بلاکچین چیست و نحوه کار آن چگونه است؟

تاریخچه بلاکچین

اولین کار روی زنجیره بلوک رمزنگاری شده امن در سال 1991 توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا توصیف شد. در سال 1992، بایر، هابر و استورنتا درخت درهم‌سازی را به طراحی متصل ساختند، که باعث بهبود کارایی آن شده و اجازه می‌داد که چندین سند در یک بلوک جمع‌آوری شوند.

یک پایگاه داده زنجیره بلوکی که به‌طور خودمختار مدیریت می‌شود از یک شبکه همتابه‌همتا و یک سرور زمانبندی توزیع شده‌استفاده می‌کند. اولین زنجیره بلوک توسط یک فرد ناشناس یا گروهی شناخته شده به نام ساتوشی ناکاموتو در سال 2008 معرفی شد. یک سال بعد به عنوان یک جزء اصلی از بیت‌کوین (ارز دیجیتالی) اجرا شد، جایی که آن به عنوان سرفصل عمومی برای همه معاملات در شبکه عمل می‌کرد. با استفاده از یک زنجیره بلوکی، بیت کوین اولین ارز دیجیتال بود که برای حل مشکل دوجانبه بدون نیاز به یک سرپرست قابل اطمینان و الهام بخش بسیاری از برنامه‌های اضافی بود.

برای اولین بار در سال 2009 با پیدایش بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو مفهمومی به نام بلاکچین ایجاد گردید. به بیان ساده تر بلاکچین را میتوان مانند شبکه ای تعبیر کرد که در آن شبکه اعضاء آن از تمام اتفاقات آن شبکه آگاه هستند. تنها در صورتی در شبکه اطلاعات از بین می رود که تمام اعضای شبکه آن اطلاعات را گم کرده یا دسترسی به اطلاعات را نداشته باشند که عملا این موارد اتفاق نمی افتد چراکه در شبکه های بیت کوین و اتریوم و سایر ارزها میلیون ها ناظر در شبکه حضور دارند و امکان ازبین رفتن اطلاعات وجود ندارد.

بعضی از شبکه ها به صورت خصوصی است که به آنها (Enterprise blockchain) می گویند که به عقیده بسیاری از کارشناسان شبکه های خصوصی هدف بلاکچین که تمرکز زدایی است را برآورده نمی کنند.

بلاکچین چگونه کار میکند؟

بلاکچین از دو کلمه Block یا بلوک و chain یا زنجیره تشکیل شده است. بلاکچین زنجیره ای از بلوک هاست. در هر بلاک هر اطلاعاتی میتواند ثبت شود، از اطلاعات بانکی و تراکنش ها تا اطلاعات دزدی یا آدرس های مختلف!

اطلاعات در بلوک ها ثبت می شوند و این بلوک ها در زنجیره ای به هم پیوسته در ارتباط هستند، به این زنجیره بلوک ها، بلاکچین گفته می شود.

هش چیست؟

مفهوم دیگری در بلاکچین وجود دارد به نام هش، هش رشته کاراکتری از اعداد است که به هر بلوک اختصاص داده میشود. وظیفه هش در بلاکچین جلوگیری از تقلب است و از جابجا شدن بلوک ها در زنجیره جلوگیری به عمل می آید.

کوچک‌ترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن را به طور کلی تغییر می‌دهد و بلاک چین را غیرمعتبر می‌سازد. مثلاً اگر یک کاراکتر به اطلاعات اسم شهرهای ایران اضافه شود، هش بلاک تغییر می‌کند و در نتیجه بلاک‌های بعدی هم غیر معتبر خواهند شد.

اگر کسی محتوای یک بلاک را تغییر دهد و هش بلاک‌های بعدی را به روزرسانی کند، چه می‌شود؟ این امکان وجود دارد اما راهکار توزیع در بلاک چین، این مشکل را حل می‌کند.

داده‌های بلاک چین در یک کامپیوتر یا سرور خاص ذخیره نمی‌شوند. هر کامپیوتر یا سیستمی که به شبکه وصل شود، یک نسخه از اطلاعات را دریافت می‌کند. به هر کامپیوتری که به شبکه متصل می‌شود و یک کپی از بلاک چین را دریافت می‌کند، نود (Node) می‌گویند.

فناوری بلاک چین به خودی خود یک فناوری بنیادی نیست، بلکه مجموعه‌ای از فرایندهای هش‌گذاری، رمزنگاری، توزیع جمعی و … است که باعث ایجاد این ایده شده‌اند. قبل از بلاک چین دفاتر کل توزیع شده وجود داشتند اما بلاک چین با ساختار بلاکی خود، فناوری دفتر کل توزیع‌شده را بهبود داده است.

کاربرد بلاکچین

همانطور که گفتیم بیت کوین و ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز، مهم‌ترین و موفق‌ترین کاربرد فناوری بلاک چین هستند. به عنوان مثال، در بیت کوین با استفاده از این فناوری امکان تقلب، دوبار خرج کردن پول و برگشت تراکنش‌ها از بین می‌رود.

اما این فناوری می‌تواند به جز ارزهای دیجیتال، کاربردهای زیاد دیگری هم داشته باشد و هر کجا نیاز به فضایی برای ذخیره داده و از بین بردن نیاز به اعتماد باشد، امکان استفاده از آن وجود دارد. در ادامه با فایل کوین آشنا می شوید که با استفاده از بلاکچین این مفهوم را پیاده سازی کرده است

به عنوان نمونه، انتخابات الکترونیکی و بدون تقلب می‌تواند یکی از کاربردهای بلاک چین باشد. با استفاده از این نوآوری می‌توان تا حد زیادی خطر تقلب در انتخابات و نیاز به نیروی انسانی را کاهش داد. در انتخابات 2021 آمریکا از مفاهیم بلاکچین در انتخابات استفاده شد!

یا برای یک نمونه دیگر می‌توان به استفاده از بلاک چین در زنجیره تأمین و حمل و نقل اشاره کرد. کارخانه‌جات و شرکت‌های تولیدکننده می‌توانند اطلاعات کالاها و حمل و نقل خود را از ابتدا تا رسیدن به دست مشتری روی پایگاه داده ثبت می‌کنند که این کار اصالت کالاها و کیفیت مواد اولیه را برای مشتری تضمین می‌کند.

با این فناوری می‌توان درست مثل یک جامعه یا سازمان، نوعی حاکمیت را در یک سیستم به‌ وجود آورد که همه بتوانند نسبت به سهامشان و اختیاراتی که دارند در جلو بردن آن سیستم سهیم باشند.

همچنین با این فناوری می‌شود دارایی‌ها را به توکن‌های دیجیتال تبدیل کرد و آن‌ها را به صورت یک دارایی قابل انتقال عرضه کرد. به عنوان مثال، می‌توان ارزش یک خانه را به هزاران توکن دیجیتال تبدیل کرد و آن‌ها را نسبت به بودجه متقاضیان به فروش رساند تا افراد زیادی (حتی از کشورهای دیگر) بتوانند در آن خانه سرمایه‌گذاری کنند.

البته هنوز در دنیای واقعی به صورت گسترده بلاک چین مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و با اینکه این فناوری غیرمتمرکز است، در بسیاری از کارها با وجود آن باز هم مجبور به تکیه کردن به نهادها و سازمان‌های متمرکز هستیم. اما با فراهم شدن زیرساخت‌های لازم مثل توسعه هوش مصنوعی یا اینترنت اشیاء می‌توان به کاربردهای بیشتر این فناوری امیدوار بود.

چرا بلاک چین اهمیت دارد؟

فناوری بلاک چین و کاربردهایش بی نظیر و نامحدود است تقریبا می‌تواند در هر چیزی که تراکنش پذیر باشد از جمله نقل و انتقال پول، کالا یا املاک کاربرد داشته باشد.

بلاک چین بزرگترین مانع کلاهبردارن است، ‌ زیرا هر نوع معامله صورت گرفته با تمام جزییات آن در دفتر کل ثبت شده و همه طرفین معامله می‌توانند به این جزییات دسترسی داشته باشند.

بلاک چین برای چه کسانی در دسترس است؟

هر کسی در هر جای دنیا که به اینترنت دسترسی دارد می‌تواند از آن در تراکنش‌های خود استفاده کند. با این وجود پژوهش‌های بسیاری که صورت گرفته نشانگر افزایش استفاده از این فناوری در دهه آینده است، علاقه به حوزه بلاکچین در دنیا رو به افزایش است ارائه دوره های دانشگاهی بلاکچین، برگزاری انواع کنفرانس ها و همایش های این حوزه، استفاده بانک‌ها و موسسات مالی، شرکت‌های بیمه و شرکت‌های فناوری از آن به عنوان ابزاری برای کاهش هزینه‌ها، کاهش خطاهای سیتمی و افزایش کیفیت ارائه خدمات خود دلیلی بر این مدعاست.

 این  حجم از گستردگی اطلاعات بلاک چین در شبکه ای از رایانه ها دستکاری اطلاعات را دشوارتر می کند، زیرا یک هکر نیاز به دستکاری هر نسخه از بلاک چین در شبکه دارد که با این همه نسخه موجود تقریباً غیر ممکن است.

بلاک چین چگونه امنیت کاربران را تامین می کند؟

بلوک های جدید همیشه به شکل خطی و به ترتیب زمانی اضافه می شوند. بنابراین بلوک های جدید همیشه به پایان بلاک چین اضافه می شوند. هر بلوک در زنجیره دارای موقعیتی است به نام ارتفاع (height).

پس از اضافه شدن یک بلوک به انتهای بلاک چین دیگر کار تمام است و برگرداندن و دستکاری بلوک برای تغییر محتوای آن بسیار دشوار خواهد بود. زیرا هر بلوک با هش اختصاصی به خود، و همچنین هش مربوط به بلوک قبل از آن علامت گذاری شده است.

کدهای هش از طریق یک عملکرد ریاضی ایجاد می شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. در صورتی که این اطلاعات به هر طریق دستکاری و ویرایش شود، کد هَش نیز تغییر خواهد کرد. فرض کنیم یک هکر سعی کند اطلاعات تراکنش شما را دستکاری کند تا مجبور شوید بهای خرید خود را دوباره بپردازید. همین که اطلاعات معامله شما ویرایش شود هَش بلوک تغییر می کند؛ بلوک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هَش قدیمی است و  قاعدتاً هکر باید آن را هم به روزرسانی کند؛ و سپس بلوک بعدی تا آخر به این ترتیب است، محاسبه مجدد همه این هَش ها به قدرت محاسباتی عظیم و غیرقابل تصوری نیاز دارد. به عبارت دیگر، پس از اضافه شدن یک بلوک به بلاک چین، ویرایش آن بسیار دشوار و حذف آن غیرممکن خواهد بود.