بلاکچین چیست؟ فناوری بلاکچین به زبان ساده
بلاکچین چیست؟
بلاکچین چیست و چه کابردهایی دارد
خیلی ساده و خلاصه، بلاکچین (blockchain) نوعی سیستم ثبت اطلاعات و گزارش است. تفاوت بلاکچین با سیستمهای سنتی این است که اطلاعات ذخیرهشده روی آن، بین همه اعضای متصل به سیستم بهاشتراک گذاشته میشود. با کمک رمزنگاری و توزیع دادهها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبتشده، تقریباً از بین میرود.
مفهوم بلاکچِین اولین بار با پیدایش بیت کوین مطرح شد و پادشاه ارزهای دیجیتال از این راهکار برای ذخیره اطلاعات تراکنشها بهره برد.
بلاکچین چگونه کار میکند؟
واژه بلاکچین (Blockchain) ترکیبی از دو واژه Block (بلوک) و Chain (زنجیره) است. این فناوری درحقیقت زنجیرهای از بلوکهاست.
در هر بلاک، هر اطلاعاتی میتواند ثبت شود؛ از جرم و جنایتهای یک فرد تا جزئیات تراکنشهای یک شبکه پولی مانند بیت کوین. در ارزهای دیجیتال، بلاکچین جایی امن و مطمئن برای ذخیره سوابق تراکنشها است؛ جایی که امکان دستکاری اطلاعات در آن وجود ندارد.
اطلاعات در بلاکها ثبت میشوند و بلاکها با هم بهصورت زنجیرهای مرتبط میشوند. این زنجیره، بلاکچین را تشکیل میدهد.
تاریخچه بلاکچین
شاید یک از دلایلی که اکثرا بیت کوین را با بلاک چین یکی میدانند این باشد که تکنولوژی بلاک چین برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ در کد برنامهنویسی بیت کوین معرفی شد. پس از آن علاوه بر بیت کوین، ارزهای دیگری توانستند از این فناوری استفاده کنند و کوین خود را راه اندازی کنند، بعدها با شناخت بیشتر و بهتر نسبت به این تکنولوژی، متخصصان دریافتند که تنها استفاده و کاربرد بلاکچین ارزهای دیجیتالی نیست؛ بلکه این تکنولوژی کاربردهای فراوانی دارد. در نتیجه میتوان در زمینههای مختلف از آن استفاده کرد. در حال حاضر بلاک چینهایی با کاربردهای متفاوت در حال به کارگیری هستند که هر کدام از آنها متناسب با ویژگی هایشان، استفادههای متفاوتی دارند.
امنیت در بلاک چین چگونه تامین میشود؟
بلاک چینها به وسیله مکانیزمهای متعددی که شامل تکنیکهای پیشرفته رمزنگاری و مدلهای رفتاری-تصمیمگیری ریاضی، امنیت خود را تامین میکنند. در بسیاری از کاربردهای بلاک چین مساله تغییرناپذیری و امنیت بسیار حیاتی است. در این بخش نحوه تامین این دو ویژگی مهم بحث میشود.
1- اجماع و تغییرناپذیری
ویژگی اجماع به توانایی گرههای یک شبکه برای رسیدن به اجماع، جهت ثبت تراکنشها و ساخت بلوک گفته میشود. در مقابل، ویژگی تغییرناپذیری به معنی جلوگیری از کپی شدن معاملاتی است که قبلا در سیستم ثبت شدهاند. این دو ویژگی در کنار هم باعث ایجاد امنیت در بلاک چین میشوند.
الگوریتمهای اجماع به ما اطمینان میدهند که قوانین شبکه در حال اجرا است و همه اعضای شبکه در مورد وضعیت فعلی شبکه توافق دارند. در حالی که تغییرناپذیری، یکپارچگی دادهها و سوابق تراکنشهای انجام شده را پس از تایید اعتبار هر بلوک تضمین میکند.
2- نقش رمزنگاری در امنیت بلاک چین
بلاک چینها برای تامین امنیت دادههای خود به طور گسترده از رمزنگاری استفاده میکنند. در این زمینه توابع هش رمزنگاری از اهمیت بالایی برخوردار هستند. هش کردن فرآیندی است که در آن یک تابع هش، ورودی را با اندازه دلخواه دریافت میکند و خروجی هش را با با یک طول ثابت برمیگرداند. در فرآیند هشینگ با کوچکترین تغییر در ورودی، خروجی تغییر میکند. اما اگر ورودی ثابت باشد هر چند بار هم تابع اجرا شود خروجی یکی خواهد بود.
در فضای بلاک چین خروجی توابع (هش) به عنوان شناساگرهای منحصربهفرد در بلوک دادهها استفاده میشوند. هش هر بلوک، با استفاده از هش بلوک قبل ایجاد شده است. همین موضوع باعث ایجاد زنجیره بلوک میشود. بنابراین، هش هر بلوک به هش بلوک قبلی و دادههای ذخیره شده در بلوک بستگی دارد. شناساگرهای هش نقش مهمی در حفظ امنیت و تغییرناپذیری بلاک چین ایفا میکنند.
3- اقتصاد رمزنگاری
اقتصاد رمزنگاری، مطالعه اقتصاد در پروتکلهای بلاک چین و بررسی خروجی حاصل از طراحی آِن بر مبنای رفتار کاربران شبکه است. منظور از امنیت اقتصاد در فضای رمزنگاری این است که بلاک چین انگیزههای اقتصادی بیشتری برای عمل صادقانه نسبت به رفتارهای مخرب برای گرهها ایجاد میکند. الگوریتم اجماع اثبات کار بیتکوین بهترین مثال در این حوزه است. کاربری که صادقانه عمل میکند از شبکه بیتکوین پاداش میگیرد. اما اگر این کاربر رفتار مخرب داشته باشد، توان محاسباتی و برق مصرفی او انگار هدر رفته است.
همین امر میتواند امنیت بلاک چین را در برابر حملههای احتمالی که هدف آن کنترل اجماع شبکه است، تامین کند. فضای رقابتی شدید که در بیتکوین وجود دارد به گونهای است که به ندرت کسی یا گروهی اقدام به انجام حمله 51 درصد میکند. این درحالی است که هزینه تامین ابزارهای لازم برای در اختیار داشتن توان اجماع 51 درصدی نیز بسیار زیاد است. بنابراین انجام این کار در کل، صرفه اقتصادی نخواهد داشت.
مزایا و معایب تکنولوژی بلاک چین
بلاک چین برای حل مشکلات موجود در زمینههای مختلف مانند امور مالی و ذخیرهسازی فایل به کار گرفته میشود. شبکه توزیع شده، نقاط قوت زیادی در مقابل مدل سنتی «مشتری-سرور» (Client-Server) دارد اما معایبی نیز در آن دیده میشود. در ادامه این دو وجهه از بلاک چین را مورد بحث و بررسی قرار میدهیم.
1- مزایای تکنولوژی بلاک چین
الف) یکی از مزایای اولیه استفاده از بلاک چین – همانطور که در سفیدنامه بیتکوین آمده است – انجام تراکنشها بدون حضور واسطه است. این قضیه در بلاک چینهای نسل اول مانند بیتکوین و لایتکوین برای انتقال پول به وجود آمده است. در بلاک چینهای جدید علاوه بر آن، امکان انتقال بدون واسطه هر نوع داده دیگر نیز فراهم است. حذف واسطه به معنی کاهش احتمال دستکاری و حذف داده و همچنین کاهش هزینه انتقال داده است.
ب) دومین مزیت استفاده از بلاک چین، عدم نیاز به دریافت اجازه از شخص یا سازمان است. هر شخص با وصل بودن به اینترنت و داشتن نرمافزار مورد نظر شبکه میتواند به راحتی وارد شبکه شود و از امکانات آن استفاده کند. بنابراین، در این فضا هیچ کس نمیتواند به دیگری اعمال نظر کند و همه در برابر قوانین شبکه یکسان هستند.
ج) یکی از مهمترین نقاط قوت شبکههای بلاک چین این است که از مقاومت بالایی در برابر سانسور یا حذف شبکه به وسیله افراد یا سازمانها برخوردارند. در سیستمهای متمرکز برای انجام خرابکاری تنها کافی است سرور شبکه مورد حمله قرار گیرد. اما در شبکه همتا به همتای بلاک چین، هر گره به عنوان یک سرور عمل میکند. لذا حذف آن راحت نیست.
د) بلاک چینی مانند بلاک چین بیتکوین بیش از 10 هزار گره قابل مشاهده در جهان دارد. برای یک عامل مخرب با منابع مالی قوی هم از کار انداختن این شبکه تقریبا غیرممکن است. این درحالی است که تعداد زیادی گره پنهان نیز در شبکه وجود دارد که قابل مشاهده نیستند. بنابراین، با در نظر گرفتن آنها، امکان حمله به این شبکه و از بین بردن آن تقریبا صفر است.
معایب تکنولوژی بلاک چین
الف) بلاک چینها برای دستیابی به مزایای گفته شده، برخی از مزایای سیستمهای قبلی را از دست دادهاند. یکی از مهمترین مسائلی که اکثر بلاک چینها با آن روبهرو هستند، مساله مقیاسپذیری است. از آنجایی که همه گرهها در شبکه باید همگام باشند، اطلاعات نمیتوانند خیلی سریع به بلاک چین اضافه شوند. بنابراین در این سیستمها به منظور حفط ویژگی غیرمتمرکز بودن شبکه، از قابلیت مقیاسپذیری آن صرف نظر شده است. این مشکل در زمانهای اوج استفاده از شبکه، بیشتر برای کاربران قابل لمس است.
ب) بلوکها در بلاک چینها نمیتوانند اطلاعات زیادی را در خود نگهدارند و فورا به زنجیره اضافه نمیشوند. برای مثال در بیتکوین زمان ساخت هر بلوک به طور متوسط ده دقیقه است. بنابراین اگر تعداد تراکنشها بیش از حد مجاز هر بلوک باشد، بقیه تراکنشها باید منتظر بلوک بعدی باشند. حجم هر بلوک بیتکوین در حدود 1 مگابایت ذکر میشود.
3) ارتقای سیستمهای بلاک چین یکی دیگر از مشکلات موجود است. اگر شما نرمافزاری را برای خودتان برنامهنویسی میکنید، به دلخواه خود میتوانید هر ویژگی که دوست داشتید به آن اضافه کنید. اما در محیطی که پتانسیل حضور میلیونها کاربر را دارد، اعمال تغییرات به شدت سخت است. البته شما میتوانید برخی از پارامترهای نرمافرار گره خود را تغییر دهید اما این کار باعث دور افتادن شما از شبکه اصلی خواهد شد. در حالتی که نرم افزار بهبود یافته با سایر گرهها ناسازگار باشد، آنها از برقراری ارتباط با شما امتناع خواهند کرد.
د) تنها راه اعمال تغییرات در شبکه جلب نظر اکثریت اکوسیستم شبکه است. بنابراین در شبکههای بزرگ ممکن است ماهها یا سالها بحثهای فشردهای در انجمنهای بلاک چین برای اعمال تغییرات صورت بگیرد. در صورتی که شخص یا گروهی بخواهد تغییراتی خارج از توافق انجام بدهد، میتواند «هاردفورک» (Hard Fork) یا «سافتفورک» (Soft Fork) ایجاد کند.