راهنمای کامل بلاک چین؛ بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند؟

شاید شما هم مانند بسیاری افراد، چند سال گذشته را با شنیدن نام بلاک چین (Blockchain) و تمام داستان‌های پیرامون آن در مورد انقلاب جدید دنیای فناوری گذرانده‌ باشید و احتمالاً بارها از خود پرسیده‌اید که دقیقاً بلاک چین چیست؟! احتمالاً وقتی سعی دارید بفهمید که بلاک چین چطور کار می کند، همان احساس و افکاری به شما دست می‌دهند که هنگام تفکر در مورد فلسفه پشت پرده دنیا دچار آن‌ها می‌شوید. در این مقاله از صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس قصد داریم کامل ترین راهنمای بلاک چین را به شما ارائه دهیم.

فناوری بلاک چین به بیان ساده، یک لیست از داده‌های ثبت‌شده است که دائماً به محتوای آن اطلاعات جدید افزوده می‌شود. این لیست متشکل از بلاک‌های حاوی داده‌ها است که یک ترتیب زمانی مشخص داشته، به یکدیگر متصل هستند و توسط تکنیک‌های رمزنگاری، امنیت آن‌ها تامین می‌شود.

در مباحث مرتبط با فناوری و آموزش استفاده از بلاکچین، دو واژه مهم داریم. اولین کلمه که احتمالاً آن را حدس زده باشید، خود «بلاک چین» و دومین کلمه نیز «بیت‌ کوین» (Bitcoin / BTC) است. برخی افراد که اطلاعات کمتری دارند تصور می‌کنند که این دو واژه مفهوم یکسانی دارند که مشخصاً این‌گونه نیست.

البته این دو مفهوم تا حد زیادی با هم در ارتباط هستند. به بیان ساده، بیت‌ کوین یک ارز دیجیتال بوده و بلاک چین فناوری زیرساختی است که بیت‌کوین از آن برای انجام تراکنش‌ها به‌صورت امن، عمومی و ناشناس استفاده می‌کند. برای درک بهتر و تعریف بیت کوین و بلاک چین به زبان خیلی ساده ، بهتر است این‌گونه آن‌ها را در نظر گرفت: بلاک‌ چین شبیه به یک سیستم عامل مانند ویندوز است و بیت‌کوین مانند یک نرم‌افزار که بر بستر آن اجرا می‌شود؛ به همین سادگی!

تعریف بلاک چین به زبان ساده

شبکه بلاک چین را می‌توان شبیه به یک باشگاه ورزشی تصور کرد که اعضای آن وسواس زیادی در ثبت وقایع پیرامون خود دارند. این باشگاه با تعداد زیادی قوانین سفت و سخت از اعضا می‌خواهد تا به‌طور دقیق، هر اتفاقی که هر روز می‌افتد را یادداشت و ثبت کنند. زمانی که اتفاقات یا اطلاعات ارسال و ثبت شدند، از آن جایی که اطلاعات جدیدتر در ادامه قبلی‌ها می‌آیند و همینطور به لیست اضافه می‌شوند، امکان تغییر آن‌ها مشکل و مشکل‌تر می‌شود. افرادی هم که خارج از این ماجرا قرار دارند، می‌توانند هر زمان که خواستند به این باشگاه سر زده و از اتفاقات آن با خبر شوند.

بلاک‌چین‌های عمومی فضایی را جهت ثبت اطلاعات برای عموم ایجاد کرده و همه می‌توانند به آن اطلاعات اضافه کنند؛ اما کسی توانایی تغییر آن‌ها را ندارد و این شبکه توسط شخص یا نهادی کنترل نمی‌شود. به جای اینکه یک شخص یا یک شرکت تمام اطلاعات را ثبت و نگهداری کند، این مسئولیت بین تمام افراد حاضر در شبکه پخش شده است.

در این‌جا می‌خواهیم نحوه ذخیره‌سازی و اشتراک‌گذاری اطلاعات در سیستم‌های عادی و سیستم بلاکچین را مقایسه کنیم. نحوه ثبت اطلاعات در یک سیستم سنتی (سیستم بدون بلاک چین) شبیه به اشتراک‌گذاری یک فایل نوشتاری با دوستتان است:

زمانی که فایل دست شما و مشغول به تصحیح آن هستید، دوست شما قادر به ایجاد تغییرات در آن نیست. هنگامی که کار شما تمام شد، فایل را برای دوستتان فرستاده تا او روی فایل کار کند. حالا فایل دست دوست شما است و شما نمی‌توانید تا زمانی که دوستتان دوباره آن فایل را برای شما بفرستد، تغییری در آن ایجاد کنید.

اما در یک سیستم بلاکچین، تمامی کاربران قادر به مشاهده تغییرات به صورت آنی و لحظه‌ای هستند. اطلاعات به جای اینکه به نوبت فقط دست یک نفر یا یک شرکت باشد و احتمال از دست رفتن کل اطلاعات وجود داشته باشد، در محیطی مشترک و امن در دسترس همه قرار دارد. برای مثال در یک سیستم سنتی، اگر اطلاعات روی یک کامپیوتر ذخیره شده باشد و آن کامپیوتر هک یا خاموش شود، دسترسی به اطلاعات به‌طور کامل از بین می‌رود.

مطالعه بیشتر: ارز دیجیتال چیست؟

نحوه عملکرد بلاک چین به این‌گونه است که اطلاعات را در پایگاه داده‌ای ذخیره می‌کند که بین چندین نود (Node) شبکه و در مکان‌های مختلف پخش شده است که باعث شده نسخه‌هایی متعدد از بلاک چین ایجاد شوند و صحت اطلاعات ذخیره‌شده، مورد تایید همه نودها باشد. چنانچه شخصی تلاش کند تا اطلاعاتی را در این پایگاه داده تغییر دهد، نسخه بلاک چین نودهای دیگر دچار تغییر نمی‌شود و در نتیجه، پیشروی فرد خراب‌کار امکان‌پذیر نخواهد بود.

هنگام بروز چنین اتفاقی، تمام نودها با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و به‌راحتی نود خراب‌کار را شناسایی می‌کنند. سیستم در تلاش است تا ترتیبی از وقایع را به صورت دقیق و شفاف ایجاد کند. این یعنی که هیچ نودی نمی‌تواند اطلاعات موجود خود را تغییر دهد. به همین دلیل، اطلاعات و تاریخچه تراکنش‌ها و یا سایر اطلاعات، غیر قابل بازگشت و تغییر هستند.

• دسترسی سریع: مشاهده بهترین قیمت تتر به‌صورت لحظه‌ای

بلاک چین چیست؟

بلاک چین یک پایگاه داده (Database) دیجیتالی است. این پایگاه داده در شبکه‌ای بسیار گسترده حاوی تعداد زیادی کامپیوتر به اشتراک گذاشته شده است و تماماً در دسترس عموم قرار دارد. به آن کامپیوترها «نود» (Node) گفته می‌شود. هر زمان که این شبکه پایگاه داده را به‌روزرسانی کند، به‌طور خودکار توسط کامپیوترهای درون شبکه نیز به‌روزرسانی و دانلود می‌شود.

فناوری بلاکچین توسط فنون رمزنگاری (Cryptography) ایمن شده و برای هَکرها ایجاد تغییر در آن تقریباً غیرممکن است. در تعریف بلاک چین از لحاظ فنی باید گفت که این تکنولوژی، یک دفتر ثبت تراکنش‌ به‌صورت دیجیتال است و یک نسخه از آن بین تمام کامپیوترهای درون شبکه توزیع شده است. بلاک چین به‌صورت تحت‌الفظی به معنای زنجیره بلوکی (Block + Chain) است که هر بلاک از آن دارای اطلاعات چندین تراکنش بوده و هر زمان که یک تراکنش جدید در شبکه بلاکچین انجام می‌شود، یک نسخه از آن در تمامی نودهای موجود ثبت می‌شود.

این پایگاه داده غیرمتمرکز که توسط اعضای زیادی مدیریت می‌شود، تحت عنوان «فناوری دفترکل توزیع‌شده» (Distributed Ledger Technology / DLT) نیز شناخته می‌شود. بلاکچین نمونه‌ای از یک دفتر کل توزیع شده است که اطلاعات در آن از طریق امضاهای رمزنگاری‌شده و تغییرناپذیر به‌نام هش (Hash) ثبت می‌شوند.

مطالعه بیشتر: تابع هش و هشینگ چیست؟

داده‌های جدید وارد یک بلاک می‌شوند و زمانی که ظرفیت آن بلاک تمام شود، به بلاک قبلی متصل شده و به این صورت اطلاعات با رعایت ترتیب زمانی و به شکل زنجیره‌وار در شبکه بلاک چین ثبت می‌شوند. در یک بلاکچین اطلاعات گوناگونی را می‌توان ذخیره کرد؛ اما تا به امروز رایج‌ترین شیوه استفاده از آن‌ها ثبت تراکنش‌ بوده است.

از زمان ظهور بیت کوین در سال ۲۰۰۹ تاکنون، سطح استفاده از فناوری بلاک چین از طریق ساخت رمزارزهای گوناگون و به‌کارگیری آن‌ها در حوزه دیفای (DeFi)، توکن‌های غیرمثلی یا NFT و قرارداد هوشمند (Smart Contract) رشد قابل توجهی داشته است.

مطالعه بیشتر: آشنایی با دیفای و امور مالی غیرمتمرکز

فناوری بلاک چین برای نخستین بار در سال ۱۹۹۱ توسط دو محقق با نام‌های استوارت هابر و اسکات استورنِتا طراحی شد. این افراد در نظر داشتند سیستمی را به‌وجود آورند که در آن، اسناد با برچسب زمانی (Timestamp) ثبت شوند و امکان تغییر در آن‌ها وجود نداشته باشد؛ اما پس از دو دهه و معرفی بیت کوین به دنیا بود که برای اولین بار این سیستم تحت عنوان بلاک چین مورد استفاده قرار گرفت.

بلاک چین متشکل از برنامه‌هایی تحت عنوان اسکریپت (Script) است که عملیات رایج در یک پایگاه داده را برعهده می‌گیرند که شامل واردکردن و دسترسی به اطلاعات و در نهایت، ثبت و ذخیره آن‌ها می‌شود. بلاک چین در قالب یک دفتر کل توزیع شده، نسخه‌های متعددی در کامپیوترهای سراسر دنیا دارد و این نسخه‌ها به منظور داشتن صحت و اعتبار، حتماً باید با یکدیگر مطابقت کامل داشته باشند.

به‌دلیل ماهیت غیرمتمرکز (Decentralized) بلاک چین، تمام تراکنش‌های آن به‌صورت شفاف و با جزئیات کامل توسط همه مردم در مرورگر بلاک چین (Blockchain Explorer) قابل مشاهده هستند و در لحظه می‌توان انتقال رمزارزها بین حساب‌های مختلف را رهگیری کرد. بلاک چین‌های نسل جدید و راه‌کارهای طراحی‌شده مبتنی بر آن‌ها، اغلب متشکل از سه لایه (Layer) اصلی هستند:

لایه ۱ (Layer-1): لایه ۱ در واقع زیرساخت شبکه، محتوای اصلی و تنظیمات عملکرد بلاک چین را شامل می‌شود. به‌عنوان مثال، لایه ۱ بلاک چین بیت کوین شامل دفتر کل توزیع و ثبت تراکنش‌های این رمزارز، نودهای شبکه و مکانیزم تایید بلاک‌ها (الگوریتم اجماع) یعنی اثبات کار (Proof-of-Wrok / PoW) می‌شود. به بیان ساده، لایه ۱ بلاک چین بیت کوین، شبکه اصلی بیت کوین و قابلیت‌های آن طبق همان چیزی است که در وایت‌پیپر (Whitepaper) پروژه در سال ۲۰۰۹ معرفی شده است.

لایه ۲ (Layer-2): لایه ۲ به پروتکل‌ها و قابلیت‌های اضافه‌شده روی لایه ۱ شبکه اشاره دارد. این قابلیت‌ها عموماً شامل تقویت سرعت پردازش شبکه و کاهش کارمزد تراکنش‌ها می‌شوند. اکثر راه‌کارهای لایه ۲ نظیر پالیگان (Polygon / MATIC)، آربیتروم (Arbitrum / ARB) و . . . این محدودیت‌های فنی را از طریق پردازش دسته‌های تراکنش‌، خارج از لایه اصلی بلاک چین مربوطه برطرف می‌سازند و در نهایت، تراکنش‌های تکمیل‌شده را به لایه ۱ بلاک چین منتقل می‌کنند. پروتکل‌های لایه ۲ را می‌توان شبکه‌هایی مجزا، ساخته‌شده روی شبکه اصلی و لایه ۱ بلاک چین در نظر گرفت.

لایه ۳ (Layer-3): لایه ۳ در یک بلاک چین به لایه اپلیکیشن‌ها (Application Layer) معروف است. این لایه محل پیاده‌سازی اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (DApps) و پروتکل‌های اجرایی آن‌ها است. در حالی که بلاک چین‌هایی نظیر اتریوم (Ethereum / ETH) و سولانا (Solana / SOL) مجموعه متنوعی از اپلیکیشن‌های لایه ۳ را در خود دارند، بلاک چین بیت کوین چنین قابلیت‌هایی را ارائه نمی‌دهد.

مطالعه بیشتر: راهنمای کامل NFT و نحوه ساخت آن

هسته بلاک چین بیت کوین تاکنون تا پیاده‌سازی لایه ۲ شبکه خود پیش‌روی کرده است. در سال‌های اخیر، برخی پروژه‌ها با هدف ایجاد قابلیت اجرای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز در شبکه بیت کوین فعالیت خود را آغاز کرده‌اند.

بلاک چین بیت کوین

بیت کوین اولین رمزارزی است که از تکنولوژی بلاک چین استفاده کرده است. تنها هدف بیت‌ کوین، عملکرد به عنوان یک منبع ذخیره ارزش است. با استفاده از آن می‌توان تراکنش‌های همتا به همتا (Peer-to-Peer / P2P) را بدون حضور واسطه‌ای، مانند بانک یا مثلاً سیستم‌های پرداختی نظیر پی‌پل (PayPal)، انجام داد.

مطالعه بیشتر: رمز ارز چیست و چه انواعی دارد؟

توضیح و تعریف بلاک چین بیت‌ کوین برای درک صحیح نحوه عملکرد فناوری بلاکچین بسیار ضروری است. بلاک چین بیت‌کوین پایگاه داده‌ای است که فقط شامل تراکنش‌های بیت‌کوین است. برای ذخیره و حفظ این پایگاه داده، هیچ‌گونه نهاد مرکزی وجود ندارد و در شبکه بزرگی از کامپیوترها (نودها) پخش شده است.

بر این اساس، نودها باید برای افزودن هر تراکنش‌ به پایگاه داده به این توافق برسند که آن تراکنش، حقیقی و معتبر است. این موافقت گروهی تحت عبارت «اجماع» (Consensus) شناخته می‌شود و در فرآیند ماینینگ (استخراج ارز های دیجیتال / Mining) صورت می‌گیرد. وقتی نودها به اتفاق صحت یک تراکنش را تایید کردند، تراکنش به یک بلاک اضافه شده و به انتهای بلاک‌های دیگر پیوست می‌شود.

برای تایید اعتبار یک تراکنش، نودهای شبکه باید تایید کنند که موجودی آن حساب برای انتقال بیت‌کوین کافی است و موجودی مدنظر، قبلاً به شخص دیگری انتقال داده نشده است.

فرض کنید شخصی قصد دارد به اندازه بیست دلار بیت کوین به فرد دیگری ارسال کند؛ اما او تنها ده دلار بیت کوین در کیف پول خود دارد. چون موجودی حساب کمتر از مقدار تراکنش بوده، آن تراکنش نامعتبر خواهد شد و در دفترکل اضافه و ثبت نمی‌شود. به عبارتی هیچکس نمی‌تواند پولی را دو دفعه خرج کند؛ مشکلی بزرگ که تاکنون بارها گریبان بانک‌ها و سیستم‌های پرداختی را گرفته است.

هدف اصلی فناوری بلاکچین، ثبت و انتشار اطلاعات دیجیتال به‌گونه‌ای است که امکان تغییر در آن‌ها وجود نداشته باشد. به بیان دیگر، با استفاده از یک شبکه بلاکچین، افرادی که یکدیگر را نمی‌شناسند و به هم اعتماد ندارند به صورت امن و نفوذناپذیر، اطلاعات ارزشمندی را مبادله می‌کنند. بلاک چین های اثبات کار نظیر بیت کوین، شامل سه مفهوم اصلی بلاک (Block)، ماینر (Miner) و نود (Node) است.

دسترسی سریع: خرید بیت کوین

بلاک:‌ هر بلاکچین تعداد زیادی بلاک را در اختیار داشته و هر بلاک متشکل از سه عنصر اساسی است:

• داده یا اطلاعاتی که درون بلاک قرار دارد.
• یک عدد صحیح ۳۲ بیتی با نام «تک‌بار» (Nonce) که به صورت تصادفی بعد از تشکیل یک بلاک تولید می‌شود و سپس یک هش برای هِدِر بلاک (Block Header) ایجاد می‌کند.
• هَش یک عدد ۲۵۶ بیتی بوده که به تک‌بار وابسته است و باید با تعداد زیادی صفر شروع شود تا در واقع، تبدیل به عدد بسیار کوچکی شود.

وقتی اولین بلاک در زنجیره (بلاک چین) تشکیل شد، نانس یک هش رمزنگاری‌شده را تولید می‌کند. داده موجود در بلاک، امضای دیجیتال شده و برای همیشه به نانس و هش متصل است، مگر زمانی که ماین یا استخراج شود.

ماینر: ماینرها در یک شبکه بلاک چین بلاک‌های جدید را تولید می‌کنند که به این فرآیند ماینینگ یا استخراج ارز دیجیتال گفته می‌شود. هر بلاک دارای نانس و هش منحصربه‌فرد خود بوده و همچنین به هش بلاک قبلی در شبکه پیوند خورده است. در نتیجه، استخراج یک بلاک به‌ویژه در زنجیره‌های طویل سخت و زمان‌بر است.

ماینرها از طریق نرم‌ افزارهای استخراج به حل معادلات پیچیده ریاضی می‌پردازند تا نانسی را پیدا کنند که بتواند یک هش قابل قبول تولید کند. چون عدد نانس ۳۲ بیتی و هش ۲۵۶ بیتی است، چیزی حدود چهار میلیارد احتمال ترکیب نانس-هش وجود دارد که باید استخراج شده تا ترکیب مورد نظر پیدا شود. زمانی که ترکیب مورد نظر به‌دست آمد، به اصطلاح می‌گویند که ماینر نانس طلایی را پیدا کرده است و در پی آن، بلاک به زنجیره اضافه می‌شود.

مطالعه بیشتر: سریع ترین برنامه استخراج بیت کوین برای اندروید

اگر بخواهیم تغییری در بلاک‌های قبلی ایجاد کنیم، باید آن بلاک و همین‌طور بلاک‌های بعد از آن را دوباره استخراج کرد. به همین دلیل، دست‌بردن در بلاک چین بی‌نهایت دشوار خواهد بود که نشان از امنیت بالای این فناوری دارد؛ چراکه پیدا کردن نانس طلایی نیازمند مدت‌زمانی طولانی و نیروی کامپیوتری و محاسباتی بالایی است. وقتی یک بلاک به‌صورت موفقیت‌آمیز استخراج می‌شود، تغییرات توسط دیگر نودهای شبکه پذیرفته و تایید شده و ماینر پاداشی را به‌صورت مالی (رمزارز) دریافت می‌کند.

نود: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های فناوری بلاک چین غیرمتمرکز بودن آن است. بلاک چین متعلق به هیچ کامپیوتر یا سازمانی نیست. در عوض، دفترکلی پخش‌شده‌ از طریق نودها و متصل به اینترنت است. نودها می‌توانند در هر قالبی از دستگاه‌های الکترونیک باشند که نسخه‌های بلاکچین را ذخیره و عملکرد شبکه را حفظ می‌کنند.

هر نود، نسخه مخصوص خود از بلاک چین را دارد و شبکه بلاکچین با استفاده از الگوریتم‌‌های اجماع (Consensus Algorithms)، بلاک‌های تازه استخراج‌شده را تایید می‌کند تا شبکه به‌روز، مطمئن و معتبر باشد. از جایی که فناوری بلاکچین شفافیت امور را در رأس اهداف خود قرار داده، هر عملیاتی در دفتر کل به راحتی قابل رویت است. هر عضوی دارای یک شناسه عددی-حروفی (آدرس کیف پول) بوده که تاریخچه تراکنش‌های آن‌ها را نمایش می‌دهد.

مطالعه بیشتر: آموزش ماینینگ بیت کوین

امنیت در فناوری بلاکچین

فناوری بلاکچین از چند جهت دارای ایمنی به‌صورت غیرمتمرکز و عامل اعتماد است. در ابتدا، بلاک‌های جدید همیشه به صورت خطی و با ترتیب زمانی ذخیره می‌شوند؛ یعنی همیشه به انتهای آخرین بلاک در شبکه بلاکچین اضافه می‌شوند.

زمانی که یک بلاک به انتهای بلاک‌ چین افزوده شد، برگشت به آن بلاک و تغییر محتوای آن کاری بسیار دشوار خواهد بود؛ مگر اینکه اکثریت نودهای شبکه برای انجام این کار به توافق برسند؛ به این دلیل که هر بلاک، هش خود و هش بلاک قبلی را به همراه یک برچسب زمانی (Timestamp) در خود دارد. کدهای هش توسط یک تابع ریاضی ایجاد می‌شوند و اطلاعات دیجیتال را تبدیل به رشته‌ای از حروف و اعداد می‌کنند. اگر به هر نحوی این اطلاعات تغییر کنند، کد هَش هم دچار تغییر می‌شود.

فرض کنیم یک هکر که در شبکه یک نود را اجرا کرده، قصد دارد تا در بلاک چین تغییر ایجاد کند و ارزهای دیجیتال دیگران را سرقت کند. اگر این فرد فقط نسخه بلاکچین نود خود را تغییر دهد، دیگر نودهای شبکه دست‌خوش آن تغییر نخواهند شد و زمانی که نودهای دیگر نسخه‌های خود را با هم مطابقت دهند، متوجه تفاوت نسخه هکر شده و آن نسخه تحت عنوان «غیر قانونی» و نامعتبر از سیستم حذف می‌شود.

برای موفقیت در چنین حمله‌ای، هکر باید به‌صورت همزمان ۵۱ درصد یا بیشتر از نسخه‌ها را تحت کنترل خود درآورد و آن‌ها را تغییر دهد تا نسخه‌های جدید به عنوان اکثریت شناخته شده و در شبکه مورد تایید و توافق قرار بگیرند. اجرای چنین حمله‌ای نیاز به منابع سخت‌افزاری و پول بسیار زیادی دارد؛ چراکه باید عملیات پردازش تمامی بلاک‌ها دوباره انجام شود چون این تراکنش‌ها، نیازمند برچسب زمانی و کدهای هش متفاوتی خواهند بود.

با توجه به حجم و سرعت رشد شبکه‌های رمزارزها، برآورد هزینه چنین شاهکاری غیرممکن خواهد بود. این عملیات جدا از اینکه به‌شدت هزینه‌بردار است به احتمال زیاد بی‌ثمر هم خواهد بود. با انجام این کار، قطعاً توجه بقیه نودها به تغییرات درون شبکه جلب می‌شود.

در این صورت، اعضای شبکه تصمیم می‌گیرند که یک «هارد فورک» (ایجاد نسخه‌ای جدید از بلاکچین با خصوصیات و قوانین متفاوت / Hard Fork) جدید برای شبکه ایجاد کنند که آن تغییرات را نداشته باشد. این فرآیند موجب ریزش قیمت آن نسخه از ارز دیجیتال در بلاکچین هک‌شده می‌شود و حمله را به‌طور کامل بی اثر می‌کند؛ زیرا مهاجم کنترل شبکه رمزارزِ بی‌ارزش را به دست گرفته است.

این اتفاق دوباره در صورت حمله مجدد به نسخه جدید بلاک چین و ارز دیجیتال می‌افتد. با توجه به این شرایط، شرکت کردن در شبکه در مقایسه با حمله به آن سودآوری بیشتری خواهد داشت. در یک بلاک چین شما عضو شبکه‌ای هستید که فقط اعضا را می‌شناسد و مطمئن هستید که اطلاعات دقیق و صحیحی را دریافت می‌کنید و اطلاعات محرمانه شما در بلاک چین، تنها با کسانی به اشتراک گذاشته می‌شود که خود شما به آن‌ها مجوز دسترسی داده‌اید.

فناوری بلاک چین امنیت و اعتماد در شبکه را از چند طریق تامین می‌کند. یکی از این موارد، ذخیره خودکار بلاک‌های اطلاعاتی به‌صورت خطی و با ترتیب زمانی است. این یعنی که جدیدترین بلاک تولیدشده در یک بلاک چین، همیشه به آخرین بلاک موجود پیوند می‌خورد و پس از انجام این کار، امکان تغییر در بلاک‌های قبلی دیگر وجود نخواهد داشت.

نودهای هر شبکه بلاک چین بر اساس الگوریتم اجماع مخصوص همان شبکه عمل می‌کنند. الگوریتم یا مکانیزم اجماع همان‌طور که از نامش پیدا است، شیوه توافق دسته‌جمعی میان نودهای شبکه جهت تایید تراکنش‌ها و بلاک‌ها را تعریف می‌کند. از میان شناخته‌شده ترین الگوریتم‌های اجماع می‌توان به اثبات کار (Proof-of-Work / PoW) و اثبات سهام (Proof-of-Stake / PoS) اشاره کرد که به‌ترتیب، ویژه بلاک چین‌های برتر دنیا یعنی بیت کوین و اتریوم هستند.

ناگفته نماند که شبکه‌های بلاک چین به‌طور کامل و ۱۰۰% غیر قابل نفوذ نیستند. این شبکه‌ها در واقع یک دفتر کل توزیع شده هستند که از طریق برنامه‌نویسی و کدهای نوشته‌شده سطح امنیت خود را مشخص می‌کنند. در صورتی که در هر یک از این کدها نقطه نفوذی دیده شود، امکان هک آن‌ها به‌وجود خواهد آمد.

مطالعه بیشتر: آشنایی با انواع الگوریتم اجماع در بلاک چین

انواع بلاک چین

شبکه‌های بلاک چین بر اساس هدف استفاده از آن‌ها، در چهار نوع مختلف طراحی و اجرا می‌شوند. شیوه‌های مختلف ساخت یک شبکه بلاک چین تحت این عناوین هستند که در این بخش به شرح آن‌ها می‌پردازیم: عمومی، خصوصی، هیبرید و نیمه متمرکز (کنسرسیوم).

بلاک چین عمومی (Public Blockchain)

اولین نمونه از این فناوری، بلاک چین عمومی است. این نوع بلاک چین منشأ ظهور بیت‌ کوین بوده و به افزایش محبوبیت فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) کمک زیادی کرده است. بلاکچین عمومی مشکلات مربوط به سازمان‌های متمرکز، از قبیل کمبود امنیت و شفافیت را برطرف کرده است و این دفتر کل توزیع‌ شده، اطلاعات را فقط در یک مکان نگهداری نکرده و آن‌ها را در یک شبکه همتا به همتا (P2P) منتشر می‌کند.

به دلیل ماهیت غیرمتمرکز آن، بلاک چین جهت اعتبارسنجی داده‌ها نیازمند یک راهکار است. از این رو، شبکه بلاکچین از یک الگوریتم اجماع استفاده می‌کند که از طریق آن، اعضای شبکه (نودها) بر سر وضعیت کنونی دفتر کل به توافق می‌رسند. اثبات کار و اثبات سهام دو نمونه از رایج‌ترین این شیوه‌ها هستند.

بلاک‌چین عمومی بدون محدودیت و مجوز است (Permissionless) و هر شخصی با اتصال به اینترنت می‌تواند به بلاک چین وارد شود و به عنوان یک نود به فعالیت در شبکه بپردازد. چنین کاربری به اطلاعات گذشته و فعلی دسترسی دارد و می‌تواند عملیات استخراج را نیز انجام دهد. هیچ داده یا تراکنشی در بلاک چین قابلیت تغییر ندارد و هر کسی می‌تواند فرآیندهای آن را تایید، عیب‌یابی و یا تغییر هدف دهد؛ چرا که کد منبع آن بلاک چین عموماً به‌صورت متن‌باز یا اُپن سورس (Open-Source) است.

یکی از مزایای بلاک چین‌های عمومی عدم وابستگی به سازمان‌ها است. یعنی اگر سازمانی که آن را به‌وجود آورده منحل شود، بلاک‌چین عمومی تا زمانی که نودها به شبکه آن متصل باشند، به کار خود ادامه خواهد داد. یکی دیگر از نکات مثبت در بلاک‌چین‌های عمومی، شفافیت در شبکه است. تا زمانی که کاربران پایبند به چهارچوب پروتکل‌های امنیتی باشند، بلاک‌چین‌های عمومی کاملاً ایمن و مطمئن باقی می‌مانند.

اما از سویی دیگر، این شبکه ممکن است به اندازه کافی سرعت نداشته باشد و شرکت‌ها هم قادر به محدود کردن دسترسی یا استفاده از آن نیستند. اگر هکرها بتوانند ۵۱ درصد نیروی کامپیوتری یک بلاک‌چین عمومی را فراهم کنند، می‌توانند در شبکه تغییراتی را به‌وجود آورند. بلاک چین‌های عمومی سطح مقیاس‌پذیری (سرعت پردازش) بالایی ندارند؛ با افزایش نودها در شبکه، سرعت شبکه کاهش پیدا می‌کند.

رایج‌ترین زمینه‌های استفاده از بلاک چین‌های عمومی، ماینینگ و معامله رمزارزهایی مانند بیت‌کوین است. همچنین می‌توان از آن‌ها برای ایجاد یک سند، مانند گواهی‌های محضری و رسمی الکترونیک برای شهادت‌نامه‌ها یا اسناد مالکیت، بدون تاریخ انقضا و همراه با منبع قابل حساب‌رسی استفاده کرد.

این نمونه از بلاکچین برای سازمان‌هایی که اساس کاری آن‌ها طبق شفافیت و اعتماد است، مانند گروه‌های حمایتی اجتماعی یا سازمان‌های غیردولتی، بسیار مناسب بوده، زیرا شرکت‌های خصوصی به‌دلیل ماهیت عمومی این شبکه، احتمالاً تمایلی به فعالیت در آن نخواهند داشت.

بلاک چین خصوصی (Private Blockchain)

شبکه‌ای از بلاک چین که در محیطی محدودشده شبیه به یک شبکه بسته (Closed Network) فعالیت دارد و یا تحت کنترل یک نهاد است، بلاکچین خصوصی نام دارد. این نوع بلاک چین از لحاظ غیرمتمرکز بودن و ارتباطات همتا به همتا، عملکردی مشابه با بلاک‌ چین‌های عمومی دارد و تفاوت در این‌جا است که بلاکچین خصوصی در مقیاس بسیار کوچکتری فعالیت دارد.

به جای اینکه هر شخص و در هر مکانی با کامپیوتر خود به شبکه متصل شود، بلاک‌چین خصوصی در یک شبکه کوچکتر و درون یک شرکت یا سازمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. به این شبکه‌ها، بلاکچین مجوزدار (Permissioned) یا بلاک‌چین سازمانی نیز گفته می‌شود.

سازمان مسئول مجموعه‌ای از مجوزها، لایه‌های امنیتی، اختیارات و دسترسی‌ها را وضع می‌کند. مثلا، سازمانی که بلاک چین خصوصی خود را راه‌اندازی کرده است می‌تواند تعیین کند که کدام نودها اجازه بررسی، حذف، اضافه و یا تغییر در داده‌ها را داشته باشند. به همین شکل قادر است دسترسی افراد یا نرم‌افزارها را به بلاکچین محدود کند.

بلاک چین‌‌های خصوصی را می‌توان شبیه به اینترانت (Intranet) یا یک شبکه داخلی و بلاکچین‌ های عمومی را مانند شبکه جهانی اینترنت در نظر گرفت. یک بلاکچین خصوصی به‌دلیل اندازه کوچکتر می‌تواند عملکرد پرسرعتی داشته باشد و تراکنش‌ها را بسیار سریع‌تر از بلاک‌چین‌های عمومی انجام دهد.

اولین ویژگی منفی در بلاک‌چین‌های خصوصی، چالش در ماهیت واقعی آن‌ها است؛ چرا که اولین اصل در فناوری بلاکچین، غیرمتمرکز بودن است. همچنین از جایی که مسئولیت اعتبارسنجی اطلاعات برعهده نودهای متمرکز است، اعتماد کامل بر داده‌های موجود تا حدی دشوار خواهد بود. تعداد کمتر نودها نیز رابطه مستقیم با کمبود امنیت دارد و اگر تعداد کمی از نودها هک شوند، ممکن است فرآیند اجماع به خطر بیفتد.

علاوه بر این‌ها، کد منبع یک بلاک چین خصوصی اغلب غیرقابل دسترسی و اختصاصی است. کاربران به‌صورت جداگانه قادر به بررسی و ارزیابی آن نیستند و این مسئله منجر به کاهش امنیت در شبکه می‌شود و ناشناس بودن نیز در بلاک‌ چین‌های خصوصی وجود ندارد.

سرعت بالای بلاک‌چین‌های خصوصی در رمزنگاری بلاک چین و عدم دسترسی عموم به اطلاعات، آن‌ها را به یک مورد ایده‌آل برای سازمان‌ها تبدیل کرده است. این نوع بلاک چین برای شرکتی مناسبی است که قصد بهره‌مندی از قابلیت‌های فناوری بلاکچین را دارد و در عین حال، به حضور یک واسطه تمایلی ندارد.

از بلاکچین خصوصی می‌توان برای مدیریت تبادل اسرار کاری و حساب‌رسی‌ها استفاده کرد. از دیگر موارد استفاده از بلاک‌چین خصوصی می‌توان به مدیریت زنجیره تامین، مالکیت دارایی و نظرسنجی‌های داخلی اشاره کرد.

مطالعه بیشتر: اوراکل چیست و چه کاربردی در بلاک چین دارد؟

بلاک چین هیبرید یا چند‌کاره (Hybrid Blockchain)

زمانی که یک سازمان قصد استفاده از قابلیت‌های هردوی بلاک چین‌های عمومی و خصوصی را دارد، از بلاک چین هیبرید استفاده می‌کند؛ نمونه‌ای از فناوری بلاکچین که ویژگی‌هایی از هر دو بلاک‌ چین‌ را با هم دارد. این بلاک چین به سازمان اجازه تشکیل یک سیستم خصوصی مجوزدار، همراه با یک سیستم عمومی بدون مجوز را می‌دهد و به سازمان، توانایی کنترل سطح دسترسی به اطلاعات و نمایش عمومی برخی اطلاعات را می‌بخشد.

معمولاً در یک بلاکچین هیبرید، تراکنش‌ها و تاریخچه اطلاعات برای عموم قابل مشاهده نیست؛ اما در زمان نیاز به اعتبارسنجی، مثلا ایجاد دسترسی از طریق یک قرارداد هوشمند، این قابلیت به‌وجود می‌آید. اطلاعات محرمانه در این شبکه ذخیره می‌شوند که البته امکان تایید آن‌ها نیز وجود دارد.

حتی اگر یک نهاد خصوصی از بلاکچین هیبرید استفاده کند، باز هم توانایی تغییر تراکنش‌ها را نخواهد داشت. زمانی که یک کاربر وارد یک شبکه بلاکچین هیبرید شود، دسترسی کامل به شبکه خواهد داشت و تا زمانی که تراکنشی با کاربر دیگری انجام ندهد، هویت وی از دید دیگر کاربران محفوظ خواهد ماند.

یکی از بزرگترین فواید بلاک‌ چین‌های هیبرید، عدم توانایی هکرهای خارجی در ایجاد یک حمله ۵۱ درصدی است؛ زیرا این شبکه در یک اکوسیستم فضای بسته فعالیت می‌کند. همچنین این نوع بلاکچین در عین حفظ حریم خصوصی، اجازه برقراری ارتباط با واسطه‌ها را می‌دهد. تراکنش‌ها در این شبکه ارزان و سریع بوده و مقیاس‌پذیری بهتری نسبت به بلاک‌ چین‌های عمومی دارد.

انجام امور در این شبکه از شفافیت کامل برخوردار نیست و ممکن است برخی اطلاعات از دسترسی کاربران محفوظ بمانند. ارتقای بلاک چین هیبرید ممکن است با چالش رو‌به‌رو شود و محرک یا انگیزه مالی برای کاربران جهت مشارکت در این شبکه وجود ندارد.

بلاکچین هیبرید کاربردهای بسیار زیادی دارد. شرکت‌ها می‌توانند با استفاده از یک بلاک چین هیبرید، سیستم‌های خود را به‌صورت خصوصی راه‌اندازی کنند و فقط اطلاعات خاصی، نظیر فهرست‌گذاری‌ها و اطلاعات بازار را به عموم نمایش دهند. بازار خرده فروشی نیز می‌تواند از طریق یک بلاکچین هیبرید، فرآیندهای خود را بهینه کند و بازارهای تنظیم‌شده مانند بازارهای مالی نیز می‌توانند این قابلیت‌ها را پیاده‌سازی کنند.

همچنین، می‌توان سوابق پزشکی را در یک بلاک چین هیبرید ذخیره کرد. این سوابق برای هیچ واسطه‌‌ای قابل دسترسی نیست و کاربران می‌توانند از طریق قراردادهای هوشمند به اطلاعات مورد نیاز خود دسترسی داشته باشند. دولت‌ها نیز قادر خواهند بود به‌صورت خصوصی اطلاعات شهروندان را ذخیره کنند و آن‌ها را به‌طور امن با موسسات به اشتراک بگذارند.

مطالعه بیشتر: آشنایی با قرارداد هوشمند

بلاک چین نیمه متمرکز یا کنسرسیوم (Consortium Blockchain)

بلاکچین مشارکتی، نیمه متمرکز یا کنسرسیوم که به آن بلاک‌ چین متحد (Federated) نیز گفته می‌شود، به دلیل استفاده از ویژگی‌های بلاکچین عمومی و خصوصی شبیه به یک بلاک چین هیبرید است؛ اما تفاوت در اینجا است که اعضای چندین سازمان، روی یک شبکه غیرمتمرکز همکاری مشترک دارند.

بلاک چین نیمه متمرکز در اصل یک بلاک چین خصوصی با دسترسی محدود به گروهی مشخص بوده که خطرات مدیریت شبکه توسط یک نهاد مشخص در بلاکچین خصوصی را از بین می‌برد. در یک بلاک چین کنسرسیوم، نحوه انجام عملیات اجماع تحت کنترل نودهای از پیش تنظیم‌شده است و دارای یک نود اعتباربخش بوده که وظیفه شروع، دریافت و اعتبارسنجی تراکنش‌ها را بر عهده دارد.

بلاکچین نیمه متمرکز نسبت به یک بلاک چین عمومی، ایمن‌تر و بهینه‌تر بوده و مقیاس‌پذیری بالاتری دارد و مانند بلاک‌ چین‌های خصوصی و هیبرید، قابلیت کنترل سطح دسترسی در آن وجود دارد. اما بلاک چین نیمه متمرکز نسبت به یک بلاک چین عمومی از شفافیت کمتری برخوردار است. در صورت حمله به یک نود، امکان اختلال در شبکه وجود دارد و قوانین خود بلاک‌ چین می‌تواند به عملکرد شبکه آسیب بزند.

سیستم‌های بانک‌داری و پرداختی، گزینه‌های مناسبی برای بهره‌مندی از این نوع بلاک چین هستند. بانک‌ها با مشارکت یکدیگر می‌توانند یک کنسرسیوم تشکیل دهند و تصمیم بگیرند که کدام نود، مسئولیت اعتبارسنجی تراکنش‌ها را بر عهده داشته باشد. سازمان‌های تحقیقاتی و سازمان‌های پیگیری سفارشات نیز می‌توانند چنین طرحی را اجرا کنند. همچنین بلاک چین نیمه متمرکز برای زنجیره‌های تامین، خصوصاً حوزه غذا و دارو بسیار ایده‌آل است.

کاربردهای بلاک چین

همان‌طور که می‌دانید، بلاک‌ها در بلاک چین اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها را ذخیره می‌کنند. امروزه بیش از ۲۳,۰۰۰ پروژه و سیستم رمزارزی تحت بلاک چین‌های مختلف راه‌اندازی شده‌اند و مسئله‌ای که واضح است، استفاده از بلاک چین به‌عنوان یکی از بهترین ابزارها جهت ذخیره اطلاعات است. در این بخش کاربردهای بلاک چین در زمینه‌های مختلف را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

مطالعه بیشتر: معرفی ۷ مورد از بهترین پروژه های ارز دیجیتال در سال ۲۰۲۳

بانک‌داری و امور مالی: شاید هیچ صنعتی نباشد که به اندازه بانک‌داری بتواند از مزیت‌های استفاده از فناوری بلاک چین بهره ببرد. موسسات مالی تنها در ساعات اداری فعالیت می‌کنند و در روزها و ساعات تعطیل قادر به انجام نقل و انتقالات پول و نقدکردن چک نیستند. بلاک چین این دسته از فعالیت‌ها را طی چند دقیقه انجام داده و شبکه به‌صورت مستمر و شبانه‌روزی، به فعالیت خود ادامه می‌دهد.

به این ترتیب، بانک‌ها و موسسات مالی نیز می‌توانند از بلاک چین برای انتقال سرمایه بین سازمان‌های خود استفاده کنند. لازم به ذکر است، هرچه میزان سرمایه دخیل در یک عملیات بیشتر باشد، نگهداری و انتقال آن برای بانک مربوطه ریسک و هزینه بیشتری را به‌همراه خواهد داشت.

پول و ارز: در ابتدا باید بدانید که بلاک چین، فناوری زیرساخت هر نوع ارز دیجیتال است. دلار آمریکا تحت کنترل فدرال رزرو قرار دارد و تحت این سیستم متمرکز، پول و اطلاعات حساس کاربر در اختیار بانک یا دولت قرار می‌گیرد. چنانچه یک شبکه بانکی هک و یا بانک ورشکسته شود، اطلاعات و سرمایه افراد ممکن است از دست برود. همچنین اگر کشوری دچار بحران‌های اقتصادی و سیاسی شود، پول ملی آن با کاهش ارزش مواجه خواهد شد.

در سال ۲۰۰۸ بود که بدهی چندین بانک آمریکایی، از طریق پول مالیات‌دهندگان توسط دولت پرداخت و منجر به سلب اعتماد مردم از سیستم بانکی و دولتی شد. بلاک چین می‌تواند برای کشورهایی که از لحاظ ارزی و نظام اقتصادی شرایط مناسبی ندارند، زیرساخت‌های مربوطه را پیاده و به سیستم اقتصادی و ارزی آن‌ها ثبات ببخشد. همچنین با ارائه اپلیکیشن‌های متنوع، سرمایه‌گذاران و سازمان‌های زیادی می‌توانند به کسب‌وکارهای خود داخل کشور و به‌صورت بین‌المللی بپردازند.

بهداشت و سلامت: سازمان‌های خدمات بهداشت و سلامت می‌توانند با به‌کارگیری بلاک چین، یک دفتر کل توزیع شده داشته باشند که در آن به‌طور امن، اطلاعات پزشکی بیماران خود را ذخیره کنند. زمانی که یک پرونده پزشکی تشکیل و امضا می‌شود، می‌توان آن را در بلاک چین ثبت کرد و بیمار مربوطه هم از سند خود مطمئن خواهد شد که تغییری در آن صورت نخواهد گرفت. این سوابق پزشکی را می‌توان به‌صورت رمزنگاری شده در یک بلاک چین ذخیره کرد و از طریق کلید خصوصی (Private Key) آن‌ها، دسترسی به اسناد را تنها برای افرادی خاص به‌جود آورد و سطح حریم خصوصی را تقویت کرد.

مطالعه بیشتر: معرفی ۱۰ کاربرد ارز دیجیتال در سال ۲۰۲۳

سند مالکیت: احتمالاً شما هم گذرتان به دفاتر اسناد رسمی افتاده است و می‌دانید که ثبت سند، فرآیندی زمان‌بر و طاقت‌فرسا است. امروزه شما باید طی یک فرآیند حضوری و فیزیکی، اسناد خود را تحویل یک کارمند در یک سازمان داده تا اطلاعات شما به‌صورت دستی وارد پایگاه اطلاعاتی مربوطه شود. در صورت بروز هرگونه اختلال، اسناد باید طی فرآیندهای مشخص مورد بازبینی قرار گیرند که مجدداً زمان‌بر و پرهزینه خواهد بود و به‌طور کل، این رویه‌ها در معرض خطاهای انسانی قرار دارند.

بلاک چین می‌تواند اسکن کردن اسناد و پیگیری فیزیکی و حضوری آن‌ها را از بین ببرد. زمانی که یک سند مالکیت در یک شبکه بلاک چین تایید و ثبت می‌شود، مالکان اطمینان پیدا خواهند کرد که امنیت اسناد آن‌ها برقرار شده و به‌صورت دقیق و بدون خطا ثبت شده‌اند.

قراردادهای هوشمند: قرارداد هوشمند یک مجموعه کد کامپیوتری است که در واقع یک قرارداد را در شبکه بلاک چین تنظیم و ثبت می‌کند. شرایط و ضوابط یک قرارداد هوشمند زمانی اجرایی می‌شود که طرفین آن، الزامات مورد نظر قرارداد را ارائه کرده باشند.

فرض کنیم فردی می‌خواهد یک آپارتمان را اجاره کند. صاحب‌خانه موافقت می‌کند که در صورت پرداخت رهن خانه توسط مستاجر، کد امنیتی آپارتمان را به او بدهد. قرارداد هوشمند مربوطه می‌تواند زمانی که مستاجر مبلغ مورد نظر را پرداخت کرد، کد ورودی آپارتمان را برای او ارسال کند. همچنین، این قرارداد را می‌توان طوری طراحی کرد که در صورت عدم پرداخت وجه مورد نظر، کد آپارتمان تغییر پیدا کند.

مطالعه بیشتر: توکن حاکمیتی چیست و چه کاربردی دارد؟

زنجیره تامین: بهترین مثال در این مورد از کاربردهای بلاک چین، زنجیره تامین کمپانی IBM است. آی بی ام فود تراست (IBM Food Trust) با استفاده از فناوری بلاک چین، به تامین‌کنندگان اجازه داده تا خریدهای مواد اولیه خود را در شبکه ثبت کنند. این رویه به کمپانی‌ها این قابلیت را داده که علاوه‌بر تایید صحت محصولات، دسته‌بندی‌های مورد نظر خود را ثبت و پیگیری کنند. طبق یکی از آخرین گزارشات نشریه فوربز (Forbes)، صنایع غذایی به‌صورت روز افزون در حال روی‌آوردن به استفاده از بلاک چین جهت رهگیری و حفظ امنیت محصولات، از برداشت در مزرعه تا به دست خریداران هستند.

انتخابات: یکی دیگر از کاربردهای بلاک چین، تسهیل و ارائه یک سیستم رأی‌گیری مدرن است. رای‌گیری از طریق بلاک چین می‌تواند تقلب در این فرآیندها را از بین ببرد و قدرت رای افراد را تقویت کند. استفاده از یک سیستم رای‌گیری مبتنی بر بلاک چین، امکان تقلب و دست‌بردن در آن را تقریباً غیر ممکن می‌سازد.

همچنین، بلاک چین این فرآیندها را به‌صورت کاملاً شفاف پیش برده، نیاز به نیروهای مازاد جهت انجام رأی‌گیری را از بین می‌برد و نتایج را به‌صورت آنی به مقامات مربوطه ارائه می‌دهد. استفاده از این روش، نیاز برای بازشماری آرا و هرگونه نگرانی در مورد کلاهبرداری و دیگر چالش‌ها را برای رأی‌گیری از بین خواهد برد.

مطالعه بیشتر: دائو چیست؟

مقایسه دگ (DAG) و بلاک چین

گراف غیرمدور جهت‌دار یا دگ (Directed Acyclic Graph / DAG)، یک شیوه مدل‌سازی داده یا ابزاری جهت تعیین ساختار داده‌ها است که در فناوری رمزارزها رواج پیدا کرده است. دگ برخلاف بلاک چین که متشکل از بلاک‌های اطلاعاتی است، حاوی رأس‌ها (Vertices) و لبه‌ها (Edges) است. به این ترتیب، تراکنش‌های رمزارز در قالب رأس در شبکه ذخیره شده و هر تراکنش روی تراکنش قبلی خود ثبت می‌شود. گرچه هر تراکنش در دگ، مشابه با بلاک چین از طریق نودهای شبکه تایید و ثبت می‌شود و این فرآیند از طریق مکانیزم اثبات کار صورت می‌گیرد.

به بیان ساده، بلاک چین در واقع شبیه به یک زنجیره و دگ در قالب یک نمودار یا گراف فعالیت می‌کنند. در حال حاضر فناوری دگ به‌عنوان یک جایگزین مناسب در آینده، برای بلاک چین در صنعت رمزارزها تلقی می‌شود؛ چراکه بلاک چین‌ها در زمینه ذخیره داده‌ها و پردازش تراکنش‌های آنلاین با کمبودهایی مواجه هستند. دگ به‌عنوان یک راهکار برای چالش‌های فعلی در رابطه با مسئله تمرکززدایی، نیازی به ماینرها جهت رقابت برای تولید یک بلاک جدید ندارد. همکاری همزمان نودهای دگ، باعث شده که پردازش تراکنش‌ها سریع‌تر صورت گیرد.

فناوری دگ در نظر دارد تا ضعف‌های محسوس بلاک چین، مانند تمرکززدایی و مقیاس‌پذیری را برطرف سازد و سطح امنیت و کاربردهای خود را نسبت به بلاک چین تقویت کند. دگ با از بین بردن بلاک‌ها، نیازی به فرآیند ماینینگ ندارد که یعنی، انرژی و توان کامپیوتری کمتری جهت برقراری عملکرد صحیح شبکه استفاده می‌کند.

مقایسه هش گراف و بلاک چین

هش گراف (Hashgraph) یکی از راه‌کارهای تحول‌آفرین و نمونه‌ای نوین از یک دفتر کل توزیع شده (DLT) بوده که توسط لیمون بِیرد ابداع شده است. هش گراف از ساختمان داده دگ (DAG) جهت برقراری توافق در سیستم استفاده می‌کند. هش گراف در قالب یک دفتر کل توزیع شده، در نظر دارد مشکلات مربوط به سیستم‌های بیزانسی (Byzentine) را حل کند.

هش گراف از یک پروتکل تحت عنوان گاسیپ یا شایعه (Gossip) استفاده می‌کنند که عملکردی مشابه با شایعه‌پراکنی در شبکه‌های اجتماعی دارد. تفاوت این‌جا است که تنها اطلاعاتی که رد و بدل می‌شوند، تراکنش‌ها هستند و افرادی که این اطلاعات برای آن‌ها ارسال می‌شود (نه جزئیات دقیق اطلاعات و تراکنش‌ها).

این یعنی هیچ‌کس نمی‌داند یک تراکنش توسط چه کسی ایجاد شده و تنها نودی که تراکنش به آن ارسال شده، از این موضوع خبر دارد. این مسئله باعث شده که جعل یک تراکنش غیر ممکن شود، چرا که کسی نمی‌داند آن تراکنش را کدام فرد ایجاد کرده و یا به چه شخصی ارسال شده است؛ به این ترتیب،زمانی که شما به‌عنوان نود شبکه فعالیت نمی‌کنید، نمی‌دانید که اطلاعات موجود اشتباه یا دروغ هستند.

هش گراف و بلاک چین هر دو فناوری‌هایی هستند که در قالب یک دفتر کل توزیع شده و امن، به ثبت اطلاعات می‌پردازند. هش گراف نسبت به بلاک چین تکنولوژی جدیدتری است و در سال ۲۰۱۶ طراحی و ساخته شد؛ اما بلاک چین با ظهور بیت کوین بین سال‌های ۲۰۰۸-۲۰۰۹ به دنیا معرفی شد. هش گراف در مقایسه با بلاک چین از سرعت بالاتر در پردازش تراکنش‌ها، توان عملیاتی بیشتر و الگوریتم‌های اجماع پیشرفته‌تر برخوردار است.

مقایسه بلاک چین و بانک ها

زمانی که صحبت از فناوری بلاک چین می‌شود، غیر ممکن است که به انقلاب آن و کنارزدن نظام‌های اقتصادی سنتی، به‌ویژه در بخش پرداخت‌ها و سیستم بانک‌داری، اشاره نشود. البته که بانک‌ها و شبکه‌های غیرمتمرکز بلاک چین، دو حوزه کاملاً متفاوت با یکدیگر هستند. جهت اطلاع از تفاوت بلاک چین با بانک‌ها، طبق جدول زیر سیستم بانک‌داری را با بلاک چین بیت کوین مورد مقایسه قرار داده‌ایم:

ویژگی	بانک	بلاک چین بیت کوین
سرعت انجام تراکنش‌ها	انتقالات کارت به کارت و چک‌ها بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت + عدم فعالیت در روزهای تعطیل.	نزدیک به ۱۵ دقیقه و در صورت تراکم شبکه تا ۱ ساعت، بدون تعطیلی و محدودیت مکانی.
کارمزد تراکنش‌ها	متغیر بر اساس شبکه پرداختی و بانک مربوطه و این‌که مستقیماً با دستور کاربر پرداخت نمی‌شوند + کارمزد بالا برای انتقالات بین‌المللی.	بین ۰ تا ۵۰ دلار که توسط کاربران و نودها تعیین می‌شود و کاربر مربوطه اختیار تنظیم کارمزد و پذیرفتن آن را دارد.
امنیت	اطلاعات حساب بانکی کاربر تا زمانی امنیت دارد که سرور شبکه بانک مربوطه امن باقی بماند.	هرچه شبکه بیت کوین فعالیت بیشتری داشته باشد، سطح امنیت آن بالاتر می‌رود. امنیت موجودی یک حساب نیز در اختیار خود کاربر قرار دارد.
حریم خصوصی	اطلاعات شخصی و حساب کاربران در سرور شبکه بانک نگهداری می‌شود که وضعیت را وابسته به میزان امنیت سرورها قرار می‌دهد.	هر فردی به میزان دلخواه می‌تواند حریم خصوصی خود را حفظ کند. نقل و انتقالات بیت کوین در مرورگر بلاک چین قابل مشاهده بوده؛ اما اطلاعات شخصی و حساب خیر.
قوانین احراز هویت	بانک‌ها و محصولات مرتبط با آن‌ها طبق روال قانونی خود، پیش از بازکردن حساب مشتری، اطلاعات شخصی وی را ثبت کنند.	هر شخصی می‌تواند بدون نیاز به اطلاعات شناسایی در شبکه بیت کوین فعالیت داشته باشد، حتی یک سازمان از طریق هوش مصنوعی.
ساعات کاری	بانک‌ها طبق ساعات اداری روزانه خود فعالیت می‌کنند و در روزهای تعطیل، خدمات ارائه نمی‌دهند.	هیچ ساعت کاری مشخصی وجود ندارد و در تمام ساعات و روزهای سال، شبکه فعال است.
راحتی انتقال پول	حداقل الزامات برای انتقال دیجیتالی پول، کارت شناسایی دولتی، حساب بانکی و گوشی موبایل.	اتصال به اینترنت و گوشی موبایل.
تایید تراکنش‌ها	بانک‌ها این اختیار را دارند که طبق صلاحدید خود، یک تراکنش را لغو و یا یک حساب را مسدود کنند.	شبکه بیت کوین شرایط و نحوه استفاده از بیت کوین را تعیین نمی‌کند و کاربران به شکل دلخواه، البته با رعایت قوانین کشور مربوطه، تراکنش‌های خود را انجام می‌دهند.
مصادره حساب	دولت‌ها به‌راحتی می‌توانند حساب بانکی افراد را بررسی و به دلایل مختلف، سرمایه آن‌ها را مصادره کنند.	تراکنش‌های بیت کوین به‌صورت ناشناس انجام شده و دولت‌ها جهت پیگیری آن‌ها، چالش‌های زیادی خواهند داشت.

• میم کوین چیست؟
• استیبل کوین چیست؟
• رپد توکن در ارز دیجیتال چیست؟
• شت کوین چیست؟

مزایای بلاک چین

ویژگی‌های منحصربه‌فرد فناوری بلاک چین، چالش‌های زیادی را برای کسب‌وکارها برطرف کرده است که مهم‌ترین آن‌ها مسئله تمرکززدایی (Decentralization) است. طبیعتاً هر فناوری نوظهوری مزایا و معایب خود را دارد. در این بخش به بررسی مزایای بلاک چین می‌پردازیم.

دقت شبکه: تراکنش‌های یک بلاک چین، توسط هزاران کامپیوتر در نقش نودهای شبکه مورد تایید قرار می‌گیرند. این مسئله منجر به عدم نیاز به تعداد زیادی نیروی انسانی و متعاقباً جلوگیری از خطاهای مربوطه و ثبت دقیق اطلاعات می‌شود. حتی در صورتی که یک نود دچار اشتباه در محاسبات خود شود، این خطا تنها در یک نسخه از بلاک چین ثبت شده و توسط دیگر اعضای شبکه مورد تایید قرار نمی‌گیرد.

کاهش هزینه: مردم عموماً برای تایید یک تراکنش یا ثبت یک سند، به بانک و دفترخانه هزینه‌ای را پرداخت می‌کنند. بلاک چین در این زمینه، این نهادهای شخص ثالث و واسطه را حذف کرده و در نتیجه، هزینه‌های مربوط به آن‌ها نیز از بین می‌رود. در پرداخت‌ها و تراکنش‌های رمزارزی، کارمزدها کمتر و شفاف‌تر اعمال می‌شوند.

تمرکززدایی: بلاک چین اطلاعات خود را در یک محل خاص ذخیره نمی‌کند. در عوض، نسخه‌های زیادی از یک بلاک چین بین مجموعه‌ای بزرگ از کامپیوترها کپی شده است و زمانی که یک بلاک جدید به بلاک چین افزوده می‌شود، این کامپیوترها نخسه بلاک چین خود را به‌منظور اعمال تغییرات، به‌روزرسانی می‌کنند. پخش‌شدن اطلاعات در یک شبکه به‌جای ذخیره آن‌ها در یک پایگاه داده مرکزی، دست‌بردن در آن‌ها را به‌شدت دشوار می‌کند.

راندمان بالا در تراکنش‌ها: تکمیل تراکنش‌ها در سیستم‌های سنتی ممکن است تا چند روز به طول بیانجامد. مثلاً زمانی که شما یک چک را در روز پنجشنبه نقد می‌کنید، ممکن است وجه مربوطه تا ظهر روز شنبه به حسابتان واریز نشود؛ چراکه بانک‌ها و موسسات مالی ساعات و روزهای مشخصی را تعطیل هستند. تراکنش‌‌ها در بلاک چین معمولاً پس از چند دقیقه تکمیل می‌شوند. اهمیت این مسئله در حواله‌های بین‌المللی دیده می‌شود که بعد از تایید چند نهاد شخص ثالث واسطه، پس از چند روز به حساب مقصد می‌رسد.

تراکنش‌های ناشناس: اکثر بلاک چین‌ها در قالب پایگاه‌های داده و دفتر کل توزیع شده عمومی فعالیت می‌کنند؛ یعنی هر شخصی با اتصال به اینترنت قادر به مشاهده تاریخچه تراکنش‌های یک شبکه است. اما با وجود این‌که همه مردم می‌توانند به جزئیات تراکنش‌ها دسترسی داشته باشند، اطلاعات شناسایی طرفین تراکنش هیچ‌گاه قابل مشاهده نخواهد بود.

این یک باور اشتباه است که کاربران در بلاک چین‌هایی نظیر بیت کوین، به‌صورت کاملاً ناشناس فعالیت می‌کنند. در واقع، فعالیت‌ها در بلاک چین به‌طور شبه ناشناس و یا با نام مستعار صورت می‌گیرند؛ چراکه یک آدرس عمومی قابل مشاهده برای هر کیف پول وجود دارد که متعلق به کاربر مربوطه می‌شود.

مطالعه بیشتر: پرایوسی کوین چیست؟

امنیت تراکنش‌ها: زمانی که یک تراکنش در بلاک چین ثبت می‌شود، صحت و اعتبار آن باید توسط نودهای شبکه مورد تایید قرار گیرد و پس از تایید، به بلاک موجود اضافه می‌شود. هر بلاک حاوی مقدار هش منحصربه‌فرد خود به‌علاوه هش بلاک قبلی است. در نتیجه، پس از تایید بلاک‌ها توسط شبکه، امکان ایجاد تغییر در آن‌ها وجود نخواهد داشت.

شفافیت عملکرد: اکثر شبکه‌های بلاک چین، نرم‌افزاری اپن سورس (متن باز / Open-Source) هستند که یعنی، هر فردی می‌تواند به کد برنامه آن دسترسی داشته باشد. این مسئله به نهادهای حساب‌رسی (Audit) اجازه داده تا برنامه و کد بلاک چین و رمزارز آن را از لحاظ مسائل امنیتی مورد ارزیابی قرار دهند. البته که همچنین این معنا را دارد که هیچ شخص یا نهادی، مسئول کنترل برنامه آن رمزارز یا بلاک چین و اصلاح آن‌ها نیست.

از این رو، هر شخصی می‌تواند پیشنهاد تغییر یا ارتقای سیستم مربوطه را بدهد و در صورت توافق اکثریت اعضای شبکه مبنی بر بهتر بودن نسخه جدید کد، آن شبکه وارد مرحله به‌روزرسانی می‌شود.

مطالعه بیشتر: امن ترین کیف پول ارز دیجیتال کدام است؟

معایب بلاک چین

ضرب‌المثل معروفی است که می‌گوید «با یک گل بهار نمی‌شود» و این مورد در رابطه با فناوری بلاک چین نیز صدق می‌کند. طی سال‌های اخیر، هیجانات و صحبت‌های زیادی در مورد بلاک چین و وب ۳ (WEB 3.0) به‌وجود آمده‌اند و بسیاری از سازمان‌ها در نظر دارند که سطح عملکرد خود را با ورود به این حوزه ارتقا دهند؛ اما این تحولات به‌سادگی صورت نخواهند گرفت و نیازمند تحقیق، تجزیه؛ تحلیل و آزمون و خطاهای بسیار زیادی است. بلاک چین علی‌رغم مزیت‌های خود، همچنان با یک فناوری بی‌نقص و کامل فاصله دارد. در این‌جا نقاط کمبود و معایب بلاک چین را با هم بررسی می‌کنیم.

مطالعه بیشتر: آشنایی با وب ۳ و بهترین ارزهای آن

هزینه تامین سخت‌افزار: با این‌که فناوری بلاک چین برای کاربران خود کارمزدهای کمتر و شرایط مقرون به‌صرفه‌تری را در انجام امور مالی ایجاد کرده است، استفاده از آن‌ها همچنان هزینه‌هایی را در بر می‌گیرد. به‌عنوان مثال، بلاک چین بیت کوین که از الگوریتم اجماع اثبات کار برای تایید تراکنش‌ها استفاده می‌کند، نیروی کامپیوتری زیادی برای این منظور به‌کار می‌گیرد.

این نیرو توسط میلیون‌ها دستگاه کامپیوتری در سراسر دنیا تامین می‌شود که مصرف برق و انرژی آن‌ها از مصرف سالانه کشورهایی مانند پاکستان فراتر می‌رود. البته طی سال‌های اخیر، راهکارهایی جهت حل این مشکل به‌وجود آمده‌اند و مزارع استخراج بیت کوین، شروع به استفاده از باطری‌های خورشیدی، گاز مازاد پالایشگاه‌های نفتی و توربین‌های بادی کرده‌اند.

سرعت پایین پردازش داده‌ها: بیت کوین گزینه خوبی برای تحلیل و بررسی نقاط ضعف در یک شبکه بلاک چین به‌حساب می‌آید. سیستم اثبات کار بیت کوین نزدیک به ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارد تا یک بلاک جدید را به بلاک چین اضافه کند. با توجه به این موضوع، بلاک چین بیت کوین قادر است تقریباً ۳ تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند. با وجود این‌که برخی بلاک چین‌های دیگر نظیر اتریوم عملکرد بهتری از این حیث نسبت به بیت کوین دارند، همچنان این شرایط برای یک شبکه بلاک چین مطلوب نیست.

شبکه‌های پرداختی حال حاضر مانند ویزا (Visa)، قادر به پردازش ۶۵,۰۰۰ تراکنش بر ثانیه هستند. راهکارهای زیادی طی سال‌های اخیر برای حل این مشکل در بلاک چین‌ها ایجاد شده‌اند و شبکه‌هایی هستند که هم‌اکنون تا ۳۰,۰۰۰ تراکنش را در هر ثانیه پردازش می‌کنند. پیش بینی شده که بلاک چین اتریوم پس از اجرای ارتقای مرج (Ethereum Merge) و پیاده‌سازی شبکه بیکن (Beacon Chain) تحت شبکه اصلی خود، بتواند تا ۱۰۰,۰۰۰ تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند که البته نیازمند اجرای تمام مراحل ارتقا از جمله شاردینگ (Sharding) در این شبکه است.

مطالعه بیشتر: ارتقای مرج اتریوم چیست؟

مطالعه بیشتر: ارتقای شانگهای اتریوم چیست؟

شاردینگ با تقسیم‌بندی شبکه اصلی به چندین زنجیره، موجب تقویت راندمان شبکه، کاهش تراکم و افزایش سرعت پردازش تراکنش‌ها خواهد شد. از دیگر چالش‌های بلاک چین در رابطه با مسئله سرعت پردازش، محدودیت حجم اطلاعات قابل گنجایش در هر بلاک است. مسئله حجم بلاک یکی دیگر از چالش‌هایی است که سال‌های زیادی گریبان بلاک چین‌ها را گرفته و بر مقیاس‌پذیری آن‌ها اثر منفی گذاشته است.

فعالیت‌های غیر قانونی: با این‌که محرمانگی داده‌ها و حریم خصوصی کاربران در شبکه‌های بلاک چین به سطح بهتری رسیده است، باعث شده که فعالیت‌ها و معاملات غیر قانونی نیز در این شبکه‌ها راحت‌تر صورت گیرند. یکی از معروف‌ترین نمونه‌ها در رابطه با این مسئله، سیلک رود (Silk Road) است که یک بازار سیاه در دارک وب (Dark Web) جهت خرید فروش غیر قانونی دارو‌ها و انجام فعالیت‌های پول‌شویی بود. سیلک رود در اکتبر سال ۲۰۱۳ توسط FBI توقیف شد.

در نتیجه، این سیستم مزایا و معایب خود را دارد و مانند یک شمشیر دو لبه عمل می‌کند؛ بلاک چین به هر فردی اجازه بازکردن و دسترسی به یک حساب مالی را می‌دهد و در عین حال، فعالیت افراد خلاف‌کار را نیز تسهیل کرده است. بسیاری از مردم معتقدند که مزایای بلاک چین و رمزارزها از معایب آن بیشتر است؛ به‌ویژه در شرایطی که فعالیت‌های غیرقانونی بدون استفاده از بلاک چین نیز، همچنان از طریق پول‌های نقد غیر قابل ردیابی انجام می‌شوند.

مطالعه بیشتر: ادرس کانترکت ارزها در بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟

قانون گذاری‌ها: تاکنون بسیاری از کاربران و کارشناسان حوزه کریپتو در مورد قانون‌گذاری بر سر این صنعت، نگرانی خود را ابراز کرده‌اند. با این‌که متوقف‌کردن یک شبکه غیرمتمرکز مانند بیت کوین رفته رفته دشوارتر می‌شود، دولت‌ها از لحاظ تئوری توانایی غیرقانونی کردن مالکیت بیت کوین و خرید و فروش و فعالیت در این شبکه را دارند. ناگفته نماند که حضور کمپانی‌های بزرگی مانند پی‌پل (PayPal) و ارائه پرداخت‌های کریپتویی برای مشتریان، باعث کاهش نگرانی‌ها در مورد قانون‌گذاری بر این صنعت شده است.

بلاکچین یک دفترکل مشترک و غیرقابل تغییر است که فرآیندهای ثبت تراکنش و اطلاعات و پیگیری دارایی‌ها را در یک شبکه تجاری تسهیل می‌کند. از آن جایی که مبنای فعالیت تجارت‌ها بر اساس اطلاعات است، هرچه این اطلاعات سریع‌تر و دقیق‌تر دریافت شوند، بازدهی بهتری خواهند داشت. فناوری بلاک‌ چین برای انتقال چنین اطلاعاتی گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود؛ چراکه اطلاعات را به صورت آنی به اشتراک گذاشته و با شفافیت تمام در یک دفتر کل آن‌ها را ذخیره می‌کند که فقط اعضای مشخصی در شبکه می‌توانند به آن‌ها دسترسی داشته باشند.

یک شبکه بلاکچین قابلیت پیگیری سفارشات، پرداخت‌ها، حساب‌ها، تولیدات و . . . را دارد و از آن جایی که اعضای شبکه یک نقطه نظر مشترک دارند، می‌توان جزئیات هر تراکنش را بدون واسطه و به‌طور کامل مشاهده کرد که به کاربر اطمینان خاطر بیشتر و همچنین بهره‌وری و امکانات بهتری را ارائه می‌کند. در نهایت، فناوری بلاک‌ چین روزبه‌روز محبوب‌تر شده و به‌سرعت در حال جذب شرکت‌ها و سازمان‌ها است.

در این مقاله از صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس به بررسی فناوری بلاک چین و جزئیات آن پرداختیم. در صورت داشتن سوال، انتقاد و یا پیشنهاد، با ثبت نظر خود با ما در ارتباط باشید.

سوالات متداول درباره بلاک چین