تتانکس

سیر تا پیاز متاورس و معرفی بهترین پلتفرم ها برای کسب در آمد از متاورس

لایه های بلاکچین کدام‌اند و هر کدام چه کاربردی دارند؟ به زبان ساده

بلاکچین از چند لایه مختلف تشکیل شده. لایه‌های بلاکچین هر یک کاربرد خاص خود را دارند. لایه‌ی کاربری، واسط بین کاربران و بلاکچین است. لایه‌ی قرارداد هوشمند، قوانین اجرایی را تعیین می‌کند. لایه‌ی تراکنش‌ها، تراکنش‌ها را مدیریت و تأیید می‌کند. لایه‌ی زیرساخت‌ها، شبکه بلاکچین را اجرا و اطلاعات را ذخیره می‌کند و لایه‌ی اجماع، توافق بین اعضای شبکه را انجام می‌دهد. این لایه‌ها با همکاری تعامل کرده و امکان اجرای امن و مؤثر بلاکچین را فراهم می‌آورند.

منظور از لایه بلاکچین چیست؟

بلاکچین یک تکنولوژی اساسی در زمینه اطلاعات متمرکز نشده (decentralized) است که برای ذخیره و مدیریت اطلاعات و تراکنش‌ها استفاده می‌شود. اصطلاح “لایه‌های بلاکچین” به معنای زیرساخت‌های مختلفی است که در اجرای بلاکچین نقش دارند و از آن‌ها برای انجام عملیات و وظایف مختلف استفاده می‌شود. هر لایه وظایف خاص خود را دارد و با هم تعامل می‌کنند تا بلاکچین به طور کلی کار کند.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

بلاکچین یک سیستم غیرمتمرکز (decentralized) است که اطلاعات و تراکنش‌ها را در بلوک‌ها ذخیره و مدیریت می‌کند. هر بلوک شامل اطلاعات تراکنش‌های گذشته است و با هم تشکیل زنجیره‌ای از بلوک‌ها می‌دهد. در اینجا، با یک مثال ساده توضیح می‌دهم که چگونه بلاکچین کار می‌کند:

فرض کنید سه نفر (آلیس، باب و کارول) می‌خواهند به صورت غیرمستقیم از طریق بلاکچین با هم تراکنش‌ها را انجام دهند. آلیس به باب مبلغی پول ارسال می‌کند و باب همین مبلغ را به کارول انتقال می‌دهد. این تراکنش‌ها با استفاده از بلاکچین انجام می‌شود.

گام‌های تراکنش‌ها به شرح زیر است:

گام ۱ آلیس به باب پول ارسال می‌کند: آلیس ۲۰ واحد پول را به باب ارسال می‌کند. این تراکنش باید در یک بلوک جدید ثبت شود.

گام ۲ باب به کارول پول ارسال می‌کند: بعد از دریافت ۲۰ واحد پول از آلیس، باب ۱۰ واحد از آن را به کارول انتقال می‌دهد. این تراکنش نیز باید در بلوکی جدید ثبت شود.

حالا بلاکچین چگونه این تراکنش‌ها را مدیریت می‌کند:

گام ۳ ایجاد بلوک جدید: تراکنش‌ها که در مراحل گذشته انجام شده‌اند (آلیس به باب و باب به کارول)، به یک لیست از تراکنش‌ها افزوده می‌شوند. این لیست بلوک را تشکیل می‌دهد.

گام ۴ اثبات کار: برای ایجاد امنیت در بلاکچین، باید اثبات کار انجام شود. کاربران ماینر برای حل یک مسئله پیچیده محاسباتی تلاش می‌کنند و اولین شخصی که مسئله را حل کند، بلوک جدید را به زنجیره اضافه می‌کند. این فرایند به عنوان ماینینگ شناخته می‌شود.

گام ۵ تأیید بلوک: بلاک جدید به تمام کاربران بلاکچین ارسال می‌شود و همگی تأیید می‌کنند که بلوک معتبر است و همچنین تراکنش‌های درون آن صحیح هستند.

گام ۶ ادغام با زنجیره: بلاک جدید به زنجیره اصلی اضافه می‌شود و همه تراکنش‌های درون آن قابل مشاهده و تأیید می‌شوند. این بلاکچین بروز رسانی می‌شود و همه تغییرات به صورت توزیع‌شده به همه کاربران بلاکچین انتقال می‌یابد.

این فرایند ادامه می‌یابد و تراکنش‌های جدید به صورت پیوسته به بلاک‌های جدید اضافه می‌شوند، به این ترتیب زنجیره‌ای از بلوک‌ها شکل می‌گیرد و اطلاعات به صورت دائمی و امن در بلاکچین ذخیره می‌شود.

انواع لایه‌های بلاکچین

لایه‌های بلاکچین ممکن است برای نظام‌های بلاکچین مختلف متفاوت باشند، اما به طور کلی شامل موارد زیر می‌شوند:

  1. لایه‌ی کاربری (User Interface Layer): این لایه واسط کاربری است که ارتباط مستقیم بین کاربران و بلاکچین را فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند از طریق این لایه با شبکه تعامل کنند، تراکنش‌ها را انجام دهند و اطلاعات را مشاهده کنند.
  2. لایه‌ی قرارداد هوشمند (Smart Contract Layer): در این لایه، قراردادهای هوشمند اجرا می‌شوند. این قراردادها تعدادی از شرایط و قوانین برای اجرای تراکنش‌ها دارند و به صورت خودکار بدون نیاز به دخالت انسانی اجرا می‌شوند.
  3. لایه‌ی تراکنش‌ها (Transaction Layer): در این لایه، تراکنش‌ها ایجاد، امضا و تأیید می‌شوند. اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها به صورت بلوک‌ها در این لایه ذخیره می‌شوند و سپس به لایه‌ی زیرساخت‌ها (Infrastructure Layer)  ارسال می‌شوند.
  4. لایه‌ی زیرساخت‌ (Infrastructure Layer): این لایه مسئول انجام محاسبات کامپیوتری و ذخیره‌سازی داده‌ها است. اطلاعات معتبر بلاکچین در این لایه ذخیره می‌شوند و عملیات توسط شبکه اجرا می‌شوند.
  5. لایه‌ی جماع (Consensus Layer): این لایه مسئول تعیین روشی برای تصمیم‌گیری در مورد ترتیب اجرای بلوک‌ها و تأیید تراکنش‌هاست. روش‌های مختلفی برای این منظور وجود دارد، از جمله اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS).
  6. لایه‌ی دسترسی به شبکه  (Network Access Layer): این لایه ارتباط بین اعضای شبکه را فراهم می‌کند. اعضای شبکه می‌توانند با استفاده از این لایه به بلاکچین دسترسی پیدا کنند و اطلاعات را منتقل کنند.

لایه‌ی کاربری (User Interface Layer)

لایه‌ی کاربری (User Interface Layer) در بلاکچین، اصطلاحی است که به واسطه‌ای ارتباطی اشاره دارد که کاربران با استفاده از آن با بلاکچین تعامل می‌کنند. به عبارت دیگر، این لایه برای ارتباط مستقیم بین افراد (کاربران) و شبکه بلاکچین ایجاد می‌شود. کاربران با استفاده از این واسطه می‌توانند تراکنش‌ها را انجام داده، اطلاعات را مشاهده کنند و با دیگر کاربران بلاکچین تعامل داشته باشند.

در این لایه، معمولاً از رابط‌های کاربری گرافیکی (Graphical User Interface – GUI) استفاده می‌شود که کاربران به وسیله آن‌ها می‌توانند با بلاکچین ارتباط برقرار کنند. این رابط‌ها به‌صورت کاربرپسند طراحی می‌شوند تا کاربران حتی بدون داشتن دانش فنی عمیق، بتوانند از خدمات بلاکچین بهره‌مند شوند.

به عنوان مثال، در یک برنامه کیف پول (Wallet) که از بلاکچین استفاده می‌کند، لایه‌ی کاربری مسئول نمایش موجودی کیف پول، ایجاد تراکنش‌ها، تاریخچه تراکنش‌ها و مدیریت کلیدهای خصوصی (Private Keys) است. این برنامه کیف پول می‌تواند برای بلاکچین‌های مختلفی مانند بیت‌کوین، اتریوم و غیره قابل استفاده باشد و ارتباط کاربر با شبکه را تسهیل می‌کند.

در نهایت، لایه‌ی کاربری ارتباط بین کاربران و بلاکچین را گسسته‌تر و محبوب‌تر می‌کند و نقش مهمی در گسترش و انتشار استفاده از بلاکچین در جامعه و کسب‌وکارها دارد.

لایه‌ی قرارداد هوشمند (Smart Contract Layer)

لایه‌ی قرارداد هوشمند در بلاکچین، به معنای اجرای و مدیریت قراردادهای هوشمند است. قراردادهای هوشمند، قوانین و شرایطی را تعیین می‌کنند که در صورت برقراری شرایط مشخصی، عملیات‌هایی اجرا می‌شوند. این قراردادها به صورت خودکار بدون نیاز به واسطه انسانی اجرا می‌شوند و بر اساس یک زبان برنامه‌نویسی مشخص مثل سالیدیتی (برای اتریوم) نوشته می‌شوند.

کاربردهای لایه‌ی قرارداد هوشمند:

  1. اجرای تراکنش‌های معاملاتی: در برخی از بلاکچین‌ها، تراکنش‌ها بر اساس قراردادهای هوشمند اجرا می‌شوند. به عنوان مثال، وقتی که کاربری مبلغی از ارز دیجیتال را به کاربر دیگری ارسال می‌کند، قرارداد هوشمند مربوطه بررسی می‌کند که آیا شرایط تراکنش برقرار است (مثلاً موجودی کافی دارد) و سپس تراکنش را اجرا می‌کند.
  2. انتقال دارایی‌ها: قراردادهای هوشمند می‌توانند برای انتقال دارایی‌ها مانند ارزهای دیجیتال، اموال، رمزارزها و غیره استفاده شوند. این انتقالات بدون نیاز به واسطه بانک‌ها و سازمان‌های مالی انجام می‌شود و با استفاده از قراردادهای هوشمند محافظه‌کاری و اعتماد در انتقال دارایی‌ها تضمین می‌شود.
  3. ایجاد سیستم‌های اقتصادی: با استفاده از قراردادهای هوشمند، می‌توان سیستم‌های اقتصادی توزیع‌شده ایجاد کرد که انجام عملیات اقتصادی را ساده‌تر و کارآمدتر می‌کند. به عنوان مثال، سامانه‌های اقتصادی دیجیتال مبتنی بر بلاکچین که از قراردادهای هوشمند استفاده می‌کنند، می‌توانند امکان پرداخت‌ها، معاملات، برنامه‌های پاداش و محرک‌ها را فراهم کنند.
  4. ایجاد دارایی‌های قابل تجارت (Token): با استفاده از قراردادهای هوشمند، می‌توان دارایی‌های دیجیتال مثل توکن‌ها را ایجاد کرد که ارزش آن‌ها معمولاً به دارایی‌های فیزیکی یا خدمات مشخص مرتبط می‌شود. این توکن‌ها قابل تجارت در بازارهای مختلف می‌شوند و از طریق قراردادهای هوشمند قابل تبادل و انتقال هستند.
  5. اجرای قراردادهای لغوپذیری (Escrow) در تعاملات تجاری، قراردادهای هوشمند می‌توانند نقش یک واسطه‌گر را ایفا کنند. به عنوان مثال، در یک قرارداد لغوپذیری، مبلغ تراکنش به حساب میانجی (انتقال‌دهنده) می‌رود و تنها زمانی که شرایط تراکنش برقرار شوند، مبلغ به گیرنده انتقال می‌یابد.

در کل، لایه‌ی قرارداد هوشمند امکان اجرای قوانین و شرایط بر اساس قراردادهای برنامه‌نویسی شده توسط توسعه‌دهندگان را فراهم می‌کند و از اهمیت بسزایی در امنیت و شفافیت عملیات بلاکچین برخوردار است.

لایه‌ی تراکنش‌ها (Transaction Layer)

لایه‌ی تراکنش‌ها (Transaction Layer) در بلاکچین، مسئول مدیریت و اجرای تراکنش‌ها است. تراکنش‌ها به صورت بلوک‌ها در این لایه ایجاد و تأیید می‌شوند و سپس به لایه‌ی زیرساخت‌ها (Infrastructure Layer) جهت اجرا و ذخیره‌سازی ارسال می‌شوند. این لایه مسئول ایجاد بلوک‌ها، تولید اثبات کار (Proof of Work یا Proof of Stake)، امضا تراکنش‌ها و تأیید تراکنش‌ها توسط ماینرها است.

کاربردهای لایه‌ی تراکنش‌ها در بلاکچین عبارت‌اند از:

  1. ایجاد تراکنش‌ها: در این لایه، تراکنش‌ها توسط کاربران ایجاد می‌شوند. تراکنش‌ها می‌توانند انتقال ارزهای دیجیتال، ثبت اطلاعات یا اجرای قراردادهای هوشمند باشند. هر تراکنش به صورت منحصر به فرد امضا می‌شود تا تأییدیه‌های مورد نیاز برای اجرای آن از سمت ماینرها دریافت کند.
  2. امضا تراکنش‌ها: در این لایه، تراکنش‌ها توسط امضا دیجیتال کاربران و همچنین قراردادهای هوشمند امضا می‌شوند. امضا دیجیتال تأیید می‌کند که تراکنش توسط صاحب حساب یا قرارداد هوشمند مرتبط تولید شده است.
  3. تأیید تراکنش‌ها: پس از امضا تراکنش‌ها، آن‌ها به عنوان تراکنش‌های معتبر به شبکه ارسال می‌شوند. تأیید تراکنش‌ها توسط ماینرها یا ماینرها انجام می‌شود. آن‌ها از تراکنش‌های معتبر در یک بلوک جدید استفاده می‌کنند و به عنوان جزءی از اثبات کار یا اثبات سهم در بلاکچین، بلوک را ایجاد می‌کنند.
  4. ایجاد بلوک‌ها: بعد از تأیید تراکنش‌ها، ماینرها یا ماینرها به همراه تراکنش‌ها، بلوک‌های جدید را ایجاد می‌کنند. این بلوک‌ها شامل تراکنش‌های انجام شده در یک بازه زمانی خاص هستند و برای اضافه شدن به زنجیره‌ی بلاکچین نیاز به اثبات کار یا اثبات سهم دارند.
  5. انتقال بلوک‌ها به لایه‌ی زیرساخت‌ها: بعد از ایجاد بلوک‌ها و اثبات کار یا اثبات سهم، آن‌ها به لایه‌ی زیرساخت‌ها (Infrastructure Layer) جهت اجرا و ذخیره‌سازی ارسال می‌شوند. در این لایه، بلوک‌ها توسط کاربران و ماینرها دیگر بررسی می‌شوند و برای افزودن به زنجیره‌ی بلاکچین تأیید می‌شوند.

به طور خلاصه، لایه‌ی تراکنش‌ها مسئول ایجاد، امضا، تأیید و اجرای تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید است که به طور پیوسته به زنجیره‌ی بلاکچین افزوده می‌شوند. این لایه یکی از عناصر اساسی در عملکرد بلاکچین و ایجاد امنیت و شفافیت در آن نقش دارد.

لایه‌ی زیرساخت‌ (Infrastructure Layer)

لایه‌ی زیرساخت‌ها (Infrastructure Layer) در بلاکچین، بخشی از سیستم بلاکچین است که مسئول محاسبات کامپیوتری، ذخیره‌سازی داده‌ها و اجرای عملیات شبکه بلاکچین است. این لایه مهم‌ترین بخش‌های زیرساختی بلاکچین را شامل می‌شود و برای ایجاد بلاکچین به شکل توزیع‌شده (decentralized) و اجرای امن و قابل اطمینان تراکنش‌ها بسیار حائز اهمیت است. کاربردهای این لایه در بلاکچین عبارت‌اند از:

  1. مدیریت شبکه بلاکچین: لایه‌ی زیرساخت‌ها مسئول مدیریت شبکه بلاکچین است. این شامل مدیریت نودها (Nodes) یا کامپیوترهایی است که بلاکچین را اجرا و اطلاعات را ذخیره می‌کنند. این نودها مسئول تأیید تراکنش‌ها، ایجاد بلوک‌ها و تحقق اثبات کار (Proof of Work) یا اثبات سهم (Proof of Stake) هستند.
  2. امنیت: لایه‌ی زیرساخت‌ها برای ایجاد امنیت در بلاکچین از روش‌های رمزنگاری مطمئن استفاده می‌کند. اطلاعات بلاکچین با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری به صورت محافظه‌کارانه و امن ذخیره و ارسال می‌شوند.
  3. مدیریت داده‌ها: لایه‌ی زیرساخت‌ها مسئول ذخیره‌سازی داده‌ها است. بلاک‌ها که حاوی تراکنش‌ها و اطلاعات مختلف هستند، در این لایه ذخیره می‌شوند و اطلاعات به صورت پایدار در زنجیره‌ی بلاکچین باقی می‌مانند.
  4. اجرای عملیات: لایه‌ی زیرساخت‌ها اجرای عملیات مختلف در بلاکچین را انجام می‌دهد. این شامل اجرای محاسبات مورد نیاز برای ایجاد اثبات کار، تحقق اثبات سهم و انجام دیگر عملیات مرتبط با مدیریت بلاکچین است.
  5. انتقال بلوک‌ها: لایه‌ی زیرساخت‌ها بلوک‌ها را از ماینرها و نودهای مختلف دریافت کرده و آن‌ها را به تمام نودها منتقل می‌کند. این فرایند مطمئن می‌کند که تمام اعضای شبکه از بلوک‌های جدید و تراکنش‌های انجام شده آگاه می‌شوند.
  6. مقیاس‌پذیری: لایه‌ی زیرساخت‌ها برای اجرای بلاکچین با تعداد زیادی از کاربران و تراکنش‌ها، از راهکارهای مقیاس‌پذیری بهره می‌برد. این به این معناست که بلاکچین بتواند برای مقیاس‌پذیری به محدودیت‌هایی مانند حجم تراکنش‌ها و تعداد کاربران پاسخگو باشد.

در کل، لایه‌ی زیرساخت‌ها مسئول مدیریت و اجرای محاسبات، ذخیره‌سازی داده‌ها و ایجاد امنیت در بلاکچین است. این لایه یکی از عناصر اساسی برای اجرای مؤثر و قابل اعتماد بلاکچین است و باعث می‌شود اطلاعات به صورت پایدار و دائمی در بلاکچین ذخیره شوند.

لایه‌ی جماع (Consensus Layer)

لایه‌ی جماع (Consensus Layer) در بلاکچین، بخشی از سیستم بلاکچین است که مسئول توافق بر روی وضعیت بلاک‌ها و تراکنش‌ها بین اعضای شبکه است. این لایه به معنای ایجاد یک مکانیزم یکسان و موافقت‌نامه‌ای برای تمام شبکه بلاکچین بر سر وضعیت داده‌ها و تاریخچه تراکنش‌ها است. تضمین امنیت و اتحاد در تاریخچة بلاک‌ها و مطابقت همه نودها با یکدیگر به عنوان هدف اصلی این لایه مطرح می‌شود.

کاربردهای لایه‌ی جماع در بلاکچین عبارت‌اند از:

  1. اثبات کار (Proof of Work – PoW): یکی از معروف‌ترین مکانیزم‌های جماع در بلاکچین، اثبات کار است. در این روش، ماینرها یا ماینرها باید یک مسئله محاسباتی پیچیده را حل کنند تا بلوک‌ها را ایجاد و به زنجیره‌ی بلاکچین اضافه کنند. این عملیات محاسباتی به عنوان اثبات انجام شده و از امنیت بالایی برخوردار است.
  2. اثبات سهام (Proof of Stake – PoS): روش دیگری از مکانیزم‌های جماع، اثبات سهم است. در این روش، ماینرها (نه کامپیوترها) بر اساس مقدار ارز دیجیتال (سهم) که در اختیار دارند، بلوک‌ها را ایجاد می‌کنند و به زنجیره‌ی بلاکچین اضافه می‌کنند. این روش در توانمندی‌های مصرف انرژی مقرون به صرفه‌تر است.
  3. اثبات سهام نمایندگی شده (Delegated Proof of Stake – DpoS): این روش یک تغییری به اثبات سهم است که توسط برخی بلاکچین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، به جای اینکه تمام ماینرها شرکت کنند، افرادی به عنوان نمایندگان (Delegates) انتخاب می‌شوند که مسئول ایجاد بلوک‌ها هستند و بر اساس تصمیم اتخاذی توسط این نمایندگان، بلوک‌ها ایجاد می‌شوند.

هدف اصلی لایه‌ی جماع در بلاکچین، ایجاد توافق و انطباق در میان تمام شبکه بلاکچین است تا از هر گونه تغییرات تخلفی و حملات امنیتی جلوگیری شود و بلاکچین به عنوان یک شبکه توزیع‌شده و قابل اطمینان کار کند.

لایه‌ی دسترسی به شبکه (Network Access Layer)

لایه‌ی دسترسی به شبکه (Network Access Layer) در بلاکچین، بخشی از سیستم بلاکچین است که مسئول ارتباطات شبکه و اتصال بین اعضای شبکه به یکدیگر است. این لایه به معنای تأمین ارتباط امن و مؤثر بین کلیه نودها (Nodes) کاربران و سایر اجزای شبکه بلاکچین است. اطلاعات، بلوک‌ها و تراکنش‌ها بین اعضای شبکه از طریق این لایه منتقل می‌شوند و به دلیل اهمیت حیاتی کاربردهای بلاکچین، این لایه بسیار مهم است.

کاربردهای لایه‌ی دسترسی به شبکه در بلاکچین عبارت‌اند از:

  1. اتصال و ارتباط با نودها: این لایه مسئول اتصال کلیه نودها و شرکت‌کنندگان شبکه به یکدیگر است. این شامل تعیین پروتکل‌های ارتباطی، آدرس‌دهی، پیدا کردن نودها و ایجاد کانال‌های امن ارتباطی بین آن‌ها می‌شود.
  2. تضمین امنیت ارتباطات: لایه‌ی دسترسی به شبکه باید از راهکارهای رمزنگاری و امنیتی مناسب برای حفاظت از ارتباطات و جلوگیری از هرگونه حملات سایبری و جاسوسی بهره‌مند شود.
  3. تطابق و هماهنگی شبکه: این لایه مسئول تطابق و هماهنگی میان کلیه اجزای شبکه بلاکچین است. تأمین اینکه همه نودها از نسخه‌ی یکسانی از زنجیره‌ی بلاکچین برخوردار باشند و به صورت هماهنگ به افزایش زنجیره بپردازند، از ویژگی‌های اساسی این لایه است.
  4. مدیریت پهنای باند و مقیاس‌پذیری: با توجه به حجم بالای داده‌ها و تراکنش‌های بلاکچین، لایه‌ی دسترسی به شبکه باید از پهنای باند کافی برای انتقال اطلاعات و اجازه دهنده به مقیاس‌پذیری بلاکچین با تعداد کاربران رشد کند.
  5. مدیریت اتصالات بین زنجیره‌ها: برخی از بلاکچین‌ها و پروژه‌های بزرگ از زنجیره‌های جانبی (Sidechains) و یا پل‌های ارتباطی (Bridges) استفاده می‌کنند. لایه‌ی دسترسی به شبکه مسئول مدیریت این اتصالات بین زنجیره‌ها بوده و اطمینان از انتقال امن و صحیح اطلاعات بین زنجیره‌ها را فراهم می‌کند.

در کل، لایه‌ی دسترسی به شبکه ارتباط و اتصال کلیه نودها و اجزای شبکه بلاکچین را ممکن می‌سازد. این لایه اهمیت بسزایی در امنیت، اطمینان و عملکرد بهینه بلاکچین دارد.

مقالات مرتبط
دیدگاه شما
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها