زنجیره بلوکی چیست؟ صفر تا صد Blockchain به زبان ساده

فناوری زنجیره بلوکی بی‌شک یکی از بزرگ‌ترین ابتکار‌های قرن بیست‌ویکم است. با توجه‌ به اثر موجی زنجیره بلوکی روی بخش‌ها و صنایع مختلف، از امور مالی گرفته تا زنجیره تأمین و حتی آموزش و پرورش، آشنایی با این فناوری و نحوه به‌کارگیری مؤثر آن، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. کاربردهای فناوری زنجیره بلوکی در دنیای واقعی، آن‌قدر زیاد و جذاب است که نمی‌توان آن را نادیده گرفت.

در این مطلب به بررسی کامل فناوری زنجیره بلوکی، مصارف و مزیت‌ها و معایب آن می‌پردازیم. با انواع زنجیره بلوکی و تعاریف مهم مرتبط با آن آشنا می‌شویم و راجع به سیر تکاملی آن توضیح خواهیم داد. بنابراین اگر دوست دارید بدانید زنجیره بلوکی چگونه کار می‌کند و به‌دنبال مطلبی جامع می‌گردید که با زبانی ساده پیچیدگی‌های آن را توضیح دهد، این مقاله برای شماست.

زنجیره بلوکی چیست؟

زنجیره بلوکی (blockchain) یک فناوری ثبتِ دیجیتالی است که انواع داده‌ها و اطلاعات را در خود ذخیره می‌کند به‌طوری که ذخیره کردن اطلاعات به‌صورت بلوک‌های پشت‌سرهم است تا امکان دستکاری داده‌ها از بین برود یا به‌حداقل برسد.

اگر تعریف بالا برایتان شفاف نیست، در ادامه زنجیره بلوکی را به زبانی ساده‌تر توضیح داده‌ایم.

در حقیقت تفاوت اصلی زنجیره بلوکی با هر پایگاه داده (هرجایی که اطلاعات در آن ثبت می‌شود) این است که توزیع‌شده و غیرقابل‌دستکاری عمل می‌کند؛ یعنی برخلاف سیستم‌های سنتی، داده‌ها را در یک صفحه اکسل یا سرورهای مرکزی ذخیره نمی‌کند.

در حقیقت، زنجیره بلوکی تشکیل شده است از تعداد زیادی کامپیوتر و هر کامپیوتر یک نسخه از اطلاعات را در خود ذخیره کرده است . به همین دلیل، نیازی به یک قدرت متمرکز برای مدیریت پایگاه داده خود ندارد. برای همین، زنجیره بلوکی یک دفتر کل توزیع‌شده است.

به‌کمک زنجیره بلوکی می‌توان به‌صورت دائمی، تغییرناپذیر و شفاف، همه داده‌ها و تراکنش‌ها را ثبت کرد. هرچیزی که دارای نرخ است، خواه کالای فیزیکی باشد یا غیرفیزیکی، در این پلتفرم مبادله‌شدنی است. از نظر تئوری و در بهترین حالتِ اجرا، بعد از ثبت اطلاعات در زنجیره بلوکی، هرگز نمی‌توان چیزی را در آن تغییر داد.

بیت کوین و ارزهای دیجیتال از زنجیره بلوکی برای ذخیره اطلاعات تراکنش‌ها استفاده می‌کنند؛ ولی زنجیره بلوکی می‌تواند در هر جا که نیاز به ثبت اطلاعات به‌صورت توزیع‌شده و امن باشد، کاربرد داشته باشد.

بیشتر بخوانید: تفاوت زنجیره بلوکی و پایگاه داده (دیتابیس) سنتی چیست؟

زنجیره بلوکی به زبان ساده

به زبان ساده، زنجیره بلوکی یک نوع سیستم ثبت اطلاعات و گزارش است. تفاوت آن با سیستم‌های دیگر این است که اطلاعات ذخیره‌شده روی این نوع سیستم، میان همه اعضای یک پلتفرم به اشتراک گذاشته می‌شود. با استفاده از رمزنگاری و توزیع داده‌ها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبت‌شده، تقریباً از بین می‌رود.

معنا زنجیره بلوکی اولین بار با پیدایش بیت کوین به وجود آمد و پادشاه ارزهای دیجیتال از این راهکار برای ذخیره اطلاعات مربوط به دارایی کاربران بهره برد.

برای درک بهتر زنجیره بلوکی به مثال زیر توجه کنید:

در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه‌ای حاوی اطلاعات را بالا می‌گیریم و همه با تلفن همراه‌شان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگرما آن اطلاعات را نابود کنیم یا تغییری در آن بدهیم، دیگر برای آن جمع پذیرفته نیست؛ چون آن‌ها یک کپی از نسخه اصلی را دارند؛ مگر اینکه موبایل همه را بگیریم و آن را حذف کنیم.

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 یا به‌صورت خصوصی برای یک گروه خاص استفاده شود.

زنجیره بلوکی‌ها می‌توانند به صورت خصوصی و برای اهداف خاص در یک نهاد یا نهاد مورد استفاده قرار بگیرند که به آن زنجیره بلوکی سازمانی (Enterprise blockchain) هم می‌گویند.

ویژگی‌های اصلی زنجیره بلوکی

فناوری زنجیره بلوکی دارای شش ویژگی اصلی است:

۱. تغییرناپذیری و وضوح

مکانیسم زنجیره بلوکی طوری است که وقتی بلاک‌های جدید به دفتر کل اضافه می‌شوند، دیگر کسی نمی‌تواند به عقب برگردد و آن را دستکاری، حذف یا ویرایش کند.

۲. بدون مرکزیت بودن

زنجیره بلوکی هیچ مرجع یا نهاد واحدی ندارد که آن را کنترل کند. گروهی متشکل از رایانه‌ها که به آن‌ها نود (Node) می‌گویند پلتفرم را مدیریت می‌کنند. می‌توانیم هرچیزی از رمز ارز گرفته تا اسناد مهم و قراردادها را در آن ذخیره کنیم و با استفاده از کلید خصوصی مستقیماً به آن‌ها دسترسی داشته باشیم.

۳. ایمنی پیشرفته

همین که زنجیره بلوکی نیازی به مرجع مرکزی ندارد، ایمنی آن را تضمین می‌کند. زیرا هیچ قدرتی نمی‌تواند به‌میل خود ویژگی‌های پلتفرم را تغییر دهد. بااین‌حال، استفاده از رمزنگاری در این سیستم هم لایه امنیتی دیگری به آن اضافه می‌کند.

سیستم امنیتی زنجیره بلوکی از نوع «دو کلید» است. تمام اطلاعات موجود در زنجیره بلوکی رمزنگاری شده‌اند و ماهیت واقعی داده‌ها پنهان است. با کلید عمومی که فقط یک آدرس شامل رشته‌ای از حروف و اعداد است تراکنش‌ها را انجام می‌دهید و برای دسترسی به داده‌ها از کلید خصوصی استفاده می‌کنید.

۴. دفتر کل توزیع‌شده

زنجیره بلوکی دفتر کل عمومی است که اطلاعاتی راجع به تراکنش‌ها ارائه می‌دهد. همه‌چیز در فضای باز قرار دارد و چیزی از کسی پنهان نمی‌ماند. همه مشارکت‌کنندگان در پلتفرم، این دفتر کل را ذخیره می‌کنند و می‌دانند در آن چه می‌گذرد.

۵. مکانیسم اجماع

هر زنجیره بلوکی شامل الگوریتم اجماع است. به‌زبان ساده، اجماع نوعی فرایند تصمیم‌گیری برای گروهی از نودهای فعال در پلتفرم است که درست مانند سیستم رأی‌گیری، اکثریت پیروز می‌شود و اقلیت باید از آن پشتیبانی کند.

الگوریتم‌های اجماع متفاوتی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. به‌خاطر اجماع است که در پلتفرم زنجیره بلوکی، نیازی نیست نودها به هم اعتماد داشته باشند. اجماع تضمین می‌کند که اکثریت با تصمیمِ گرفته‌شده موافق‌اند و این خودش اعتماد ایجاد می‌کند.

۶. سرعت در تسویه واریزها

در سیستم سنتی، بعضی نقل و انتقالات بانکی امکان دارد حتی چند روز طول بکشد یا سیستم خراب شود. زنجیره بلوکی در مقایسه با سیستم‌های بانک‌داری سنتی برای تسویه واریزها، سریع‌تر است. مخصوصاً واریزهای برون‌مرزی برای کارگران خارج از کشور که باید برای خانواده‌شان پول ارسال کنند، با زنجیره بلوکی بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. کارمزد آن‌ها هم بسیار کمتر از بانک‌های سنتی است.

تاریخچه زنجیره بلوکی

یک باور رایج نادرست راجع به زنجیره بلوکی این است که این فناوری در سال ۲۰۰۸ (همزمان با اختراع بیت کوین) ابداع شده است درحالی‌که تاریخچه زنجیره بلوکی به سال ۱۹۹۱ برمی‌گردد. در آن زمان، استوارت هابر (Stuart Haber) و دبلیو اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta) چیزی را که امروز به‌عنوان فناوری زنجیره بلوکی می‌شناسیم، در رویای خود می‌دیدند.

اولین کاری که آن‌ها انجام دادند، تلاش برای ایجاد زنجیره‌ای از بلاک‌های امن رمزنگاری‌شده بود؛ به‌طوری‌که هیچ‌کس نتواند برچسب زمانی اسناد موجود در آن را دستکاری کند. یک‌سال بعد، آن‌ها سیستم خود را ارتقا دادند و درخت مرکل را در آن گنجاندند. این کار باعث شد کارایی پلتفرم بالا رفتن یابد و در نتیجه، امکان جمع‌آوری اسناد بیشتر در یک بلاک فراهم شود.

با همه این اوصاف، تاریخچه زنجیره بلوکی از سال ۲۰۰۸ به بعد اهمیت واقعی خود را پیدا می‌کند. زمانی‌که فرد یا گروهی ناشناس به‌نام ساتوشی ناکاموتو وارد عمل شدند.

ساتوشی ناکاموتو مغز متفکر پشت فناوری زنجیره بلوکی است. هنوز هیچ‌کس چیز زیادی راجع به ساتوشی نمی‌داند. او کسی بود که بیت کوین را به جهان ابلاغ کرد؛ پادشاه ارزهای دیجیتال که اولین کاربرد فناوری زنجیره بلوکی است.

ساتوشی در سال ۲۰۰۹، وایت پیپری راجع به بلاکچین منتشر کرد و در آن، جزئیاتی راجع به این‌که چطور این فناوری به‌خوبی برای بالا رفتن اعتماد دیجیتال تجهیز شده است ارائه داد. ساتوشی توضیح داد که بدون مرکزیت بودن زنجیره بلوکی بدان معناست که هیچ‌کس هرگز بر چیزی کنترل نخواهد داشت.

اززمانی‌که ساتوشی ناکاموتو از صحنه خارج شد و توسعه بیت کوین را به دیگر توسعه‌دهندگان اصلی سپرد، زنجیره بلوکی همچنان تکامل یافته است. سیر تکاملی زنجیره بلوکی به این صورت است:

فاز یک، تراکنش‌ها

blockchain ۱.۰ و ظهور بیت کوین؛ از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۳

بیشتر افراد تصور می‌کنند بیت کوین و زنجیره بلوکی یکی هستند. این در حالی است که زنجیره بلوکی در اصل یک فناوری زیربنایی است و ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین روی آن ایجاد می‌شوند.

بیت کوین در سال ۲۰۰۸ متولد شد و اولین کاربرد فناوری زنجیره بلوکی بود. ساتوشی ناکاموتو در وایت پیپر خود از آن به‌عنوان «سیستم الکترونیکی همتا به همتا» یاد کرد. او ابتدا بلاک جنسیس را تشکیل داد و سپس سایر بلاک‌ها را از آن ماینینگ و به یکدیگر متصل کرد. به این ترتیب، یکی از بزرگترین زنجیره‌های بلوکی تشکیل شد که حاوی اطلاعات و تراکنش‌ها است.

فاز دو، قراردادها

blockchain ۲.۰ و توسعه اتریوم؛ از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵

در آن زمان، یکی از توسعه‌دهندگانی که احساس می‌کردند بیت کوین هنوز به پتانسیل کامل خود نرسیده است، ویتالیک بوترین، نابغه کانادایی‌روسی علوم رایانه بود. بوترین به‌خاطر محدودیت‌های بیت کوین، روی چیزی که آن را نوعی زنجیره بلوکی انعطاف‌پذیر می‌دانست، کار کرد. بلاک چینی که می‌توانست علاوه بر اینکه یک پلتفرم همتا به همتا باشد، کارهای مختلفی هم انجام دهد.

اتریوم در سال ۲۰۱۳، به‌عنوان یک زنجیره بلوکی عمومی جدید با عملکردهای بیشتر درمقایسه‌با بیت کوین متولد شد؛ ابتکار بزرگی که آن را نقطه‌عطف تاریخ زنجیره بلوکی می‌دانند.

بوترین با فعال‌کردن عملکردی که به افراد اجازه می‌دهد سایر دارایی‌ها نظیر قراردادها را هم در زنجیره بلوکی ثبت کنند، اتریوم را از زنجیره بلوکی بیت کوین متمایز کرد. این ویژگی جدید، قابلیت‌های اتریوم را از یک رمز ارزِ صرف، به پلتفرمی برای توسعه برنامه‌های بدون مرکزیت گسترش داد.

فاز ۳، برنامه‌های کاربردی بدون مرکزیت

blockchain ۳.۰ و آینده؛ سال ۲۰۱۸

تاریخچه تکامل زنجیره بلوکی با اتریوم و بیت کوین متوقف نمی‌شود. در سال‌های اخیر، تعدادی از پروژه‌ها همه قابلیت‌های فناوری زنجیره بلوکی را به کار گرفته‌اند. پروژه‌های جدید علاوه بر ارائه ویژگی‌های نو با استفاده از قابلیت‌های زنجیره بلوکی، به‌دنبال رفع بعضی از کمبودهای بیت کوین و اتریوم هستند.

نئو (NEO)، یکی از این برنامه‌های کاربردی است که به‌عنوان اولین پلتفرم بلاک چینی منبع باز و بدون مرکزیت شروع به کار کرد. بعد از آن آیوتا (IOTA) بود که در آن، بعضی از توسعه‌دهندگان در رقابت برای سرعت‌بخشیدن به توسعه اینترنت اشیا، به نوعی مناسب از فناوری زنجیره بلوکی استفاده کردند.

علاوه بر این دو، پلتفرم‌های بلاک چینی دیگری نظیر زی‌کش، مونرو و دش هم به‌عنوان راهی برای رسیدگی به پاره‌ای از مشکلات امنیتی و قابلیت توسعه مرتبط به برنامه‌های زنجیره بلوکی ۱.۰ به وجود آمدند. این سه پلتفرم که آلت‌کوین‌های حریم خصوصی نامیده می‌شوند، قصد دارند سطوح بالایی از حریم خصوصی و ایمنی در هنگام اجرای تراکنش را ارائه دهند.

زنجیره بلوکی چگونه کار می‌کند؟

حال که با زنجیره بلوکی و سیر تکاملی آن آشنا شدیم، بیایید ببینیم زنجیره بلوکی چطور کار می‌کند.

برای درک کارایی زنجیره بلوکی، باید ابتدا با سه معنا اصلی یعنی بلاک، نود و ماینر و نیز تعاریف وابسته به آن‌ها، یعنی تابع هش، نانس و الگوریتم اجماع آشنا شویم. بیایید با مثال پیش برویم که درک سازوکار آن‌ها ساده‌تر شود.

فرض کنیم ۱۰ نفر با هم تصمیم گرفته‌اند یک رمز ارز جدید بسازند. آن‌ها باید جریان وجوه را پیگیری کنند تا از اعتبار کوین‌ها در نظام زیستی پولی خود اطمینان داشته باشند. یکی از آن‌ها که او را باب می‌نامیم، تصمیم می‌گیرد فهرستی از همه اقدامات را در یک دفتر به‌صورت صفحه اکسل درج کند. شخص دیگری که او را جک می‌نامیم، تصمیم دارد پول‌ها را بدزدد. او توانست مقداری پول سرقت کند و برای پنهان‌کردن آن، ورودی‌های دفتر را تغییر داد.

تابع هش یا تابع درهم‌سازی

مدتی بعد، باب متوجه می‌شود شخصی دفتر او را تغییر داده است. برای جلوگیری از این دستکاری در آینده، او فرمت دفتر را تغییر می‌دهد. برای این کار از تابع هش استفاده می‌کند که متن دفتر را به مجموعه‌ای از حروف و اعداد تبدیل می‌کند. چگونه؟

این فرایند از یک الگوریتم هش ایمن (SHA) استفاده می‌کند که ورودی‌های با مقادیر متغیر را دریافت کرده و به خروجی رمزگذاری‌شده با طول ثابت تبدیل می‌کند. این خروجی هش (hash) نامیده می‌شود. یک تغییر کوچک در یک رشته، هش کاملاً جدیدی تولید می‌کند. باب بعد از ثبت هر تراکنش در دفتر، یک هش درج می‌کرد. ولی جک توانست سابقه را تغییر دهد و هش جدیدی تولید کند بدون این‌که آب از آب تکان بخورد.

باب دوباره متوجه می‌شود. برای پیچیده‌تر کردن فرایند، بعد از هر ثبت، یک هش جدید از آخرین هش ثبت‌شده به آن اضافه می‌کند. حالا هر ورودی به ورودی قبل از خودش بستگی دارد. بنابراین اگر جک بخواهد در دفتر تغییر ایجاد کند، باید هش همه ورودی‌های قبلی را تغییر دهد. جک دزد مصممی بود، بنابراین وقت گذاشت و همه هش‌ها را یکی‌یکی تغییر داد!

نانس یا عدد تصادفی

باب تسلیم نشد. این بار بعد از هر ثبت، یک عدد تصادفی با عنوان نانس (nonce) به داده‌ها اضافه کرد. این عدد باید به‌نوعی انتخاب می‌شد که هش تولیدشده حتماً به دو صفر ختم شود. برای جعل سوابق دفتر، حالا جک باید ساعت‌ها صرف پیداکردن نانس برای هر خط می‌کرد. یافتن نانس‌ها حتی برای سریع‌ترین رایانه‌ها هم دشوار است.

نود یا گره

باب برای مدت کوتاهی می‌توانست تراکنش‌ها را به این شکل ثبت کند. بعد از مدتی، با انجام تراکنش‌های جدید، او تحت‌فشار قرار گرفت و سیستم فعلی را ناپایدار دید. بنابراین دفتر خود را در اختیار ۳۰۰۰ رایانه در سراسر جهان قرار داد. این رایانه‌ها همان نودها هستند.

هربار که تراکنشی ثبت می‌شود، آن نودها آن را اعتبارسنجی می‌کنند و نیازی نیست باب به‌تنهایی این کار را انجام دهد. وقتی اکثر نودها تراکنش را دارای اعتبار اعلام می‌کنند، آن را به یک مجموعه به نام بلاک می‌افزایند. حال اگر جک بخواهد یک ورودی را در دفتر تغییر دهد، همه نودهای دیگر هش اصلی را دارند و اجازه این کار را نخواهند داد.

بلاک

واژه زنجیره بلوکی از دو جزء بلاک (block) و زنجیره (chain) ساخته شده است. بنابراین هر زنجیره بلاک چینی از چندین بلاک متصل به هم تشکیل می‌شود. هر بلاک دارای سه مؤلفه اصلی است:

• داده‌های درون بلاک شامل برچسب زمانی و اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها
• نانس (Nonce) یا عدد تصادفی
• هش.

گفتیم که نودها بعد از تأیید هر تراکنش آن را به یک بلاک اضافه می‌کنند. هر بلاک تا جایی که ظرفیت دارد (۱ مگابایت) با تراکنش‌های جدید پر می‌شود. وقتی یک بلاک پر شد، به زنجیره بلوکی اضافه می‌شود و نودها کار روی بلاک بعدی را آغاز خواهند کرد.

این زنجیره بلوکی هر ۱۰ دقیقه یک‌بار با یک بلاک جدید به‌روز می‌شود و این به‌روزرسانی کاملاً خودکار است و همزمان در همه رایانه‌های موجود در پلتفرم انجام می‌شود. به‌محض به‌روزشدن زنجیره بلوکی، دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد. هر تغییر در زنجیره بلوکی، مستلزم اجماع اکثریت کمپانی‌کنندگان در پلتفرم است.

ماینر یا ماینینگ‌کننده

به فرایندی که در آن بلاک‌ها به زنجیره اضافه می‌شوند، ماینینگ و به نودهایی که این کار را انجام می‌دهند، ماینر می‌گوییم. اگر یادتان باشد در بخش ویژگی‌های زنجیره بلوکی راجع به اجماع اثبات کار صحبت کردیم.

در پلتفرم‌های بلاک چینی که از اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند، یک ماینر باید ثابت کند در حال انجام محاسبات و مصرف انرژی لازم برای ماینینگ بلاک است. ازآنجاکه هر بلاک حاوی نانس و هش منحصربه‌فرد خود است ولی به هش بلاک قبلی هم اشاره دارد، ماینینگ یک بلاک مخصوصاً در زنجیره‌های بزرگ دشوار خواهد بود. بنابراین، ماینرها باید از نرم‌افزارهای تخصصی برای حل مسئله ریاضی دشوارِ تولید هش قابل‌قبول با استفاده از نانس استفاده کنند.

ازآنجاکه نانس ۳۲ بیت است و هش ۲۵۶ بیت، حدود چهار میلیارد ترکیب نانس‌هش وجود دارد که باید بررسی شود تا ترکیب طلایی پیدا شود. این کار با دستگاه‌های ماینینگ بسیار سریع و قدرتمند محاسباتی نظیر ماینرهای ای‌سیک (ASIC)، امکان‌پذیر است.

ماینرها برای یافتن این ترکیب با هم رقابت می‌کنند و وقتی پیدا کردند، بلاک خود را به زنجیره اضافه می‌کنند. هر ماینری که زودتر از دیگران موفق به انجام کار شود، ماینرهای دیگر آن را تأیید می‌کنند و پاداش بلاک به ماینر تعلق می‌گیرد.

در الگوریتم اثبات سهام، دیگر اثبات کار و ماینینگ وجود ندارد و ماینرها فقط تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند. برای اثبات درستکاری خود، آن‌ها باید مبلغ مشخصی را در پلتفرم به‌عنوان ضمانت قفل کرده و به‌اصطلاح استیک کنند.

استاندارد‌های زنجیره بلوکی

فناوری زنجیره بلوکی شامل مجموعه بزرگی از مقررات است که استاندارد‌های آن نامیده می‌شوند. برای مثال:

• اطلاعات ورودی برای هر هش باید شامل هش بلاک قبلی باشد.
• در زنجیره بلوکی بیت کوین، پس از ماینینگ هر ۲۱۰٬۰۰۰ بلاک که چهار سال طول می‌کشد، پاداش ماینینگ بلاک باید به نصف نزول یابد. این رویداد هاوینگ نامیده می‌شود.
• برای حفظ زمان ماینینگ درحدود ۱۰ دقیقه، سختی ماینینگ هر ۲۰۱۶ بلاک مجدداً محاسبه می‌شود. با نزول و بالا رفتن میزان سختی، پلتفرم تعادل را حفظ می‌کند. هرچه تعداد ماینرها بیشتر باشد، فضا رقابتی‌تر است و ماینینگ بلاک‌ها دشوارتر. وقتی ماینرها کمتر هستند، یعنی ماینینگ بلاک‌ها نسبتاً آسان‌تر است و ماینرها را به مشارکت ترغیب می‌کند.

مزایای فناوری زنجیره بلوکی

پتانسیل زنجیره بلوکی با تمام پیچیدگی‌هایی که دارد، به‌عنوان شکلی بدون مرکزیت از ثبت سوابق تقریباً بدون محدودیت است. بعضی از مزایای این فناوری عبارت‌اند از:

بالا رفتن دقت با حذف دخالت انسان در فرایند راستی‌آزمایی

برای تأیید تراکنش‌های پلتفرم زنجیره بلوکی، هزاران رایانه و دستگاه در پلتفرم مشارکت می‌کنند. بنابراین چیزی به‌صورت دستی انجام نمی‌شود و این به‌نوبه‌خود، خطای انسانی را نزول می‌دهد. درنتیجه، اطلاعات دقیق‌تر ثبت می‌شوند. حتی اگر رایانه‌ای در پلتفرم یک اشتباه محاسباتی انجام دهد، این خطا فقط در یک نسخه از زنجیره بلوکی وجود خواهد داشت و پلتفرم آن را رد خواهد کرد.

نزول هزینه با حذف دلال‌های شخص ثالث

حتماً می‌دانید که برای انجام تراکنش‌های بانکی یا امضای یک سند در دفتر اسناد رسمی، باید هزینه‌های مختلفی پرداخت کنید. صاحبان مشاغل وقتی در دستگاه کارت‌خوان کارت می‌کشند، برای هر تراکنش باید کارمزد بپردازند؛ زیرا این تراکنش‌ها را بانک‌ها و کمپانی‌های پرداخت به‌عنوان شخص ثالث پردازش می‌کنند. این در حالی است که با زنجیره بلوکی، هیچ دلال و شخص ثالثی وجود ندارد و فقط یک کارمزد پرداخت می‌شود.

تمرکز زدایی و دشواری دستکاری

زنجیره بلوکی هیچ یک از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. در عوض، نسخه‌هایی از آن بین همه رایانه‌های موجود در پلتفرم توزیع می‌شود. هرزمان که یک بلاک جدید به زنجیره بلوکی اضافه می‌شود، این نسخه به‌روز شده، به‌شکل همزمان در اختیار همه رایانه‌های موجود در پلتفرم قرار می‌گیرد. با عرضه اطلاعات در پلتفرم به‌جای یک پایگاه داده مرکزی، دستکاری زنجیره بلوکی دشوارتر می‌شود.

تراکنش‌های کارآمد، خصوصی و امن

اگر قبلاً تراکنش‌های بین بانکی یا برون‌مرزی انجام داده باشید، می‌دانید که گاهی بسته به نوع انتقال وجه، امکان دارد چند روزی طول بکشد تا پول در حساب گیرنده بنشیند. گاهی تسویه چکی که چهارشنبه انتقال وجه شده است، به بعد از تعطیلات و روز شنبه موکول می‌شود. این در حالی است که زنجیره بلوکی ۳۶۵ روز سال و در تمام روزهای هفته به‌صورت ۲۴ساعته فعال است.

تراکنش‌ها در بعضی از زنجیره بلوکی‌ها در عرض چند دقیقه تکمیل می‌شوند؛ مخصوصاً برای خرید و فروش برون مرزی، زنجیره بلوکی بسیار کارآمدتر از بانک‌هاست.

بسیاری از پلتفرم‌های زنجیره بلوکی به‌عنوان پایگاه‌های داده عمومی عمل می‌کنند، بدین معنا که هرکسی با اتصال به اینترنت می‌تواند فهرستی از تاریخچه تراکنش‌های پلتفرم را مشاهده کند. بااین‌حال این جزئیات شامل اطلاعات مربوط به شناسایی کاربرانی که آن تراکنش را انجام داده‌اند نمی‌شود. فقط یک آدرس قابل‌مشاهده وجود دارد و بنابراین هویت افراد و تراکنش‌های آن‌ها خصوصی باقی می‌ماند.

پس از ثبت تراکنش، پلتفرم زنجیره بلوکی صحت آن را تأیید می‌کند. پس از تأیید، تراکنش به بلاک در زنجیره بلوکی اضافه می‌شود. همان‌طور که گفتیم تغییر این بلاک‌ها غیرممکن است و این ایمنی تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.

وضوح فناوری

بیشتر زنجیره بلوکی‌ها کاملاً منبع باز هستند؛ یعنی همه می‌توانند کد آن را مشاهده کنند. بااین‌حال، هیچ مرجعی وجود ندارد که بتواند کدهای آن را کنترل یا ویرایش کند. به همین دلیل هرکسی می‌تواند تغییرات یا ارتقای سیستم را پیشنهاد دهد. اگر بیشتر کاربران پلتفرم موافق باشند که نسخه جدید کد یا ارتقای آن درست و ارزشمند است، می‌توان تغییرات را در زنجیره بلوکی اعمال کرد.

بانکداری بدون بانک

زنجیره بلوکی جایگزینی مناسب برای بانک و راهی برای ایمن‌سازی اطلاعات محرمانه شهروندانی است که در کشورهایی با دولت‌های خودکامه یا توسعه‌نیافته زندگی می‌کنند. شاید بهترین جنبه زنجیره بلوکی و البته ارزهای دیجیتال، این باشد که هرکسی صرف‌نظر از قومیت، نژاد، جنسیت و محدوده جغرافیایی که در آن ساکن است، می‌تواند از آن استفاده کند.

براساس گزارش بانک جهانی، میلیاردها بزرگ‌سال در جهان در مناطقی زندگی می‌کنند که سرویس ها بانکی وجود ندارد و بنابراین آن‌ها برای ذخیره پول و ثروتشان جایی را سراغ ندارند. آن‌ها تراکنش‌هایشان را با پول نقد فیزیکی می‌پردازند یا سرمایه‌شان را در خانه ذخیره می‌کنند؛ بنابراین از شر دزدان و تبه‌کاران در امان نیستند. این افراد به‌راحتی می‌توانند از زنجیره بلوکی و ارزهای دیجیتال بهره‌مند شوند.

معایب فناوری زنجیره بلوکی

با همه مزایایی که فناوری زنجیره بلوکی دارد، چندان هم بی‌عیب نیست. بعضی از معایب زنجیره بلوکی عبارت‌اند از:

هزینه گزاف فناوری‌های مرتبط با زنجیره بلوکی

زنجیره بلوکی می‌تواند در هزینه‌های تراکنش‌ها صرفه‌جویی کند؛ ولی خود این فناوری که رایگان نیست. برای نمونه، سیستم اثبات کار پلتفرم بیت کوین برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، توان محاسباتی زیادی مصرف می‌کند.

در دنیای واقعی، میزان انرژی که میلیون‌ها دستگاه در پلتفرم بیت کوین مصرف می‌کنند، از مصرف سالانه انرژی در کشور پاکستان بیشتر است. البته راه‌حل‌هایی مانند مزارع ماینینگ بیت کوین برای استفاده از انرژی خورشیدی، بادی یا گاز طبیعی اضافی راه‌اندازی شده‌اند که امکان دارد مشکل را حل کند.

نرخ TPS (تراکنش در ثانیه) پایین

سرعت تسویه تراکنش‌ها در زنجیره بلوکی بسیار سریع‌تر از بانک‌داری سنتی است. بااین‌حال، تعداد تراکنش‌هایی که این پلتفرم در ثانیه می‌تواند پردازش کند، بسیار کمتر از پلتفرم‌هایی مانند ویزا است.

یک مطالعه موردی عالی برای ناکارآمدی احتمالی زنجیره بلوکی از نظر سرعت انجام تراکنش، بیت کوین است. برای سیستم اثبات کار بیت کوین، حداقل ۱۰ دقیقه زمان نیاز است تا یک بلاک جدید به زنجیره بلوکی اضافه شود.

با این نرخ، تعداد تراکنش در ثانیه (TPS) پلتفرم زنجیره بلوکی بیت کوین فقط ۷ تاست. اتریوم هم اوضاع بهتری ندارد؛ زیرا آن‌هم به ۱۴ تراکنش در ثانیه محدود است. این مقدار را با ویزا مقایسه کنید که ۶۵٬۰۰۰ تراکنش را در ثانیه پردازش می‌کند.

البته در سال‌های اخیر، راه‌حل‌هایی با عنوان راه‌کارهای لایه دوم توسعه یافته‌اند که سعی می‌کنند ازدحام پلتفرم را نزول دهند و فرایند پردازش تراکنش‌ها را سریع‌تر کنند. روش‌های نوآورانه نظیر شاردینگ در اتریوم یا معرفی پلتفرم‌های فرعی و نمونه‌گیری تصادفی در اولنچ دو نمونه از این راه‌کارها هستند.

بحث تغییر اندازه بلاک هم از مسائل مهمی است که برای قابلیت توسعه زنجیره بلوکی و بالا رفتن TPS مدت‌هاست موردبررسی قرار گرفته است.

فعالیت‌های غیرقانونی

بااین‌که محرمانه‌بودن فعالیت‌ها در پلتفرم زنجیره بلوکی، از کاربران دربرابر هک محافظت می‌کند، نباید از بستری که برای فعالیت غیرقانونی در پلتفرم برای مجرمان فراهم می‌آورد غافل شد.

در سال‌هایی که زنجیره بلوکی پیشرفت و گسترش یافته است، موارد متعددی از کاربرد آن در دارک وب و فعالیت‌های مجرمانه گزارش شده است. مشهورترین آن‌ها بازاری آنلاین با استفاده از زنجیره بلوکی برای فروش موادمخدر و پول‌شویی بود که سیلک رود یا جاده ابریشم نامیده می‌شد. این بازار از فوریه ۲۰۱۱ آغاز به کار کرد تا اینکه FBI در اکتبر ۲۰۱۳ موفق شد آن را تعطیل کند.

دارک وب به کاربران امکان می‌داد با استفاده از مرورگر Tor کالاهای غیرقانونی خریدوفروش کنند و مبالغ آن را با بیت کوین و ارزهای دیجیتال پرداخت کنند که قابل‌ردیابی نبود. البته جالب اینجاست که بیت کوین خیلی هم ناشناس نیست و نمی‌توان آن را غیرقابل‌ردیابی دانست.

بعضی هم استدلال می‌کنند که بسیاری از فعالیت‌های مجرمانه در جهان با پول نقد مخصوصاً دلار ایالات متحده انجام می‌شود که قابل‌ردیابی نیستند و اتفاقاً موارد آن‌ها بسیار بیشتر از زنجیره بلوکی است.

انواع زنجیره بلوکی

زنجیره بلوکی‌ها به‌طور کلی به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

اول؛ زنجیره بلوکی عمومی

دوم؛ زنجیره بلوکی خصوصی

سوم؛ زنجیره بلوکی هیبریدی

چهارم؛ زنجیره بلوکی کنسرسیومی

زنجیره بلوکی عمومی

بلاکچین‌های عمومی بدون نیاز به مجوز هستند و هرکسی می‌تواند در آن‌ها مشارکت کند. هیچ مرجع واحدی نودهای این زنجیره بلوکی را کنترل نمی‌کند؛ بنابراین کاملاً بدون مرکزیت است و تغییر تراکنش‌های ثبت‌شده در آن بسیار دشوار است. این زنجیره بلوکی‌ها برای معامله و ماینینگ ارزهای دیجیتالی مانند بیت کوین مناسب‌اند.

زنجیره بلوکی خصوصی

زنجیره بلوکی خصوصی را یک نهاد یا گروه کنترل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند تصمیم بگیرند که چه کسی وارد این سیستم می‌شود و می‌تواند به داده‌ها دسترسی داشته باشد. به‌دلیل این محدودیت، این زنجیره بلوکی‌ها فقط تاحدودی بدون مرکزیت هستند.

این فرایند بیشتر شبیه یک سیستم ذخیره کردن داده داخلی است و فقط برای بالا رفتن ایمنی بین تعدادی نود توزیع شده است. گروهِ کنترل درصورت لزوم می‌توانند به عقب برگردند و بلاک‌ها را تغییر دهند. ریپل یکی از نمونه‌های زنجیره بلوکی خصوصی است.

همچنین بخوانید: زنجیره بلوکی سازمانی چیست؟

زنجیره بلوکی هیبریدی

زنجیره بلوکی‌های هیبریدی ترکیبی از عناصر پلتفرم‌های بلاک چینی خصوصی و عمومی هستند. مثلاً یک کمپانی تمایل دارد یک زنجیره بلوکی خصوصی و مبتنی‌برمجوز راه‌اندازی کند؛ ولی یک سیستم عمومی هم درکنار آن داشته باشد. در چنین پلتفرم‌ای، نهاد می‌تواند دسترسی به داده‌های خاص ذخیره‌شده در زنجیره بلوکی را کنترل کند و بقیه داده‌ها را عمومی نگه دارد.

اعضای عمومی می‌توانند با استفاده از قراردادهای هوشمند تعبیه‌شده در این زنجیره بلوکی، بررسی کنند که آیا تراکنش‌های خصوصی انجام شده‌اند یا خیر.

زنجیره بلوکی کنسرسیومی

این زنجیره بلوکی‌ها بین گروهی از نهاد‌ها مشترک هستند. بیشتر برای صنایعی کاربرد دارند که در آن‌ها تعداد زیادی نهاد با اهداف و مسئولیت مشترک، باید به داده‌های حوزه خود دسترسی داشته باشند.

حفظ و مدیریت این پلتفرم‌ها برعهده تمام نهاد‌های مشمول در آن است. برای نمونه، کنسرسیوم پلتفرم تجارت جهانی کشتی‌رانی، یک کنسرسیوم غیرانتفاعی زنجیره بلوکی است که هدف آن دیجیتالی‌کردن حوزه حمل‌ونقل و بالا رفتن همکاری بین اپراتورهای حوزه دریایی است.

کاربردهای زنجیره بلوکی

زنجیره بلوکی در سیر تکاملی خود، دائماً توسعه کرده و پتانسیل خود را برای ادغام با صنایع متنوع نشان داده است. هرچند هنوز کاربرد زنجیره بلوکی در این صنایع به جایی نرسیده است که همه در سراسر جهان از آن استفاده کنند؛ ولی به‌زودی این اتفاق رخ خواهد داد. بعضی از کاربردهای زنجیره بلوکی در صنایع عبارت‌اند از:

قراردادهای هوشمند

شاید بدانید قرارداد سنتی، کاغذی است که در آن شما و یک فرد (نهاد) دیگر، راجع به زمینه خاصی توافق می‌کنید. در این توافق یک‌سری بایدها و نبایدها تعریف می‌شود که هر دو طرف قرارداد با آن هم‌نظر هستید و به‌موجب آن، باید تعهدات درج‌شده در قرارداد را اجرا کنید.

 قراردادهای هوشمند درست مشابه قراردادهای سنتی هستند؛ با این تفاوت که این تعهدات را در فضای دیجیتال تعریف می‌کنند و البته اجرای آن تعهدات کاملاً خودکار اجرا می‌شود.

برای مثال، فرض کنید قرار است آپارتمانی را با کمک قرارداد هوشمند اجاره کنید. صاحب‌خانه موافقت می‌کند که به‌محض دریافت پیش‌پرداخت شما، کدِ در آپارتمان را تحویل دهد. این کد در قرارداد هوشمند تعبیه می‌شود.

وقتی شما پیش‌پرداخت را انتقال وجه می‌کنید، قرارداد هوشمند خودبه‌خود کد را در اختیار شما قرار خواهد داد. ولی پرداخت اجاره ماهیانه چطور؟ قرارداد هوشمند را طوری تنظیم می‌کنید که درصورت پرداخت‌نکردن اجاره تا مهلت مشخص‌شده، کد در را تغییر دهد.

امور مالی بدون مرکزیت

یکی از کاربردهای فناوری زنجیره بلوکی، امور مالی بدون مرکزیت یا دیفای است که به کاربران اجازه می‌دهد مانند چیزی که در دنیای مالی سنتی رایج است، به سرویس‌های اقتصادی دسترسی داشته باشند با این تفاوت که این سرویس ها کاملاً بدون مرکزیت هستند.

با استفاده از راه‌حل‌های مختلف دیفای، کاربران می‌توانند وام بگیرند، وجوه مدنظرشان را برای انجام معامله قرض بگیرند و همه این‌ها بدون وجود یک مرجع متمرکز روی زنجیره بلوکی اداره می‌شوند.

نشان‌های غیرمثلی

نشان‌های غیرمثلی یا NFTها، کاربرد ارزشمندی از فناوری زنجیره بلوکی با پتانسیل‌های گسترده هستند. این نشان‌های منحصربه‌فرد را نمی‌توان به‌صورت نظیر به نظیر و با نرخ یکسان مبادله کرد. یکی از موارد کاربرد آن‌ها قانون کپی‌رایت و احراز هویت آثار هنری است؛ چیزی که می‌تواند اصالت و مالکیت آن‌ها را تأیید و از کپی‌کردن غیرمجاز آن‌ها جلوگیری کند.

زنجیره تأمین

استفاده از فناوری زنجیره بلوکی در زنجیره تأمین می‌تواند به رهگیری و اثبات منشأ حقیقی مواد اولیه، غذاها و کالاهای مصرفی کسب‌وکارها کمک کند. هرگونه اطلاعات راجع به زنجیره تأمین، بدون هیچ تغییری در زنجیره بلوکی ثبت می‌شود. فرایندی کاملاً شفاف که از هرگونه تقلب جلوگیری به عمل می‌آورد.

مطالبات بیمه

یکی از بهترین کاربردهای زنجیره بلوکی را می‌توان حوزه بیمه دانست. فرایند کنونی مطالبه بیمه، بسیار دشوار و وقت‌گیر است. با قرارداد هوشمند می‌توان مجموعه خاصی از سنجه‌ها را برای شرایط خاص مرتبط با بیمه ایجاد کرد. مخاطب می‌تواند مطالبات بیمه‌ای را به‌صورت آنلاین به زنجیره بلوکی ارسال کند تا پس از بررسی، درصورتی‌که شرایط استفاده از بیمه را دارد، به‌شکل خودکار و کاملاً آنی پرداختش انجام شود.

تأیید هویت

به‌لطف جنبه بدون مرکزیت زنجیره بلوکی، می‌توان فرایند تأیید هویت آنلاین را بسیار سریع‌تر و احتمالاً ایمن‌تر انجام داد. نگهداری داده‌های هویت آنلاین در یک مکان مرکزی تهدیدات بالقوه‌ای دارد؛ این در حالی است که با کمک زنجیره بلوکی، هکرهای رایانه دیگر نقاط آسیب‌پذیری متمرکز در برابر حمله را در اختیار نخواهند داشت.

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) اکوسیستمی از دستگاه‌ها و تجهیزات محیط پیرامون ماست که مشخصات فنی خاصی دارند و با اتصال به اینترنت، می‌توانند با نرم‌افزارهای موجود در تلفن‌های هوشمند، رایانه و نظایر آن‌ها تعامل برقرار کنند. این فناوری امکان کنترل و مدیریت ازراه‌دور این دستگاه‌ها را برای ما فراهم می‌کند.

فناوری زنجیره بلوکی می‌تواند با ارائه روش‌هایی برای محافظت دربرابر هکرها، در آینده اینترنت اشیا نقش داشته باشد. ازآنجاکه زنجیره بلوکی امکان کنترل بدون مرکزیت را فراهم می‌کند، طرح امنیتی مبتنی بر آن باید به‌اندازه کافی مقیاس‌پذیر باشد تا بتواند پلتفرم عظیم اینترنت اشیا را پوشش دهد.

آرشیو و ذخیره فایل

گوگل درایو، دراپ باکس و برنامه‌های نظیر آن، آرشیو الکترونیکی اسناد را با استفاده از روش‌های متمرکز امکان‌پذیر کرده‌اند و چه سفره وسوسه‌انگیزی هم برای هکرها هستند! زنجیره بلوکی و قراردادهای هوشمند می‌توانند روش‌هایی برای نزول قابل‌توجه این تهدید در ذخیره کردن اطلاعات ارائه دهند. سلام بر حریم خصوصی واقعی!

سیستم رأی‌گیری

با کمک زنجیره بلوکی و قرارداد هوشمند می‌توان یک سیستم رأی‌گیری مدرن طراحی کرد که کسی نتواند آرای مردم را دستکاری کند. انتخابات میان‌دوره‌ای نوامبر ۲۰۱۸ که در ویرجینیای غربی در آمریکا به‌شکل آزمایشی با کمک زنجیره بلوکی انجام شد، نشان داد که این سیستم می‌تواند تقلب را در انتخابات حذف کند و شهروندان واجدشرایط بیشتری را به مشارکت وادارد.

در این روش، دستکاری آرا تقریباً غیرممکن است و وضوح حاصل از آن، نیاز به بازشماری مجدد و دلواپسی از تقلب را از بین می‌برد. حتی نیازی به کارکنان انسانی برای شمارش آرا نیست و نتایج فوراً در اختیار مقامات قرار خواهد گرفت.

مراقبت‌های بهداشتی

ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی می‌توانند از زنجیره بلوکی برای ذخیره ایمن سوابق پزشکی بیماران خود استفاده کنند. پرونده‌های پزشکی بلاک چینی به بیماران اطمینان می‌دهد که سابقه آن‌ها قابل‌تغییر نیست. همچنین با کمک کلید خصوصی در زنجیره بلوکی می‌توان کاری کرد این پرونده فقط موجود افراد خاصی قرار گیرد.

سوابق مالکیت اموال

ثبت حقوق مالکیت در حوزه املاک و مستغلات کاری بسیار دشوار و ناکارآمد است. اسناد فیزیکی، کاغذبازی و ثبت به‌صورت دستی در پایگاه داده متمرکز، همگی مستعد بروز خطای انسانی هستند.

هر اشتباه در این اسناد می‌تواند ردیابی مالکیت دارایی را با مشکل مواجه کند. کاربرد زنجیره بلوکی در حوزه املاک و مستغلات می‌تواند این مشکلات را تا حد زیادی حل کند و سوابق مالکیت را به‌شکل دقیق و دائمی در خود نگه دارد.

تفاوت زنجیره بلوکی با بیت کوین

بسیاری زنجیره بلوکی و بیت کوین را با هم یکی می‌دانند؛ ولی این دو کاملاً با هم متفاوت‌اند. بیت کوین اولین کاربرد زنجیره بلوکی بود؛ به همین دلیل افراد به‌شکل ناخواسته تصور کردند این دو یکی هستند. فناوری زنجیره بلوکی کاربردهای زیادی به جز بیت کوین دارد.

بیت کوین یک رمز ارز است که از فناوری زنجیره بلوکی استفاده می‌کند. زنجیره بلوکی زنجیره‌ای از بلاک‌های متصل به هم است که امکان ساخت ارزهای دیجیتالی نظیر بیت کوین را فراهم می‌کند.

پلتفرم بیت کوین یک دفتر کل است که همه تراکنش‌های بیت کوین را ثبت می‌کند و سرورهای سراسر جهان، نسخه‌هایی از این دفتر کل را نگهداری می‌کنند.

جمع‌بندی

در این مطلب راجع به فناوری زنجیره بلوکی و کاربردهای آن صحبت کردیم. دیدیم که هرچند زنجیره بلوکی از هک مصون نیست، ماهیت بدون مرکزیت آن ایمنی بسیار بیشتری نسبت‌به سیستم‌های متمرکز نظیر بانک فراهم می‌کند.

بزرگ‌ترین پلتفرم‌های زنجیره بلوکی، نظیر بیت کوین و اتریوم، موجود هرکسی با یک رایانه و اتصال به اینترنت قرار دارند. هرچه نودهای بیشتری در زنجیره بلوکی کمپانی می‌کنند، به‌جای ایجاد دلواپسی امنیتی، ایمنی را بالا رفتن می‌دهند. زنجیره بلوکی پتانسیل زیادی دارد و می‌تواند کاربردهای بی‌شماری در دنیای واقعی داشته باشد.