بلاک چین چیست؟ راهنمایی برای مبتدیان (قسمت اول)

دسته: مطالب آموزشی تاریخ:

برای درک عملکرد ارز دیجیتال باید ابتدا با مفهوم بلاک چین آشنا شد. در این بخش اول این مقاله مفهوم بلاک چین، چگونگی عملکرد آن،بخش‌های مختلف و ویژگی‌های آن شرح داده خواهد شد.

بلاک چین چیست و چرا به آن نیاز است؟

برای درک اینکه ارز دیجیتال چگونه عمل می‌کند یک فرد مبتدی باید ابتدا با مفهوم بلاک چین آشنا شود. بلاک چین ساختاری است که توسط فرد یا گروهی از افراد که تحت نام مستعار ساتوشی ناکاموتو شناخته می‌شوند ایجاد شده است.

اصطلاح بلاک چین از دو کلمه بلاک و چین تشکیل شده است که معادل هستند. ترجمه تحت الفظی آن یعنی زنجیره‌ای از بلاک‌ها. اگر بخواهیم مفهوم بلاک چین را  بدون وارد شدن به جنبه‌های فنی و به زبان ساده توضیح دهیم، می‌توانیم تعریف زیر را ارائه دهیم.

بلاک چین پایگاه داده‌ای است که از زنجیره‌ای از تراکنش‌ها تشکیل شده است، از قوانین مقرر شده پیروی می‌کند و دسترسی باز به اطلاعات ذخیره شده دارد. چنین عملیاتی امکان کلاهبرداری، سرقت اطلاعات شخصی را به طور کلی از بین می‌برد و حفاظت از حقوق شخصی را تضمین می‌کند.

تمام اطلاعات درباره تراکنش‌ها، پرداخت‌ها و سایر عملیات در جایی ذخیره می‌شود. این محل ذخیره سازی اغلب سرور بانک‌ها، سازمان‌های دولتی یا شرکت‌ها است. فناوری بلاک چین یا زنجیره بلاک‌ها در این زمینه قابل اطمینان‌تر است. تاریخچه عملیات فقط در یک مکان ذخیره نمی‌شود. این تاریخچه بر روی هزاران کامپیوتر در سراسر جهان توزیع می‌شود. در این حالت داده‌های ذخیره شده امن‌تر است، گم نمی‌شود و از بین نمی‌رود.

امنیت کامل در بلاک چین به دلیل چند عامل است:

  • یک الگوریتم بسیار پیچیده که بر اساس داده‌های محاسباتی و ریاضی است
  • کد برنامه‌ رمزنگاری شده خاص
  • کامپیوتر‌هایی که از طریق اینترنت و با یک سیستم خاص به هم متصل و در سراسر جهان مستقر هستند و اطلاعات بین آنها مبادله می‌شود.

برای توضیح اصول بلاک چین می‌توان آنرا به ساختار DNA تشبیه کرد. DNA اطلاعات کامل را درباره یک شخص دارد که در کد‌ ژنتیکی رمزنگاری شده است. همان طور که بدن انسان DNA بیگانه را نمی‌پذیرد، بلاک چین نیز هر گونه مداخله غیر مجاز که سعی دارد اطلاعات ثبت شده در زنجیره بلاک‌های موجود را تغییر دهد رد می‌کند.

زمینه تاریخی

ارز دیجیتال یک مورد استفاده خاص از فناوری بلاک چین است که بر اساس آن ایجاد شده است. جهان برای اولین بار به لطف بیت کوین با بلاک چین آشنا شد. بیت کوین در سال 2008 توسط ساتوشی ناکاموتو اختراع شد. در زمان راه اندازی پلتفرم، او سندی را به صورت عمومی منتشر کرد که در آن اصول فنی و ریاضی عملیات این پلتفرم با جزئیات توضیح داده شد.

ابتدا مفاهیمی مانند ماینینگ و ارز دیجیتال فقط برای تعداد محدودی از افراد شناخته شده بود و فقط مجموعه کوچکی از برنامه نویسان می‌دانستند که بلاک چین چیست.

در سال 2010، اولین خرید ارز دیجیتال انجام شد. ۱۰۰۰۰ بیت کوین صرف خرید دو پیتزا شد. اگر قیمت آنها را با نرخ مبادله امروز مجددا محاسبه کنیم، 52000000 دلار ارزش خواهند داشت. این نشان می‌دهد که رشد و توسعه فناوری می‌تواند مزایا و درآمد با خود به همراه داشته باشد.

برای بسیاری از افراد، بلاک چین بیت کوین است، اگر چه این ارتباط مستقیم کاملاً صحیح نیست. در حقیقت بلاک چین بستری است که در آن یک ارز دیجیتال می‌تواند کار کند. در حال حاضر بر اساس فناوری بلاک چین، تعداد زیادی از انواع مختلف ارز‌های دیجیتال راه اندازی شده‌اند. برخی از آنها به اجداد خود بسیار نزدیک هستند در حالی که برخی دیگر تفاوت‌های قابل توجهی دارند. با این حال اصول ارز دیجیتال بدون تغییر باقی مانده است. توسعه دهندگان مدرن سعی دارند علاوه بر ایجاد ارزهای دیجیتال راه‌های جدیدی برای استفاده از این فناوری پیدا کنند. به طوری که می‌توان به زودی منتظر ابعاد جدیدی برای توسعه بلاک چین باشیم.

ایده غیر متمرکز سازی

بلاک چین یک تکنولوژی غیر متمرکز است. هر چیزی که در آن اتفاق می‌افتد تابعی از کل شبکه است. با ایجاد یک راه جدید برای تأیید تراکنش‌ها، جنبه‌های تجارت سنتی ممکن است دیگر ضروری نباشد.

شبکه کامپیوتر‌ها از فناوری بلاک چین برای مدیریت پایگاه داده‌ای از تراکنش‌های بیت کوین استفاده می‌کند. ارز دیجیتال اصلی توسط شبکه خودش و نه یک قدرت مرکزی کنترل می‌شود.  غیر متمرکز سازی به معنای آن است که شبکه به صورت کاربر به کار یا همان نظیر به نظیر (P2P)است.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

فناوری بلاک چین یک پروسه پیچیده است که بر اساس قوانین خاصی کار می‌کند. برای درک اصول عملکرد آن لازم است بدانید چه کسی و چگونه داده را در چنین سیستمی مبادله می‌کند. بلاک چین شامل دو پیغام است: بلاک و تراکنش. بلاک‌ها تعداد زیادی از تراکنش‌های رمزنگاری شده و تأیید شده است که به صورت تصادفی با یکدیگر ترکیب شده‌اند. می‌توان بلاک چین را به صورت یک فایل در نظر گرفت که به طور مرتب به روز رسانی می‌شود. عملیات انجام شده در بلاک شکل می‌گیرند تا ترافیک و منابع محاسباتی ذخیره شود. سیستم مبتنی بر بلاک چین شامل سه شرکت کننده است:

ماینر: نوعی از شرکت کنندگان که کل شبکه را مجبور به کار می‌کنند. آنها جمع آوری و تأیید عملیات را انجام می‌دهند. برای رسیدن به این هدف، ماینر‎ها رمزنگاری‌های مختلفی انجام می‌دهند که شامل ایجاد هش های (کد) منحصر به فرد است و به رمزنگاری تراکنش‌ها در یک بلاک و الحاق آن به بلاک قبلی کمک می‌کند.

ماینر‌ها امنیت کل سیستم را تضمین می‌کنند. با این وجود از نظر تئوری می‌توان آنرا هک کرد و تغییرات ثبت شده قبلی را افشا کرد. برای انجام این کار شما باید  حداقل 51% قدرت محاسباتی را در یک شبکه قرار دهید. این اقدام که به «حمله 51%» موسوم است بسیار بعید است، چرا که اجرای آن نیاز به منابع محاسباتی فراوانی دارد و زنجیره‌ای از چنین حملاتی قادر به پرداخت هزینه‌های خود نیست.

حسابرسان: افرادی که تاریخچه کاملی از داده‌های عملیاتی را نگهداری می‌کنند حسابرس نام دارند. هنگام نوشتن این مقاله کل بلاک چین بیت کوین 211GB است که به تدریج در حال رشد است. حسابرسان کار ماینر‌ها را چک می‌کنند و توزیع بار را در شبکه انجام می‌دهند.

کلاینت: کلاینت‌ها فقط اطلاعات خود را برای انتقال شخصی نگهداری می‌کنند. آنها تاریخچه کاملی از عملیات سیستم را در اختیار ندارند. این مورد برای کاربرد‌های ساده‌ کیف پول ارز دیجیتال در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها متداول است.

الگوریتم عملیات بلاک چین

عملکرد بلاک چین می‌تواند با Torrent مقایسه شود که عملیات در آن به صورت P2P (تمام شرکت کنندگان یکسان هستند) انجام شود. هنگامی که ما یک فایل از دنبال کننده دریافت می‌کنیم از یک سرور مرکزی استفاده نمی‌کنیم. فایل مانند torrent به طور مستقیم از همان بخش دانلود می‌شود.

اگر هیچ فردی به شبکه P2P متصل نشود، شما شانسی برای دانلود فایل نخواهید داشت. در بلاک چین نیز فرایند مشابهی انجام می‌شود. تمام عملیات و تراکنش‌ها به طور مستقیم بین افراد انجام می‌شود. علاوه بر آن تراکنش‌ها به این دلیل انجام می‌شوند که تمام شرکت کنندگان به یک شبکه وصل می‌شوند.

الگوریتم عملیات فناوری بلاک چین بر اساس پردازش اطلاعات هشینگ (رمزنگاری) است که توسط کامپیوتر‌های تشکیل دهنده شبکه انجام می‌شود. تمام اطلاعات بین اعضای شبکه و بر اساس اصولی مشابه با سیستم اشتراک فایل تورنت ­توزیع می‌شود.

هشینگ بررسی صحت یک پیام عددی یا حرفی است و با استفاده از یک الگوریتم خاص انجام می‌شود. با قرار دادن یک پیام در این الگوریتم شرکت کنندگان این سیستم، آنرا هش می‌کنند. حاصل نوعی کد است که از ۶۰ کاراکتر حرفی و عددی تشکیل شده است.

کامپیوتر‌های متصل به سیستم، محاسباتی را جهت دستیابی به نتیجه مشخص و اختصاص اطلاعات مربوطه به بلاک انجام می‌دهند. هنگامی که ثبت داده‌ها به روز رسانی شد، لینک جدیدی از اطلاعات به دست می‌آید که تغییر آن دیگر امکان پذیر نیست. تنها عملیات ممکن اضافه کردن اطلاعات و رکورد‌های تراکنش جدید است. به روز رسانی ثبت همزمان بر روی تمام کامپیوتر‌های متصل به شبکه انجام می‌شود.

ویژگی‌های فناوری بلاک چین

ماهیت بلاک چین بر اساس یک زنجیره غیر متمرکز از لینک‌هایی است که به صورت متقابل به هم مرتبط هستند. همانطور که تاکنون متوجه شدیم، هر بلاک رکوردی از تراکنش‌هایی است که بر روی شبکه اجرا می‌شوند.

تغییر ناپذیری

 یکی از ویژگی‌های منابع غیر متمرکز، غیر قابل تغییر بودن تراکنش‌ها است. ایجاد هر تغییری در یک توافق ثبت شده غیر ممکن است. تضمین این اصل، عملکرد بلاک چین است که در آن تمام نود‌ها و ویژگی‌های زنجیره بلوک‌ها به صورت همزمان ذخیره می‌شود. تمام بلاک‌ها به هم متصل هستند. برای مثال در بیت کوین می‌توان در نظر گرفت که هش هر بلاک از موارد زیر تشکیل شده است:

  •  اعداد تصادفی
  • هش بلاک قبلی
  •  هش تراکنش

از آنجا که هر بلاک رفرنسی از هش بلاک قبلی را دارد، درصورت دستکاری یک تراکنش هش فورا تغییر می‌کند و کل زنجیره شکسته خواهد شد. به همین دلیل در صورت تلاش برای تغییر اطلاعات موجود در یک بلاک، سایر بلاک‌ها به سادگی این عملیات را رد می‌کنند.

بر چسب زمانی

هر بلاک در بلاک چین با ترتیب زمانی دقیق ثبت می‌شود و شامل داده‌هایی درباره تمام تراکنش‌ها است. آنها شامل یک برچسب زمانی خاص هستند که برای تعداد خاصی لازم هستند. ساتوشی ناکاموتو توسعه دهنده بیت کوین اشاره کرده است که برچسب زمانی برای پیشگیری از هزینه مجدد سرمایه‌ها لازم است که یکی از مشکلات سیستم‌های غیر متمرکز است. بدون برچسب زمانی راهی برای نود‌های مستقل وجود ندارد که ثابت کنند کاربر سعی در استفاده مجدد از کوین‌های یکسان ندارد.

ماینینگ و توافق

هر کدام از نود‌های حاضر در سیستم از کار بلاک چین پشتیبانی می‌کنند. پاداش این کار کمیسیونی از سوی کاربران برای تأیید موفقیت آمیز عملیات است. ماینر‌ها ارز دیجیتال را برای ایجاد هر بلاک جدید دریافت می‌کنند. این امر سبب ایجاد رقابت بین آنها می‌شود، چرا که هر فرد می‌خواهد مقداری از دارایی‌های دیجیتال را به عنوان پاداش دریافت کند. در نتیجه یک مکانیسم توافق برای حل مسئله رقابت نیاز است. با این وجود اهمیت آن محدود به این تصمیم نیست که کدام ماینر‌ها پاداش دریافت می‌کنند.

برای دستیابی به توافق بین هزاران کامپیوتر مختلف در سراسر جهان، یک سیستم خاص نیاز است. یک مکانیسم توافق می‌تواند به نود‌ها کمک کند که عملیات شبکه را بر اساس قوانین ریاضی پذیرفته شده تنظیم کنند.

مکانیسم‌هایی که کارایی و قابلیت اطمینان بلاک چین را تضمین می‌کند الگوریتم‌های اثبات کار یعنی کار انجام شده (Proof of Worf) و اثبات سهم یعنی سهم تأیید شده (Proof of Stake) هستند. با کمک این دو الگوریتم می‌توان در بلاک چین به توافق دست یافت.

اثبات کار (PoW) در حال حاضر یکی از قابل اطمینان‌ترین پروتکل‌های توافق است که بسیاری از سیستم‌های ارز دیجیتال بر روی آن کار می‌کنند. این پروتکل به شما اجازه می‌دهد که بلاک جدیدی ایجاد کنید، برای ایجاد آن نود پاداش دریافت کنید و بتوانید یک مسئله الگوریتمی را حل کنید. به همین دلیل ماینر‌های حرفه‌ای از تجهیزات ماینینگ قدرتمند و پیشرفته استفاده می‌کنند.

 

دیدگاه خود را بنویسید