در دنیای امروز ارز‌های دیجیتال توسعه زیادی پیدا کرده و تعداد کاربران فعال در بازار‌های مالی آنلاین روز به روز در حال افزایش است. همزمان با توسعه این بازارها، مفاهیم و اصطلاحات جدیدی نیز توسط کاربران به کار برده می شود. یکی از مفاهیم اولیه که همراه با محبوبیت ارز‌های دیجیتال مورد توجه قرار گرفته، بلاکچین است. بلاکچین (Blockchain) بستری امن برای ذخیره کردن داده‌هاست که در آن تمامی افراد می‌توانند داده‌ها را ببینند و دیتای جدید اضافه کنند؛ تغییر داده‌های موجود نیز بدون اطلاع همه امکان پذیر نیست.

ارز‌های دیجیتال بسیاری مثل بیت کوین و اتریوم از همان ابتدا بر مبنای Blockchain طراحی شده‌اند؛ ولی تمام قابلیت‌های بلاکچین به ارز‌های دیجیتال محدود نمی‌شود. این تکنولوژی می‌تواند برای ثبت اطلاعات و ذخیره انواع داده در ابعاد بسیار بزرگ و حجم‌های بالا شرایط آسانی فراهم کند و بیشترین مقدار اطلاعات را نگهداری کند.

نگاهی به دنیای بلاک چین

تکنولوژی بلاکچین نسبت به سایر سیستم‌های مخصوص ذخیره اطلاعات، تفاوت‌های خاصی دارد. اصلی‌ترین تفاوت این زنجیره، اشتراک‌گذاری آن در میان سایر اعضای فعال در شبکه ارز‌های دیجیتال است؛ به‌نحوی‌که داده‌ها به‌صورت کامل رمزنگاری می‌شوند و در میان اعضای فعال در این حوزه توزیع می‌شوند. پس از انجام این کار، اطلاعات شما نمی‌تواند حذف یا دست‌کاری شود و امکان هک داده‌ها به حداقل می‌رسد. این مفهوم از زمان معرفی شدن Bitcoin به محبوبیت رسید و تمام اطلاعات مربوط به دارایی تریدر‌ها در این ارز دیجیتال، با استفاده از Blockchain ذخیره شده‌اند.

تکنولوژی بلاک چین به‌عنوان یک دیتابیس اطلاعاتی می‌تواند مفاهیم موردنظر را از طریق سیستم کامپیوتر در بلاک‌های مختلفی ذخیره کند. این بلاک‌ها از نظر حجم اطلاعات نگهداری شده دارای محدودیت هستند و پس از تکمیل شدن باید به بلاک قبلی اضافه شوند. پس از پر شدن چندین بلاک متفاوت، یک زنجیره بلوک ایجاد می­شود که دارای اطلاعات ثابتی است و مفاهیم ثبت شده در آن دیگر امکان تغییر نخواهند داشت. در حال حاضر نهاد‌های مختلفی هستند که برای ذخیره اطلاعات حجیم خود از انواع زنجیره بلوک سازمانی استفاده می‌کنند.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

فناوری بلاکچین در حالت کلی به‌عنوان یک پایگاه داده شناخته می‌شود؛ اما کنترل آن متعلق به مرکز یا نهاد خاصی نیست. اطلاعاتی که در زنجیره بلوکی ذخیره می‌شوند با داده‌های نگهداری شده در سایر دیتابیس‌ها، تفاوت‌های خاصی دارند.

اطلاعاتی که به‌صورت مجموعه‌ای از کاراکتر‌ها در هر بلاک ذخیره می‌شود، هش (Hash) نام دارد. هر بلاک در این زنجیره اطلاعات خاصی را شامل می‌شود و بر این اساس نماد هش نیز متفاوت است. در نتیجه اگر هرگونه تغییر یا هک در داده‌های یک Block اتفاق بیفتد، نماد هش‌های کل مجموعه تغییر می‌کند. البته به­دلیل پخش شدن داده‌ها در میان تعداد زیادی از اعضا، باعث شده هر نوع تغییر در هش به‌سرعت مشخص شود.

کاربرد‌های تکنولوژی بلاک چین چیست؟

بلاک چین در ابتدا با ارز‌های دیجیتال وارد بازار‌های آنلاین مالی شد و محبوبیت پیدا کرد؛ اما نمی‌توان آن را به ارز‌های دیجیتال خلاصه کرد. در حال حاضر انواع مختلف اطلاعات با روش‌های متفاوت می‌تواند در آن ذخیره شود. از کاربرد‌های خاص این تکنولوژی می‌توان به امکان ردیابی اطلاعات و شفافیت زیاد آن اشاره کرد که می‌تواند حقوق کاربر را از نظر مادی و معنوی در تولید یک اثر فراهم کند. بلاکچین تا کنون در حوزه‌های زیر نقش پررنگی ایفا کرده است:

ارزهای دیجیتال

همانطور که گفته شد یکی از رایج ترین کاربردهای بلاکچین، استفاده در ارزهای دیجیتال همچون بیت کوین و اتریوم است. زمانی که مردم یک ارز دیجیتال را می‌خرند، با یک ارز دیگر مبادله می‌کنند و یا آن را هزینه می‌کنند؛ تمام تراکنش‌های آن در یک زنجیره بلوکی ثبت می‌شود. هر چه مردم بیشتر از ارزهای دیجیتال استفاده کنند، زنجیره های بلوکی، بزرگ و بزرگتر می‌شوند.

صنعت بانکی

علاوه بر ارزهای دیجیتال، بلاکچین در ارزهای فیات (Fiat Currency) یا همان واحد پولی کشورها همچون دلار و یورو نیز برای پردازش تراکنش ها استفاده می‌شود. با کمک بلاکچین می‌توان ارسال پول از طریق یک بانک به سایر نهادهای مالی را تسریع بخشید چراکه با سرعت می‌توان تراکنش ها را در 24 ساعت شبانه روز اعتبار سنجی و پردازش کرد. 

انتقال دارایی‌

از بلاک چین می‌توان برای ثبت و انتقال مالکیت دارایی‌های مختلف نیز استفاده کرد. در حال حاضر این ویژگی در دارایی‌های دیجیتالی مانند NFT ها که نشان دهنده مالکیت یک اثر دیجیتالی است، بسیار استفاده می‌شود.

از بلاک چین می‌توان برای مشخص کردن مالکیت دارایی‌های واقعی مانند سند املاک و وسایل نقلیه نیز استفاده کرد. بدین ترتیب که دو طرف قرارداد ابتدا از بلاک چین استفاده کرده تا تأیید کنند یکی مالک ملک و دیگری پول آن را تحویل گرفته است؛ سپس می‌توانند فروش را در بلاک چین تکمیل و ثبت کنند.

قراردادهای هوشمند

یکی دیگر از نوآوری‌های بلاک چین، قراردادهای خود - اجرا است که معمولاً «قراردادهای هوشمند» نامیده می‌شوند. این قراردادهای دیجیتال پس از برآورده شدن شرایط به طور خودکار اجرا می‌شوند. به عنوان مثال، زمانی که خریدار و فروشنده تمام شروط تعیین شده برای یک معامله را برآورده کنند، مبلغ پرداخت به صورت فوری و خودکار آزاد می‌‎شود.

نظارت بر زنجیره تامین

زنجیره‌های تامین هر محصول شامل مقادیر انبوهی از اطلاعات است، به ویژه زمانی که کالاها از یک نقطه جهان به نقطه دیگری جابجا شوند. با روش‌های سنتی مدیریت اطلاعات، ردیابی منبع مشکلات مانند کالاهای بی‌کیفیت فروشنده، دشوار است. با ذخیره کردن این اطلاعات در بلاک چین نظارت، ردیابی و اصلاح مشکلات زنجیره تامین آسان تر می‌شود.

انتخابات

کارشناسان به دنبال راه‌هایی برای جلوگیری از تقلب در انتخابات با کمک تکنولوژی بلاکچین هستند. در تئوری رای‌گیری با بلاک چین، امکان دستکاری رای مردم وجود ندارد؛ همچنین با این تکنولوژی دیگر نیازی به جمع‌آوری دستی و تأیید اوراق رای کاغذی نخواهد بود.

ویژگی‌های خاص بلاک چین

فناوری بلاک چین ویژگی‌های متنوعی دارد که باعث می‌شود این دیتابیس با سایر شبکه‌های مخصوص نگهداری اطلاعات تفاوت داشته باشد. از مهم‌ترین این ویژگی‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• امنیت: هر نوع داده در هنگام ثبت شدن در زنجیره بلوکی باید رمزنگاری شود و سپس می‌توان آن را ذخیره کرد؛ به همین دلیل گفته می‌شود میزان امنیت داده در Blockchain بسیار زیاد است. علاوه ­بر این، مجهز بودن هر بلاک به نماد هش، امکان دستکاری در اطلاعات را به حداقل ممکن کاهش می‌دهد.
• شفافیت: یک ویژگی اساسی دیگر بلاک چین مربوط به اطلاعاتی است که در زنجیره‌ای بلوکی به‌صورت مشترک برای همه افراد شبکه توزیع می‌شود و در نتیجه فرایند کار آن بسیار باز است. البته این اطلاعات به کاربران دارای مجوز برای دیدن تراکنش‌ها و در Blockchain عمومی فعال است.
• غیرقابل تغییر بودن اطلاعات: در این تکنولوژی امکان حذف یا تغییر دیتا وجود ندارد؛ چراکه اطلاعات پس از تأیید اعضا در زنجیره بلوکی ذخیره می‌شوند و بعد از ثبت، دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد یا حذف کرد.

معرفی انواع شبکه  Blockchain

در فضای بلاک چین زنجیره‌های بلوکی مختلفی وجود دارد که تنوع زیادی دارند و هرکدام دارای ویژگی‌های خاصی هستند. در ادامه هر یک از انواع Blockchain را نام برده و توضیح می‌دهیم.

زنجیره بلوکی عمومی

در شبکه عمومی همه کاربران می‌توانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند و مدیریت این نوع داده‌ها غیرمتمرکز است‌. در نتیجه، می‌توان گفت هر گره یا نود در زنجیره بلوکی برای اینکه بتواند به Block جدید دسترسی پیدا کند، حقوق برابری دارد.

زنجیره بلوکی خصوصی

این نوع بلاک چین با نام زنجیره بلوکی مدیریت شده، شناخته می‌شود که کنترل آن در دست سازمان‌های خاصی قرار دارد و اعضای اپراتور و نود‌ها با تصمیم این نهاد‌ها تعیین می‌شوند. فرایند فعالیت این شبکه به‌صورت غیرمتمرکز است؛ اما عموم کاربران نمی‌توانند به آن دسترسی داشته باشند. زنجیره بلوک خصوصی شامل شبکه نقل ‌و انتقال ارز دیجیتال، هایپر لجر، B۲B  ریپل و... است.

زنجیره بلوکی کنسرسیومی

میزان تمرکز زدایی در این زنجیره بلوکی در مقایسه با بلاک چین خصوصی زیاد است، در نتیجه فقط نهاد‌ها و سازمان‌های خاصی می‌توانند از آن استفاده کنند که این مورد نشان‌دهنده امنیت زنجیره است. این زنجیره برای اینکه بتواند شروع به کار کند، دشواری‌های خاصی دارد و سازمان‌های گوناگون باید با یکدیگر همکاری داشته باشند. در نتیجه، ممکن است برخی سازمان‌ها، فناوری مناسب برای استفاده در Blockchain را نداشته باشند و امکان ایجاد چالش‌های لجستیکی وجود داشته باشد؛ چراکه هزینه اولیه لازم برای ذخیره داده در حالت دیجیتال و به اشتراک گذاشتن آن با سایر کاربران، نجومی است.

لایه‌های مربوط به شبکه Blockchain

زنجیره بلوکی ساختار متفاوتی دارد و بر اساس نحوه عملکرد دارای انواع لایه‌های داده، اجماع، شبکه، قرارداد، فعال‌سازی و اپلیکیشن است. در واقع، برای اینکه بلاک چین بتواند به‌درستی فعالیت کند، همه این لایه‌ها باید با هم فعالیت کنند و امکان جداسازی آن‌ها از نظر ساختاری وجود ندارد. شبکه Blockchain بر مبنای اهداف و مقیاس‌پذیری 4 لایه مختلف دارد:

• لایه صفر: شامل اینترنت اختصاصی بلاکچین‌ها
• لایه اول: شامل فرایند ذخیره داده
• لایه دوم: شامل سرعت و مقیاس‌پذیری
• لایه سوم: شامل برنامه‌های غیرمتمرکز و رابط کاربری

فعالیت تمام این لایه­ها به هم پیوسته است.

آشنایی با مفهوم مقیاس‌پذیری در بستر  Blockchain

در حالت کلی هر رمز ارزی که بر مبنای زنجیره بلوکی به‌وجود بیاید، Blockchain  محدودیت‌های مربوط به شبکه آن را نیز می‌پذیرد. ویژگی مقیاس‌پذیری می‌تواند سرعت و تراکنش‌ها را در هر ثانیه افزایش دهد. توانایی پردازش تراکنش‌ها بر زمان انجام آن، همان مقیاس‌پذیری در بلاک چین است.

آشنایی با مفهوم اجماع در بلاک چین

فناوری بلاک چین این امکان را فراهم کرده تا اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها در یک دفتر کل توزیع شود و همه اعضا صحت آن‌ها را تأیید کنند. با توجه به اینکه شبکه Blockchain توسط همه اعضا مدیریت می‌شود، باید تراکنش‌ها نیز به تأیید تمام آن‌ها برسد که به این مورد مکانیسم اجماع گفته می‌شود. این مفهوم انواع مختلف دارد و هریک از آن‌ها دارای شرایط خاصی هستند.

الگوریتم اثبات کار در بلاک چین

یکی از الگوریتم‌های بسیار معروف که در برخی از رمز ارزها مورداستفاده قرار می‌گیرد، اثبات کار است. این الگوریتم قبل از پیدایش بیت کوین برای جلوگیری از اسپم شبکه در سرویس‌های ایمیل استفاده می‌شد. اثبات کار برای افزودن بلاک اطلاعاتی صحیح به شبکه و ممانعت از ایجاد خطای بیزانس، به شبکه ارزهای دیجیتال وارد شده است. این الگوریتم نیاز به تجهیزات و انرژی کافی دارد و هر نوع فعالیت نادرست در آن می‌تواند تلاش کاربر را هدر بدهد. در فرایند انجام اثبات کار، فعالیت‌های نادرست می‌تواند از نظر اقتصادی ضربه‌های سنگینی بزنند. به همین دلیل تنها دلیل وجود الگوریتم اثبات کار در Blockchain ، برای حل معادلات لازم هر بلاک دیتا است.

هش موردنظر هر بلاک بر اساس تابع خاص ایجاد می‌شود و وجود آن برای ممانعت از ایجاد تغییر در اطلاعات لازم است. هش موردنظر هر بلاک طبق اندازه‌ سختی شبکه، مشخص می‌شود. با افزایش سختی شبکه معادلات در زمان کمتری حل می‌شوند و افزایش کاربران قوی در سیستم امکان حل معادلات افزایش پیدا می‌کند. الگوریتم اثبات کار در ارز دیجیتال بیت کوین که بر مبنای بلاکچین طراحی شده، به­کار گرفته می­شود و امکان حل معادلات آن را برای کاربران فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری

بلاکچین (Blockchain)  بر مبنای سیستم توزیع اطلاعات و رمزنگاری طراحی شده است. با استفاده از این فناوری امکان تغییر اطلاعات وجود ندارد و می‌توان دیتا را برای زمان نامحدود در یک محیط ایمن ثبت کرد. این فناوری همانند یک پایگاه اطلاعاتی است که داده‌ها در آن می‌توانند به همه سیستم‌های متصل به شبکه ارسال شوند. در نهایت، اطلاعات به­دلیل داشتن رمز امکان تغییر ندارند و با ثبت در سیستم‌های کامپیوتری مختلف، حذف یا هک آن‌ها غیرممکن است. تکنولوژی زنجیره بلوکی برای اولین بار در کنار بیت کوین معرفی شد؛ اما استفاده از آن برای حفاظت از امنیت اطلاعات، در تمام انواع سیستم‌ها امکان‌پذیر است.