بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند

اندازه متن

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.

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.

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.

بلاک‌ها چگونه به یکدیگر متصل می‌شوند؟

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 ، هر گونه دست‌کاری دیتای ورودی سبب ایجاد خروجی کاملا متفاوتی خواهد شد.

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.

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.

منظور از نود‌ها (گره‌ها) در بلاکچین چیست؟

تمامی ماشین‌های متصل به شبکه را نود یا گره 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

امروزه، انواع بلاک چین عمومی، خصوصی، هیبرید و کنسریوم بر اساس نیاز کاربران ساخته شده است. 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.

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 و معامله ارز دیجیتال 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 (Public Key)، روش اثبات مالکیت است. باب برای دریافت 5 بیت کوین از آلیس ابتدا باید یک کلید خصوصی (Pivate Key) 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 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.