بلاکچین چیست و چگونه کار می کند؟ راهنمای کامل

مقدمه 

بلاکچین در زمانی متولد شد که ساتوشی ناکاموتو در سال 2008، ویژگی های شبکه ای را که برای عملکرد همتا به همتا (P2P) طراحی شده بود، شرح داد. در زمان ظهور بیت کوین، مفهموم بلاکچین یک نام جهانی برای خود به دست آورد و برای کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف، استفاده شد. 

ساتوشی ناکاموتو در مقاله ی "بیت کوین: یک سیستم نقدی الکترونیکی همتا به همتا"، اولین ارزدیجیتال جهان را معرفی کرد و آن را بیت کوین نامید. مسلما انقلابی ترین پیشرفت تکنولوژی که در وایت پیپر (توضیحات پروژه) بیت کوین توصیف شده است، بلاکچین است. 

این آغاز تولد بلاکچین بود. 

بلاکچین BlockCahin چگونه کار می کند؟

ساختار این فناوری، همانطور که در بیت کوین ناکاموتو مشاهده می شود، یک دفتر کل است که در دسترس عموم قرار دارد و به طور مداوم در حال رشد و گسترش است، چراکه اعضای شبکه، اطلاعات بیشتری به آن اضافه می کنند. مجموعه ای از اطلاعات اضافه شده به این دفتر کل، "بلوک" یا گاها "بلاک" نامیده می شود، با گسترده تر شدن دفترکل، بلاک های بیشتری به آن اضافه می شود، به همین جهت به آن بلاکچین می گویند. 

بلاکچین از دو واژه Block (همان بلاک که در بالا تعریف شد) و Chain به معنی زنجیره، تشکیل شده است، بنابراین بلاکچین به معنای زنجیره ای از بلاک ها است. 

در بلاکچین بیت کوین، اطلاعاتی که در هر بلاک وجود دارد، شامل یک تاییدیه زمانی، اطلاعات تراکنش و یک هش رمزنگاری است. این اطلاعات رمزگذاری نشده است، بنابراین امکان مشاهده این اطلاعات در کاوشگر بلاکچین وجود دارد. یک کاوشگر بلاکچین این اطلاعات را با فرمتی قابل فهم برای انسان، نمایش می دهد. بلاکچین های مختلف متغیرهای متفاوتی در اطلاعات تراکنش ها دارند، این متغیر ها معمولا در پروتکلی که عملکرد دفترکل را توصیف می کند، تعریف می شوند.   

هش رمزنگاری، به یک تابع ریاضی اشاره دارد که توسط آن می توان مجموعه خاصی از اطلاعات را شناسایی کرد. این توابع می توانند مجموعه بزرگی از اطلاعات را به تعداد کوچک تر، و با اعداد صحیح، فشرده کنند. نکته جالب توجه این است که هش های رمزنگاری یک تابع "یک طرفه" هستند، به این معنا که اطلاعات اصلی را نمی توان از طریق هش، رمزگشایی کرد.

هش ها در بلاکچین، به عنوان شناسه و به عنوان پیوندی بین دو مجموعه از اطلاعات جداگانه عمل می کنند. SHA1 و SHA256 دو نمونه از توابع هش هستند. 

برای دسترسی به دفترکل، باید کلاینت مرتبط به بلاکچین مورد نظر را دانلود کنید، برای این کار دسترسی به اینترنت تنها شرط لازم است. سیستم یا کامپیوتری که به دفترکل متصل است، نود "Node" نامیده می شود، همچنین کلاینت کامل به شخصی گفته می شود که اطلاعات کامل یک بلاکچین را دانلود کرده و مالک آن است، و با به اشتراک گذاشتن این اطلاعات و تایید کردن تراکنش های جدید، به عنوان اعتبارسنج ( Validator )، در شبکه شرکت می کند.  

بلاکچین چه ویژگی هایی دارد؟

یکی از مهم ترین ویژگی های بلاک چین، عدم تمرکز در آن هاست. نود (Node) ها، به طور کلی در سراسر جهان فعالیت می کنند و بلاک چین ها نیز معمولا به صورت عمومی دردسترس قرار دارند، به این معنی که هرشخصی می تواند در شبکه فعالیت کند. تمرکززدایی از چند جهت بسیار مهم است :

با توجه به این واقعیت که همه ی افراد در شبکه، مالک اطلاعات هستند، تغییر اطلاعات بدون این که کل شبکه متوجه اختلاف آن شود، عملا غیرممکن است. این مسئله از یکپارچگی اطلاعات موجود در شبکه، محافظت می کند. از طریق این مکانیسم، دفترکل قادر به حل مشکل "خرج مضاعف" است. 

همچنین، تمرکززدایی ضمانت می کند که هیچ نقطه شکست واحدی وجود نداشته باشد. پایگاه های اطلاعات سنتی، معمولا اطلاعات خودرا در سرورهایی هایی که دریک مکان قرار دارند، ذخیره می کنند، که می تواند یک راه برای شکست فراهم کند، چراکه اگر یک سرور در معرض خطر قرار داشته باشد، احتمالا کل شبکه تحت تاثیر آن قرار می گیرد. بااین حال به علت وجود نود های (Node) زیادی که به شبکه متصل هستند، نمی توان از طریق یک دفترکل، بلاکچین را به خطر انداخت. علاوه براین، بلاکچین ها تغییر ناپذیرند، یعنی هنگامی که یک بلوک (که حاوی مجموعه ای از اطلاعات تراکنش است) به دفترکل اضافه شده و تایید می شود، ایجاد هر تغییری در آن بسیار دشوار یا حتی غیرممکن است. این کار از طریق الگوریتمی صورت می گیرد که توسط آن، نود ها، اطلاعات جدیدی را به دفترکل اضافه می کنند، در شبکه بیت کوین برای این کار از الگوریتم اثبات کار (PoW)، استفاده می شود.   

برای اضافه کردن بلاک های جدید به بلاکچین، نودها باید در فعالیت شرکت کنند، که نیاز به استفاده از قدرت پردازش در رایانه هاست، این کار به عنوان مکانیسم اجماع شناخته می شود. اجرای مکانیسم اجماع، هزینه ای به کاربر تحمیل می کند، بنابراین برای این که یک مهاجم (هکر)، تلاش کند که اطلاعات موجود در دفترکل را تغییر دهد یا ویرایش کند، نیازمند مقدار زیادی انرژی است که به دست آوردن آن غیرممکن جلوه می کند، مخصوصا در مورد یک شبکه بزرگ. همچنین برای این که یک مهاجم بتواند چنین حمله ای انجام دهد، باید به بیش از 51 درصد از شبکه دسترسی داشته باشد، این اتفاق در برخی شبکه های کوچک رخ داده است و به عنوان حمله ی 51 درصدی شناخته می شود، اما درمورد شبکه های بزرگی مانند بیت کوین، این اتفاق هرگز نیفتاده است. خطر چنین حمله ای با پیوستن نودهای بیشتر به شبکه، کاهش می یابد، بنابراین این چالش به خودی خود، محدود می شود. 

فورک Fork، چیست؟ هارد فورک و سافت فورک چه تفاوتی دارد؟ 

رمزنگاری به شبکه کمک می کند، همه ی بلوک های موجود در بلاکچین به هم بپیوندند و همچنین تغییرناپذیری را ارتقاء می دهد، این امکان وجود دارد که نودهای شبکه، یک زنجیره را به دوقسمت تقسیم کنند، برای مثال زمانی که اکثریت شرکت کنندگان توافق کنند که آن را به یک کد جدید ارتقاء دهند، این ممکن است در پاسخ به ارتقاء سیستم (همانطور که در SegWit بیت کوین شاهد بودیم)، یا برای برطرف کردن یک مشکل امنیتی (همانطور که در شبکه اتریوم، پس از هک DAO مشاهده شد)، باشد.  

به طور کلی دونوع فورک (Fork) وجود دارد، هاردفورک "HardFork" و سافت فورک"SoftFork". هاردفورک ها منجر به ایجاد یک بلاکچین جدید با ارزدیجیتال بومی خود می شود، درحالی که سافت فورک بخشی از نرم افزار زیربنایی را تغییر می دهد و با همان بلاکچین اصلی ادامه می دهد. 

برای نمونه، جامعه ی اتریوم برای پاسخی به هک شدن DAO، یک هاردفورک را اجرا کرد که منجر به دو ارزدیجیتال مختلف، اتریوم کلاسیک ETC و اتر ETH شد، که روی دو بلاکچین مختلف اجرا می شوند. هاردفورک ها همچنین، راهی هستند که از طریق آن تعدادی بیت کوین به وجود آمد، به عنوان مثال، لایت کوین LTC، یک هاردفورک بیت کوین است، درحالی که بیت کوین خصوصی BTCP نتیجه یک فورک مشترک بین بیت کوین و Zclassic است. 

بلاکچین در مقابل دفترکل توزیع شده 

در روزهای ابتدایی شکل گیری ارزهای دیجیتال، فناوری بلاکچین به عنوان فناوری دفترکل توزیع شده، شناخته می شد، اما این دو تفاوت دارند و مهم است که تفاوت آن هارا بدانیم. بلاکچین نوعی دفترکل غیرمتمرکز است، دفترکل غیرمتمرکز به کلاس های بزرگتری از پایگاه اطلاعات اشاره دارد. 

این دوگانگی حاصل به وجود آمدن دفاتر مجاز است. این دفاتر در دسترس عموم و قابل مشاهده نیستند، دو نوع دفتر مجاز وجود دارد : دفترکل فدرال (کنسرسیوم یا Consortium) و بلاکچین خصوصی. پایگاه اطلاعات فدرال، توسط گروهی از افراد یا شرکت ها کنترل می شوند، و دفترکل خصوصی، توسط یک نهاد واحد توسعه داده می شود. دردفاتر مجاز، فقط ارگان های خاصی قابلیت مشاهده و کنترل آن را دارند و می توانند در آن شرکت کنند.

این دفاتر در صنایع و مشاغلی دیده می شود که می خواهند از ویژگی های فناوری بلاکچین استفاده کنند و درعین حال نیازمند کنترل و تسلط کامل بر پایگاه اطلاعات خود هستند، که شامل بخش مالی، دولت ها و زنجیره تامین است. این متمرکز بودن باعث می شود یک بحث مداوم سر این مسئله شکل بگیرد که آیا واقعا می توان از این دفترکل خصوصی به عنوان بلاکچین نام برد یا خیر. بسیاری باور دارند که باید بین این دفاتر تمایز وجود داشته باشد، به همین جهت اختلاف شرایط به وجود آمد. 

 بلاکچین 2.0 یا لایه 2

در روزهای اولیه فناوری بلاکچین (همانطور که در بیت کوین و آلتکوین های ابتدایی مشاهده می شود)، دفترکل بلاکچین به عنوان راهی برای انتقال و ذخیره ارزش استفاده می شد. بااین حال، پس از تحقیقات و نوآوری های بیشتر، دسته ای جدید از بلاکچین ها به وجود آمدند که می توان از آن ها برای ثبت اشکال دیگری از اطلاعات، استفاده کرد. 

این کلاس جدید از بلاکچین، پس از ایجاد شبکه اتریوم توسط ویتالیک بوترین در سال 2015، رواج یافت. اتریوم یک شبکه است که کاربران می توانند براساس آن، قراردادهای هوشمند و برنامه های غیرمتمرکز(Dapps) را ایجاد کنند. فناوری فراتر از پرداخت، چیزی است که از آن به عنوان بلاکچین لایه 2 یاد می شود، همان شبکه های بلاکچینی که صنایع تجاری به دنبال استفاده از آن، برای افزایش کارایی و کاهش هزینه های عملیاتی برای مشاغل خود، هستند. 

سخن پایانی 

دراین مقاله به زبان ساده به تعریف بلاکچین پرداختیم، تفاوت های بلاکچین خصوصی و عمومی را دریافتیم و همچنین تفاوت آن با دفترکل توزیع شده را مورد بررسی قرار دادیم. و نگاهی اجمالی به پیشینه و بلاکچین های موفق و بزرگ انداختیم، همچنین اصطلاحات رایج و کاربردی بلاکچین را مورد بررسی قرار دادیم.

اگر مایل به دانستن نکات بیشتر هستید، درقسمت نظرات برای گروه عصر متاورس پیام بگذارید، همچنین می توانید پیشنهادات یا تجربیات خود را باما و دیگر کاربران سایت به اشتراک بگذارید.