در این مقاله می خواهیم با فناوری بلاک چین، نحوه کار و مزایا و معایب آن آشنا شویم. با سایت آکادمی همراه باشید.
فناوری بلاک چین چیست؟
فناوری بلاک چین این روزها موضوعی است که در گفتمان اکثر افراد جامعه جای خود را دارد. اما کمتر کسی دقیقا میداند بلاک چین چیست و برداشتهای افراد اغلب آنچنان جامع نیست. این فناوری تاریخچهی بیشتر از دهساله دارد. و میتوان ریشههای اساسی ایدهی چنین شبکهای را در هزارهی پیشین یافت.
اغلب افراد بلاک چین را ارز دیجیتال تلقی میکنند و این دو را به جای یکدیگر بکار میبرند. در ابتدا تأکید کنیم که ارز دیجیتال بخشی از بلاک چین بود. اما بلاک چین در حال حاضر فناوری بسیار بزرگتر از ارز دیجیتال به شمار میرود. و جایگاه خاص و ویژهای برای خود در علوم کامپیوتر پیدا کرده است.
عبارت بلاک چین از دو کلمه Block و Chain تشکیل شده است. که بهصورت تحتاللفظی میتوان زنجیرهای از بلاکها معنی کرد. اما برای درک مفهوم فناوری بلاک چین نیاز به تعریف تمام تکههای پازل داریم.
این فناوری بهعنوان نوعی دفتر کلی توزیعشده (Distributed Ledger) شناخته میشود. و تاریخچهی دارایی دیجیتال را با استفاده از غیرمتمرکزسازی و هش رمزنگاری (Cryptographic Hash) غیر قابل تغییر میکند.
یک مثال ساده برای درک بلاک چین مقایسهی آن با سرویس Google Doc است. زمانیکه کاربر سندی ایجاد و آنرا با گروهی از افراد به اشتراک میگذارد، سند به جای اینکه کپی یا واگذار شود، توزیع میشود. این فرایند زنجیرهی توزیع غیرمتمرکز به وجود میآورد که همه افراد بصورت همزمان به سند دسترسی دارند. هیچکدام از افراد در انتظار اعمال تغییرات توسط فرد دیگری مسدود نمیشوند. و تمام اصلاحات روی سند بدون معطلی ثبت میشوند. و اعمال تغییرات کاملا شفاف صورت میپذیرد. البته که فناوری بلاک چین بسیار پیچیدهتر از Google Doc است.
فناوری بلاک چین چگونه کار می کند؟
بهطورکلی شبکه بلاک چین از چندین لایه تشکیل میشود:
- زیرساخت (سختافزار، نودها)
- شبکهسازی (کشف نودها، تکثیر اطلاعات و اعتبارسنجی)
- اجماع (با کمک اثبات کار PoW یا گواه بر سهام PoS)
- داده (بلاکها و تراکنشها)
- لایه کاربرد (قرارداد هوشمند و برنامه های غیر متمرکز)
Block
هر زنجیره از بلاکهای متعددی تشکیل میشود و هر بلاک سه عنصر اساسی دارد:
- دادههای موجود در بلاک.
- یک عدد ۳۲ بیتی که Nonce مینامیم. این عدد وقتی بلاک ایجاد میشود، بهصورت تصادفی تولید خواهد شد. و سپس عنوان سربرگ هش (Header Hash) بلاک را تولید میکند.
- هش یک عدد ۲۵۶ بیتی است که با Nonce ترکیب میشود. و باید با تعداد زیادی صفر شروع شود.
Miner
ماینرها یا استخراجکنندگان در فرایند استخراج، بلاکهای جدید روی زنجیره میسازند. در بلاک چین هر بلاک عدد نانس و هش منحصربهفردی دارد. اما از سویی دیگر به هش بلاک قبلی در زنجیره نیز ارجاع میدهد. بنابراین، استخراج یک بلاک به هیچ وجه آسان نیست.
ماینرها نرمافزارهای خاصی را برای انجام محاسبات مسائل پیچیدهی ریاضی استفاده میکنند. تا عدد نانس خاصی را به دست آورند که هش قابل قبول بلاک چین را تولید کند. زمانیکه فرایند پیدا کردن ترکیب صحیح موفقیتآمیز باشد، ماینر «Golden Nonce» را پیدا کرده است. و بلاک جدید آن در زنجیره قرار خواهد گرفت.
Node
نود در شبکهی بلاک چین به هر دستگاه الکترونیکی میگویند که بتواند نسخهای از بلاکچین را ذخیره و به عملکرد شبکه کمک کند. هر کاربر شماره شناسایی اختصاصی دریافت میکند.
هر کاربر روی شبکه با نام نود شناخته میشود. و تمام کاربران نسخهی بهروزی از دفتر کل را در اختیار دارند.
در گام نخست، یک کاربر تراکنشی را در شبکه درخواست میکند. با ثبت درخواست، یک بلاک (Block) با تمام اطلاعات تراکنش ساخته میشود. این بلاک رمزنگاری میشود تا امنیت اطلاعات تأمین شود. سپس، بلاک جدید بین تمام نودهای فعال در شبکه پخش میشود. تا سایر نودها اعتبار درخواست کاربر را تأیید کنند.
انواع شبکه های بلاک چین
انواع شبکههای بلاک چین حداقل به چهار دسته تقسیم میشوند که عبارتاند از:
- عمومی (Public blockchain)
- خصوصی (Private blockchain)
- کنسرسیوم (Consortium Blockchain)
- ترکیبی (Hybrid blockchain).
شبکه بلاکچین عمومی به فناوری دفتر کل توزیعشده بدون مجوز میگویند. هر فردی ازطریق اینترنت میتواند به آن بپیوندد و تراکنش انجام دهد. و در اعتبارسنجیها نیز مشارکت کند.
شبکه بلاکچین خصوصی به بلاک چینی گفته میشود که در محیط محدود اجرا میشود. و عضویت در آن نیاز به مجوز دارد و توسط یک سازمان، گروه یا فرد کنترل میشود. بنابراین، دسترسی، اختیارات و چگونگی فعالیت کاربران توسط مدیران تعریف میشود.
بلاکچین کنسرسیوم نیاز به ویژگیهای بلاک چین عمومی و خصوصی بطور همزمان را پوشش میدهد.
بلاکچین ترکیبی، شبکهای است که ترکیبی از دو نوع بلاک چین عمومی و خصوصی را بهکار میگیرد. شاید این نوع بلاک چین شبیه به کنسرسیوم بهنظر برسد. اما ماهیت آنها تفاوتهای اساسی دارند.
تکنولوژی Blockchain چه مزایا و نقاط ضعفی دارد؟
با وجود تمام پیچیدگیهای این تکنولوژی، پتانسیل این فناوری تقریبا بدون محدودیت است. این فناوری با راهاندازی شکلی غیرمتمرکز در ثبت سوابق باعث افزایش امنیت، کاهش هزینهها و خطای کمتر میشود.
حتی شاید این تکنولوژی، کاربردهایی فراتر از آنچه گفته میشود داشته باشد. با این وجود، ما به سراغ چند مورد از مزیتها و معایب آشکار این فناوری میرویم:
مزایای بلاکچین:
بهبود دقت و صحت از طریق حذف دخالتهای انسانی در فرایند تایید
کاهش هزینهها با حذف تاییدیه شخص ثالث
غیر متمرکز بودن آن، دست کاری و مداخله را دشوارتر میکند
معاملهها ایمن، خصوصی و کارآمد هستند
سازوکار تکنولوژی آن شفاف است
معایب بلاکچین:
ماینینگ بیت کوین بسیار هزینهبر است
تعداد تراکنشها در هر ثانیه اندک هستند
از آن در فعالیتهای غیرقانونی استفاده شده است
قابلیت هک شدن
