مقالات

بلاک‌چِین (Blockchain) چیست؟ از صفر تا صد

بلاک‌چین

آیا تا‌به‌حال در روزهای تعطیل و ساعات غیراداری دچار چالش انتقال پول شده‌اید؟ برای انتقال پول به حسابی خارج از کشور با مشکلات تحریم، تبدیل ارز، امنیت صرافی و طولانی بودن پروسه‌ی انتقال وجه به مشکل برخورده‌اید؟ آیا موضوع امنیت و شفافیت در تراکنش‌های مالی برای شما تبدیل به معضل شده است؟ آیا با خریدی درگیر بوده‌اید که بعداً متوجه شده باشید آن کالا قبلاً به دیگری فروخته شده و شما درگیر یک کلاهبرداری شده‌اید؟

فناوری اطلاعات در مسیر یافتن راه‌حلی برای همه‌ی این معضلات، دست به اختراع بستری زد که ویژگی‌های بی‌نظیری چون شفافیت، امنیت، برگشت‌ناپذیری و پیشگیری از تقلب، دست‌کاری یا جعل را به صفر برساند. این سیستم به نحوی فعالیت می‌کند که نیاز به نظارت هیچ ناظر بیرونی یا دولتی نداشته، در سرتاسر جهان برای همه قابل‌دسترسی باشد.

با رواج بیت‌کوین، شاید همه نام بلاک‌چین را شنیده باشید؛ اما واقعاً بلاک‌چین چیست؟

بلاک‌چین چیست؟

بلاک‌چین (زنجیره‌ای از بلوک‌ها)، یک پایگاه داده‌ی رمزگذاری‌شده یا بستر تقسیم‌شده به واحدهای کوچک‌تر است. اطلاعات روی این بستر از طریق کدهای دیجیتالی ذخیره می‌شوند. بلاک‌چین‌ها بیشتر به دلیل نقش حیاتی‌ای که در تأمین امنیت و ثبت غیرمتمرکز تراکنش‌ها به‌ویژه در سیستم ارزهای دیجیتال، ایفا می‌کنند، شناخته شده‌اند. نوآوری بلاک‌چین در تضمین تعهد و امنیتی است که در ثبت گزارش‌ها بدون نیاز به شخص یا سازمان واسط یا نظارت شبکه‌ی بانکی و دولتی ایجاد می‌کند.

هدف بلاک‌چین این است که اجازه دهد اطلاعات دیجیتال ثبت و توزیع شوند، اما قابل‌ویرایش نباشند. به‌این‌ترتیب، بلاک‌چین پایه و اساس بسترهای غیرقابل‌تغییر ثبت داده‌ها است که در آنها، سوابق تراکنش‌ها قابل تغییر، حذف یا نابودی نیستند. به همین دلیل است که از بلاک‌چین با عنوان فناوری بسترهای تقسیم شده (distributed ledger technology یا به‌اختصار DLT) نیز نام می‌برند.

تفاوت پایگاه داده‌ی معمولی با بلاک‌چین

از تفاوت‌های کلیدی بین یک پایگاه داده‌ی معمولی با بلاک‌چین، ساختار متفاوت داده‌ها روی این بستر است. در بستر بلاک‌چین واحدهای پراکنده‌ی اطلاعات در گروه‌هایی با عنوان بلوک‌ها (blocks) جمع‌آوری می‌شوند. این بلوک‌ها که شامل مجموعه‌ای از کدهای مرتبط به یکدیگر‌ند، ظرفیت‌های ذخیره‌سازی خاصی دارند. هنگامی که ظرفیت هرکدام پر می‌شود، بسته می‌شوند و به بلوک پرشده‌ی قبلی وصل شده، زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهند. بدین ترتیب زنجیره‌ی بلوک‌ها (بلاک‌چین) تشکیل می‌شود. با اتصال هر بلوک به بلوک‌های قبلی، بلوک جدیدی تشکیل می‌شود که حاوی اطلاعات جدیدی است که آن هم پس از پرشدن به زنجیره‌ی قبلی اضافه می‌شود.

بلاک‌چین در چه زمینه‌هایی مورد استفاده است؟

انواع مختلفی از اطلاعات را می‌توان در یک بستر بلاک‌چین ذخیره کرد، اما رایج‌ترین استفاده از آن تا کنون برای ثبت تراکنش‌های ارزهای دیجیتال بوده است. مثلاً در بیت‌کوین، بلاک‌چین برای نگهداری بلوک‌های غیرمتمرکز (decentralized) استفاده می‌شود تا هیچ فرد یا گروهی نتواند کنترلی بر آن داشته باشد، بلکه همه‌ی کاربران به طور جمعی کنترل آن را در دست دارند. در واقع ارزهای دیجیتال سیستم نقدی الکترونیکی جدیدی هستند که در آن، پول در قالب دوبه‌دو (peer-to-peer) بدون حضور شخص ثالث یا ناظر با تضمین اعتماد و امنیت کامل قابل تراکنش باشد. بلاک‌چین‌های غیرمتمرکز برگشت‌ناپذیرند، به این معنی که داده‌های وارد شده در آن قابل دست‌کاری و حذف نیستند. مثلاً برای بیت‌کوین، تراکنش‌ها به طور دائم ثبت می‌شوند و برای همه قابل‌مشاهده‌اند.

از بلاک‌چین می‌توان برای ثبت تغییرناپذیر هر تعداد داده در زمینه‌های گوناگون اعم از داده‌های مالی، قراردادهای قانونی و اسناد حقوقی، موجودی انبار، رأی‌گیری بدون تقلب، ثبت اطلاعات هویتی افراد و … استفاده کرد. به‌عنوان‌مثال، در یک رأی‌گیری مبتنی بر فناوری بلاک‌چین، هر شهروند یک کشور می‌تواند یک توکن (کد شناسایی دیجیتال) داشته باشد، هر نامزد انتخابات هم یک آدرس دیجیتالی مشخص روی شبکه (مانند آدرس یک کیف پول مجازی)، سپس رأی‌دهندگان کد رمز اختصاصی خود را به آدرس هر نامزدی که می‌خواهند به آن رأی دهند، ارسال می‌کنند. بدین ترتیب ماهیت شفاف و غیر قابل دست‌کاری بلاک‌‌چین هم خطای انسانی در شمارش، هم امکان دست‌کاری و تقلب در برگه‌های رأی فیزیکی را از بین می‌برد.

مثال دیگر استفاده از بلاک‌چین در ردگیری یک محصول است. مثلاً در صنایع غذایی می‌توان تمام چرخه‌ای که یک محصول غذایی از تولیدکننده تا مصرف‌کننده‌ی نهایی طی می‌کند ردیابی نموده، در صورت بروز مشکل یا تشخیص آلودگی در هر مرحله‌ای که باشد آن را متوقف و از چرخه‌ی توزیع خارج نمود.

بلاک‌چین چگونه کار می‌کند؟

در بلاک‌چین، داده‌ها در تعداد زیادی از گره‌های شبکه (network nodes) در سرتاسر جهان، پراکنده‌اند. این استراتژی نه‌تنها باعث تکثّر اطلاعات (عدم تمرکز در یک جا) می‌گردد، بلکه امنیت آن را نیز بالا می‌برد، زیرا گر کسی بخواهد اطلاعاتی را در یک گره از بلاک‌چین تغییر دهد، گره‌های دیگر تغییر نخواهند کرد. مثلاً اگر یکی از کاربران بخواهد سوابق تراکنش‌های یک بیت‌کوین را دست‌کاری کند، همه گره‌های دیگر، اطلاعات را به یکدیگر ارجاع می‌دهند و به‌راحتی آن گره با اطلاعات دست‌کاری شده به‌عنوان گره نادرست شناسایی می‌شود. برای این کار از سیستمی به نام “الگوریتم گواهی صحت کار” (proof of work) استفاده می‌شود.

این سیستم به ایجاد نظم دقیق و شفاف از رویدادها کمک می‌کند و هیچ گره منفردی در شبکه نمی‌تواند اطلاعات ذخیره شده را در نقاط دیگر شبکه تغییر دهد. این سیستم فروش دوباره (Double Spending) ارز را نیز غیرممکن می‌کند، یعنی وقتی ارز دیجیتال یکبار به شخص دیگر فروخته شود، اطلاعات رمزنگاری شده در بلوک‌ها کاملاً تغییر کرده، از دسترس مالک قبلی به‌طور کامل خارج می‌شود و امکان کلاهبرداری، جعل و فروش چندباره‌ی آن به صفر می‌رسد.

ویژگی‌های بلاک‌چین

برگشت‌ناپذیری (irreversibility)

یک پایگاه داده‌ی معمولی اغلب داده‌ها را در جداول ساختار می‌دهد، درحالی‌که بلاک‌چین، همان‌طور که از نامش پیداست (زنجیره‌ای از بلوک‌ها)، داده‌ها را به شکل قطعات (بلوک‌هایی) که با قرارگرفتن در کنار هم معنا پیدا می‌کنند، ذخیره می‌کند. این ساختار داده، وقتی کامل شد، خط سیری برگشت‌ناپذیر ایجاد می‌کند، زیرا هنگامی که یک بلوک پر شد، در جای خود تثبیت و تبدیل به بخشی از این زنجیره‌ی برگشت‌ناپذیر می‌شود. هر بلوک در لحظه‌ای که به زنجیره اضافه می‌شود، یک مُهر زمانی (timestamp) اختصاصی دریافت می‌کند که یک کد دیجیتالی حاوی اطلاعات زمانی دقیق از زمان تثبیت آن بلوک است. بدین ترتیب بلوک‌ها به ترتیب زمانی (chronological order) کنار هم قرار می‌گیرند.

عدم تمرکز (Decentralization)

همان‌طور که گفتیم، اطلاعات روی بستر بلاک‌چین روی یک یا چند سرور در مکانی مشخص، ذخیره نیستند، بلکه روی گره‌ها (NODES) یا به‌عبارت‌دیگر میادین مشارکت‌کننده‌ی بسیار پراکنده‌ای در سرتاسر جهان به‌صورت رمزنگاری شده ثبت می‌شوند. به همین دلیل توسط هیچ نهادی قابل‌کنترل، حذف یا نظارت بیرونی نیستند. این نود‌ها می‌توانند حافظه‌ی رایانه‌های شخصی یا فضاهای اجاره‌ای متعددی در هر مکانی باشند که از طریق اینترنت به یکدیگر متصل‌اند.

شفافیت (Transparency)

به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بلاک‌چین، همه‌ی تراکنش‌ها را می‌توان با داشتن یک گره شخصی (personal node) یا با استفاده از کاوشگرهای زنجیره‌ی بلوکی (blockchain explorers) که به هر کسی اجازه می‌دهد تراکنش‌ها را به‌صورت زنده ببیند، به‌صورت شفاف پیگیری کرد. هر گره دارای کپی مخصوص به خود از زنجیره است که با تثبیت و اضافه‌شدن بلوک‌های جدید، به‌روز می‌شود. این بدان معناست که اگر بخواهید، می‌توانید بیت‌کوین را هر کجا که می‌رود ردیابی کنید.

امنیت (security)

این سؤال همیشه دغدغه‌ی همه‌ی افرادی است که به نحوی با بلاک‌چین سروکار دارند: “آیا بلاک‌چین امن است؟”

فناوری بلاک‌چین به چندین روش، امنیت از نوع غیرمتمرکز را تأمین می‌کند. بلوک‌های جدید همیشه به‌صورت خطی (linearly) و با ترتیب زمانی (chronologically) ذخیره می‌شوند، به این معنی که بلوک‌های جدید همیشه به “انتهای” زنجیره اضافه می‌شوند. پس از تثبیت یک بلوک در انتهای زنجیره، بازگشت به عقب و تغییر محتوای بلوک بسیار دشوار است، مگر اینکه اکثریت شبکه برای انجام این کار به اجماع رسیده باشند. این به این دلیل است که هر بلوک حاوی هش (hash) خاص خود به همراه هش بلوک قبل از خود، همچنین مهر زمانی (timestamp) مخصوص به خود است. کدهای هش توسط یک تابع ریاضی ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال اولیه را به رشته‌ای از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. حال اگر آن اطلاعات اولیه به هر نحوی ویرایش شوند، کد هش خروجی نیز تغییر می‌کند. در واقع می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان گفت هک چنین سیستمی هر آورده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای که داشته باشد، از صرفه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی اقتصادی برخوردار نیست.

سخن پایانی

شاید این سؤال ذهن هر سرمایه‌گذاری در ارزهای دیجیتال را درگیر کند: “احتمال هک بلاک‌چین چقدر است؟”
پاسخ این سؤال به بزرگی و تعداد کاربران یک بلاک‌چین باز می‌گردد، هرچه اندازه‌ی آن بزرگ‌تر باشد، دسترسی به همه‌ی نودها به‌طور هم‌زمان تقریباً غیرممکن است. اگر یک هکر بخواهد اقدام به دست‌کاری و ویرایش بلاک‌چین کرده، ارزهای دیجیتال دیگران را بدزدد، اگر نسخه‌ی تکی خود را تغییر دهد دیگر با کپی دیگران همخوانی نخواهد داشت و در ارجاع کپی‌ها به هم (cross references)، این نسخه‌ی تغییریافته به‌عنوان نسخه‌ای نادرست برجسته، شناسایی و حذف خواهد شد.

موفقیت در چنین هکی مستلزم آن است که هکر به طور هم‌زمان 51 درصد یا بیشتر از نسخه‌های موجود بلاک‌چین را تحت کنترل درآورده، تغییر دهد تا کپی جدید آنها به نسخه‌ی اکثریت (majority copy) و در نتیجه به زنجیره‌ی مورد توافق اکثریت تبدیل شود. اما چنین حمله‌ای به میزان عظیمی پول و منابع نیاز دارد، زیرا هکرها باید همه‌ی بلوک‌های زنجیره را دوباره ویرایش کنند تا مهرهای زمانی و کدهای هش جدیدی برای همه‌ی بلوک‌ها تعریف شده، از دسترس مالکین قبلی خارج شود.

باتوجه‌به اندازه بسیاری از شبکه‌های ارزهای دیجیتال و سرعت رشد آنها، هزینه‌ی انجام چنین شاهکاری به‌طور غیرقابل‌تصوری بالا خواهد بود که نه‌تنها بسیار پرهزینه است، بلکه احتمالاً بی‌نتیجه هم خواهد بود. در ضمن چنین عملیات بزرگی موجب جلب‌توجه همه‌ی اعضای شبکه خواهد شد، زیرا همه شاهد چنین تغییرات شدیدی در بلاک‌چین بوده، به سراغ نسخه‌ای جدیدتر (hard fork) از زنجیره می‌روند که تحت‌تأثیر عملیات هک قرار نگرفته است. این امر باعث می‌شود که ارزش نسخه‌ی مورد حمله کاهش یابد و در نهایت حمله بی‌معنی شود، زیرا اکنون هکر مالک یک دارایی بی‌ارزش است که خریداری ندارد. اگر هکر باز هم به نسخه‌های جدید زنجیره حمله کند، همین اتفاق تکرار می‌شود. حال می‌دانیم به چه دلیل ساختار تولید ارزهای دیجیتال بر مبنای تکنولوژی بلاک‌چین ساخته شده است: مشارکت در شبکه به‌مراتب انگیزه‌ی اقتصادی بیشتری از حمله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی به آن ایجاد می‌کند.

برای دسترسی به سایر مقالات و محتواهای آموزشی وارد شوید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فهرست مطالب