تعریف بلاکچین به زبان ساده، از کجا شکل گرفت و چه ویژگی هایی دارد؟

بلاکچین را می‌توان پایه و اساس دنیای پر رمز و راز ارزهای دیجیتال دانست. بلاکچین به منظور افزایش سرعت و امنیت تراکنش‌ها چه مالی و چه غیرمالی توسعه یافته است. این فناوری کاربردهای گسترده‌ای می‌تواند داشته باشد و در ادامه به زبان ساده در مورد بلاکچین و چگونگی کارکرد آن صحبت کرده‌ایم.

بلاکچین چیست؟

بلاکچین یا زنجیره بلوکی به زبان ساده یک سیستم به منظور انتقال داده یا به عبارتی ثبت و گزارش اطلاعات است. این اطلاعات هر چیزی می‌تواند باشد که در نوع آن به پروژه مورد نظر بستگی دارد.

اگر بخواهیم درک ساده‌ای از بلاکچین داشته باشیم می توان اینطور فرض کرد که بلاکچین یک پایگاه داده است اما خب تفاوت‌های عمده‌ای هم با پایگاه داده‌های رایج دارد.

بلاکچین‌ها دارای فضاهایی هستند که اطلاعات در آن ذخیره می‌شوند این فضاها دارای یک گنجایش مشخصی هستند و به محض اینکه یکی از آنها پر شود، اطلاعات در فضاهای دیگر ذخیره می‌شود در بلاکچین به هر کدام از این فضاها یک بلاک گفته می‌شود زمانی یک بلاک پر شد به بلاک‌های پرشده قبلی اضافه می‌شود و در نهایت یک زنجیره  (Chain) تشکیل می‌شود که به این زنجیره ذخیره اطلاعات بلاکچین یا زنجیره اطلاعات می‌گویند.

بلاکچین از کجا شکل گرفت؟

به طور خلاصه مفهوم بلاکچین از زمان شروع به کار بیت کوین در سال ۲۰۰۹ مطرح شد. برای اولین بار ساتوشی ناکاموتو گمنام توضیح داد که بلاکچین چیست و چگونه کار می کند.

با این حال ته بعدها با تحقیقاتی که بر روی این موضوع انجام شد کارشناسان این حوزه متوجه شدند که ارزهای دیجیتال فقط بخش کوچکی از دنیای بلاکچین هستند و می‌توان از بلاکچین در موقعیت‌های بسیار زیادی استفاده کرد.

بلاکچین از چند بخش تشکیل شده است؟

فناوری بلاکچین از چند بخش و عملکرد شاخص تشکیل شده است که در ادامه به چند مورد از آن‌ها اشاره شده است.

کریپتوگرافی

در دنیای امروز بلاکچین‌ها توسط فناوری به نام کریپتوگرافی (Cryptography) امنیت خود را تضمین می‌کنند. به واسطه این فناوری، اطلاعات و دارایی‌ها به صورت امن و به دور از هر گونه دستکاری جا به جا می‌شوند. کریپتوگرافی در واقع علم ساخت کدها و رمزهایی است که به کاربران امکان انتقال اطلاعات به صورت کاملاً محرمانه و امن را ارائه می‌دهد.

در اوایل سال ۱۹۰۰، کریپتوگرافی توسط دولت‌ها به ویژه در زمان جنگ، مورد استفاده قرار می‌گرفت. در حال حاضر از کریپتوگرافی برای حفظ امنیت انتقالات بین بلاکچینی استفاده می‌شود. به این ترتیب، ارسال و دریافت اطلاعات هزینه‌ای کمتر و امنیتی بیشتر را خواهد داشت.

دفتر کل توزیع شده یا لجر

همانطور که در بخش قبل اشاره کردیم، در یک بلاکچین امنیت اطلاعات توسط تکنیک کریپتوگرافی تأمین شده و سپس یک نسخه ثبت شده از آن‌ها ایجاد می‌شود. این نسخه ثبت شده از اطلاعات در اختیار تمامی شرکت کنندگان و کاربران بلاکچین قرار می‌گیرد که به آن دفتر کل توزیع شده (Distributed Ledger) گفته می‌شود.

می‌توان دفتر کل توزیع شده را به عنوان جایگزین پایگاه داده در نظر گرفت. هدف آن را می‌توان اینگونه در نظر گرفت؛ افزایش دیدگاه کاربران به عملکرد بلاکچین و همچنین، کاهش مسئولیت کمپانی‌هایی که صاحب اطلاعاتی بسیار حساس هستند. با توجه به همین نکته، بسیاری از کمپانی‌ها و سازمان‌ها از بلاکچین برای به اشتراک گذاری اطلاعات خود در کنار فراهم سازی امنیت بالا، استفاده می‌کنند.

قرارداد هوشمند

باید بگوییم که در مرکز تمامی دفترچه‌های توزیع شده، مبحث قرارداد هوشمند مطرح است. قراردادهای هوشمند در توافق نامه‌های دیجیتالی هستند که به صورت کد در نرم افزار قرار گرفته و به گونه‌ای کنترل تراکنش‌ها را بین دو طرف قرارداد، در دست دارند.

در واقع، برنامه‌ای که در کدهای پروتکل یک بلاکچین جاسازی شود، به صورت کاملاً سریع و دیجیتالی قادر است یک قرارداد را اجرا کند. همچنین قراردادی در خارج از دنیای بلاکچین برای عملی شدن نیاز به دخالت سازمان‌های مالی و آژانس‌های بیمه خواهد داشت.

از آنجایی که کنترل تراکنش‌ها در یک کسب و کار توسط این قراردادها صورت می‌گیرد، اجرای آن‌ها باعث ساده‌تر شدن پروسه تراکنش‌ها خواهد شد.

ویژگی‌های بلاکچین

در ادامه به ویژگی‌های منحصر به فرد تکنولوژی بلاکچین اشاره خواهیم کرد:

امنیت

اطلاعات در بلاکچین رمزنگاری شده و سپس ذخیره می‌شوند که این امر باعث افزایش امنیت اطلاعات می‌شود. مسائل مربوط به هش که بیان کردیم نیز در جهت افزایش امنیت است.

شفافیت

نکتة دیگری که جالب توجه است این است که در بلاکچین، اطلاعات برای همة اعضای آن قابل مشاهده است، بنابراین شفافیت در اوج خود قرار دارد.

غیر قابل تغییر بودن

قابلیت جالب دیگر بلاکچین این است که اطلاعات در بلاکچین بدون تأیید اکثریت قابل تغییر و یا قابل حذف شدن نیست. در بالا دلیل این امر را ذکر کردیم. یعنی اگر اطلاعاتی ثبت شود دیگر تمام است، اولاً همة اعضا می‌توانند آن را ببینند، دوم این که قابل حذف و تغییر نیست، سوم این که از امنیت فوق‌العاده بالایی برخوردار است.

مفهوم غیر قابل تغییر و دست‌کاری بودن شاید مقداری برای درک سخت باشد و از این رو با ذکری مثالی سعی می‌کنیم درک آن را ساده تر کنیم.

تصور کنید مهدی می‌خواهد یک مقدار پول را به سمیرا ارسال کند. ابتدا مهدی این درخواست خود را اعلام می‌کند و این درخواست به شبکه ارسال می‌شود و به شکل تراکنش در می‌آید به دنبال آن سرویس دهنده‌های شبکه (اعضای شبکه) این پیغام مهدی را دریافت می‌کنند و صحت این تراکنش را مورد بررسی قرار می‌دهند و در بلاک ذخیره می‌شود که آیا مهدی این مقدار دارایی دارد یا خیر؟ آیا کلکی سوار کرده است؟ آیا سمیرایی با آن مشخصات وجود دارد؟ و… در صورت صحت این درخواست، تراکنش انجام می‌شود و پول مهدی در بلاکچین به سمیرا منتقل می‌شود، بدون اینکه نیاز به بانک و یا فرد واسطی باشد.

البته نباید فراموش کرد که نقل و انتقال رمزارز تنها یکی از هزاران کاربرد دنیای پیچیده و وسیع بلاکچین و ارزهای دیجیتال است.

از طرفی هم چون که اصطلاح تراکنش بیشتر در مورد مسائل مالی مطرح می‌شود، شاید باعث شده فکر کنیم که منظور از ثبت تراکنش در بلاکچین تنها تراکنش‌های مالی است. اما در حقیقت این‌طور نیست، اگر مهدی بخواهد حتی متنی برای سمیرا در شبکه بلاکچین ارسال کند، این عملیات به شکل یک تراکنش ثبت می‌شود. کاربردهای این تکنولوژی همچنان در حال توسعه هستند و حال می‌توان دید که از این فناوری نوین برای رأی‌گیری شفاف‌تر و بدون تقلب استفاده می‌شود.

امروزه بسیاری از شرکت‌ها نیز به دنبال پاسخ به سوال بلاکچین چیست رفتند و امروزه در حال استفاده از بلاکچین در بخش‌های مختلف کسب و کار خود هستند که در ادامه به معرفی برخی از آن‌ها می‌پردازیم.

بلاکچین خصوص و عمومی چیست؟

تا اینجا درک نسبی راجع به بلاکچین چیست پیدا کردید و در ادامه توضیح خواهیم داد که بلاکچین به طور کلی به چند دسته تقسیم می‌شود.

بلاکچین عمومی

شبکه بلاکچین عمومی به بلاکچینی گفته می‌شود که دسترسی به شبکه آن برای عموم آزاد است و همه می‌توانند یکی از اعضای آن شوند مثل بلاکچین بیت کوین، اتریوم و سایر ارزهای دیجیتالی.

بلاکچین خصوصی

در این نوع برخی از سرویس دهنده‌ها یا اصطلاحاً گره‌های شبکه هستند که به سایر اعضا اعتبار می‌بخشند و شبکه در دسترس عموم قرار ندارد و سایر گره‌ها باید مورد بررسی، شناسایی و ثبت نام قرار گیرند. مثل بلاکچین‌های شرکتی که از طریق آن پرداخت حقوق کارمندان و امور مربوط به آنها انجام می‌شود.

البته برخی از بلاکچین‌های عمومی و خصوصی به صورت انحصاری یا نیازمند مجوز (Permissioned) هستند که نوع عمومی آن به صورتی است که اطلاعات برای همگان قابل مشاهده است اما تایید و ثبت اطلاعات توسط عده‌ای خاص یا اعضای یک شرکت خاص انجام می‌شود. از نمونه‌های خصوصی انحصاری آن به گونه‌ای است که اطلاعات تنها توسط اعضای خاصی تایید و ثبت می‌شوند و همچنین توسط عده‌‌ای محدودی قابل مشاهده است.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

هدف نهایی بلاکچین، ثبت اطلاعات دیجیتالی به صورت توزیع شده و غیر قابل تغییر است. بلاکچین همانند یک زیرساخت برای لجرهای غیر قابل تغییر است که اطلاعات را ذخیره می‌کنند. این اطلاعات باید غیر قابل دست‌کاری و پاک کردن باشند. به همین دلیل به بلاکچین، تکنولوژی دفتر کل توزیع شده گفته می‌شود.

در سال ۱۹۹۱، بلاکچین تنها به عنوان یک مبحث تحقیقاتی مورد بررسی قرار می‌گرفت. سپس در سال ۲۰۰۹ باعث ایجاد بیت کوین شد و در نهایت بسیاری از پروژه‌های ارز دیجیتال با تکیه بر آن به وجود آمدند.

همانند توکن‌های غیرمثلی و یا توکن غیرمثلی (NFT)، اپلیکیشن‌های غیر متمرکز و یا دیفای. در واقع بلاکچین منبعی از اطلاعات ثبت شده در شبکه‌ای از کامپیوترها به نام نود است. این نودها به صورت مداوم برای ثبت و ذخیره اطلاعات در شبکه فعالیت می‌کنند. نکته جالب در رابطه با این شبکه این است که تمامی نودها دارای یک نسخه کپی از لجر است.

پیش از اینکه به صورت کامل نحوه عملکرد بلاکچین را توضیح دهیم، باید ابتدا چند ویژگی مهم آن را بررسی کنیم. به صورت کلی بلاکچین‌ها قصد دارند تا موارد زیر را تأمین کنند:

• قابل بازرسی: اطلاعات در بلاکچین قابل ردیابی و تایید هستند.
• توزیع شده: بلاکچین‌ها به دور از کنترل یک سازمان مرکزی و تحت کنترل کاربران خود خواهند بود.
• تغییر ناپذیر: زمانی که یک تراکنش در بلاکچین تایید و نهایی شود، دیگر امکان تغییر اطلاعات آن وجود نخواهد داشت.
• دارای نام مستعار: هر کاربر برای تعامل با بلاکچین از آدرسی مخصوص استفاده می‌کند که هویت وی را آشکار نخواهد کرد.

پروژه‌های ارز دیجیتال می‌تواند برای خود بلاکچین‌های متفاوتی داشته باشند که البته شباهت‌ها و نقاط مشترکی هم با یکدیگر دارند. در ادامه بیشتر در خصوص این شباهت‌ها صحبت شده است.

در ابتدا باید توجه داشته باشید که تمامی بلاکچین‌ها از یک دیتابیس توزیع شده استفاده می‌کنند و به همین ترتیب، تمامی کاربران قادر به دسترسی به اطلاعات آن و حتی تاریخچه آن نیز هستند.

این شفافیت باعث می‌شود که کاربران هر اطلاعاتی را بخواهند، مورد تایید قرار دهند و همچنین قادر به تکمیل تراکنش‌های خود باشند. تمامی این موارد را بدون نیاز به حضور شخص ثالث به انجام خواهند رساند.

مورد دوم که در بین تمامی بلاکچین‌ها مشترک است، اجرای تمامی تراکنش‌ها و ارتباطات بین دو فرد است. هر کاربر قادر است به صورت کاملاً مستقیم، اطلاعات و یا دارایی را برای کاربر دیگری ارسال کند. به دلیل وجود این تکنولوژی، حضور اشخاص و سازمان‌های واسطه نظیر بانک‌ها غیر ضروری است.

مورد سوم، عدم افشای هویت اشخاص در عین شفافیت بلاکچین‌ها است. برای حفاظت از هویت افراد، به آن‌ها یک آدرس داده می‌شود که توسط آن قابل ردیابی باشند. آن‌ها قادر به انتخاب افشای هویت اصلی خود هستند. از این آدرس همچنین برای تایید تراکنش نیز استفاده می‌شود.

مورد بعدی و یا چهارم این است که به دلیل استفاده بلاکچین از  لجر دیجیتالی، تمامی پروسه‌های تراکنشی به صورت خودکار و با استفاده از الگوریتم قابل اجرا هستند.

برای مثال وقتی اقدام به خرید یک خودروی سواری می‌کنید باید هزینه‌هایی زیادی از جمله وام را نیز پرداخت کنید. در این پروسه افراد بسیاری دخیل خواهند بود. اما با وجود سیستم بلاکچین، از پیچیدگی پروسه کاسته خواهد شد.

مورد آخر و پنجم نیز مربوط به زمانی است که یک تراکنش ثبت می‌شود. در این صورت هیچ راهی برای تغییر آن وجود ندارد. زمانی که یک ماینر تراکنش را تایید کند، یک نسخه از آن در تمامی بلاکچین‌ها ذخیره می‌شود. بخشی از تایید تراکنش نیز برای ساخت بلاک بعدی صورت می‌گیرد. به این معنی که هر تراکنش به ماقبل خود متصل است.

یک بلاکچین به منظور عملکرد به چند ساختار نیاز دارد که در زیر آمده‌اند.

• عملکرد هش
• بلاک
• نود
• ماینر
• کیف پول ارز دیجیتال
• امضای دیجیتالی
• پروتکل

مکانیسم اجماع در بلاکچین چیست؟

در بلاکچین همه اطلاعات و تراکنش بر روی یک دفتر کل واحد توزیع شده ذخیره می‌شوند، بنابراین باید بر سر صحت اطلاعات (تراکنش‌ها) به توافق رسید.

از آنجا که شبکه بلاکچین را اعضای آن زنده نگه می‌دارند و مدیریت می‌کنند، بنابراین تایید یک تراکنش به چند نفر محدود نمی‌شود بلکه باید اعضای آن به اجماع برسند؛ بنابراین توافقی جمعی بر سر درستی و صحت یک تراکنش باید صورت پذیرد.

اجماع اشکال مختلفی دارد که هر یک، شرایط به خصوصی را می‌طلبد. اجماع ناکاموتو (Nakamoto Consensus) که توسط ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto)، خالق ناشناس شبکه بیت کوین، پدید آمد، یکی از انواع اجماع‌های به کار رفته در بلاکچین‌هاست.

این اجماع که پاسخی به مسئله «ژنرال‌های بیزانس» با رویکرد «اثبات کار» صورت گرفته است، نیازمند تایید اکثریت شرکت‌کنندگان در شبکه (۵۱ درصد از شرکت‌کنندگان) است.

از دیگر مکانیزم‌های اجماع رایج می‌توان به گواه اثبات سهام (POS) اشاره کرد. شرکت‌کنندگان فعال شبکه با وثیقه‌گذاری کوین اصلی، به نوعی در موفقیت آتی شبکه سرمایه‌گذاری می‌کنند. این چنین احتمال خراب‌کاری کاهش می‌یابد چرا که سرمایه فرد خاطی به راحتی ضبط می‌شود.

مکانیزم دیگر که بیشتر در شبکه‌های خصوصی یا نیازمند مجوز به کار می‌رود، گواه اثبات اعتبار (PoA) است. در این اجماع، موجودیتی مرکزی مسئول تشخیص صلاحیت شرکت‌کنندگان فعال شبکه است. معمولاً در این نوع از اجماع، مجموعه بسته‌ای مکلف به رسیدگی به تراکنش و پردازش آن‌ها و تشکیل بلوک هستند.

مقیاس پذیری بلاکچین چیست؟

یک بلاکچین ایده‌آل، بلاکچینی است که هر تعداد تراکنش مورد نیاز کاربران را پاسخ دهد و از این بابت کمترین محدودیت‌ها را داشته باشد. هر بلاکچین، دارای ۳ بخش اصلی است که به آن سه‌گانه بلاکچین گفته می‌شود و عبارت‌اند از تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری.

بر اساس این سه‌گانه، قابلیت مقیاس پذیری از دو قابلیت دیگر، بیشتر امکان‌پذیر است و بلاک‌چین‌ها می‌توانند از طریق آن با سیستم‌های قدیمی پرداخت رقابت کنند.

پس یک بلاک‌چین ایده‌آل دارای سه ویژگی اصلی است؛ سرعت، امنیت و غیرمتمرکز بودن. اما نکته لازم به ذکری که وجود دارد این است که هر بلاکچین تنها می‌تواند دو مورد از ۳ ویژگی یاد شده را داشته باشد.

• غیر متمرکز بودن بلاکچین: اصلی‌ترین ویژگی بلاکچین غیرمتمرکز بودن آن است. غیرمتمرکز بودن به این معناست که بلاکچین با حذف واسطه‌های مالی همچون مؤسسات بانکی، بسترهای غیرمتمرکز مالی مانند دیفای (DeFi) را ایجاد کرده است. این بستر غیرمتمرکز سود را به جای واسطه‌ها میان کاربران تقسیم می‌کند. علاوه بر آن، هیچ دولت، نهاد یا مؤسسه‌ای امکان کنترل کردن و به دست آوردن اطلاعات تراکنش صورت گرفته را ندارد.
• امنیت بلاکچین: هرچقدر یک شبکه بلاکچین غیرمتمرکز باشد، امنیت آن هم بیشتر می‌شود. یک شبکه زمانی امنیت دارد که در برابر حملات ۵۱ درصدی، یعنی زمانی که یک عامل بیشتر از نصف شبکه را کنترل کند، یا سایر عوامل تهدید کننده در امان باشد.
• سرعت تراکنش: سومین ویژگی اصلی شبکه بلاکچین، سرعت پردازش تراکنش‌ها یا همان مقیاس پذیری در بلاکچین است. یک بلاکچین ایده‌آل باید بتواند در یک ثانیه هزاران تراکنش را پردازش و تایید کند.

مشکلات مقیاس‌پذیری بلاکچین‌ها

گفتیم که هر بلاکچین باید دارای سه ویژگی سرعت، امنیت و تمرکززدایی باشد. اما عده‌ای اعتقاد دارند که چنین چیزی امکان‌پذیر نیست و هیچ شبکه‌ای نمی‌تواند به صورت هم‌زمان دارای این سه قابلیت باشد.

هر یک از ارزهای دیجیتالی که بر مبنای الگوریتم اثبات کار (PoW) فعالیت دارند، یکی از این سه ویژگی را در شبکه بلاکچین خود فدای دیگری می‌کنند.

به‌عنوان مثال، شبکه بلاکچین بیت کوین، به طور کامل غیرمتمرکز و همچنین دارای امنیت بالایی است، اما همانطور که گفتیم سرعت یا مقیاس پذیری بسیار کمی دارد. شبکه ارز دیجیتال ریپل که برای آنکه سرعت پردازش تراکنش‌های آن بالا باشد، از ویژگی تمرکززدایی چشم پوشی کرده و آن را در دستور کار خود قرار نداده است. (این شبکه می‌تواند ۱۰۰۰ تراکنش را در ثانیه تایید کند.)

به طور کلی می‌توان چنین گفت که تمامی شبکه‌هایی که بر مبنای الگوریتم اجماع اثبات کار فعالیت دارند، ویژگی سرعت یا همان مقیاس پذیری در بلاکچین را فدای ویژگی تمرکززدایی می‌کنند. همین امر موجب می‌شود که نتوانند به کاربران خود سرعت مناسبی ارائه دهند.

اما برعکس آن، شبکه‌هایی که مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام (PoS) هستند، هدف خود را توجه به ویژگی مقیاس پذیری قرار داده‌اند و به ویژگی‌های امنیت و تمرکززدایی کمتر توجه داشته‌اند. این امر موجب شده تا این شبکه‌ها سرعت تراکنش بالاتری داشته باشند.

سخن آخر

بلاکچین فناوری نوین و جذاب است که تمامی پتانسیل‌های لازم برای دگرگونی جامعه کنونی از ابعاد مختلف را دارد. بلاکچین به زبان ساده یک پایگاه داده غیرمتمرکز است. غیرمتمرکز به آن جهت که کنترل آن در اختیار هیچ سازمان یا شخص مرکزی نیست.