بلاک چین چیست؟ ؛ 0 تا 100 بلاکچین به زبان ساده

لینک صفحه

بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند؟ آیا فناوری BlockChain معتبر است؟ در این مطلب 0 تا 100 بلاکچین را به زبان ساده تشریح خواهیم کرد.

بلاک چین زیربنای موفق‌ترین پروژه‌های رمز ارزها و یک فناوری با آینده کاملا روشن است. ارزهای دیجیتال نوین نظیر بیت کوین و اتریوم، که روز به روز توجه بسیاری را به سرمایه‌گذاری جلب می‌کنند، ویژگی‌های منحصربه‌فردشان را مدیون تکنولوژی Blockchain هستند. پروژه‌ها و ایده‌های بسیار خلاقانه‌ای بر بستر آن شکل گرفته و روز به روز کاربرد بلاک چین در عرصه‌ها و صنایع مختلف افزایش پیدا می‌کند. اما بلاک چین چیست و چطور کار می‌کند؟

این مطلب به قسمت‌های مختلفی تقسیم شده است. در ادامه فهرست را مشاهده می‌کنید.

  • آشنایی با بلاک چین
    • بلاک چین چیست؟
    • بلاک‌ها چگونه به یکدیگر متصل می‌شوند؟
    • بلاک چین و بحث غیر متمرکزسازی
    • تحمل خطای بیزانس
    • چرا بلاک چین باید غیر متمرکز باشد؟
    • شبکه نظیر به نظیر چیست؟
    • منظور از نود‌ها (گره‌ها) در بلاکچین چیست؟
    • بلاک چین‌های خصوصی و عمومی
    • تراکنش‌ها در بلاک چین چطور کار می‌کنند؟
    • فناوری Blockchain اختراع کیست؟
    • نقاط قوت و مزایای Blockchain
    • نقاط ضعف و مشکلات Blockchain
  • بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
    • بلاک‌ها چطور به بلاکچین اضافه می‌شوند؟
    • ماینینگ یا استخراج (اثبات کار)
    • استیکینگ (اثبات سهام)
    • سایر الگوریتم‌های اجماع
    • آیا امکان برگشت دادن تراکنش‌های بلاک چین وجود دارد؟
    • بلاک چین چقدر مقیاس‌پذیر است؟
    • دلیل نیاز بلاکچین به مقیاس‌پذیری چیست؟
    • منظور از یک فورک (انشعاب) بلاکچین چیست؟
  • کاربردهای فناوری بلاک چین
    • بلاکچین برای زنجیره‌های تامین
    • بلاک چین در صنعت بازی
    • بلاک چین برای مراقبت‌های بهداشتی
    • حواله‌های بلاکچینی
    • بلاک چین و هویت دیجیتالی
    • بلاکچین و اینترنت اشیا (IoT)
    • بلاکچین برای حاکمیت و نظارت
    • بلاک چین برای امور خیریه
    • بلاکچین برای کسب سود از بازارهای پرریسک
    • سرمایه‌گذاری جمعی با Blockchain
    • بلاک چین و سیستم‌های فایل توزیع شده

آشنایی با بلاک چین

قبل از بررسی نحوه کار و کاربردها، ابتدا بهتر است با فناوری نام برده آشنایی پیدا کنیم. منظور از زنجیره بلاک‌ها چیست و اتصال بین آن‌ها چه خاصیت‌های ویژه‌ای به Blockchain بخشیده است؟

بلاک چین چیست؟

بلاک چین را باید نوع خاصی از پایگاه داده (دیتابیس) دانست. ممکن است در بررسی تخصصی رمز ارزها نظیر بیت کوین عبارت دفتر کل توزیع شده (DLT –> Distributed Ledger Technology) را نیز در کنار Blockchain شنیده باشید. هر دو، به مفهوم یکسانی اشاره می‌کنند.

بلاک چین

بلاکچین دارای خصوصیات منحصر‌به‌فردی است و قوانین مشخصی درباره چگونگی اضافه شدن دیتا وجود دارد. یکی از نکاتی که این فناوری را برای توسعه رمز ارزها تبدیل به بستری فوق‌العاده کرده، غیر ممکن بودن دست‌کاری یا تغییر داده بعد از ذخیره‌سازی آن است.

داده با پیش رفتن در زمان، در چارچوبی متشکل ازبلاک‌ها اضافه می‌شود. هر بلاک سوار بر آخرین مورد ساخته شده و حاوی اطلاعاتی برای لینک (متصل) شدن به بلاک قبلی است. با مشاهده جدیدترین و به‌روزترین بلوک، می‌توانیم ساخته شدن آن بعد از آخرین گزینه را بررسی کنیم. با پیش رفتن در بلاک چین (زنجیره) و دنبال کردن بلاک‌ها از انتها به ابتدا، به نخستین مورد تحت عنوان جنسیس بلاک (Genesis block) خواهیم رسید.

برای درک بهتر بلاکچین از یک تشبیه استفاده می‌کنیم. صفحه گسترده‌ای متشکل از دو ستون را در نظر بگیرید. در اولین ستون از نخستین صف، داده‌ای دلخواه به منظور ذخیره‌سازی قرار می‌دهید.

دیتای اولین سلول به یک شناسه دو حرفی تبدیل شده و سپس به عنوان بخشی از ورودی بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مثال، شناسه دو حرفی KP باید برای پر کردن سلول بعدی در صف دوم (defKP) استفاده شود. در نتیجه اگر اولین داده ورودی (abcAA) را تغییر بدهید، ترکیب متفاوتی از حروف را در سایر سلول‌ها دریافت خواهید کرد.

شکلی ساده از بلاکچین
یک پایگاه داده که هر ورودی به آخرین آن پیوند دارد

با نگاه به صف 4 متوجه خواهید شد جدیدترین شناسه TH است. آیا ذکر ویژگی عدم امکان بازگشت و سپس تغییر یا حذف ورودی‌ها در بلاک چین را به خاطر دارید؟ هر فردی به راحتی می‌تواند ادعای انجام آن را مطرح کند، اما با این کار تلاشتان برای تغییر را نادیده گرفته‌اند. برای درک بهتر مثال زیر را در نظر بگیرید.

تصور کنید دیتای نخستین سلول این بلاک چین را تغییر داده‌اید. در ادامه یک شناسه متفاوت دریافت کرده و سلول بعدی نیز متناظر با این تغییر، داده‌ای متفاوت خواهد داشت. در پی آن شناسه سلول دوم نیز تغییر کرده و این روال همینطور ادامه پیدا می‌کند؛ دست بردن در دیتای نخستین سلول، سبب می‌شود تغییر به صورت ویروسی در سرتاسر پایگاه داده پخش شده و کل ماهیت آن عوض شود. بر اساس این نحوه کار بلاکچین می‌توان دریافت شناسه TH در آخرین صف (پنجمین سلول)، محصول تمام اطلاعات موجود پیش از آن است. هر تغییر پیش از صف 4، به ایجاد شناسه‌ای دیگر ختم می‌شود.

بلاک‌ها چگونه به یکدیگر متصل می‌شوند؟

آن چه در بالا درباره تولید شناسه‌هایی دو حرفی توضیح دادیم، قیاسی ساده از نحوه استفاده بلاک چین از توابع هش است. هشینگ را می‌توان به چسبی تشبیه کرد که بلاک‌ها را در Blockchain به یکدیگر متصل نگه می‌دارد. این شامل گرفتن داده با هر اندازه و سپس عبور دادنش از یک تابع ریاضی به منظور تولید یک خروجی (یک هش) است که همیشه طول ثابتی دارد.

هش‌های مورد استفاده در بلاک چین بسیار جالب هستند؛ شانس یافتن دو قطعه داده که دقیقا خروجی یکسانی تولید می‌کنند، بسیار پایین است. شبیه به زمان ایجاد شناسه‌های دو حرفی در مثال بالا، هر گونه دست‌کاری دیتای ورودی سبب ایجاد خروجی کاملا متفاوتی خواهد شد.

به عنوان نمونه تابع SHA256 که به طور گسترده در شبکه بلاک چین بیت کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد را در نظر بگیرید. همانطور که مشاهده می‌کنید، حتی تغییر دادن بزرگی و کوچکی حروف انگلیسی متن (داده)، به ایجاد یک خروجی کاملا متفاوت منجر می‌شود.

تابع هش SHA256 بیت کوین

این حقیقت که هنوز توسط تابع SHA256 برای دو ورودی متفاوت یک خروجی مشابه تولید نشده و به عبارتی تداخل رخ نداده است، در مفهوم بلاک چین بسیار ارزشمند است. به این ترتیب هر بلاک می‌تواند با داشتن هش بلاک قبلی به آن اشاره کند. هر تلاش برای دست بردن در موارد قبلی، خیلی زود مشخص خواهد شد.

اتصال بلاک‌ها در بلاک چین
هر بلوک شامل اثر انگشت قبلی است

بلاک چین و بحث غیر متمرکزسازی

تا اینجا با ساختار اساسی بلاک چین آشنایی پیدا کردیم. کاربران کمتر به طور محض درباره خود دیتابیس بلاکچینی صحبت کرده و بیشتر روی اکوسیستم‌هایی نظیر بیت کوین و اتریوم که بر مبنای این تکنولوژی ایجاد شده‌اند، تمرکز دارند.

به عنوان ساختارهای پایگاه داده مستقل، بلاک چین ‌ها فقط در برنامه‌های کاربردی مفید هستند. قضیه زمانی جالب می‌شود که این نوع دیتابیس را در پروژه‌هایی کاملا متفاوت به کار می‌بریم؛ یک بلاکچین در ترکیب با چند تکنولوژی و تئوری بازی، می‌تواند در قالب دفتر کل توزیع شده‌‌ای که توسط هیچ فرد خاصی (به تنهایی) کنترل نمی‌شود، عمل کند. در اینجا هیچ فردی برای ویرایش ورودی‌ها، خارج از چارچوب تعریف شده توسط سیستم، قدرت ندارد. در چنین شرایطی می‌توان ادعا کرد دفتر کل (دیتابیس) متعلق به تمامی کاربران دخیل در سیستم است. شرکت‌کنندگان درباره شکل ظاهری آن به توافق می‌رسند.

تحمل خطای بیزانس

چالش واقعی قرار گرفته بر سر راه سیستمی شبیه این، با نام تحمل خطای بیزانس شناخته می‌شود. این مسئله در دهه 1980 میلادی مطرح شده و معضلی را توصیف می‌کند که در آن، تعدادی شرکت‌کننده ایزوله شده (منزوی) باید برای هماهنگی اقدامات خود، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اصل چالش، درباره تعدادی ژنرال ارتش است که یک شهر را محاصره کرده و درباره حمله یا عدم حمله به آن تصمیم‌گیری می‌کنند. آن‌ها فقط از طریق پیام‌رسان‌ قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند.

هر ژنرال می‌بایست درباره عقب‌نشینی یا حمله تصمیم بگیرد. تا زمانی که همه آن‌ها روی عملی یکسان توافق داشته باشند، انجام هر یک از این دو عمل اهمیتی ندارد. اگر همگی در پی حمله باشند، تنها در صورت یورش طی زمانی یکسان به موفقیت دست پیدا خواهند کرد. اما چطور می‌توان از این موضوع اطمینان حاصل کرد؟

البته امکان ارتباط از طریق پیام‌رسان مهیا است، اما اگر پیام‌رسان در میانه راه دستگیر شده و فردی دیگر توسط دشمن، حامل پیامی اشتباه، به جای او پیغام را انتقال بدهد، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ پیام اصلی، حمله در سپیده دم بوده است، اما فرد حامل، آن را به نفر گیرنده، حمله طی شب اعلام می‌کند. همچنین نباید احتمال خائن بودن یکی از ژنرال‌ها را فراموش کرد، به طوری که با هدف شکست خوردن عملیات، پیامی اشتباه به دیگران ارسال می‌کند.

تحمل خطای بیزانس

در تصویر سمت چپ، به خاطر تصمیم یکسان همه ژنرال‌ها مبنی بر تاخت و تاز بر منطقه، عملیات موفقیت‌آمیز بوده است. در صورتی که حتی یکی از آن‌ها عقب‌نشینی کند، عملیات ناموفق بوده و کل ارتش با شکست مواجه خواهد شد.

ما به یک استراتژی برای حاصل شدن توافق نیاز داریم، حتی اگر یکی از شرکت‌کنندگان تصمیم به خیانت گرفته یا پیام رد و بدل شده بین آن‌ها توسط فردی دیگر دست‌کاری شود. عدم توانایی برای حفاظت از یک پایگاه داده بلاک چین یا هر نوع دیگر، شبیه به عملیات مرگ و زندگی حین حمله یک ارتش به شهر دشمن نیست، اما دست کمی از آن ندارد! تغییر عمدی یا غیر عمدی در یک دیتابیس می‌تواند به از بین رفتن سرمایه و نابود شدن زندگی بسیاری از افراد ختم شود.

حتی اگر کسی برای نظارت بر بلاک چین و ارائه اطلاعات صحیح به کاربران وجود ندارد، آن‌ها همچنان باید قادر به برقراری تعامل با یکدیگر باشند. برای غلبه بر شکست احتمالی یک (یا چند) کاربر، مکانیزم‌های بلاکچین باید به دقت مهندسی شده و در برابر موانعی نظیر آن چه در بالا مطرح کردیم، مقاوم باشند. سیستمی با توانایی دستیابی به این ویژگی مهم، در برابر خطای بیزانسی تحمل‌پذیر است. الگوریتم‌های اجماع برای اجرای قوانین سرسختانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. به زودی بیشتر در این رابطه صحبت خواهیم کرد.

چرا بلاک چین باید غیر متمرکز باشد؟

البته، امکان اداره کردن یک بلاک چین توسط کاربری خاص وجود دارد، اما در نهایت با پایگاه داده‌ای عجیب در مقایسه با سایر موارد رو به رو خواهید شد. از پتانسیل واقعی بلاکچین می‌توان در یک محیط غیر متمرکز بهره برد. در چنین حالتی، همه کاربران یکسان بودن و از نظر قدرت مدیریت، هیچ یک بر دیگری برتری و قدرت ندارد. به این ترتیب امکان حذف کردن یا تصاحب عمدی Blockchain توسط فرد یا عده‌ای خاص از بین می‌رود؛ همه در برخورد با پایگاه داده، در اینجا بلاکچین، به عنوان منبعی سرشار از حقایق، برابر هستند!

شبکه نظیر به نظیر چیست؟

یک شبکه نظیر به نظیر (P2P –> Peer-To-Peer) لایه کاربران ما (یا ژنرال‌ها در مثال قبلی) است. در اینجا خبری از حضور ادمین نیست، به همین دلیل آن‌ها در زمان نیاز به رد و بدل کردن اطلاعات با یکدیگر، به جای برقراری تماس با یک سرور مرکزی به عنوان واسطه بین آن‌ها، به طور مستقیم با هم تعامل برقرار می‌کنند. به عبارتی تبادل پیام‌های دیجیتال در شبکه‌ای این چنینی به واسطه یک سرور صورت نگرفته و نودها با یکدیگر ارتباط مستقیم دارند.

تصویر زیر را در نظر بگیرید. در سمت چپ، کاربر A برای ارسال پیامی به F باید از طریق سرور اقدام و مسیریابی کند. در سمت راست، کاربران به طور مستقیم، بدون حضور واسطه، با هم صحبت می‌کنند. مدل شبکه سمت چپ را متمرکز و دیگری را غیر متمرکز خطاب می‌کنیم.

شبکه متمرکز و غیر متمرکز

به طور معمول، سرور تمام اطلاعات مورد نیاز کاربران را در خود نگه می‌دارد. به عنوان نمونه حین مشاهده وب سایت صرافی بیت 24، از سرور نگهدارنده فایل‌های کد منبع آن درخواست دریافت اطلاعات می‌کنید. در صورت خاموش شدن سرور، دیگر قادر به دسترسی به مطالب وبلاگ یا سرویس‌های صرافی نخواهید بود. با این حال، اگر قبل از بروز این اتفاق تمام محتوای وبلاگ را دانلود کرده باشید، بدون نیاز به مراجعه به سرور، قادر به مشاهده آن‌ها در هر زمان خواهید بود.

در یک بلاک چین که پایگاه داده‌ای غیر متمرکز، توزیع شده و نظیر به نظیر به شماره می‌رود، هر نود چنین عملکردی دارد؛ هر گره، نسخه‌ای از دیتابیس را درون خود نگهداری می‌کند. در صورتی که یک کاربر شبکه را ترک کند، سایر افراد همچنان می‌توانند به بلاکچین دسترسی داشته و با یکدیگر اقدام به اشتراک‌گذاری اطلاعات کنند. وقتی بلاکی جدید به زنجیره اضافه می‌شود، داده در سرتاسر شبکه انتشار یافته و هر سیستم عضو در آن قادر به آپدیت کردن نسخه خود از دفتر کل (بلاکچین – پایگاه داده) خواهد بود. به عبارتی به‌روزرسانی به اطلاع همه رسیده و آن‌ها تغییر را در دیتابیس نگهداری شده درونشان اعمال می‌کنند.

منظور از نود‌ها (گره‌ها) در بلاکچین چیست؟

تمامی ماشین‌های متصل به شبکه را نود خطاب می‌کنیم. هر یک از آن‌ها، یک کپی از بلاک چین را در خود نگه داشته و اطلاعات را با دیگر دستگاه‌های متصل به همان شبکه به اشتراک می‌گذارد. کاربران نیازی به مدیریت دستی این فرآیند‌ها ندارند. آن‌ها کافی است نرم افزار مربوط به همان BlockChain را دانلود و نصب کنند تا همه اعمال به صورت خودکار پیش بروند.

نوشته بالا، تعریف کلی از مفهوم گره یا همان نود در نتورک بود، اما در حالت کلی، می‌تواند سایر کاربران یا اشیای در تعامل با شبکه به هر نحو را نیز شامل شود. در دنیای رمز ارزها، به عنوان نمونه، یک اپلیکیشن والت موبایل ساده به عنوان یک نود سبک (لایت) شناخته خواهد شد.

بلاک چین‌های خصوصی و عمومی

بیت کوین، اساس صنعت بلاک چین را پی‌ریزی کرد تا به شکل موفقی که امروز مشاهده می‌کنید، رشد کند. از زمانی که بیت کوین اثبات خود به عنوان یک دارایی قانونی را آغاز کرده، افراد نوآور در پی استفاده از تکنولوژی زیربنایی آن در دیگر حوزه‌ها و صنایع بوده‌اند. این تلاش‌ها سبب تولد پروژه‌های متعددی بر مبنای Blockchain خارج از بحث مالی و رمز ارزها شده‌اند.

بیت کوین را باید یک بلاک چین عمومی خطاب کرد، چرا که هر فردی قادر به مشاهده تراکنش‌های انجام شده در شبکه این رمز ارز است. به این منظور کافی است اتصال به اینترنت را برقرار و از یک نرم افزار کامپیوتری مناسب استفاده کنید. از آنجایی که هیچ شرط دیگری برای مشارکت وجود ندارد، می‌توان آن را محیطی بدون نیاز به کسب اجازه (Permissionless) به منظور تبدیل شدن به عضوی از شبکه تلقی کرد.

بلاک چین

در مقابل با دیگر انواع بلاکچین‌ها تحت عنوان خصوصی رو به رو هستیم. در اینجا قوانینی به منظور مشاهده و تعامل با بلاک چین وضع شده و دسترسی برای هر فردی امکان‌پذیر نیست؛ برای عضویت و حتی مشاهده وضعیت دیتابیس باید کسب اجازه کنید. اگرچه با توجه به ساختار توزیع شده و غیر متمرکز Blockchain ممکن است آ‌ن‌ها در نگاه اول زائد به نظر برسند،‌ اما در بحث نیازهای سازمانی، کاربردهای مهمی دارند.

تراکنش‌ها در بلاک چین چطور کار می‌کنند؟

آلیس برای پرداخت وجهی مشخص به باب از طریق انتقال بانکی، می‌بایست موضوع را به بانک اطلاع بدهد. برای ساده کردن مثال، تصور کنید هر دو نفر ارسال‌کننده و دریافت‌کننده، در بانکی مشترک صاحب حساب هستند. بانک قبل از آپدیت کردن دیتابیس و انجام تراکنش، موجودی آلیس را بررسی و از امکان‌پذیر بودن انتقال اطمینان پیدا می‌کند. معامله در اینجا شامل 50 دلار کسر از حساب آلیس و 50 دلار واریز به حساب باب است.

این روال با نحوه انجام تراکنش بر بستری شبکه‌ای بلاک چینی، خیلی بی‌شباهت نیست. در هر صورت، بلاکچین نیز نوعی پایگاه داده به شمار می‌رود. تفاوت مهم در اینجا نبود یک موجودیت مرکزی به منظور بررسی موجودی ارسال‌کننده و سپس به‌روزرسانی موجودی هر دو طرف بعد از انتقال است. در نتیجه همه نودها باید فرآیند را طی کنند.

تصور کنید آلیس در پی ارسال 5 بیت کوین به باب است. او با برادکست کردن یک پیام، موضوع را به اطلاع شبکه می‌رساند. تغییر بلافاصله در Blockchain اعمال نمی‌شود. نودها با وجود شنیدن پیام، باید منتظر تکمیل یک سری اعمال برای تایید تراکنش باشند.

وقتی تراکنش انجام و به بلاک چین اضافه شد، همه گره‌ها از این اتفاق اطلاع پیدا کرده و کپی که روی دستگاه خود از بلاک چین ذخیره کرده‌اند را طبق تغییر اخیر به‌روزرسانی می‌کنند. اکنون آلیس قادر به ارسال مجدد همان 5 بیت کوین به کارول نیست. به عبارتی او نمی‌تواند سکه‌های دیجیتالی خود را دو مرتبه خرج کند، چرا که شبکه از خرج شدن آن‌ها توسط او طی یک تراکنش دیگر، باخبر است.

در اینجا خبری از نام کاربری و رمز عبور نبوده و رمزنگاری کلید عمومی، روش اثبات مالکیت است. باب برای دریافت 5 بیت کوین از آلیس ابتدا باید یک کلید خصوصی (پرایویت کی) برای خود ایجاد کند. این کلید مجموعه‌ای طولانی از اعداد بوده و حدس آن برای هیچ فردی امکان‌پذیر نیست. اگر باب کلیدی خصوصی خود را در اختیار بقیه قرار داده یا به خاطر بی‌دقتی، آن را ناخواسته فاش کند، سایر کاربران شبکه قادر به در دسترس گرفتن کنترل دارایی وی و تصمیم‌گیری به جای او درباره آن خواهند بود.

استخراج یک کلید عمومی (پابلیک کی) از پرایویت کی بهترین روش است. با توجه به عدم امکان مهندسی معکوس پابلیک کی برای رسیدن به کلید خصوصی در بلاک چین به راحتی می‌توان آن را برای دریافت وجه در اختیار بقیه قرار داد. اغلب مواقع، کاربر برای ایجاد یک آدرس عمومی از روی کلید عمومی، عملیاتی نظیر هشینگ روی آن انجام می‌دهد.

هش کردن کلید عمومی

باب برای دریافت بیت کوین‌ها، آدرس عمومی خود را در اختیار آلیس قرار می‌دهد. اکنون وی می‌داند درون شبکه، وجه را باید به چه آدرسی ارسال کند. آلیس برای اثبات عدم تلاش به منظور ارسال وجهی که به او تعلق ندارند، یک امضای دیجیتال با استفاده از کلید خصوصی خود ایجاد می‌کند. هر فردی می‌تواند پیام امضا شده‌ی این فرد را گرفته و با پابلیک کی متعلق به او مقایسه کند. به این ترتیب می‌توان از حق آلیس برای ارسال مبلغی معین به فردی دیگر اطمینان پیدا کرد. به عبارتی مالکیت او روی تعداد سکه‌هایی که در پی ارسال آن‌ها است، اثبات می‌شود.

فناوری BlockChain اختراع کیست؟

این تکنولوژی بعد از عرضه بیت کوین در سال 2009 رسمیت پیدا کرد. بیت کوین را می‌توان اولین و محبوب‌ترین بلاکچین دانست. با این حال، ایده اصلی تکنولوژی نام برده به مدت‌ها قبل می‌گردد؛ خالق مرموز Bitcoin با نام ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto)، از فناوری‌ها، ایده‌ها و پیشنهادهای قبلی الهام گرفته بود.

بلاکچین به میزان زیادی از توابع هش و فرآیند رمزنگاری استفاده می‌کند، روش‌ها و فرآیندهایی که از چندین دهه قبل از عرضه بیت کوین، وجود و کاربرد داشته‌اند. جالب است بدانید ساختار کنونی Blockchain در اوایل دهه 1990 میلادی به منظور زدن برچسب زمانی به اسناد مورد استفاده قرار می‌گرفت تا امکان ویرایش و دست‌کاری آن‌ها از بین برود. این ساختار، بعدها با کمی ارتقا و بهبود، زمینه تولد موفق‌ترین ارز دیجیتال یعنی بیت کوین را فراهم کرد.

نقاط قوت و مزایای BlockChain

بلاک چین‌ هایی که به درستی مهندسی شده‌اند، مانع مهمی را از سر راه سهامداران صنایع مختلف، از بازارهای مالی گرفته تا کشاورزی، برمی‌دارند. یک شبکه توزیع شده و فاقد موجودیت کنترل‌کننده مرکزی، دارای مزایایی نسبت به مدل سنتی کلاینت – سرور است.

یکی از مهمترین ویژگی‌های بلاکچین که در وایت پیپر بیت کوین روی آن تاکید فراوانی شده، انتقال وجوه بین کاربران بدون حضور واسطه‌ها است. در سایر بلاکچین هایی که بعد از Bitcoin ظهور کردند، این ویژگی بهبود پیدا کرده و امکان ارسال مستقیم همه نوع اطلاعات بیت کاربران، بدون حضور یک میانجی، میسر شده است. از جمله مهمترین دستاوردهای حذف واسطه‌ها، کاهش تعداد کاربران درگیر در یک ارتباط (و کاهش ریسک افشای اطلاعات) و پایین آمدن کارمزدها و هزینه‌ها به خاطر عدم برداشت بخشی از آن‌ها توسط یک میانجی است.

همانطور که پیشتر اشاره کردیم، مشاهده یک بلاک چین عمومی نیازی به کسب اجازه ندارد. با توجه به عدم مدیریت و کنترل آن توسط فرد یا نهادی خاص، هیچ مانعی برای ورود به شبکه، مشاهده پایگاه داده و عضویت وجود ندارد. هر فرد دارای دسترسی به اینترنت در سراسر دنیا قادر به برقراری ارتباط با سایر نودهای شبکه خواهد بود.

یکی دیگر از مزیت‌های بزرگ Blockchain که کاربران زیادی را به استفاده از شبکه‌های مبتنی بر این فناوری ترغیب کرده، مقاومت بالا در برابر سانسور است. به منظور فلج کردن یک سرویس متمرکز، فرد یا گروهی از خرابکاران سایبری کافی است سرور را هدف حمله قرار بدهند. اما در شبکه‌ای نظیر به نظیر، هر گره به عنوان یک سرور مجزا ایفای نقش می‌کند. پس برای فلج کردن شبکه می‌بایست به کل آن‌ها به طور همزمان حمله کرد.

اکوسیستمی شبیه بیت کوین متشکل از بالای 10 هزار نود قابل مشاهده در سراسر دنیا است. به همین دلیل حتی گروه‌های هکری بزرگ نیز نمی‌توانند شبکه را از سرویس‌دهی خارج کنند. نباید فراموش کرد در شبکه‌های بلاکچینی نظیر بیت کوین تعداد قابل توجهی گره مخفی نیز وجود دارند.

نقاط ضعف و مشکلات BlockChain

شبیه به هر راهکار یا فناوری دیگر، بلاک چین نیز «خوب مطلق» نیست! شبکه‌های مبتنی بر این تکنولوژی با وجود برطرف کردن یک سری مشکلات اساسی که پیش از این در نتورک‌های سنتی با آن‌ها دست و پنجه نرم می‌کردیم، یک سری ایراد دارند. یکی از مشکلاتی که پذیرش همگانی بلاک چین ها را با مشکل مواجه کرده، مقیاس‌پذیری پایین است. این مشکل درباره هر شبکه توزیع شده‌ای صدق می‌کند.

بلاک چین

در شبکه‌ای این چنینی، از آن جایی که همه نودها در نقش یک سرور عمل می‌کنند، همگام ماندنشان با یکدیگر کاملا ضروری است. به همین دلیل نمی‌توان با سرعتی بالا اطلاعاتی جدید اضافه کرد. در نتیجه توسعه‌دهندگان از روی عمد سرعت آپدیت شدن بلاکچین را با هدف اطمینان از غیر متمرکز باقی ماندن آن، محدود می‌کنند.

برای کاربران یک نتورک، مشکل یاد شده به معنی انتظار طولانی برای انجام یک تراکنش در صورت افزایش تعداد افراد ایجادکننده تراکنش است. بلاک‌ها اندازه مشخصی دیتا در خود نگه داشته و خیلی سریع به زنجیره اضافه نمی‌شوند. اگر تعداد معاملات از ظرفیت یک بلاک فراتر برود، سایر کاربران باید منتظر بعدی بمانند. مدت زمان تکمیل هر بلاک تقریبا 10 دقیقه است.

یکی دیگر از مشکلات احتمالی سیستم‌های مبتنی بر بلاک چین، عدم امکان ارتقای راحت آن‌ها است. البته اگر در پی ساخت نرم افزار خود هستید، به دلخواه قادر به افزودن یا حذف ویژگی‌های مختلف خواهید بود، چرا که به منظور اعمال تغییر، نیازی به کسب اجازه از سایر افراد وجود ندارد.

در شبکه‌ای متشکل از میلیون‌ها کاربر، ایجاد تغییر بسیار دشوار می‌شود. با توجه به متن باز بودن نرم افزارها، امکان دست‌کاری برخی پارامترها برای نود خود در نتورک مهیا است، اما در صورت اعمال بیش از اندازه تغییرات، خود را از شبکه جدا خواهید کرد؛ در صورت ناسازگار شدن نرم افزار نصب روی سیستم کامپیوتری‌تان با سایر نودها، آن‌ها از تعامل با شما خودداری می‌کنند.

به عنوان مثال، تصمیم شما تغییر قانون درباره اندازه بلاک‌ها و افزایش سایز آن‌ها از 1 مگابایت به 2 مگابایت است. می‌توانید چنین بلاک‌هایی را ایجاد و برای سایر گره‌ها ارسال کنید، اما قانون آن‌ها، عدم پذیرش موارد با سایز بالاتر از 2 مگابایت است. آن‌ها هر بلوکی بزرگتر از این اندازه را در کپی خود از بلاک چین وارد نمی‌کنند.

تنها راه اعمال تغییرات مهم، پذیرش آن‌ها توسط بیشتر نودهای شبکه است. در بلاک چین های بزرگ نظیر بیت کوین، بعد از ماه‌ها و شاید سال‌ها بحث درباره افزودن یا حذف یک ویژگی خاص درون انجمن‌ها، در این رابطه تصمیم‌ نهایی گرفته می‌شود.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

بلاک چین از الگوریتم‌ها، تکنیک‌ها و روش‌های خاصی استفاده می‌کند. اگرچه ممکن است این روال از شبکه‌ای به شبکه دیگر تغییر کند، اما در حالت کلی، وضعیت یکسان است.

بلاک‌ها چطور به بلاکچین اضافه می‌شوند؟

تا اینجا می‌دانیم گره‌های شبکه به یکدیگر متصل بوده و هر یک حاوی نسخه‌ای از پایگاه داده یا همان بلاکچین است. آن‌ها، درباره اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها و بلاک‌های جدید با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. اما بلوک‌های جدید چطور به Blockchain اتصال پیدا می‌کنند؟

یک منبع مشخص برای اطلاع‌رسانی به کاربران به منظور انجام عملی مشخص، وجود ندارد. از آن جایی که قدرت همه نودها یکسان است، به مکانیزمی عادلانه برای تصمیم‌گیری در رابطه با گره مسئول به منظور افزودن بلاکی جدید نیازی داریم. این مکانیزم باید فرآیند را برای جلوگیری از بروز تقلب دشوار کرده و در عین حال، به افرادی که صادقانه فعالیت می‌کنند، پاداش بدهد. هر کاربر منطقی در پی کسب سود است!

با توجه به عدم نیاز به کسب اجازه برای مشاهده و ورود به شبکه، ایجاد بلاک باید برای همه امکان‌پذیر باشد. پروتکل‌ها اغلب برای اطمینان از این موضوع، از کاربران درخواست می‌کنند دارایی خود را در معرض ریسک قرار بدهند. با این کار آن‌ها مجوز حضور در فرآیند ایجاد بلوک‌های جدید داخل بلاک چین را کسب خواهند کرد. در صورتی که هر یک بلوک معتبر جدیدی تولید کند، جایزه دریافت می‌کند. این جایزه در شبکه بیت کوین، پاداشی در قالب همین رمز ارز است. به عنوان مثال در حال حاضر، هر تکمیل‌کننده بلاک، 6.25 بیت کوین به دست می‌آورد. هر شبکه روالی متفاوت برای پاداش‌دهی دارد.

با این حال، اگر یک نود در پی تقلب باشد، سایر گره‌ها از موضوع مطلع می‌شوند. این موضوع سبب خواهد شد آن چه کاربر برای کسب اجازه حضور در فرآیند ایجاد بلاک در معرض ریسک قرار داده، از بین برود. این مکانیزم‌ها را با عنوان الگوریتم‌های اجماع می‌شناسند، چرا که به اعضای شبکه اجازه می‌دهند درباره بلاک بعدی اضافه‌شونده، به اتفاق نظر (اجماع) برسند.

ماینینگ یا استخراج (اثبات کار)

ماینینگ تا امروز پراستفاده‌ترین الگوریتم اجماع بوده است. در استخراج یا ماین کردن، یک الگوریتم اثبات کار (PoW –> Proof Of Work) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کار نیازمند اختصاص قدرت پردازشی سیستم کامپیوتری خود برای حل مسائلی دشوار است. این مسائل توسط پروتکل شبکه تعیین می‌شوند.

مسئله‌ای که در بالا به آن اشاره کردیم، کاربر را وادار به هش کردن تراکنش‌ها و دیگر اطلاعات گنجانده شده در بلاک می‌کند. اما برای معتبر تلقی شدن هش، باید پایین‌تر از عددی مشخص قرار بگیرد. از آن جایی که راهی برای پیش‌بینی خروجی وجود ندارد، استخراج‌کنندگان (نودهای شبکه که به وسیله ماین کردن، بلوک اضافه کرده و جایزه کسب می‌کنند) باید دیتایی که به میزان کمی تغییر پیدا کرده است را تا زمان رسیدن به جوابی قابل قبول هش کنند.

ماینینگ یا استخراج

به طور واضح، هش کردن مستمر داده فرآیندی هزینه‌بر (از نظر قدرت پردازشی مصرف شده) است. در بلاک چین هایی که از الگوریتم اثبات کار (PoW) بهره می‌برند، سرمایه قرار گرفته در معرض ریسک، هزینه‌ بسیار بالای صرف شده برای خرید سیستم‌های کامپیوتری قدرتمند و همچنین بهای برق است. آن‌ها این هزینه را به امید دریافت پاداش مربوط به تکمیل یک بلاک و افزودنش به بلاکچین صرف کرده‌اند.

پیش از این گفتیم معکوس کردن یک هش تقریبا غیر ممکن است. اما آیا امکان بررسی آن وجود دارد؟ وقتی یک ماینر یا همان استخراج‌کننده بلوک جدیدی را به بقیه شبکه ارسال می‌کند، سایر نودها آن را به عنوان ورودی یک تابع هش مورد استفاده قرار خواهند داد. گره‌ها کافی است برای اعتبارسنجی و اطمینان از معتبر بودن بلاک بر اساس قوانن بلاکچین یک مرتبه آن را اجرا کنند. اگر اعتبارسنجی ناموفق شد، ماینر پاداشی دریافت نخواهد کرد. در این شرایط، هزینه برق مصرفی و فشار وارد شده روی سیستم به منظور ایجاد بلاک، هیچ و پوچ شده است!

بیت کوین، نخستین بلاک چین مبتنی بر الگوریتم اثبات کار است. بعد از آن، تعداد زیادی بلاکچین دیگر نیز بر مبنای همین مکانیزم ایجاد شدند.

مزایای PoW

  • بالغ و جواب پس داده: تا امروز، اثبات کار، بالغ‌ترین الگوریتم اجماع به شمار رفته و امنیت شبکه‌هایی با ارزش چند صد میلیارد دلار با استفاده از آن تامین شده است.
  • عدم نیاز به کسب اجازه: هر کاربری می‌تواند به رقابت ماینینگ (و کسب جایزه) وارد شود.
  • غیر متمرکز بودن: ماینرها با یکدیگر بر سر ایجاد بلوک‌های جدید رقابت می‌کنند، به همین دلیل هش پاور هرگز توسط یک موجودیت مرکزی خاص کنترل نمی‌شود.

معایب PoW

  • ولخرجی در مصرف منابع: ماینینگ فرآیند بسیار پرهزینه‌ای است؛ باید سیستم‌های کامپیوتری بسیار قدرتمند و گران قیمتی خریداری کرده و فشار پردازشی زیادی روی آن‌ها قرار بدهید. نباید از هزینه بسیار بالای برق حین استخراج چشم‌پوشی کرد.
  • افزایش موانع ورود: با افزایش تعداد کاربران شبکه برای استخراج، پروتکل، دشواری حل مسائل را افزایش می‌دهد. در نتیجه هر نود به منظور باقی ماندن در رقابت باید سیستم خود را به وسیله خرید پردازشگرهای گرافیکی گران‌تر، ارتقا بدهد.
  • حمله 51 درصد: با وجود غیر متمرکز بودن شبکه، همچنان احتمال کسب بیشتر هش پاور توسط یک استخراج‌کننده وجود دارد. اگر چنین اتفاقی رخ بدهد، نود ماینر قادر به لغو تراکنش‌ها و زیر سوال بردن امنیت بلاک چین خواهد بود.

استیکینگ (اثبات سهام)

در سیستم‌های مبتنی بر مکانیزم اثبات کار (PoW)، آن چه کاربر را به عملکرد صادقانه تشویق می‌کند، پول پرداخت شده برای کامپیوترهای مخصوص ماینینگ و همچنین هزینه برق است. در صورت عدم استخراج صحیح بلاک‌ها، جایزه‌ای دریافت نکرده و خبری از بازگشت سرمایه نخواهد بود.

در مکانیزم اثبات سهام (PoS –> Proof Of Stake)، هیچ هزینه خارجی وجود ندارد. در اینجا به جای ماینرها، با اعتبارسنج‌ها سر و کار داریم که بلاک‌ها را پیشنهاد (یا جعل) می‌کنند. کاربران همچنان می‌توانند از یک کامپیوتر معمولی به منظور تولید بلوک‌های جدید استفاده کنند، اما PoS علاوه بر آن نیازمند قرار دادن بخش قابل توجهی از دارایی خود در معرض ریسک است. استیکینگ با مقدار مشخصی رمز ارز پایه بلاک چین، که توسط قوانین هر پروتکل مشکل می‌شود، صورت خواهد گرفت.

پیاده‌سازی‌های گوناگون، تغییرات مختلفی دارند، اما وقتی یک اعتبارسنج دارایی خود را استیک کرد، به طور تصادفی توسط پروتکل برای اعلام بلوک بعدی انتخاب می‌شود. در صورت انجام درست کار، جایزه ارائه خواهد شد. از طرفی ممکن است چندین اعتبارسنج در مورد بلوک بعدی به توافق برسند. در این شرایط، پاداش، متناسب با سهمی که هر یک در معرض ریسک قرار داده است تقسیم خواهد شد.

بلاکچین های کمی از PoS خالص استفاده کرده و راهکار بیشتر آن‌ها، DPoS (اثبات سهام نمایندگی شده) است. در اینجا کاربران درباره نودهای اعتبارسنج بلاک‌ها برای کل شبکه، رای می‌دهند. گفتنی است اتریوم، که بعد از بیت کوین دومین ارز دیجیتال بزرگ، محبوب و پرکاربرد دنیا شناخته می‌شود، بلاک چین پیشرو در حوزه قراردادهای هوشمند بوده و به زودی، ضمن معرفی اتریوم 2.0، از مکانیزم اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) مهاجرت خواهد کرد.

بیشتر بخوانید: استیکینگ ارز دیجیتال چیست و چطور می‌توان با Staking کسب سود کرد؟

مزایای PoS

  • دوست‌دار محیط زیست: رد پای کربن به جا مانده به خاطر استفاده از PoS در مقایسه با استخراج بر مبنای PoW ناچیز است. به لطف استیکینگ نیاز به عملیا‌ت‌های هشینگ بسیار پرمصرف از بین خواهد رفت؛ PoW حقیقتا برق زیادی مصرف می‌کند!
  • افزایش سرعت تراکنش‌ها: از آن جایی که نیازی به صرف قدرت پردازشی به منظور حل پازل‌های اجباری تعیین شده به دست پروتکل وجود ندارد، طرفداران راهکار PoS عقیده دارند این موضوع به افزایش سرعت تراکنش‌ها منجر خواهد شد.
  • جوایز و نرخ‌های بهره استیکینگ: در شبکه‌های بلاک چین مبتنی بر مکانیزم اثبات سهام، پاداش‌های مربوط به ایمن‌سازی نتورک به جای ماینرها، به صاحبان توکن‌ها اهدا می‌شود. برخی پروتکل‌ها به کاربران اجازه می‌دهند تنها با قفل کردن بخش یا کل دارایی خود (عدم استفاده از آن)، اقدام به کسب درآمد منفعل کنند. به این ترتیب صرفا به واسطه خرید یک رمز ارز و بدون نیاز به پرداخت هزینه مربوط به خرید سخت افزار و همچنین برق، پاداش دریافت خواهید کرد.

معایب PoS

  • نسبتا آزمایش نشده: یکی از مزایای مهم PoW را تاریخچه قدیمی و استفاده از آن در شبکه‌های بلاکچینی بزرگی نظیر بیت کوین خطاب کردیم. در آن سو پروتکل‌های PoS هنوز در مقیاسی بزرگ تست نشده‌اند، به همین دلیل احتمال وجود رخنه‌ها و باگ‌هایی کشف نشده وجود دارد.
  • پلوتوکراسی: نگرانی‌های به خاطر امکان ایجاد اکوسیستمی مبنی بر افزایش ثروت افراد ثروتمند کنونی به واسطه PoS وجود دارد؛ هر چه فردی سرمایه بیشتری در قالب یک رمز ارز داشته باشد، پاداش بیشتری کسب خواهد کرد.
  • عدم ریسک‌پذیری کاربران: در PoW یک کاربر تنها قادر به سرمایه‌گذاری روی یک زنجیره (بلاک چین) است. آن‌ها توان پردازشی سیستم خود را در اختیار شبکه‌ای که به نظرشان بیشترین احتمال موفقیت و سودآوری را دارد، قرار می‌دهند. در صورت رخ دادن یک هارد فورک (نظیر تولد بیت کوین کش از بیت کوین)، آن‌ها قادر به فعالیت در چند نتورک با هش پاور یکسان، نخواهند بود. این در حالی است که اعتبارسنج‌ها در PoS می‌توانند به ازای هزینه‌ای خیلی پایین، در چند بلاک چین مشغول به فعالیت شوند. به خاطر این اتفاق، احتمال بروز یک سری مشکلات اقتصادی افزایش پیدا می‌کند.

سایر الگوریتم‌های اجماع

PoS و PoW متداول‌ترین الگوریتم‌های اجماع به شمار می‌روند، اما گزینه‌های دیگری نیز علاوه بر آن‌ها وجود دارند. برخی از آن‌ها هیبریدی بوده و درونشان، عناصری از هر دو الگوریتم نام برده در بالا ترکیب شده‌اند. تعدادی دیگر به طور کامل متفاوت هستند. به عنوان نمونه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • Delayed Proof of Work
  • Leased Proof of Stake Consensus
  • Proof of Authority
  • Proof of Burn

آیا امکان برگشت دادن تراکنش‌های بلاک چین وجود دارد؟

بلاک چین ها، به خاطر طراحی خاص، دیتابیس‌های قدرتمندی به شمار می‌روند. خواص ذاتی آن‌ها سبب شده حذف یا دست‌کاری داده بلاکچین بعد از ثبت شدن، بسیار دشوار باشد. برای بیت کوین و دیگر شبکه‌های بزرگ، این کار غیر ممکن است. به همین دلیل وقتی تراکنشی را بر بستر نتورک این رمز ارز انجام دادید، قید برگشت دادنش را بزنید!

پیاده‌سازی‌های متفاوتی از بلاک چین وجود داشته و ورژن‌های متعددی از این نوع پایگاه داده توسعه یافته‌اند.  مهمترین تفاوت بنیادی بین آن‌ها، نحوه رسیدن به اجماع در شبکه است. این موضوع یعنی در برخی پیاده‌سازی‌های بلاک چین، ممکن است گروه کوچکی از کاربران به قدرت کافی در شبکه دست پیدا کرده و قادر به برگشت دادن تراکنش‌ها باشند. این موضوع مخصوصا درباره آلت کوین‌ها (همه ارزهای دیجیتال متولد شده بعد از بیت کوین) که بر بستر شبکه‌های کوچکتری سوار هستند، نگران‌کننده است. در اینجا به خاطر پایین‌تر بودن رقابت در فرآیند استخراج، نرخ‌های هش پایین‌تر هستند.

بلاک چین چقدر مقیاس‌پذیر است؟

منظور از مقیاس‌پذیر در اینجا، توانایی سیستم به منظور پاسخ دادن به نیازها در صورت افزایش تقاضا است. اگرچه شبکه‌های مبتنی بر بلاکچین ویژگی‌های فوق‌العاده‌ای در مقایسه با شکل سنتی و متمرکز نتورک‌ها نظیر غیر متمرکز بودن، مقاومت در برابر سانسور و تغییر ناپذیری دارند، اما این قابلیت‌ها، بدون هزینه نبوده‌اند.

برخلاف سیستم‌های غیر متمرکز، یک دیتابیس متمرکز می‌تواند با سرعت و توان به مراتب بالاتری کار کند. علت واضح است؛ بعد از هر مرتبه اعمال تغییر در محتواها، بی‌شمار نود شبکه که در سراسر دنیا پراکنده شده‌اند، نیازی به به‌روزرسانی با هدف همگام نگه داشتن کپی خود از پایگاه داده ندارند. در بلاک چین ها وضعیت کاملا متفاوت و عکس این موضوع است. به همین دلیل از ابتدای پیدایش این فناوری، مقیاس‌پذیری ضعیف، مهمترین نقطهضعف Blockchain به شمار رفته است.

تاکنون راهکارهای متفاوتی با هدف کاهش دادن تاثیرات منفی ناشی از ویژگی‌های ذاتی بلاک چین روی سرعت شبکه، پیشنهاد و پیاده‌سازی شده‌اند. با این حال در حال حاضر، هیچ روش واضحی برای بهینه‌سازی قابل توجه بلاکچینها وجود ندارد. انتظار داریم پیشنهادهای بیشتری توسط توسعه‌دهندگان مطرح شده و بعد از آزمون و خطای تعداد زیادی راهکار، در نهایت بهترین‌ها انتخاب و پیاده‌سازی شوند.

بلاک چین

در سطحی گسترده‌تر، یک سوال اساسی درباره مقیاس‌پذیری وجود دارد: آیا باید عملکرد خود بلاک چین را بهبود بخشیم (مقیاس‌گذاری درون شبکه‌ای)، یا بهتر است امکان انجام تراکنش‌ها بدون ورود به بلاکچین اصلی را فراهم کنیم (مقیاس‌گذاری خارج شبکه)؟

با بررسی دقیق، به مزایای هر دو راهکار پی خواهید برد. مقیاس‌گذاری درون شبکه‌ای اندازه تراکنش‌ها را کاهش داده و نحوه ذخیره شدن داده در بلوک‌ها را بهینه می‌کند. در آن سو، راهکارهای خارج شبکه‌ای، امکان انجام تراکنش‌ها بیرون بلاکچین و اضافه کردنشان به دفتر کل در زمانی دیگر را فراهم می‌کنند. زنجیره‌های جانبی و کانال‌های پرداخت دو راهکار بیرون شبکه‌ای متداول محسوب می‌شوند.

دلیل نیاز بلاکچین به مقیاس‌پذیری چیست؟

سیستم‌های مبتنی بر بلاک چین برای رقابت با راهکارهای متمرکز، باید حداقل قدرت عملیاتی یکسانی با آن‌ها داشته باشند. به عنوان نمونه، بیت کوین را در نظر بگیرید. در شبکه بزرگترین رمز ارز دنیا، در هر ثانیه فقط 7 تراکنش پردازش می‌شوند. این رقم در سیستم‌های بانکی متمرکز نزدیک به 16 هزار معامله در هر ثانیه است! این در حالی است که تشویق توسعه‌دهندگان برای سوار کردن پلتفرم‌ها و اپلیکیشن‌های خود روی Blockchain در گروی عملکرد بهتر آن‌ها در مقایسه با راهکارهای سنتی است.

در نتیجه بلاک چین ها باید سرعت بالاتری داشته و علاوه بر پایین‌تر بودن هزینه‌ها در سیستم‌های مبتنی بر آن‌ها، راحت‌تر در دسترس توسعه‌دهندگان و کاربران قرار بگیرند. با در نظر گرفتن ویژگی‌های ذاتی فناوری بلاکچین که تا اینجا بررسی کردیم، دستیابی به این هدف کار آسانی نیست.

منظور از یک فورک (انشعاب) بلاکچین چیست؟

شبیه به هر نرم افزار دیگر، بلاک چینها نیز برای از بین بردن مشکلات کنونی به ارتقا نیاز دارند. از طرفی با پیش رفتن در زمان و ظهور نیازهای جدید، نیازمند افزودن قابلیت‌های جدید یا حذف موارد قبلی خواهیم بود. از آن جایی که نرم افزار بیشتر بلاک چین ها متن باز است، به صورت تئوری، هر فردی قادر به پیشنهاد یک به‌روزرسانی برای نرم افزار مدیر شبکه خواهد بود.

در نظر داشته باشید بلاکچین ها شبکه‌هایی توزیع شده به شمار می‌روند. وقتی نرم افزار به‌روزرسانی شد، بی‌شمار نود قرار گرفته در سراسر دنیا باید قادر به ارتباط و پیاده‌سازی ورژن جدید باشند. اما اگر کاربران شبکه درباره ارتقا به توافق نرسند، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ فراموش نکنید در اینجا خبری از یک سازمان واحد برای تصمیم‌گیری بر اساس یک جریان مشخص نیست. بروز چنین مخالفت‌هایی در شبکه بین اعضا، به ظهور سافت و هارد فورک‌ها ختم می‌شود.

سافت فورک

اگر توافق کلی درباره نحوه به‌روزرسانی وجود داشته باشد، مسئله نسبتا ساده است. در سناریویی شبیه این، نرم افزار بر اساس یک تغییر سازگار رو به عقب، آپدیت می‌شود. به این ترتیب نودهای دریافت‌کننده ورژن جدید همچنان قادر به تعامل با گره‌های آپدیت نشده خواهند بود. در عمل، انتظار می‌رود به مرور زمان همه اعضای شبکه خود را به‌روزرسانی کنند. این سناریو، سافت فورک نام دارد.

هارد فورک

یک هارد فورک پیچیده‌تر است. بعد از پیاده‌سازی یک آپدیت، ممکن است قوانین جدید با قوانین قبلی ناسازگار باشند. به همین دلیل یک گره به‌روز شده بر اساس قوانین جدید، قادر به برقرار ارتباط با یک نود مبتنی بر قوانین گذشته نخواهد بود. به همین دلیل بلاک چین به دو قسمت تقسیم می‌شود. در یک بخش نرم افزار قدیمی اجرا شده و در دیگری، قوانین تازه پیاده‌سازی شده‌اند.

بعد از هارد فورک، در عمل با دو شبکه‌ی اجرا‌کننده پروتکل‌های متفاوت به صورت موازی، رو به رو هستیم. در نظر داشته باشید در زمان انشعاب، موجودی‌های واحد (پولی) بومی بلاکچین از شبکه قدیمی تکثیر خواهند شد. به همین دلیل اگر در زمان انشعاب در زنجیره قدیمی موجودی داشته باشید، در نتورک تازه نیز به همان موجودی دسترسی خواهید داشت.

کاربردهای فناوری بلاک چین

برخلاف تصور، تنها کاربرد این فناوری ایجاد یک رمز ارز نیست! بلاک چین را باید نوعی متفاوت و نوین از پایگاه داده با کاربردهای متعدد دانست.

بلاکچین برای زنجیره‌های تامین

زنجیره‌های تامین کارآمد، هسته اصلی بسیاری از کسب و کارهای موفق به شمار می‌روند. آن‌ها درگیر حمل و نقل کالا از تأمین‌کننده به مصرف‌کننده هستند. هماهنگی تعدادی ذی‌نفع در یک صنعت معین، با روش‌های سنتی، دشوار است. با این حال، تکنولوژی بلاک چین می‌تواند سطح جدیدی از شفافیت را در بسیاری از صنایع ارائه کند. اکوسیستم زنجیره تامین قابل همکاری، که حول محور یک پایگاه داده تغییرناپذیر گردش می‌کند، همان چیزی است که بسیاری از صنایع برای افزایش قدرت و قابلیت اطمینان خود به آن نیاز دارند.

بلاک چین در صنعت بازی

صنعت بازی‌های ویدیویی و کامپیوتری، امروز یکی از بزرگترین صنایع سرگرمی در جهان به شمار می‌رود. این صنعت می‌تواند استفاده‌های فوق‌العاده‌ای از فناوری Blockchain داشته باشند. در حالت عادی، گیمرها از خود اختیار چندانی نداشته و بر اساس تصمیم‌گیری‌ها، تمایلات، سلیقه‌ها و علاقه‌های توسعه‌دهندگان از محتواها استفاده می‌کنند. در بیشتر بازی‌های آنلاین، بازیکنان به اجبار متکی به فضای سرور توسعه‌دهندگان بوده و قوانین از پیش تعیین شده به دست آن‌ها را دنبال می‌کنند. به لطف استفاده از بلاکچین، مالکیت، مدیریت و نگهداری گیم‌های آنلاین غیر متمرکز خواهد شد.

بلاک چین در صنعت بازی

یکی از مشکلات، عدم وجود آیتم‌ها خارج از چارچوب عناوین بازی‌ها است. به همین دلیل شانس کسب سود از محل مالکیت معنوی کاراکترها و حضور در بازارهای ثانویه از بین خواهد رفت. به وسیله دنبال کردن راهکار بلاک چین در توسعه بازی‌های کامپیوتری، آن‌ها می‌توانند در طولانی مدت پایدارتر شده و آیتم‌های درون برنامه‌ای نظیر ارزهای دیجیتال اهدا شده داخل بازی، در دنیای واقعی نیز ارزش پیدا خواهند کرد.

بلاک چین برای مراقبت‌های بهداشتی

ذخیره پرونده‌های پزشکی به روشی قابل اعتماد، برای هر سیستم مراقبت‌های بهداشتی کاملا ضروری است. اعتماد به سرورهای متمرکز به منظور نگهداری، اطلاعات حساس را در موقعیتی آسیب‌پذیر قرار می‌دهد. شفافیت و امنیت فناوری بلاک چین آن را تبدیل به پلتفرمی ایده‌آل به منظور ذخیره‌سازی پرونده‌های پزشکی می‌کند.

با نگهداری پرونده‌ها روی بلاک چینی که از رمزنگاری استفاده می‌کند، حریم خصوصی بهبود پیدا کرده و امکان اشتراک‌گذاری راحت و سریع اطلاعات با هر سیستم درمانی دیگر میسر می‌شود. اگر همه شرکت‌کنندگان در سیستم مراقبت‌های بهداشتی پراکنده کنونی، قادر بودند از یک پایگاه داده جهانی امن استفاده کنند، جریان اطلاعات بین آن‌ها بسیار سریعتر صورت می‌گرفت.

حواله‌های بلاکچینی

ارسال بین‌المللی پول به واسطه سیستم بانکداری سنتی کنونی، کار دشواری است. وجود شبکه‌ای پیچیده از واسطه‌ها سبب شده کارمزد و زمان تسویه افزایش و قابلیت اطمینان کاهش پیدا کند. به همین دلیل امکان انجام سریع تراکنش‌ها وجود ندارد. این توضیح، درباره افراد ساکن در سراسر دنیا که به ارسال بین‌المللی پول نیاز دارند، صدق می‌کند. برای کاربران ایرانی مواجه با تحریم‌ها، پرداخت‌های بین‌المللی عذاب‌آور بوده و هزینه و زمان بسیار بیشتری به خاطر درگیر شدن واسطه‌های بیشتر، طلب می‌کند.

رمز ارزها و بلاک چین، اکوسیستم متشکل از واسطه‌ها را از بین برده و انتقال سریع و ارزان وجه از هر نقطه‌ دنیا به نقطه‌ای دیگر را امکان‌پذیر می‌کنند. اگرچه بلاکچین بدون شک عملکرد را فدای برخی خواص ذاتی منحصربه‌فرد خود کرده، اما همچنان در پروژه‌های متعددی از این فناوری به منظور فراهم کردن تراکنش‌های سریع و ارزان استفاده شده است.

یک موضوع مهم را درباره حواله‌های بلاک چینی به واسطه ارزهای دیجیتال باید در نظر داشت. به خاطر نوسانات قیمتی آن‌ها، کاربران معمولا از رمز ارزهای عادی برای ارسال وجه استفاده نکرده و به این منظور به استیبل کوین‌ها متکی هستند. تصور کنید در زمان بستن قرارداد با فردی دیگر و توافق بر سر پرداخت با ارز دیجیتال (مبلغ انتقال 12 هزار دلار است)، هر بیت کوین 12 هزار دلار قیمت دارد، اما حین انجام تراکنش، به خاطر نوسانات قیمت شدیدی که کریپتوکارنسی‌ها تجربه می‌کنند، قیمت هر واحد به 11 هزار دلار کاهش پیدا کرده است! بهترین راهکار خرید تتر و حواله زدن با آن است. استیبل کوین‌ها نظیر تتر همیشه قیمت ثابتی (1 دلار برای تتر) داشته و از نوسانات در امان هستند.

بلاک چین و هویت دیجیتالی

مدیریت ایمن هویت در اینترنت، نیازی مبرم به یک راه حل سریع دارد. حجم بالایی از دیتای شخصی ما روی سرورهای متمرکز ذخیره شده و توسط الگوریتم‌های ماشین لرنینگ، بدون اطلاع و کسب اجازه از ما، تحلیل می‌شوند. پشت این کار اهداف متعددی نظیر تبلیغات هوشمند به وسیله یادگیری علاقه‌های هر فرد وجود دارد.

بلاک چین و هویت دیجیتالی

تکنولوژی Blockchain به کاربران اجازه می‌دهد مالکیت داده متعلق به خود را در دست گرفته و با رضایت، بخش‌های دلخواه از آن را در اختیار سایر افراد یا شرکت‌ها در صورت نیاز قرار بدهد. این نوع جادوی رمزنگاری سبب می‌شود بدون به خطر افتادن حریم خصوصی، فعالیت روان‌تر و بهتری را در دنیای آنلاین تجربه کنید.

بلاکچین و اینترنت اشیا (IoT)

روز به روز دستگاه‌های فیزیکی دیجیتالی بیشتری به اینترنت متصل می‌شوند. انتظار داریم این تعداد تا سال 2025 به شدت افزایش پیدا کرده و تا سال 2030 به عددی باورنکردنی برسد. طرفداران بلاک چین عقیده دارند ارتباط و همکاری بین این دستگاه‌ها به طور قابل توجهی توسط فناوری نام برده تقویت خواهد شد.

بلاکچین برای حاکمیت و نظارت

شبکه‌های توزیع شده می‌توانند مقررات و قوانین خودشان را در فرم کدهای کامپیوتری تعریف و اجرا کنند. پس تعجب آور نیست که بلاک چین فرصتی به منظور از هم گسستن روندهای مختلف حاکمیت در سطح محلی، ملی و بین‌المللی کسب کند.

از طرفی Blockchain می‌تواند یکی از بزرگترین مشکلات کنونی محیط‌های توسعه منبع باز (اپن سورس) را حل کند؛ فقدان مکانیسمی قابل اطمینان برای توزیع بودجه نیازمند یافتن راهکاری سریع است. حاکمیت بلاک چینی حضور همه شرکت‌کنندگان در تصمیم‌گیری را تضمین کرده و یک نمای شفاف کلی از سیاست‌های در حال اجرا ارائه می‌کند.

بلاک چین برای امور خیریه

سازمان‌های خیریه اغلب با محدودیت‌هایی در نحوه پذیرش وجوه رو به رو هستند. یکی از نکات ناراحت‌کننده در این رابطه، دشوار بودن ردیابی دقیق مقصد نهایی بودجه اهدایی توسط سایر افراد است. این موضوع سبب می‌شود بسیاری از مردم به نیت و قصد واقعی سازمان‌های خیریه شک کرده و از همکاری با آن‌ها خودداری کنند، چرا که خود را برای پیگیری چگونگی خرج شدن وجود اهدا شده به آن‌ها، ناتوان می‌بینند.

به لطف بلاک چین و ارزهای دیجیتال مشکل تا حد زیادی برطرف خواهد شد. با تکیه بر ویژگی‌های ذاتی بلاکچین به سطح بالایی از شفافیت دست پیدا کرده و امکان مشارکت افرادی از سراسر دنیا (کاربرد حواله‌های بلاکچینی را به یاد بیاورید) فراهم می‌شود. کاهش هزینه‌های امور جاری به لطف Blockchain سبب می‌شود سرمایه بیشتری برای اختصاص به امور خیریه باقی بماند. به عنوان نمونه‌ای موفق از کاربرد بلاک چین در امور خیریه می‌توان به Blockchain Charity Foundation اشاره کرد.

بلاکچین برای کسب سود از بازارهای پرریسک

بدون شک، یکی از محبوب‌ترین کاربردهای این فناوری پیش‌بینی است. انتقال بدون اصطکاک بین صرافی‌ها، راهکارهای تجاری غیر حضانتی و یک اکوسیستم در حال رشد از محصولات اشتقاقی، بلاک چین را تبدیل به یک زمین بازی ایده‌آل برای همه دلالان می‌کند.

بلاکچین برای حدس و گمان

به خاطر یک سری ویژگی‌های ذاتی Blockchain، این فناوری ابزاری فوق‌العاده برای افراد در پی ریسک حضور در بازارهای نوظهور در حال شکوفایی است. حتی برخی تصور می‌کنند به محض بلوغ این فناوری و قوانین مربوط به آن، همه بازارهای پرریسک بر بستر بلاک چین سوار خواهند شد.

سرمایه‌گذاری جمعی با Blockchain

پلتفرم‌های سرمایه‌گذاری جمعی (Crowdfunding) آنلاین از حدود یک دهه پیش، زمینه‌ساز اقتصاد نظیر به نظیر (P2P) بوده‌اند. موفقیت این وب سایت‌ها نشان‌دهنده علاقه واقعی مردم سراسر دنیا به توسعه محصولات بر اساس سرمایه‌گذاری جمعی است. با این حال، از آن جایی که این پلتفرم‌ها به عنوان متولی و نگهبان وجوه پرداخت شده توسط کاربران ایفای نقش می‌کنند، احتمال برداشتن بخش قابل توجهی از آن‌ها برای خود به عنوان کارمزد وجود دارد. این همان تاثیر منفی حضور واسطه‌ها محسوب می‌شود، چیزی که بلاک چین به شدت با آن مخالف است. از طرفی دیگر، هر یک از آن‌ها قوانین خاص خود را برای تسهیل توافق بین شرکت‌کنندگان مختلف دارد.

فناوری Blockchain و به طور دقیق‌تر قراردادهای هوشمند، سرمایه‌گذاری جمعی ایمن‌تری را به صورت خودکار ترتیب می‌دهند. در اینجا، شرایط توافق‌نامه‌ها در قالب کد رایانه تعریف می‌شود.

بلاک چین

یکی دیگر از کاربردهای تکنولوژی مورد بحث در بحث Crowdfunding، عرضه اولیه سکه (ICO)  و عرضه اولیه صرافی (IEO) است. حین فروش توکن‌ها به این روش، افراد به امید موفق شدن یک شبکه در آینده‌ای دور یا نزدیک و چند برابر شدن سرمایه‌شان به واسطه این اتفاق، اقدام به سرمایه‌گذاری زود هنگام در یک رمز ارز می‌کنند.

بلاک چین و سیستم‌های فایل توزیع شده

یک فضای ذخیره‌سازی توزیع شده و غیر متمرکز در اینترنت در مقایسه با راهکارهای متمرکز سنتی دارای مزایای فوق‌العاده‌ای است. به عنوان نمونه‌ای بسیار موفق از پیاده‌سازی چنین شبکه‌ای بر مبنای فناوری بلاک چین باید به فایل کوین (FileCoin) اشاره کنیم.

بیشتر بخوانید: فایل کوین (Filecoin) چیست؟ شبکه ذخیره سازی غیر متمرکز مبتنی بر بلاک چین

بیشتر داده ذخیره شده در فضای ابری متکی بر سرورهای متمرکز و ارائه‌کنندگان خدمات است. آن‌ها به شدت در معرض خطر حملات سایبری، هک و از بین رفتن دیتا قرار دارند. در برخی موارد، احتمال بروز مشکل در دسترسی به اطلاعات به خاطر فیلترها و سانسورهای اعمال شده از سوی سرورها وجود دارد.

از دیدگاه کاربر، راهکارهای ذخیره‌سازی فایل مبتنی بر بلاک چین شبیه سایر روش‌های کلاد کار می‌کنند؛ در اینجا نیز به راحتی قادر به بارگذاری انواع داده، نگهداری و همچنین بارگیری و دانلود در صورت نیاز خواهید بود. آن چه در پس‌زمینه و به دور از چشم کاربران رخ می‌دهد، کاملا متفاوت است.

وقتی فایلی را روی یک فضای بلاک چینی آپلود می‌کنید، بین چند نود توزیع و تکثیر می‌شود. در برخی موارد، هر گره بخشی از فایل را روی خود نگه می‌دارد. به عبارتی فایل شما چند تکه شده و هر کدام روی یک نود جداگانه قرار خواهد گرفت. به این ترتیب امکان سو استفاده از داده شخصی شما به خاطر نامفهوم بودن تکه‌های جدا از هم، از بین می‌رود. با درخواست شما، هر نود قسمت ذخیره شده روی خود را ارائه کرده و بعد از ترکیب کردن آن‌ها به واسطه الگوریتم‌های خاص، مجددا به فایل اولیه دسترسی پیدا می‌کنید.

همانند شبکه رمز ارز بیت کوین یا اتریوم، در اینجا نیز سرور متمرکز مدیریت‌کننده‌ای وجود نداشته و فضای ذخیره‌سازی، از کاربرانی که بخش خالی هارد دیسک و پهنای باند خود را در اختیار شبکه قرار داده‌اند تشکیل می‌شود. مشوق‌های اقتصادی برای ترغیب آن‌ها به اختصاص منابع وجود دارد. به عنوان نمونه در شبکه فایل کوین، کاربران پاداش خود را در قالب رمز ارز و توکن FIL دریافت می‌کند. از طرفی دیگر، اگر یک نود از قوانین تخطی کرده و در نگهداری از فایل‌های دیگران ناموفق عمل کند، جریمه خواهد شد.

می‌توان یک شبکه بلاک چین این چنینی را به بیت کوین تشبیه کرد، با این تفاوت که هدف اصلی نتورک پشتیبانی از انتقال ارزش پولی نیست. هدف در اینجا ایجاد یک محیط مخصوص ذخیره‌سازی فایل به صورت غیر متمرکز به منظور بهره بردن از تمامی خواص ذاتی بلاک چین است.

منبع: academy.binance

مطالب مرتبط
افزودن نظر