بلاکچین چیست و چگونه کار می کند؟

اگر در چند سال گذشته تجربه خرید ارزهای دیجیتال را داشته یا اخبار مربوط به حوزه کریپتوکارنسی را دنبال کرده اید، و درباره ساخت ارز دیجیتال مطالبی به گوشتان خورده است، احتمالاً با تکنولوژی بلاک‌چین آشنا هستید. در جستجوهایی که برای کسب اطلاعات بیشتر درباره بلاک‌چین انجام داده‌اید، قطعاً با تعریف زیر مواجه شده‌اید: بلاک‌چین یک دفتر کل توزیع شده، غیرمتمرکز و عمومی است. اگرچه این تعریف ساده است، اما ممکن است برای شما قابل درک نباشد. به همین دلیل، در این مقاله به زبانی ساده، تکنولوژی شگفت‌انگیز بلاک‌چین را تعریف کرده و مزایای آن را بررسی خواهیم کرد.بلاکچین چیست؟بلاکچین (Blockchain) از دو کلمه "بلاک" (Block) و "چین" (Chain) تشکیل شده است. معنای لغوی بلاکچین، زنجیره بلاک (زنجیره بلوک) است؛ به عبارت دیگر، در بلاکچین، ما در واقع درباره یک زنجیره از اطلاعات دیجیتال صحبت می‌کنیم و هر بلاک این اطلاعات را در خود ذخیره می‌کند.به طور کلی، می‌توانیم بلاکچین را به عنوان یک دفتر کل توزیع شده، غیرمتمرکز و اشتراکی تعریف کنیم که به صورت یک زنجیره از سوابق، به نام بلاک‌ها، ساخته شده است. هر بلاک در این زنجیره، مسئول ذخیره‌سازی نوعی اطلاعات (مانند سوابق معاملات) است.هر بلاک اطلاعات مربوط به معاملات را شامل می‌شود، مانند تاریخ، زمان، مبلغ خرید شما از سایت، و اطلاعات فروشندگان و خریداران در معاملات. در بلاکچین، به جای استفاده از نام واقعی شما در معاملات، خرید شما بدون ارائه هرگونه اطلاعات هویتی و با استفاده از امضای دیجیتال منحصر به فرد انجام می‌شود. به عنوان مثال، در سایت دیجی کالا، خرید شما ثبت می‌شود با استفاده از یک نام کاربری، به جای اطلاعات هویتی. هر بلاک یک کد منحصر به فرد به نام هش (Hash) را ذخیره می‌کند که برای تشخیص هرگونه فعالیت در بلاکچین استفاده می‌شود.به عنوان مثال، فرض کنید شما قبلاً از دیجی کالا یک محصول خریداری کرده‌اید، و بعداً تصمیم می‌گیرید یک خرید دیگر انجام دهید. حتی اگر جزئیات خرید جدید شما با خرید قبلی تقریباً یکسان به نظر برسد، سایت دیجی کالا می‌تواند دو خرید شما را از هم مجزا کند؛ این به خاطر کدهای هش منحصر به فرد است که در بلاکچین استفاده می‌شود و به ما امکان می‌دهد بلاک‌ها را از هم تمایز دهیم.مثالی که در بالا برای ذخیره یک خرید واحد از دیجی کالا آورده شد، در واقعیت با بلاک در بلاکچین کمی متفاوت است. یک بلاک در بلاکچین می‌تواند حجم معاملات بسیار زیادی را در خود ذخیره کند. این بدان معناست که بسته به اندازه معاملات، یک بلاک می‌تواند شامل چند هزار تراکنش باشد.پیشنهاد مطالعه: تمرکززدایی در بلاک چین چیست؟چرا به بلاکچین نیاز داریم؟بیت کوین و ظهور ارزهای دیجیتال دیگر مهمترین دلیل برای جهانی شدن بلاکچین و گسترش آن در سطح جهانی بوده است. بیت کوین اولین ارز دیجیتال بود که بر اساس تکنولوژی بلاکچین راه‌اندازی شد و توسط شخص یا گروهی به نام ساتوشی ناکاموتو ایجاد شد. بیت کوین و ارزهای دیجیتال دیگر از قابلیت‌های بلاکچین بهره برداری می‌کنند، از جمله امنیت بالا، شفافیت، غیرقابل تغییر بودن اطلاعات، امکان تبادل مستقیم بین افراد بدون نیاز به واسطه‌های مالی، و انتقال سریع و ارزان.بلاکچین به دلیل این قابلیت‌ها، به عنوان یک فناوری نوین، جزئی اساسی از شبکه‌ها و سیستم‌های پرداخت دیجیتالی و همچنین بسیاری از صنایع دیگر شده است. از جمله کاربردهای دیگر بلاکچین، می‌توان به امنیت اطلاعات و سوابق پزشکی، امنیت زنجیره تأمین و مدیریت زنجیره تامین، انتقال داده‌های IoT، ردیابی مالیاتی وکالاها، رای‌گیری الکترونیکی، اثبات هویت دیجیتال و غیره اشاره کرد.بلاکچین با ایجاد یک زنجیره‌ای از بلوک‌های امن و قابل تغییرناپذیر، امکاناتی را برای انتقال و ذخیره سازی اطلاعات به صورت امن در دسترس قرار می‌دهد. این فناوری توسط بسیاری از کسب و کارها و نهادهای مختلف به عنوان یک ابزار برای بهبود امنیت، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری مورد استفاده قرار می‌گیرد.بلاکچین چگونه کار می‌کند؟بلاکچین شامل چندین بلاک است که به ترتیب زمانی به هم وصل شده‌اند. برای افزودن یک بلاک جدید به بلاکچین، عملیات زیر باید انجام شود:شروع یک تراکنش: هرگاه یک تراکنش در شبکه انجام شود، اطلاعات آن تراکنش به عنوان یک بلاک جدید در بلاکچین ایجاد می‌شود. به عنوان مثال، اگر شما قصد داشته باشید مقداری اتریوم را به کیف پول یک دوست انتقال دهید، این تراکنش با ایجاد یک بلاک جدید در شبکه اتریوم ثبت می‌شود.تایید تراکنش: پس از ثبت درخواست انتقال، ماینرها (کامپیوترهایی که در شبکه بلاکچین مشغول فعالیت هستند) مسئول تایید تراکنش می‌باشند. آنها ابتدا باید اطلاعات جدید را وارد سیستم کنند. سپس با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری و رمزگشایی، صحت تراکنش را تأیید می‌کنند. این فرایند معمولاً توسط شبکه‌های بلاکچین متعددی که در سراسر جهان پخش شده‌اند، انجام می‌شود.ایجاد محتوای بلاک: هنگامی که تراکنش توسط ماینرها تأیید شود، بلاک جدیدی با اطلاعات تراکنش و سایر اطلاعات ضروری مانند شماره بلاک قبلی، زمان ایجاد بلاک و اطلاعات مربوط به اثبات کار (Proof-of-Work) ایجاد می‌شود. این اطلاعات به صورت یک مجموعه داده‌های رمزگشایی شده درون بلاک قرار می‌گیرند.اتصال به بلاکچین: بلاک جدید به بلاکچین اضافه می‌شود و به صورت دائمی و غیرقابل تغییر به بلاک‌های قبلی متصل می‌شود. با این اتصال، تاریخچه کامل تراکنش‌ها در بلاکچین ایجاد می‌شود و امکان تغییر داده‌ها در بلاک قبلی بسیار کم می‌شود.به این ترتیب، با افزودن بلاک‌های جدید به بلاکچین، یک سیستم توزیع شده و قابل اعتماد برای ثبت و ردیابی تراکنش‌ها وجود دارد.بعد از تأیید صحت معامله، آن معامله باید در یک بلاک ذخیره شود. مبلغ درخواستی برای واریز و امضای دیجیتالی معامله در یک بلاک ذخیره می‌شوند.سپس، برای اضافه کردن بلاک به بلاکچین، از یک هش (Hash) استفاده می‌شود. هش یک کد شناسایی منحصر به فرد است که به بلاک اختصاص می‌یابد. بلاک با هش شدن، آماده اضافه شدن به بلاکچین می‌شود.بعد از تأیید کلیه معاملات موجود در بلاک، هش برای آن بلاک محاسبه می‌شود. سپس بلاک با هش شده به بلاکچین اضافه می‌شود.بعد از افزوده شدن بلاک جدید به بلاکچین، این بلاک برای همه در دسترس خواهد بود. به عنوان مثال، در بلاکچین بیتکوین، می‌توانید به داده‌های معامله دسترسی پیدا کنید و اطلاعات زیر را مشاهده کنید:رتفاع بلاک (Height): این مقدار نشان می‌دهد که این بلاک چندمین بلاکی است که در زنجیره بلاکچین قرار می‌گیرد و بر اساس تعداد کل بلاک‌ها محاسبه می‌شود.هش بلاک (Hash): این یک رشته کد ۶۴ رقمی است که با صفر شروع می‌شود و برای شناسایی منحصر به فرد بلاک استفاده می‌شود.زمان استخراج بلاک (Mined Time): این نشان می‌دهد چه مدت زمانی طول کشیده است تا بلاک استخراج شود.ماینر (Miner): این نشان می‌دهد کدام ماینر بلاک را استخراج کرده است.اندازه بلاک (Size): این نشان می‌دهد اندازه فیزیکی بلاک (به عبارت دیگر، حجم داده) چقدر است.با این اطلاعات، شما می‌توانید اطلاعات معاملات موجود در بلاکچین را مشاهده کنید و بررسی کنید.انواع شبکه های بلاک چینبلاکچین در انواع مختلفی قابل دسته بندی است، از جمله بلاکچین عمومی، خصوصی، کنسرسیومی و هیبرید. در ادامه، به بررسی هر یک از این انواع و ویژگی‌های آن‌ها می‌پردازیم:بلاکچین عمومی:بلاکچین عمومی (Public Blockchain) یک سیستم عمومی است که هر کسی می‌تواند به آن متصل شود، بلاک‌ها را ببیند و تراکنش‌ها را انجام دهد.در بلاکچین عمومی، هر فردی می‌تواند به عنوان ماینر در فرآیند استخراج بلاک‌ها شرکت کند و بلاک‌ها را تأیید کند.مثالی از بلاکچین عمومی، بیتکوین است که هرکسی می‌تواند به آن متصل شود و تراکنش‌ها را بررسی کند.بلاکچین خصوصی:بلاکچین خصوصی (Private Blockchain) یک سیستم محدود به یک گروه مشخص از شرکت‌ها یا افراد است که در آن تنها اعضا مشخص شده می‌توانند به بلاکچین دسترسی داشته باشند و تراکنش‌ها را انجام دهند.در بلاکچین خصوصی، اعضا معمولاً نیاز به دسترسی مجوزدهی شده دارند و فرآیند استخراج بلاک‌ها ممکن است توسط یک یا چند شخص مشخص باشد.بلاکچین خصوصی معمولاً در سازمان‌ها و شبکه‌های داخلی استفاده می‌شود تا به اشتراک گذاری اطلاعات بین اعضا بپردازند.بلاکچین کنسرسیومی:بلاکچین کنسرسیومی (Consortium Blockchain) یک سیستم بینابین است که توسط چندین سازمان مختلف اداره می‌شود.در بلاکچین کنسرسیومی، دسترسی به بلاکچین توسط اعضای مشخص شده کنترل می‌شود و تراکنش‌ها توسط یک یا چند شرکت مشارکت‌کننده تأیید می‌شوند.بلاکچین کنسرسیومی معمولاً در صنایع و شبکه‌هایی که چندین سازمان درگیر هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.بلاکچین هیبرید:بلاکچین هیبرید (Hybrid Blockchain) ترکیبی از بلاکچین عمومی و خصوصی است که مزبلاکچین هیبرید (Hybrid Blockchain) ترکیبی از بلاکچین عمومی و خصوصی است که مزایای هر دو را در خود جای داده است.در بلاکچین هیبرید، بخشی از شبکه به صورت عمومی و بخش دیگر به صورت خصوصی عمل می‌کند.بخش عمومی بلاکچین هیبرید می‌تواند برای انتقال اطلاعات و تراکنش‌های عمومی استفاده شود، در حالی که بخش خصوصی برای مواردی که نیاز به حفظ حریم خصوصی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.بلاکچین هیبرید معمولاً در سازمان‌ها و صنایعی مانند بانکداری، بیمه و زنجیره تأمین استفاده می‌شود به منظور ترکیب امکانات بلاکچین عمومی و خصوصی.آیا بلاکچین امن است؟فناوری بلاک چین متشکل از بلاک‌هایی است که به صورت خطی در زنجیره بلاک چین ذخیره می‌شوند. این فناوری برای پوشش موضوعات مختلفی از جمله امنیت و اعتماد استفاده می‌شود. در بلاک چین، هر بلاک حاوی هش مخصوص به خود و هش بلاک قبلی است. کدهای هش توسط یک تابع ریاضی به اطلاعات دیجیتال تبدیل می‌شوند و اگر اطلاعات تغییر کنند، کد هش نیز تغییر می‌کند. این ویژگی امنیتی مهمی برای بلاک چین فراهم می‌کند.به عنوان مثال، فرض کنید یک هکر سعی می‌کند معاملات شما را در یک سایت خرید آنلاین ویرایش کند تا شما مجبور شوید دوباره پرداخت کنید. با تغییر مقدار معامله شما، کد هش بلاک تغییر خواهد کرد. اما بلاک بعدی در زنجیره هنوز حاوی کد هش قدیمی است و برای پوشش تغییرات خود، هکر باید بلاک قبلی را نیز تغییر دهد. این عملیات نیازمند محاسبه مجدد هش‌ها است که انرژی محاسباتی زیادی را می‌طلبد و برای هکرها صرفه اقتصادی ندارد. به همین دلیل، ویرایش یک بلاک واحد بسیار سخت و غیرممکن است، زیرا نیاز به تغییر همه بلاک‌های بعدی در زنجیره را دارد.بنابراین، بلاک چین باعث می‌شود تا پس از افزودن یک بلاک به زنجیره، ویرایش آن بسیار مشکل و حذف آن غیرممکن باشد. این ویژگی امنیتی بلاک چین را تقویت می‌کند و به کاربران اعتماد می‌بخشد.کلام آخرفناوری بلاک چین، اگرچه کمی قدیمی‌تر از بیت کوین است، اما به عنوان یکی از اصلیترین عوامل در شبکه‌های کریپتوکارنسی شناخته می‌شود. هر روز کوین‌ها و توکن‌های جدیدی در بازار به وجود می‌آیند که از بلاک چین بهره‌برداری دقیق‌تر و کامل‌تری دارند. با افزایش محبوبیت متافرج‌ها (DeFi) و همچنین توکن‌های غیرقابل قابلیت معامله (NFT)، فناوری بلاک چین تغییرات گسترده‌تری خواهد داشت و این تغییرات در راستای بهبود بلاک چین خواهد بود. به طور کلی، آینده بلاک چین به نظر متخصصان روشن است و افراد زیادی از آن در حوزه‌های مختلف بهره خواهند برد. از جمله کاربردهای بلاک چین می‌توان به افزایش امنیت در تراکنش‌ها، بهبود سیستم‌های رای‌گیری، ایجاد انعطاف‌پذیری در سیستم‌های مالی، ارائه خدمات بهداشتی و پزشکی بهبود یافته و بهره‌برداری بهتر از داده‌ها و حریم خصوصی اشاره کرد. به طور خلاصه، فناوری بلاک چین توانسته است به عنوان یک فناوری قدرتمند و نوآورانه توجه بسیاری را به خود جلب کند و امیدواریم که با پیشرفت و توسعه آینده، بتواند بهبودهای بیشتری را در حوزه‌های مختلف به ارمغان آورد.