بلاک چين

مفهوم بلاک چین برای اولین بار توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتتا در سال 1991 به عنوان زنجیره‌ای از بلوک‌های امن از نظر رمزنگاری معرفی شد و با گذشت زمان جای خود را در میان پایگاه‌داده‌های سراسر دنیا باز کرد. مالکان کسب و کارهای دیجیتال به فکر استفاده از این فناوری در جهت پیشرفت امور خود افتادند و در نهایت نیاز به استفاده از این فناوری در همه دنیا احساس شد. اما سه دلیل اصلی برای نیاز به بلاک چین وجود دارد؛

 افزایش قدرت پردازش دیجیتال 

بلاک چین با توجه به ساختار طراحی شده‌اش به قدرت پردازش بالاتری نسبت به محاسبات داده‌های معمولی نیاز دارد. طراحی بلاکچین بر اساس رمزنگاری تعریف شده است و رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها طبیعتاً یک امر پرهزینه است. امروزه کامپیوترها به لطف پردازنده های مدرن توسعه یافته از قدرت پردازش بیشتری برخوردارند که این امر منجر به رشد تقاضا برای استفاده از این فناوری شده است.

 رشد سریع جرایم سایبری 

جرایم سایبری در چند سال گذشته چند برابر شده است. هک بیش از یک میلیارد حساب یاهو، لو رفتن اطلاعات کاربران در فیسبوک و افزایش آسیب های بدافزارها تنها چند مورد از این جرایم هستند. در واقع روزانه بیش از یک میلیون تهدید سایبری منتشر می‌شود که این به خودی خود توجه بیشتری به امنیت را ایجاد می‌کند. امروزه امنیت سایبری یکی از بزرگترین چالش‌های مالکان کسب و کارهای اینترنتی است. Blockchain با استفاده از سیستم رمزنگاری قدرتمند خود تا حدودی این نیاز را پاسخ می‌دهد.

ظهور بیت کوین و ارز دیجیتال

بیت کوین و  سایر ارزهای دیجیتال یکی از بزرگترین دلایل افزایش محبوبیت Blockchain هستند. بیت کوین یک ارز دیجیتال است که توسط شخصی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده است که از فناوری بلاکچین برای ایجاد و توزیع ارز دیجیتال امن استفاده کرده است.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

همانطور که اکنون می‌دانید، بلاک چین شامل چندین بلاک است که به هم وصل شده‌اند. برای اینکه یک بلاک به بلاک چین اضافه شود باید 4 اتفاق رخ دهد:

1. شروع یک معامله یا تراکنش

هر گونه معامله یا تراکنشی که در شبکه انجام می‌شود، منجر به افزوده شدن یک بلاک جدید در بلاک چین می‌شود. به عنوان مثال، در صورتی که قصد دارید مقداری اتریوم کیف پول دوستتان واریز کنید، این تراکنش با ایجاد بلاکی جدید در اکوسیستم اتریوم انجام می‌شود.

2. تایید تراکنش

پس از ثبت درخواست انتقال شما، ماینر‌های شبکه مسئول تایید تراکنش شما خواهند بود. ابتدا نیاز است که اطلاعات جدید وارد سیستم شود. این کار به عهده کامپیوترها است. این شبکه غالباً از هزاران کامپیوتر تشکیل شده است که در سراسر جهان پخش شده‌اند.

3. ذخیره معامله

معامله شما باید در یک بلاک ذخیره شود. پس از تأیید صحت معامله، مبلغ درخواستی شما برای واریز و امضای دیجیتالی شما در یک بلاک ذخیره می‌شوند. 

4. اضافه شدن بلاک به بلاکچین با استفاده از هش

پس از تأیید کلیه معاملات یک بلاک، باید یک کد شناسایی کننده منحصر به فرد به نام هش (Hash) به بلاک اختصاص یابد. پس از هش شدن می‌توان بلاک را به Blockchain اضافه کرد.

پس از ایجاد یک بلاک جدید در شبکه، این بلاک برای همه در دسترس خواهد بود. به عنوان مثال اگر نگاهی به بلاکچین بیت کوین بیندازید، خواهید دید که به داده‌های معامله دسترسی دارید و می‌توانید اطلاعات زیر را مشاهده کنید:

• ارتفاع بلاک (Height) که بر اساس تعداد کل بلاک‌‌ها محاسبه می‌شود و نشان می‌دهد که این چندمین بلاکی است که روی زنجیره بلاک چین قرار می‌گیرد.
• هش بلاک (Hash) که یک رشته کد 64 رقمی که شامل اعداد و حروف است و با صفر شروع می‌‌شود.
• چه زمانی طول کشیده است تا بلاک استخراج شود (Mined).
• توسط چه کسی استخراج شده است (Miner).
• اندازه بلاک چقدر است (Size).

انواع شبکه های بلاک چین

بلاکچین دسته بندی‌های مختلفی دارد که عبارتند از: بلاک چین عمومی، خصوصی، کنسرسیومی و هیبرید. در ادامه به بررسی انواع بلاک چین و ویژگی‌های آن‌ها می‌پردازیم.

 بلاکچین عمومی

در بلاکچین‌ عمومی مانند بیت کوین، همه افراد می‌توانند عضو سیستم شوند و محدودیت دسترسی وجود ندارد. هر کسی می‌تواند محتویات بلاک چین‌های عمومی مانند بلاک چین بیت کوین را مشاهده کند. همچنین، کاربران می‌توانند کامپیوترهای خود را به شبکه بلاک چین متصل کنند. با انجام این کار، هر زمان که یک بلاک جدید اضافه شود، کامپیوترها یک نسخه از بلاک چین را که به طور خودکار بروزرسانی می‌شود، دریافت می‌کنند.

 بلاکچین خصوصی

در بلاکچین‌ خصوصی مانند بلاک چین‌های شرکتی، محدودیت دسترسی به اطلاعات (مانند دستمزد کارمندان) وجود دارد و برای ثبت نام و استفاده از این سیستم، به تایید نیاز دارید.

بلاکچین کنسرسیومی

بلاکچین کنسرسیوم (Consortium Blockchain) نیمه غیر‌متمرکز است. این بلاک چین‌‌ها زمانی بسیار کاربردی هستند که چند سازمان یا شرکت، قصد شراکت و همکاری با یکدیگر را دارند. آن‌‌ها می‌توانند در این بستر یک فضای مشترک ایجاد کنند و به ‌راحتی اطلاعات را در امنیت کامل با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

بلاکچین هیبرید

بلاکچین هیبرید ترکیبی از بلاک چین‌‌های عمومی و خصوصی است. از مزایای هر دو نوع این بلاکچین‌ها بهره برده و معایب را به حداقل رسانده است. در این نسخه، اجازه‌ی عضویت با دستور مسئول کنترل کننده‌ی آن صادر می‌شود و میزان اجازه‌ی فعالیت در شبکه نیز با همین روش مشخص می‌شود. ورود به این شبکه برای عموم آزاد نیست.

هر کامپیوتر در شبکه Blockchain یک کپی از بلاک چین دارد. در مورد بیت کوین، میلیون‌ها نسخه از بلاک چین وجود دارد که بین هزاران نفر پخش شده است. گسترش اطلاعات در یک شبکه از کامپیوترها باعث می‌شود که دستکاری اطلاعات دشوارتر شود.

با این حال، با نگاهی به Blockchain بیت کوین متوجه می‌شوید که به اطلاعات کاربرانی که در حال انجام معاملات هستند، دسترسی ندارید. اطلاعات شخصی در مورد کاربران فقط به امضای دیجیتال یا نام کاربری آنها محدود می شود. 

آیا بلاکچین امن است؟

فناوری بلاک چین موضوعات مختلفی از جمله امنیت و اعتماد را پوشش می‌دهد. بلاک‌های جدید همیشه بصورت خطی ذخیره و به انتهای زنجیره Blockchain اضافه می‌شوند. این بدان معنی است که جدیدترین بلاک همیشه در انتهای زنجیره قرار دارد. بعد از اینکه یک بلاک به انتهای بلاکچین اضافه شد، برگرداندن و تغییر محتوای بلاک بسیار دشوار است. به این دلیل که هر بلاک حاوی هش مخصوص به خود و هش بلاک قبل از آن است. کدهای هش توسط یک عملکرد ریاضی (تابع هش) ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته‌ای از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر آن اطلاعات به هر طریقی ویرایش و دستکاری شود، کد هش نیز تغییر می‌کند؛ این مسئله برای امنیت شبکه مهم است.

برای مثال، فرض کنید یک هکر سعی دارد معاملات شما را از سایت دیجی کالا ویرایش کند تا مجبور شوید دوبار هزینه خرید خود را بپردازید. به محض اینکه مقدار تومان معامله شما توسط هکر تغییر کند، هش بلاک تغییر خواهد کرد. بلاک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هش قدیمی است و هکر برای پوشش تغییرات خود باید بلاک قدیمی را به روز رسانی کند. با انجام این کار، هش این بلاک تغییر خواهد کرد.

بنابراین، به منظور تغییر یک بلاک واحد، یک هکر باید هر بلاکی که پس از آن روی Blockchain ایجاد شده است را تغییر دهد. محاسبه مجدد همه این هش‌ها، انرژی محاسباتی بسیار زیاد و غیرقابل تصوری را به همراه دارد و برای هکرها صرفه اقتصادی ندارد. بنابراین، پس از افزودن یک بلاک به بلاکچین، ویرایش آن بسیار مشکل خواهد بود و حذف آن غیرممکن است.

الگوریتم اجماع در بلاکچین

برای حل مسئله اعتماد، انواع شبکه‌های بلاک چین تست‌هایی را برای کامپیوترهایی که می‌خواهند به آنها بپیوندند و بلاک‌های جدیدی به زنجیره اضافه کنند، در نظر گرفته است. این آزمایشات که الگوریتم اجماع (consensus models) نامیده می‌شود، کاربران را مجبور می‌کند قبل از شرکت در یک شبکه Blockchain و اضافه کردن بلاک، خود را ثابت کنند. یکی از متداول‌ترین این نمونه‌ها که در شبکه بیت کوین به کار می‌رود، گواه اثبات کار (proof of work) نامیده می ‌شود.

در سیستم اثبات کار، کامپیوترها باید ثابت کنند که روی حل یک مسئله پیچیده ریاضی، کار کرده‌اند. اگر کامپیوتری یکی از این مسائل را حل کند، واجد شرایط اضافه شدن یک بلاک به بلاک چین می‌شود. اما روند افزودن بلاک، آنچه جهان کریپتوکارنسی آن را ماینینگ (Minig) می‌نامد آسان نیست.

در حقیقت، با توجه به سایت خبری BlockExplorer.com، شانس حل یکی از این مسائل ریاضی در شبکه بیت کوین در فوریه 2019، حدود 1 در 5.8 تریلیون بود. برای حل این مسائل پیچیده، باید از دستگاه‌هایی استفاده شود که قدرت محاسباتی بالایی دارند. این دستگاه‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کنند و ماینرها باید هزینه‌های زیادی را پرداخت کنند.

اثبات کار، حملات هکرها را غیرممکن نمی‌کند، اما باعث می‌شود این حملات تا حدودی بی فایده باشند. اگر یک هکر بخواهد حمله به Blockchain را هماهنگ کند، او باید مسائل پیچیده ریاضی را با شانس 1 در 5.8 تریلیون درست مثل هر فرد دیگری در شبکه، حل کند. هزینه سازماندهی چنین حمله‌ای تقریباً و مطمئناً از مزایای آن فراتر خواهد رفت.