بلاک چین چیست؟

بلاک چین یک دفترچه توزیع‌شده عمومی و غیرمتمرکز است که نام آن شامل دو کلمه Block و Chain که به‌معنای زنجیره بلوک است. به زنجیره ای از اطلاعات دیجیتال که درون یک بلاک ذخیره شده است، زنجیره بلوک می گویند. بلاک‌چین قابلیت این را دارد که ارسال و دریافت ارزهای دیجیتال را فراهم کند. به زبان ساده فناوری بلاکچین نوعی سیستم ثبت اطلاعات دیجیتال است که میان همه اعضای یک شبکه بلاکچین به اشتراک گذاشته می‌شود.

کاربرد بلاکچین چگونه است؟

بلاک چین در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، بانکداری، غذایی ،حمل و نقل دریایی، انرژی و … کاربرد دارد. به عنوان مثال در حمل و نقل، بارنامه حمل بار به‌صورت کاغذی تهیه می‌شود که قبل از تحویل کالا نیاز به ثبت چندگانه توسط بازرسان دارد. حتی زمانی که این سیستم الکترونیکی باشد، باید روند اداری طولانی برای تحویل کالا طی شود.

blockchain حجم عظیمی از ثبت داده را از بین می‌برد. وضعیت اسناد گمرکی را می توان به‌صورت آنی و بلافاصله مشاهده کرد. از آنجایی که این رکورد نمی تواند تغیر کند ،هیچ یک از طرفین نمی‌توانستند یکی از بلاک‌ها را بدون توافق دیگران در شبکه تغییر، حذف یا حتی بلاکی به آن اضافه کنند.  حجم زیادی از داده‌ها در شرایطی  که چندین طرف در یک معامله باشند، مشکل ساز خواهد بود و فناوری بلاک‌چین می تواند روشی برای ادغام ثبت تمام تجارت جهانی در آینده نزدیک باشد.

بلاکچین چگونه کار می کند؟

به‌طورکلی شبکه بلاک چین از چندین قسمت تشکیل می‌شود که عبارت است از :

• زیرساخت (سخت‌افزار، نودها)
• شبکه‌سازی (کشف نودها، تکثیر اطلاعات و اعتبارسنجی)
• اجماع (با کمک اثبات کار POW یا POS)
• داده (بلاک‌ها و تراکنش‌ها)
• لایه کاربرد (قرارداد هوشمند و برنامه‌های غیر متمرکز)

برای درک فناوری blockchain به چند نکته مهم اشاره می کنیم. blockchain تمام اطلاعات را در بخشی با نام دفتر کل (Ledger) سیستم ذخیره می‌کند. در شبکه‌ی بلاک چین هر اطلاعاتی که مبادله می‌شود را «تراکنش» نام‌گذاری می‌کنند. چند سال قبل بلاک چین فقط در معامله‌ی ارز دیجیتال کاربرد داشت اما امروزه می‌توان انواع مختلف اطلاعات را در شبکه بلاک چین مبادله کرد.

بلاک بلاکچین (Block)

هر زنجیره از چندین بلاک‌ تشکیل می‌شود و هر بلاک سه لایه اساسی دارد:

• اطلاعات موجود در بلاک.
•  یک عدد ۳۲ بیتی که Nonce نام دارد . وقتی بلاک ایجاد می‌شود، Nonce به‌صورت تصادفی تولید خواهد شد و سپس عنوان هش(Hash) بلاک را تولید می‌کند.
• هش یک عدد ۲۵۶ بیتی است که با عدد Nonce ترکیب می‌شود. این عدد با تعداد زیادی صفر شروع می شود و به‌ عبارتی ‌دیگر عدد اعشاری بسیار کوچکی خواهد بود.

وقتی که اولین بلاک زنجیره ایجاد می‌شود، عدد Nonce هش رمزنگاری را تولید می‌کند. داده‌های درون بلاک بسته می‌شوند و برای همیشه به عدد نانس و هش گره می‌خورند، مگر اینکه استخراج شود.

ماینر بلاکچین (Miner)

ماینرها یا استخراج‌کنندگان در فرایند استخراج، بلاک‌های جدید روی زنجیره می‌سازند. در لاک 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، به‌خصوص در زنجیره‌های بزرگ این کار به‌شدت دشوار خواهد بود.

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. از‌آنجایی‌که عدد نانس ۳۲ بیت و هش ۲۵۶ بیتی است، تقریبا ۴ میلیارد ترکیب احتمالی برای عدد نانس و هش وجود دارد که باید برای دستیابی به ترکیب درست استخراج شوند. زمانی‌که فرایند پیدا کردن ترکیب صحیح موفقیت‌آمیز باشد، ماینر «Golden Nonce» را پیدا کرده است و بلاک جدید آن در زنجیره قرار خواهد گرفت.

ایجاد تغییر در هر بلاکی در زنجیره، مستلزم استخراج دوباره‌ی تمام بلاک‌های بعدی است. به همین دلیل دست‌کاری ‌کردن شبکه بلاک چین بسیار دشوار است زیرا دستیابی به نانس طلایی بسیار زمان‌بر می‌شود و قدرت محاسباتی به‌شدت زیادی طلب می‌کند. همچنین، زمانی‌که یک بلاک جدید استخراج می‌شود، تغییرات درون آن توسط تمام نودهای فعال در شبکه پذیرفته می‌شود و استخراج‌کننده پاداش دریافت می‌کند.

نود بلاک چین (Node)

یکی از مهم‌ترین خصوصیات بلاک چین، غیر متمرکزسازی است. بدین معنا که هیچ کامپیوتر یا سازمانی نمی‌تواند مالک زنجیره شود. در عوض، شبکه‌ی آن متشکل است از دفتر کل توزیع‌شده از طریق نودهایی که به زنجیره متصل هستند. نود در شبکه‌ی بلاک چین به هر دستگاه الکترونیکی می‌گویند که بتواند نسخه‌ای از بلاک چین را ذخیره کند و به عملکرد شبکه کمک کند.

هر کاربر روی شبکه با نام نود (Node) شناخته می‌شود و تمام کاربران نسخه‌ی به‌روزی از دفتر کل را در اختیار دارند. هر نودی روش متفاوتی برای ارتباط با سایر نودها دارد که روش آن بلاک چین به بلاک چین متفاوت است.

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. بلاک چین برای تأیید و اعتبارسنجی درخواست‌ها از فرایند الگوریتم اجماع (Consensus Algorithm) بهره می‌برد. زمانی‌که بلاک ایجادشده معتبر باشد، در زنجیره قرار می‌گیرد و تراکنشی که کاربر درخواست کرده است، اجرا می‌شود.

انواع شبکه‌های بلاک چین

جمع بندی

blockchain یک فناوری جدید است که امکان ثبت اطلاعات به صورت دائمی و بدون امکان تغییر را فراهم می‌کند. این فناوری در حقیقت نوعی  پایگاه داده است که روی یک یا چند سرور خاص قرار ندارد، بلکه روی تمام کامپیوترهایی که به شبکه متصل می‌شوند، توزیع شده است. به دلیل بهره بردن از رمزنگاری و ثبت آن در همه کامپیوترهای شبکه، سوابق ثبت‌شده قابل هک یا حذف نیستند.

بیت کوین اولین کاربرد این فناوری بود اما از این سیستم می توان به عنوان انقلابی برای هر سیستمی که لازم باشد نیاز به اعتماد به واسطه‌ها و افراد شخص ثالث کاهش یابد، استفاده کرد.