اجماع ( consensus models ) نامیده می شوند، کاربران را مجبور می کند قبل از شرکت در یک شبکه blockchain، خود را به اثبات برسانند. یكی از متداول ترین تستهایی كه بیت کوین به كار می برد اثبات كار ( proof of work ) است.
در اثبات سیستم کار، کامپیوترهایی که قصد ورود به بلاکچین را دارند با حل یک مسئله پیچیده ریاضی برای اضافه کردن یک بلاک به بلاکچین واجد شرایط میشوند. اما روند افزودن بلاک به بلاکچین، که در دنیای رمز ارز ( cryptocurrency ) آن را ماینینگ ( mining ) می نامد آسان نیست.
در حقیقت، شانس حل یکی از این مسائل در شبکه بیت کوین در ژانویه سال 2020 در حدود 15.5 تریلیون در یک بود. همچنین فعالیت در این شبکه به انرژی و سخت افزار بالایی نیاز دارد.
اثبات کار ( Proof of work ) حملات هکرها را غیرممکن نمی کند، اما باعث می شود که هک کردن این شبکه نزدیک به صفر باشد. اگر یک هکر بخواهد یک حمله به blockchain را ترتیب دهد، باید بیش از 50٪ از کل توان محاسباتی موجود در blockchain را کنترل کنن تا بتواند بر همه شرکت کنندگان موجود در شبکه غلبه کند. با توجه به ابعاد فوق العاده بلاک چین بیت کوین، یک حمله 51 درصدی مطمئناً ارزش این تلاش را ندارد و بیش از حد غیرممکن است.
داستان بلاک چین و بیت کویین
هدف از بلاک چین این است اطلاعات دیجیتالی ثبت شوند بدون آن که به توان آنها را ویرایش کرد. در ادامه نگاهی میندازیم به این که نخستین بار فناوری بلاک چین چگونه ایجاد شد.
اولین کار روی بلک چین رمزنگاری شده در سال ۱۹۹۱ توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا توصیف شد. در سال ۱۹۹۲، بایر، هابر و استورنتا درخت درهم‌سازی را به طراحی متصل ساختند، که باعث بهبود کارایی آن شده و اجازه می‌داد که چندین سند در یک بلوک جمع‌آوری شوند.
اما تقریباً دو دهه بعد، با راه اندازی بیت کوین (ارز دیجیتالی) در ژانویه سال 2009، بلاک چین به عنوان یک جزء اصلی از بیت‌کوین قرار گرفت و تجربه جدیدی از پول را به وجود آمد. در مقالهای که خالق بیت کوین با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو ( Satoshi Nakamoto ) در باب این ارز دیجیتالی منتشر کرد بیت کوین را یک سیستم پولی همتا به همتا و بدون وابسته به افراد معرفی کرد.
در اینجا می توانید نحوه پیدایش بیت کوین را مطالعه کنید.
غیرمتمرکز بودن بلاک چین و بیت کویین
شما اطلاعات دیجیتالی افرادی که بیت کوین دارند را دارید، مطمئنا در جهان افراد زیادی هستند که دارای بیت کوین هستند. حال وقتی یکی از این افراد بخواهد خریدی را با بیت کوین انجام دهد، اینجاست که بلاک چین وارد عمل می‌شود.
وقتی صحبت از پول چاپی می‌شود از پولی حرف میزنیم که توسط یک دولت تنظیم و تایید می‌شود. در واقع تمامی پولهای چاپی دارای یک پشتوانه هستند. اما بیت کوین به این صورت نیست. در عوض، معاملات انجام شده با بیت کوین توسط کاربرانی که در شبکه بلاکچین وجود دارند تایید می‌شود. به همین دلیل شبکه بیت کوین و بلاکچین را غیرمتمرکز مینامند.
مسابقه ماینینگ
زمانی یک معامله در شبکه بیت کوین صورت می‌گیرید، کامپیوترهای موجود در این شبکه برای تایید این معامله سعی میکنن مسئلههای پیچیده ریاضی به نام هش ( Hash ) را حل کنند. که این کار با اجرای برنامه مخصوص استخراج بیت کوین صورت میگیرد.
زمانی که یک کامپیوتر یک هش را در بلاک ثبت میکند در واقع توانسته است یک معامله را تایید کند و بلاک را به زنجیرهای که بالا توضیح دادیم وصل کند و این معامله به دست عموم افراد برسد. این کار دارای جایزهای است که به اصطلاح آن را ماینینگ مینامند.
برای انجام این کار کامپیوترهای مخصوصی با سخت افزار قوی ساخته شده اند که به آنها ماینر میگویند. در اینجا میتوانید مقاله مربوط به ماینرها را مطالعه کنید.
کیف پول در بیت کوین
اگرچه معاملات انجام شده توسط بیت کوین در شبکه بلاک چین ذخیره میشوند با این حال اطلاعات کاربران به صورت کامل در آن ذخیره نمیشود. در واقع کاربران بیت کوین میبایست برنامه دیگری به نام کیف پول را اجرا کنند. این به این معنی است که هرکس که بخواهد در این شبکه فعالیت کند ملزم به ایجاد یک کیف پول می باشد.
هر کیف پول از دو کلید رمزنگاری منحصر به فرد و مجزا تشکیل شده است: یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی. کلید عمومی برای ثبت معاملات و همچنین امضای دیجیتالی کاربر در شبکه بلاک چین استفاده می‌شود.
کلید عمومی کاربر نسخه کوتاه شده از کلید خصوصی آنها است که از طریق یک الگوریتم پیچیده ریاضی ایجاد شده است. به دلیل پیچیدگی این فرآیند، معکوس کردن روند و تولید یک کلید خصوصی از یک کلید عمومی تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، فناوری بلکچین ( blockchain ) محرمانه تلقی می شود.
آینده بلاکچین
از سال 1991 که بلاک چین به عنوان یک پروژه تحقیقاتی پیشنهاد شد در تلاش بوده است که جای خود را در دنیای تکنولوژی باز کند. با این حال به نظر میرسد که در اواخر دهه بیست و یکم، در سن بیست و هفت سالگی توانسته است سهم نسبتاٌ خوبی از بازار را در دست بگیرد و نگاه همگان را به سمت خود بکشاند.
فناوری بلاک چین به سرعت در حال رشد است. میتوان گفت فناوری blockchain به عنوان مهمترین نوآوری با استفاده از رمزنگاری cryptocurrency شناخته می‌شود که بدون شک با گسترش روز افزون اینترنت شاهد رونق آن خواهیم بود.
