فناوری بلاک چین چیست و چگونه کار می کند؟

ارزهای دیجیتال شکل جدیدی از پول هستند که شناخته ترین آنها بیت کوین است. اشکال جدید پول بر اساس فناوری بلاک چین طراحی شده اند و با توجه به جذابیت و ویژگی های خاص خود، توانسته اند طی چند سال اخیر نظر معامله گران و دیگر فعالان حوزه تکنولوژی را به خود جلب کنند. اما فناوری بلاک چین چیست و چه کاربردهایی داره؟ شاید درک این موضوع بری علاقمندان به دنیای ارزهای دیجیتال بسیار حائز اهمیت باشه. به همین دلیل در این مطلب از نت نظر با زبانی ساده شما را با مفاهیم مرتبط با این فناوری جذاب هم چون بلاک، هش و ویژگی غیرمتمرکز بودن آن آشنا خواهیم کرد.

آشنایی اولیه با تکنولوژی بلاک چین

بلاک چین یک سیستم گزارش و ثبت اطلاعات است که کاربردهای آن پس از بوجود آمدن بیت کوین در سال ۲۰۰۹ میلادی، بیشتر نمایان شد. فناوری بلاک چین اساس پیدایش ارزهای دیجیتالی هم چون بیت کوین و اتریوم است. نسل جدیدی از فناوری و تکنولوژی که با توجه به قابلیت های زیادی که از خود نشان داده، می تواند تغییرات عمده ای در زندگی بشر ایجاد کند.

بلاک چین از ترکیب دو واژه Block به معنای بلوک و Chain به معنای زنجیر ساخته شده و به زنجیره ای از بلوک ها گفته میشه که اطلاعاتی خاص با ویژگی منحصربفرد رو در خود ذخیره می کنند. هربلاک علاوه بر اطلاعات خاص خود، حاوی هش هایی یکتا است که حکم اثر انگشت را برای آن بلوک دارد. اثر انگشتی که علاوه بر احراز هویت آن بلاک، اطلاعاتی در خصوص هش بلاک قبلی خود نیز در اختیار علاقمندان به حوزه فناوری بلاک چین قرار می دهد. در ادامه بیشتر در خصوص مفاهیم بلاک و هش توضیح خواهیم داد.

تاریخچه پیدایش بلاک چین

مطالعات و پژوهش بر روی اولین بلاک چین توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا طی سالهای ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۷ انجام گرفت. پس از آن در سال ۲۰۰۸ فردی ناشناس با نام «ساتوشی ناکاموتو» مقاله ای با عنوان «بیت کوین: سیستم پرداخت الکترونیکی همتا به همتا» را در بستر اینترنت منتشر کرد. مقاله ای که خبر از پیدایش نوعی ارز دیجیتال با ضریب اطمینان بالا و بی نیاز از کنترل دولت و دیگر نهادهای دولتی می داد. در سال ۲۰۰۹ ساتوشی بیت کوین را بعنوان جایگزینی مناسب برای سیتم مالی سنتی معرفی کرد و بتدریج صرافی های ارز دیجیتال و کیف پول های الکترونیکی مطرح شدند.

با بررسی کوتاهی از روند ارزش بیت کوین، به راحتی می توان به میزان نفوذ و افزایش کاربرد این ارز دیجیتال پی برد. در واقع بیت کوینی که در سال ۲۰۰۹ بر اساس فناوری بلاک چین طراحی شد و ۱۰۰۰۰ کوین از آن برای خرید یک پیتزا صرف شد، در حال حاضر و در سال ۲۰۲۰ میلادی هر کوین آن بیش از ۱۰ هزرا دلار ارزش یافته.

امروزه نیز بیت کوین و صدها ارز دیجیتال با استفاده از فناوری بلاک چین عمل می کنند. مالکیت و اطلاعات مربوط به تراکنش این کوین ها در بستر بلاک چین انجام می شود. فراموش نکنید که بلاک چین و بیت کوین مفهومی کاملا متفاوت از یکدیگرند و بیت کوین و دیگر رمز ارزها، بدون فناوری بلاک چین کارایی الان را نخواهند داشت.

منظور از بلاک و هش در پلتفرم بلاک چین چیست ؟

هر بلاک از یک زنجیره بلاک چین، حاوی اطلاعاتی است و این اطلاعات می تونه جزئیات تراکنش های ارز دیجیتالی هم چون بیت کوین باشه؛ و یا اطلاعات رای دهندگان در یک انتخابات و … . اطلاعات در بلاک ها ذخیره می شوند و بصورت زنجیره ای به یکدیگر متصل شده و زنجیره ای تحت عنوان بلاک چین را تشکیل می دهند. هر بلاکی علاوه بر اطلاعات داخل خود، دارای یک شناسه منحصربفرد با نام «هش» است. اما هش چیست؟

هش در اصل رشته ای متنی و ترکیبی از حروف و اعداد است که توسط یک الگوریتم ریاضی تولید شده و از تقلب و دستکاری در سیستم جلوگیری می کند. این تابع ریاضی به ازای هر داده و یا ورودی، یک هش ثابت را بعنوان خروجی می دهد. در بلاک چین هر بلاک علاوه بر هش خود، حاوی اطلاعاتی در خصوص هش بلاک قبلی خود نیز است. با تغییر اطلاعات درون هر بلاک، هش آن نیز تغییر می کند. مثلا اگر یک کارکتر به اطلاعات درون بلاک اضافه بشه، هش بلاک بطور کلی عوض میشه و این کار باعث تغییر در بلاک های دیگر زنجیره می شود.

به همین دلیل است که هکرها برای تغییر در اطلاعات موجود در هر بلاک کار سختی خواهند داشت و برای دستکاری اطلاعات موجود در هر بلاک، لازمه که تمام بلاک های بعدی را نیز تغییر دهند. این موضوع بسیار زمان بر بوده و ضریب اطمینان استفاده از فناوری بلاک چین را افزایش می دهد.

اثبات انجام کار در زنجیره ای از بلوک ها (Proof of Work)

در بحث هش بلاک ها گفتیم که اگر یک هکر قصد دستکاری اطلاعات یک بلاک رو داشته باشه، باید علاوه بر هش آن، هش تمامی بلاک های بعدی را نیز تغییر دهد. این کار اگرچه در ظاهر سخت و وقت گیر به نظر میاد، اما با در نظر گرفتن قدرت محاسباتی سریع کمپیوترها این امکان وجود دارد؛ چون در هر ثانیه می تونند صدها هزار هش رو محاسبه کنند! لذا تنها استفاده از هش برای افزایش امنیت فناوری بلاک چین کافی نیست.

به همین دلیل در بلاک چین از سیستم اثبات انجام کار استفاده می شود که با وجود آن بلاک ها با سرعت کمتری تشکیل می شوند. این مکانیزم دستکاری بلاک ها را غیرممکن می سازد؛ چر که در این صورت برای دستکاری در هش بلاک ها و تغییر اطلاعات، به زمان بسیار زیادی نیاز خواهد بود. بطور مثال در خصوص بیت کوین، زمان تشکیل و اضافه شدن بلاک های جدید برابر است با ده دقیقه. پس امنیت بلاک چین وابسته به نحوه استفاده از هش و پروسه اثبات انجام کار دارد.

ویژگی برجسته فناوری بلاک چین

یکی از جذابیت های فناوری بلاک چین، غیرمتمرکز بودن آن است. یعنی اطلاعات ذخیره شده در بلاک های آن، توسط مرجع یا دستگاه خاصی ثبت نمی شود و در این تکنولوژی اطلاعات میان همه ی اعضا یک شبکه اشتراک گذاشته می شود. جذابیت این ویژگی فناوری بلاک چین را با ذکر یک مثال توضیح خواهیم داد.

پول های کاغذی و رایج در دست مردم، توسط بانک مرکزی و با پشتوانه پایه پولی در هر کشوری منتشر می شوند. حال شاید در اثر تغییر حکومت و یا بی ثباتی دولت، این نهادها ورشکسته شده و یا از بین بروند. در این صورت پول های کاغذی در دست مردم تنها حکم یک برگ کاغذی بی ارزش را خواهند داشت؛ چون پشتوانه آنها از بین رفته. اما در فناوری بلاک چین تراکنش ها و معاملات بدون واسطه انجام می گیرد و کلیه اطلاعات بین اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می شود.

همین موضوع بر جذابیت ارزهای دیجیتالی که از تکنولوژی بلاک چین برای ثبت اطلاعات مربوط به تراکنش های خود بهره می برند، افزوده. پس در این سبک از تکنولوژی، ارزش واحد پولی رایج در معاملات وابسته به نهاد یا حکومت خاصی نیست و در هر زمان و مکان معتبر است. به واسطه این ویژگی مهم، فناوری بلاک چین را همانند یک دفتر اسناد رسمی توزیع شده می دانند که برای تمامی افراد در دسترس بوده و قابلیت دستکاری و تغییر در آن، تقریبا غیرممکن است.

نحوه عمل کردن Blockchain

برای درک بهتر موضوع و آشنایی با نحوه عمل کردن تکنولوژی بلاک چین، کاربرد آن در ارز دیجیتال بیت کوین رو توضیح خواهیم داد. فناوری بلاک چین در تراکنش های بیت کوین مانند یک دفتر کل رسمی توزیع شده عمل می کند که اطلاعات و مالکیت کوین های معامله شده در آن ذخیره می شود. این اطلاعات کاملا در دسترس است و هر شخصی می تواند با وصل شدن به اینترنت به اطلاعت موجود در بلاک ها دسترسی پیدا کنه و یه کپی از اون رو داشته باشه. در واقع این شیوه به اشتراک گذاری همتا به همتاست که فناوری بلاک چین را از وجود نهاد ثالث بی نیاز می کند. به هر کامپیوتری که به شبکه بلاک چین وصل بشه و یه کپی از اون رو دریافت کنه، در اصطلاح «نود» می گویند.

داده ها به ترتیب در بلوک ها ذخیره می شوند و پس از اثبات صحت معاملات آن توسط اکثر صاحبان نود، یک هش بر اساس اطلاعات موجود در آن برای بلوک تعیین می شود. این بلوک اگر اولین بلاک زنجیره باشد به آن «جنسیس» می گویند. ولی اگر بلاک ابتدایی نباشد، علاوه بر هش خود، حاوی اطلاعاتی در خصوص هش بلاک قبل از خود خواهد بود. در طول فرآیند بلاک چین، همزمان با اضافه شدن یک بلاک جدید، این بلوک به تمامی نودها فرستاده میشه تا صحت آن را تایید کنند. در صورت تایید و بر اساس توافق اکثریت به زنجیره وصل می شود. هیچ تغییری در اطلاعات بدون موافقت اکثریت امکان پذیر نیست.

پس اگر شخصی بخواد اطلاعات موجود در هر بلاک رو تغییر بده، ناچار خواهد بود این تغییرات جدید را در تمامی بلاک های بعدی آن نیز اعمال کند؛ چون همزمان با تغییر اطلاعات موجود در هر بلاک، هش آن نیز تغییر خواهد کرد.

کاربردهای نسل پنجم تکنولوژی یا همان بلاک چین

آرمان گرایی و میل به کمالات در ذات بشر بی نهایت است و در این بین موضوع تمرکز زدایی و حذف واسطه ها از بزرگترین اهداف بشر در طول تاریخ بوده است. فناوری بلاک چین در واقع تازه ترین اقدام انسان قرن بیست و یکم در دستیابی به این هدف بزرگ است.

شاید بیت کوین و ارزهای دیجیتال، مهمترین کاربرد تکنولوژی بلاک چین باشند، اما بی شک از قابلیت های این انقلاب جدید در عرصه ذخیره اطلاعات می توان در زمینه های دیگر نیز استفاده کرد. درواقع هر جایی که نیاز به فضایی برای ذخیره اطلاعات و از بین بردن واسط باشه، بلاک چین حرف اول را خواهد زد. بطور مثال از این تکنولوژی می توان برای برگزاری انتخابات الکترونیکی و بدون تقلب استفاده کرد. این موضوع علاوه بر کاهش نیاز به نیروی انسانی، باعث کم شدن هزینه های اجرایی و افزایش صحت انتخابات می شود. از دیگر زمینه های کاربرد فناوری بلاک چین می توان بصورت تیتروار به موارد زیر اشاره کرد:

• ایجاد دفتر ثبت اسناد رسمی دیجیتال
• ثبت سوابق بیماران توسط پزشکان
• ذخیره و ثبت اطلاعات کالا و حمل ونقل در ادارات پست و شرکت های حمل و نقل
• و …

این موارد تنها گوشه ای از قابلیت های تکنولوژی بلاک چین هستند که بتدریج و همزمان با توسعه هوش مصنوعی، توانایی خود را بیشتر بروز می دهد.

مزایا و معایب تکنولوژی بلاک چین

در بخش های مختلف از این مطلب، ضمن آشنایی با تکنولوژی بلاک چین، به تعدادی از مزایای آن نیز اشاره کردیم. در این بخش نیز ضمن آوردن معایب آن، تعداد دیگری از مزایای آن را خواهیم آورد.

مزایا :

• امنیت بالا در ثبت اطلاعات : فناوری بلاک چین با بهره گیری از الگوریتم گواهی اثبات کار، کدهای هش و شبکه توزیع شده همتا به همتا، امکان هک شدن شبکه را تقریبا غیرممکن کرده است.
• ثبت اطلاعات جدید و داده های تاریخی در کنار یکدیگر در بلاک چین
• ثبت اطلاعات غیر قابل تغییر با شفافیت بالا
• غیر متمرکز بودن فناوری بلاک چین : پروسه ثبت اطلاعات و نگهداری از آن بصورت همتا به همتا بوده  و هیچ سازمان یا نهاد دولتی بر آن نظارت ندارد.
• خدمت رسانی ۲۴ ساعته
• سرعت بالا در تراکنش و کارمزد کمتر : برای انجام تراکنش های بین المللی و انتقال پول، بانک به چند روز زمان و هزینه بالا نیاز دارند؛ ولی در بستر فناوری بلاک چین، این فرآیند با سرعت بالا و هزینه بسیار کمتر انجام می شود.
• قدرت بالای کاربران در شبکه بلاک چین

معایب :

• در نظر نگرفتن خطای انسانی : همانطور که بارها در طول این مطلب اشاره شد، اطلاعات فناوری بلاک چین غیرقابل ویرایش و حذف هستند. پس هیچ جایی برای خطای انسانی در نظر گرفته نشده و اطلاعات باید در کمال دقت و صحت وارد بلوک شوند.
• پیچیدگی سیستم ثبت اطلاعات در بلاک چین برای افراد عادی
• محدود بودن سایز بلاک چین با توجه به ثبت اطلاعات جدید بصورت لحظه ای در شبکه
• هزینه زیاد این تکنولوژی در ارتباط با ماینینگ بیت کوین
• سابقه استفاده از آن در فعالیت های غیرقانونی مانند قاچاق

نقش فناوری بلاک چین در پیدایش ارزهای دیجیتال

فناوری بلاک چین خود را بعنوان سیستمی غیرمتمرکز و با سطح امنیت بالا معرفی کرد. این ویژگی سبب پیدایش ارز دیجیتال بیت کوین و هزاران کریپتوکرنسی دیگر شد. تراکنش های مالی که از طریق ارزهای دیجیتال انجام می گیرند، سرعت بالا و هزینه کمتری دارند و مهمتر از هر چیز دیگری واسطه ها حذف شده اند. پس با بهره گرفتن از تکنولوژی بلاک چین میتوان اعتبار تراکنش های مالی را افزایش داد.

موضوع قابل توجه دیگر، درک نحوه عملکرد فناوری بلاک چین و استفاده شرکت ها از آن برای ایجاد و طراحی توکن های مخصوص به حرفه خود است. بدین ترتیب یک شرکت کوچک می تواند در راستای گسترش دامنه فعالیت خود حتی در سطح جهانی نیز تلاش کند و این موضوع را می توان اقدامی در راستای تحقق آرمان دهکده جهانی دانست.