بلاک چین یک پایگاه داده یا دفتر کل توزیع شده است که بین گره های (نودها) یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته شده است. به عنوان یک پایگاه داده، یک بلاک چین اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال ذخیره می کند.
بلاک چین ها بیشتر به خاطر نقش حیاتی خود در سیستم های ارزهای دیجیتال، مانند بیت کوین، برای حفظ رکورد ایمن و غیرمتمرکز بودن تراکنش ها شناخته می شوند. نوآوری در بلاک چین همانند این موضوع است که وفاداری و امنیت رکورد داده ها را تضمین می کند و بدون نیاز به شخص ثالث قابل اعتماد، اعتماد لازم را ایجاد می کند.
یکی از تفاوت های کلیدی بین یک پایگاه داده معمولی و یک بلاک چین، نحوه ساختار داده ها است. یک بلاک چین اطلاعات را در گروه هایی به نام بلوک ها جمع آوری می کند که مجموعه ای از اطلاعات را در خود نگهداری می کنند. بلوک‌ها دارای ظرفیت‌های ذخیره‌سازی خاصی هستند و هنگامی که پر می‌شوند، بسته می‌شوند و به بلوک پر شده قبلی متصل می‌شوند و زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهند که به نام بلاک چین شناخته می‌شود.
تمام اطلاعات جدیدی که به دنبال آن بلوک تازه اضافه شده است در یک بلوک تازه تشکیل شده کامپایل می شود که پس از پر شدن نیز به زنجیره اضافه می شود.
یک پایگاه داده معمولاً داده های خود را به صورت جداول ساختار یافته ذخیره می کند، در حالی که یک بلاک چین، همانطور که از نامش پیداست، داده های خود را به قطعات (بلوک هایی) که در کنار هم قرار گرفته اند قرار می دهد.
این ساختار داده به طور ذاتی یک جدول زمانی برگشت ناپذیر از داده ها را هنگامی که در ماهیت غیرمتمرکز پیاده سازی می شود ایجاد می کند. هنگامی که یک بلوک پر می شود، در یک هسته قرار می گیرد و بخشی از این جدول زمانی می شود. هر بلوک در زنجیره زمانی که به زنجیره اضافه می شود، یک مهر زمانی دقیق داده می شود.
- بلاک چین نوعی پایگاه داده مشترک است که با یک پایگاه داده معمولی در نحوه ذخیره اطلاعات متفاوت است. بلاک چین داده ها را در بلوک هایی ذخیره می کند که سپس از طریق رمزنگاری به یکدیگر مرتبط می شوند.
- با ورود داده های جدید، وارد یک بلوک جدید می شود. هنگامی که بلوک با داده پر شد، به بلوک قبلی متصل می شود، که باعث می شود داده ها به ترتیب زمانی به هم متصل شوند.
- انواع مختلفی از اطلاعات را می توان در یک بلاک چین ذخیره کرد، اما رایج ترین استفاده تا کنون به عنوان دفتر کل برای تراکنش ها بوده است.
- در مورد بیت‌کوین، بلاک چین به‌صورت غیرمتمرکز استفاده می‌شود تا هیچ فرد یا گروهی کنترل نداشته باشد، بلکه همه کاربران به طور جمعی کنترل را حفظ می‌کنند.
- بلاک چین های غیرمتمرکز تغییر ناپذیر هستند، به این معنی که داده های وارد شده برگشت ناپذیر هستند. برای بیت کوین، این به این معنی است که تراکنش ها به طور دائم ثبت می شوند و برای همه قابل مشاهده هستند.
یک بلاک چین چگونه کار می کند؟
هدف بلاک چین این است که اجازه دهد اطلاعات دیجیتال ثبت و توزیع شود، اما ویرایش نشود. به این ترتیب، یک بلاک چین پایه و اساس دفاتر غیرقابل تغییر یا سوابق تراکنش هایی است که نمی توان آنها را تغییر داد، حذف کرد یا از بین برد. به همین دلیل است که بلاک چین ها به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) نیز شناخته می شوند.
برای اولین بار به عنوان یک پروژه تحقیقاتی در سال 1991 پیشنهاد شد، مفهوم بلاک چین قبل از اولین کاربرد گسترده آن در سال 2009 استفاده شد: بیت کوین، در سال 2009. در سال های پس از آن، استفاده از بلاک چین از طریق ایجاد ارزهای دیجیتال مختلف، برنامه های کاربردی مالی غیرمتمرکز (DeFi) گسترش یافته است. توکن های غیر قابل تعویض (NFT) و قراردادهای هوشمند.
نحوه پردازش های تراکنش
ویژگی های ارز دیجیتال
غیرمتمرکز بودن بلاک چین
تصور کنید که یک شرکت که مالک یک مزرعه سرور با 10000 کامپیوتر که، برای نگهداری پایگاه داده ای که تمام اطلاعات حساب مشتری خود را در خود نگه می دارد، استفاده می کند. این شرکت دارای یک ساختمان انبار است که تمامی این کامپیوترها را در زیر یک سقف قرار داده و کنترل کامل هر یک از این کامپیوترها و تمامی اطلاعات موجود در آنها را در اختیار دارد. با این حال، این یک نقطه شکست را فراهم می کند. اگر برق آن مکان قطع شود چه اتفاقی می افتد؟ اگر اتصال اینترنتی آن قطع شود چه؟ اگر یک شخص یا یک هکر با یک کلید همه چیز را پاک کند چه؟ در هر صورت، داده ها از بین می روند یا خراب می شوند.
کاری که یک بلاک چین انجام می دهد این است که اجازه می دهد داده های نگهداری شده در آن پایگاه داده در میان چندین گره شبکه در مکان های مختلف پخش شوند. این نه تنها باعث ایجاد افزونگی می‌شود، بلکه وفاداری داده‌های ذخیره‌شده در آن را نیز حفظ می‌کند. اگر کسی بخواهد رکوردی را در یک نمونه از پایگاه داده تغییر دهد، گره‌های دیگر تغییر نخواهند کرد و در نتیجه از انجام یک دستکاری یا دستبرد جلوگیری می‌شود. اگر یکی از کاربران رکورد تراکنش های بیت کوین را دستکاری کند، همه گره های دیگر به یکدیگر ارجاع می دهند و به راحتی گره را با اطلاعات نادرست مشخص می کنند. این سیستم به ایجاد نظم دقیق و شفاف از رویدادها کمک می کند. به این ترتیب، هیچ گره منفردی در شبکه نمی تواند اطلاعات ذخیره شده در آن را تغییر دهد.
به همین دلیل، اطلاعات و تاریخچه (مانند تراکنش های یک ارز دیجیتال) برگشت ناپذیر است. چنین رکوردی می‌تواند فهرستی از تراکنش‌ها باشد (مانند یک ارز دیجیتال)، اما این امکان برای یک بلاک چین نیز وجود دارد که اطلاعات مختلفی مانند قراردادهای قانونی، هویت‌های دولتی یا موجودی محصول یک شرکت را در خود نگه دارد.
- برای اعتبارسنجی ورودی ها یا رکوردهای جدید در یک بلوک، اکثریت توان محاسباتی شبکه غیرمتمرکز باید با آن موافقت کنند. برای جلوگیری از اعتبارسنجی تراکنش‌های بد یا هزینه‌های مضاعف توسط بازیگران بد(هکرها یا خرابکارن شبکه)، بلاک چین‌ها با یک مکانیسم توافقی مانند اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS) ایمن می‌شوند. این مکانیسم ها حتی زمانی که هیچ گره واحدی مسئول نیست، امکان توافق را فراهم می کند.
شفافیت
به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بلاک چین، همه تراکنش ها را می توان با داشتن یک گره شخصی یا با استفاده از کاوشگرهای زنجیره بلوکی که به هر کسی اجازه می دهد تراکنش های انجام شده را به صورت زنده مشاهده کند، به طور شفاف مشاهده می شود. هر گره دارای کپی مخصوص به خود از زنجیره است که با تایید و اضافه شدن بلوک های جدید به روز می شود. این بدان معناست که اگر بخواهید، می‌توانید بیت کوین را هر کجا که می‌رود ردیابی کنید.
به عنوان مثال، صرافی ها در گذشته هک شده اند، جایی که کسانی که بیت کوین را در صرافی نگه می داشتند، همه چیز را از دست دادند. در حالی که ممکن است هکر کاملاً ناشناس باشد، بیت کوین هایی که آنها استخراج کرده اند به راحتی قابل ردیابی هستند. اگر قرار بود بیت‌کوین‌های سرقت شده در برخی از این هک‌ها به جایی منتقل یا خرج شوند، مشخص می‌شد.
البته، سوابق ذخیره شده در بلاک چین بیت کوین (و همچنین اکثر موارد دیگر) رمزگذاری شده است. این بدان معنی است که فقط صاحب یک رکورد می تواند آن را رمزگشایی کند تا هویت خود را آشکار کند (با استفاده از یک جفت کلید عمومی-خصوصی). در نتیجه، کاربران بلاک چین می توانند با حفظ شفافیت، ناشناس باقی بمانند.
آیا بلاک چین امن است؟
فناوری بلاک چین به چندین روش از امنیت و اعتماد غیر متمرکز دست می یابد. برای شروع، بلوک های جدید همیشه به صورت خطی و زمانی ذخیره می شوند. به این معنی که آنها همیشه به “انتهای” بلاک چین اضافه می شوند. پس از اضافه شدن یک بلوک به انتهای زنجیره بلوک، بازگشت به عقب و تغییر محتویات بلاک بسیار دشوار است مگر اینکه اکثریت شبکه برای انجام این کار به اجماع رسیده باشند. این به این دلیل است که هر بلوک حاوی هش خاص خود به همراه هش بلوک قبل از خود و همچنین مهر زمانی ذکر شده قبلی است. کدهای هش توسط یک تابع ریاضی ایجاد می شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. اگر آن اطلاعات به هر نحوی ویرایش شود، کد هش نیز تغییر می کند.
بیایید بگوییم که یک هکر، که گره‌ای را در شبکه بلاک چین نیز راه‌اندازی می‌کند، می‌خواهد یک بلاک چین را تغییر دهد و ارز دیجیتال را از دیگران بدزدد. اگر بخواهند نسخه تکی خود را تغییر دهند، دیگر با کپی دیگران همخوانی ندارد. وقتی بقیه کپی‌های خود را به یکدیگر ارجاع می‌دهند، می‌بینند که این یک نسخه برجسته می‌شود و نسخه زنجیره‌ای آن هکر به‌عنوان نامشروع کنار گذاشته می‌شود.
موفقیت در چنین هکی مستلزم آن است که هکر به طور همزمان 51 درصد یا بیشتر از نسخه های بلاک چین را کنترل و تغییر دهد تا کپی جدید آنها به کپی اکثریت و در نتیجه زنجیره مورد توافق تبدیل شود. چنین حمله ای همچنین به مقدار زیادی پول و منابع نیاز دارد، زیرا آنها باید همه بلوک ها را دوباره انجام دهند زیرا اکنون دارای مهرهای زمانی و کدهای هش متفاوت هستند.
با توجه به اندازه بسیاری از شبکه های ارزهای دیجیتال و سرعت رشد آنها، هزینه انجام چنین شاهکاری احتمالا غیرقابل حل خواهد بود. این نه تنها بسیار گران خواهد بود، بلکه احتمالاً بی نتیجه خواهد بود. انجام چنین کاری بدون توجه نخواهد بود، زیرا اعضای شبکه شاهد چنین تغییرات شدیدی در بلاک چین خواهند بود.
سپس اعضای شبکه به سختی به نسخه جدیدی از زنجیره می روند که تحت تأثیر قرار نگرفته است. این امر باعث می‌شود که ارزش نسخه مورد حمله توکن کاهش پیدا کند و حمله در نهایت بی‌معنی شود، زیرا بازیگر بد کنترل یک دارایی بی‌ارزش را در اختیار دارد. اگر بازیگر بد به فورک جدید بیت کوین حمله کند، همین اتفاق می افتد. به این شکل ساخته شده است که مشارکت در شبکه به مراتب انگیزه اقتصادی بیشتری نسبت به حمله به آن دارد.
بیت کوین در مقابل بلاک چین
فناوری بلاک چین برای اولین بار در سال 1991 توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا، دو محققی که می خواستند سیستمی را پیاده سازی کنند که در آن مُهرهای زمانی اسناد دستکاری نشود، مطرح شد. اما تقریباً دو دهه بعد، با راه اندازی بیت کوین در ژانویه 2009، بلاک چین اولین کاربرد خود را در دنیای واقعی به وجود آورد.
پروتکل بیت کوین بر روی یک شبکه بلاک چین ساخته شده است. ساتوشی ناکاموتو، نام مستعار خالق بیت کوین، در یک مقاله تحقیقاتی در مورد معرفی ارز دیجیتال، از آن به عنوان «سیستم نقدی الکترونیکی جدید که کاملاً همتا به همتا و بدون شخص ثالث است» یاد کرد.
نکته کلیدی که در اینجا باید فهمید این است که بیت کوین صرفاً از بلاک چین به عنوان وسیله ای برای ثبت شفاف دفتر کل پرداخت ها استفاده می کند، اما بلاک چین، در تئوری، می تواند برای ثبت تغییرناپذیر هر تعداد نقطه داده استفاده شود. همانطور که در بالا مورد بحث قرار گرفت، این می تواند به شکل معاملات، رای در انتخابات، موجودی کالا، شناسه های ایالتی، اسناد منازل و موارد دیگر باشد.
در حال حاضر، ده‌ها هزار پروژه به دنبال پیاده‌سازی بلاکچین‌ها به روش‌های مختلف برای کمک به جامعه به غیر از ثبت تراکنش‌ها هستند. به عنوان مثال، می توان به عنوان راهی برای رای دادن ایمن در انتخابات دموکراتیک را نام برد.
ماهیت تغییر ناپذیری بلاک چین به این معنی است که رای گیری تقلبی بسیار دشوارتر می شود. به عنوان مثال، یک سیستم رأی گیری می تواند به گونه ای کار کند که برای هر شهروند یک کشور یک ارز دیجیتال یا توکن صادر شود. سپس به هر نامزد یک آدرس کیف پول مشخص داده می شود و رای دهندگان رمز یا رمز خود را به آدرس هر نامزدی که می خواهند به آن رای دهند ارسال می کنند. ماهیت شفاف و قابل ردیابی بلاک چین هم نیاز به شمارش آرای انسانی و هم توانایی بازیگران بد را برای دستکاری در برگه های رای فیزیکی از بین می برد.
بلاک چین در مقابل بانک ها
بلاک چین ها به عنوان یک نیروی مخرب در بخش مالی و به ویژه در کارکردهای پرداخت و بانکداری اعلام شده اند. با این حال، بانکها و بلاک چین‌های غیرمتمرکز بسیار متفاوت هستند. برای اینکه ببینیم یک بانک چه تفاوتی با بلاک چین دارد، اجازه دهید سیستم بانکی را با اجرای بلاک چین توسط بیت کوین مقایسه کنیم.
ساعت کاری بانک ها در روز محدود می باشد.
بانک‌های معمولی در روزهای هفته از ساعت 8 صبح تا 2 بعد از ظهر باز هستند. برخی از بانک ها در تعطیلات آخر هفته اما با ساعات کاری محدود باز می باشند. اما تمامی بانک ها در تعطیلات بانکی تعطیل هستند. اما بیت کوین در 365 روز سال باز و بدون تعطیلی می باشد و در هرساعت از شبانه روز می توان آن را معامله کرد.
کارمزد تراکنش
بانک ها برای انجام هر تراکنش و یا صدور دسته چک و یا هر تراکنش بین بانکی و بانک و سیستم های دیگر دارای نرخ های متفاوت بهره و کارمزد هستنددر بیت کوین هم همینطور هست اما کاملا این هزینه ها توسط کاربر تعیین می شود و با هر حجمی می توانید تراکنش را انجام داده و از هزینه های کم این شبکه بهره مند شوید.
سرعت تراکنش
معمولا در روزهای تعطیل یا ساعات خاصی در شبانه روز میبینید یا تراکنش بانکی اعمال نمی شود یا گاهی با تاخیر زیادی همراه می باشد. در مقابل تراکنش های بیت کوین، بسته به ازدحام شبکه می تواند کمتر از 15 دقیقه و بیش از یک ساعت طول بکشد.
قوانین احراز هویت
در بانکها قبل از اینکه اولین تراکنش خود را انجام دهید لازم است حتما احراز هویت انجام دهید و مدارک خود را به بانک تحویل داده و بعد از فرایندی می توانید کارهای بانکی خود را انجام دهید. اما در بلاک چین و شبکه بیت کوین، شما بدون نیاز به احراز هویت و حتی در گاهی مواقع حتی یک ربات مجهز به هوش مصنوعی هم می تواند در هر ساعتی تراکنشی انجام دهد.
سهولت نقل و انتقالات
برای استفاده از خدمات بانکی، کارت شناسایی دولتی، حساب بانکی و تلفن همراه حداقل الزامات انتقال دیجیتال است. اما در بیت کوین اتصال به اینترنت و تلفن همراه حداقل نیاز است.
حریم خصوصی
اطلاعات حساب بانکی در سرورهای خصوصی بانک ذخیره شده و توسط مشتری نگهداری می شود. حریم خصوصی حساب بانکی به میزان امن بودن سرورهای بانک و میزان امنیت هر کاربر از اطلاعات خود محدود می شود. اگر قرار بود سرورهای بانک به خطر بیفتد، حساب شخص نیز به خطر می افتاد.
اما در شبکه بلاک چین، بیت کوین می تواند به دلخواه کاربر خصوصی باشد. بیت کوین قابل ردیابی است، اما اگر بیت کوین به صورت ناشناس خریداری شده باشد، نمی توان مشخص کرد که چه کسی مالک بیت کوین است.
امنیت
با فرض اینکه مشتری اقدامات امنیتی محکمی در اینترنت مانند استفاده از رمزهای عبور ایمن و احراز هویت دو مرحله ای انجام می دهد، اطلاعات حساب بانکی تنها به اندازه سرور بانک که حاوی اطلاعات حساب مشتری است ایمن است.
اما در بلاک چین، هر چه شبکه بیت کوین بزرگتر شود، امنیت آن بیشتر می شود. سطح امنیت یک دارنده بیت کوین با بیت کوین خود کاملاً به آنها بستگی دارد. به همین دلیل توصیه می‌شود که افراد برای مقادیر بیشتر بیت کوین یا هر مقداری که برای مدت طولانی نگهداری می‌شود از سردخانه استفاده کنند.
بلاک چین چگونه استفاده می شود؟
همانطور که می دانیم، بلاک ها در بلاک چین بیت کوین داده های مربوط به تراکنش های پولی را ذخیره می کنند. امروزه بیش از 10000 سیستم ارز دیجیتال، بر روی بلاک چین به وجود آمده و کار می کنند. اما به نظر می رسد که بلاک چین در واقع یک روش قابل اعتماد برای ذخیره داده ها در مورد انواع تراکنش ها نیز هست.
برخی از شرکت‌هایی که قبلاً بلاک چین را ادغام کرده‌اند عبارتند از: Walmart، Pfizer، AIG، Siemens، Unilever و… به عنوان مثال، IBM بلاک چین Food Trust خود را برای ردیابی سفری که محصولات غذایی برای رسیدن به مکان خود طی می کنند ایجاد کرده است.
چرا باید از بلاک چین استفاده کنیم؟
صنایع غذایی شاهد شیوع بی‌شماری از بیماری ها مانند: E. coli، سالمونلا، و لیستریا و همچنین مواد خطرناکی است که به طور تصادفی وارد غذاها می شوند. در گذشته، هفته ها و ماه ها طول می کشید تا منبع این شیوع یا علت بیماری را از غذایی که مردم می خورند پیدا کنند.
استفاده از بلاک چین به برندها این امکان را می دهد تا مسیر یک محصول غذایی را از مبدا، از طریق هر توقفی که در مسیر انجام می دهد و در نهایت، تا زمان تحویل، آن را ردیابی کنند. اگر مشخص شود که یک ماده غذایی آلوده است، می توان آن را از هر ایستگاه تا مبدأ آن ردیابی کرد.
نه تنها این، بلکه این شرکت‌ها اکنون می‌توانند هر چیز دیگری را که ممکن است با آن در تماس بوده‌اند ببینند، که باعث می شود زودتر مشکلات حل شود و پیدا شود و به طور بالقوه جان انسان‌ها را نجات دهد. این یک نمونه از مثال بلاک چین در زندگی روزمره ما است، اما بسیاری از اشکال دیگر پیاده سازی بلاک چین هم وجود دارد.
