فناوری بلاک چین چیست؟ جامع‌ترین مقاله درباره تکنولوژی BlockChain


بلاک چین فناوری قدرت‌بخش اغلب رمز ارزها نظیر بیت کوین است. در این مطلب جامع، به بررسی کامل و 0 تا 100 تکنولوژی بلاکچین (Blockchain) می‌پردازیم.

انقلابی خطاب کردن بلاک چین به هیچ وجه اغراق نیست. اگرچه اولین نسل آن در دهه 1990 توسعه یافت، اما تا سال 2009 و زمان تولد اولین رمز ارز دنیا، بیت کوین، محبوبیتی نداشت. در ابتدا کاربرد Blockchain محدود به سیستم‌های مالی، مخصوصا نسل نوین ارزهای دیجیتال (کریپتوکارنسی)، تصور می‌شد، اما روز به روز ابعاد بیشتری از پتانسیل و ظرفیت واقعی این فناوری نمایان می‌شود. شرکت‌های زیادی با دریافت بودجه‌های هنگفت، مشغول تحقیق روی تکنولوژی نام برده با هدف مشخص کردن کاربرد آن در تمامی صنایع هستند.

اما بلاک چین چیست و چطور یک پول دیجیتالی مبتنی بر آن مثل بمب صدا کرد؟ بیت کوین به‌طور پیوسته طرفداران بیشتری به سمت خود جلب کرده و محبوبیت و مقبولیت آن رو به افزایش است. از طرفی می‌دانیم Bitcoin و Blockchain به یکدیگر گره خورده و با شنیدن نام یکی از آن‌ها، به یاد دیگری خواهید افتاد.

در این مطلب قصد داریم 0 تا 100 تکنولوژی قدرت‌بخش بیت کوین، اتریوم و اغلب رمز ارزهای برتر صنعت کریپتوکارنسی را مورد بررسی قرار بدهیم. این مطلب جامع به سه قسمت اصلی تقسیم شده است. برای دسترسی به سه فصل اصلی می‌توانید از فهرست زیر استفاده کنید.

فصل اول – بلاک چین 101

پیش از بررسی چگونگی عملکرد و کاربردهای Blockchain، باید با مفاهیم اولیه آن آشنا شویم. بلاک چین چرا به این صورت نام‌گذاری شده و وجود چه خواص و ویژگی‌هایی آن را تبدیل به گزینه‌ای اید‌ه‌آل برای شبکه رمز ارزها کرده است؟

بلاک چین چیست؟

این یک نوع خاص از پایگاه داده (دیتابیس) است. به خاطر داشتن ساختاری متفاوتی، برخی از آن به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده (Distributed Ledger Technology) نیز یاد می‌کنند. یک بلاک چین دارای خصوصیات منحصربه‌فرد معینی است. قوانینی درباره چگونگی اضافه کردن دیتا وجود داشته و بعد از ذخیره‌سازی داده، حذف یا تغییر دادن آن تقریبا غیر ممکن است.

با گذر زمان، داده در ساختارهایی به نام بلاک اضافه می‌شود. هر بلوک حاوی اطلاعاتی به منظور متصل شدن به بلوک قبلی است. با نگاه کردن به جدیدترین مورد، می‌توان ساخته شدنش بعد از بلوک آخر را بررسی کرد. با در نظر گرفتن همین ساختار، پایگاه داده خاص مورد بحث، بلاک چین (زنجیره بلوک، BlockChain) نام‌گذاری شده است. اگر از انتهای زنجیر به سمت ابتدای آن حرکت کنیم، به نخستین گزینه به نام جنسیس بلاک خواهیم رسید.

برای درک بهتر، مثال زیر را در نظر بگیرید. صفحه‌ای حاوی دیتا متشکل از دو ستون را تصور کنید. در اولین سلول از اولین صف، داده‌ای دلخواه قرار می‌دهید. محتویات سلول نخست تبدیل به یک شناسه دو حرفی شده و سپس به عنوان بخشی از ورودی بعدی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در این مثال، شناسه دو حرفی KP می‌بایست در زمان پر کردن سلول اول از صف دوم استفاده شود (defKP). در نتیجه اگر دیتای نخستین ورودی (abcAA) را تغییر بدهید، ترکیبی متفاوت از حروف در سایر سلول‌ها حاصل خواهد شد.

بلاک چین به زبان ساده
یک پایگاه داده که در آن هر ورودی به ورودی قبلی متصل است.

حال به صف شماره 4 نگاه کنید. آخرین شناسه TH است. آیا ویژگی عدم امکان بازگشت و حذف ورودی‌ها در بلاک چین بعد از ثبت را به خاطر دارید؟ اگرچه به ظاهر می‌توان این کار را انجام داد، اما این تغییر به شکل دومینو در سرتاسر پایگاه داده پخش شده و همه چیز زیر و رو خواهد شد.

تصور کنید دیتای نخستین سلول را تغییر داده‌اید. با توجه به محتویات متفاوت، یک شناسه دو حرفی متفاوت نیز ایجاد خواهد شد. از آنجایی که داده بلاک دوم حاوی این شناسه است، پس محتویات آن نیز به طبع تغییر می‌کند. این موضوع، به‌دست آمدن یک شناسه دو حرفی متفاوت در دومین صف را در پی دارد. وضعیت همینطور تا انتها ادامه پیدا می‌کند. این موضوع نشان می‌دهد شناسه دو حرفی TH در بلاک شماره 4، محصولی از تمام اطلاعات قبلی است.

بلاک‌ها چطور به هم متصل می‌شوند؟

آن چه در بالا توضیح دادیم، تشبیه و مثالی ساده درباره چگونگی استفاده از توابع هش توسط بلاک چین بود. در عمل آنچه بلاک‌ها را در یک بلاک چین به یکدیگر متصل نگه می‌دارد، هشینگ (Hashing) است. این فرآیند شامل دریافت داده بدون توجه به اندازه آن و وارد کردنش در یک تابع ریاضی به منظور تولید خروجی است. خروجی حاصل یک هش (Hash) نام داشته و اندازه‌اش همیشه ثابت است.

بیشتر بخوانید: هش – Hash در بلاک چین و ارزهای دیجیتال چیست؟

هش‌های مورد استفاده در بلاک چین جالب هستند؛ امکان یافتن دو قطعه داده متفاوت که هش یکسانی برایشان ایجاد شود، شدیدا پایین است. همانند مثال بالا بر اساس شناسه دو حرفی، کوچکترین تغییر در دیتا، سبب ایجاد یک خروجی کاملا متفاوت خواهد شد.

به‌عنوان یک مثال عملی، تابع SHA256 را در نظر بگیرید که کاربرد زیادی در شبکه بیت کوین دارد. سه عبارت دو کلمه‌ای را به این تابع داده و هش ایجاد کرده‌ایم. همانطور که در تصویر زیر مشخص است، حتی تغییر دادن بزرگی – کوچکی یکی از حروف عبارت، سبب تغییر کامل خروجی می‌شود.

هشینگ

در دنیای بلاک چین، این موضوع که احتمال یکسان شدن خروجی دو ورودی متفاوت بسیار پایین است، ارزش زیادی دارد. به این ترتیب هر بلوک می‌تواند با استفاده از هش بلوک قبلی به آن اشاره کرده و اتصالش با زنجیره را برقرار کند. هر تلاش برای ویرایش بلاک‌های قبلی خیلی سریع خود را نشان می‌دهد.

اتصال بلاک‌ها داخل بلاک چین
هر بلاک دارای اثر انگشت بلاک قبلی است.

بلاک چین و عدم تمرکز

تا اینجا، ساختار ابتدایی بلاک چین را تشریح کردیم. وقتی کاربران درباره این فناوری صحبت می‌کنند، منظورشان اغلب خود پایگاه داده نیست و به اکوسیستم‌های ایجاد شده حول محور بلاک چین اشاره دارند.

بلاکچین‌ها ساختارهای داده مستقل به شمار رفته و حقیقتا فقط در اپلیکیشن‌های تخصصی مفید هستند. قضیه وقتی جالب‌تر می‌شود که از فناوری نام برده، به‌عنوان ابزاری برای هماهنگ‌سازی امور بین افراد ناآشنا و غریبه استفاده می‌کنیم! در ترکیب با سایر تکنولوژی‌ها و همچنین تئوری بازی، یک بلاک چین می‌تواند به عنوان یک دفتر کل توزیع شده که تحت کنترل هیچ فرد خاصی قرار ندارد، ایفای نقش کند. به عبارتی دیگر، یک موجودیت واحد و منحصربه‌فرد با قدرت ویرایش ورودی‌ها خارج از قوانین سیستم وجود ندارد.

از یک دیدگاه دیگر، دفتر کل (دیتابیس) به طور همزمان تحت اختیار همه کاربران است. اعضای سیستم، در هر زمان درباره شکل پایگاه داده با یکدیگر به توافق می‌رسند. در شبکه‌های توزیع شده و فاقد یک اداره‌کننده و کنترل‌کننده مرکزی، رسیدن به اجماع و توافق از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

مسئله فرماندهان بیزانسی

در سیستمی شبیه آنچه در بالا بررسی کردیم، یکی از چالش‌های واقعی مسئله فرماندهان بیزانسی است. این مسئله در دهه 1980 مطرح شد که مربوط به یک وضعیت دشوار رو به روی فرماندهان یک ارتش است. در اینجا، اعضایی ایزوله و جدا از هم می‌بایست برای هماهنگی امور به منظور کسب موفقیت در جنگ، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

در مسئله فرماندهان بیزانسی، با تعدادی ژنرال ارتش رو به رو هستیم که شهر دشمن را احاطه کرده‌ و اکنون در موقعیت تصمیم‌گیری درباره زمان حمله همه جانبه قرار دارند. ژنرال‌ها تنها از طریق پیک می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

هر یک می‌بایست درباره حمله یا عقب‌نشینی تصمیم بگیرد. انتخاب از بین این دو عمل تا زمانی که هر چهار فرمانده تصمیم یکسانی اتخاذ کنند، اهمیتی ندارد. به عبارتی، اگر همه آن‌ها اقدام به حمله کرده یا عقب‌نشینی کنند، هیچ مشکلی بروز نخواهد کرد. اما اگر قرار بر یورش به شهر باشد، تنها در صورت انجام این کار به‌صورت همزمان توسط هر چهار ژنرال موفقیت حاصل می‌شود، در غیر این صورت شکست حتمی است. اما چطور می‌توان از پیشروی درست برنامه حمله اطمینان پیدا کرد؟

البته آن‌ها می‌توانند از طریق پیک با یکدیگر ارتباط داشته باشند، اما مشکل زمانی بروز می‌کند که پیام‌رسان، مطلبی متفاوت از آنچه دستور گرفته است به یک ژنرال دیگر منتقل کند! ژنرال شماره 1 پیام «ابتدای صبح روز بعد حمله می‌کنیم» را به پیک داده تا به سه نفر دیگر منتقل کند، اما آن چیزی که به دست آن‌ها می‌رسد، «همین امشب حمله می‌کنیم» است.

در مسئله فرماندهان بیزانسی، مشکل همیشه فاسد بودن پیام‌رسان نیست. ممکن است دشمن در وسط راه پیک را دستگیر و فرد دیگری را به جای او برای انتقال پیام مورد نظرش ارسال کند. سناریوی دیگر، فاسد بودن یکی از ژنرال‌ها است، به‌طوری که از قصد سایر فرماندهان را به سمت شکست هدایت کند.

مسئله فرماندهان بیزانسی
در سمت چپ، به خاطر حمله همزمان همه فرماندهان پیروزی حاصل شده است. در سمت راست، عقب‌نشینی دو دسته حین حمله دو گروه دیگر سبب شکست کل ارتش شده است.

ما به یک استراتژی نیاز داریم که در آن توافق حاصل شود، حتی اگر شرکت‌کنندگان فاسد شده یا پیام‌های ارتباطی بین اعضا دست‌کاری شوند. عدم توانایی برای نگهداری از یک پایگاه داده، در برخی مواقع یک موقعیت مرگ و زندگی شبیه زمان حمله یک ارتش به دشمن ایجاد می‌کند. از آنجایی که این روزها اصلی‌ترین کاربرد بلاک چین ایجاد سیستم‌های مالی و پولی است، می‌توانید به دلیل این اهمیت بالا پی ببرید.

در یک سیستم توزیع شده، یک موجودیت مرکزی برای نظارت بر پایگاه داده یا همان بلاک چین وجود ندارد تا بلکه اطلاعات صحیح در اختیار اعضا قرار بدهد. پس اعضا، که در اینجا هر کدام یک اداره‌کننده مستقل به شمار می‌رود، باید قادر به حفظ ارتباط میان یکدیگر باشند.

برای غلبه بر مشکل احتمال شکست یک یا چند کاربر، مکانیزم‌های بلاک چین باید به خوبی مهندسی شوند. سیستمی که مشکل مطرح شده در بالا درونش برطرف شده، دارای تحمل خطای بیزانس است. همانطور که در بخش‌های بعد مشاهده خواهیم کرد، الگوریتم‌های اجماع به این منظور و برای اجرای قوانین قوی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دلیل نیاز بلاک چین‌ها به عدم تمرکز چیست؟

سرعت این نوع پایگاه داده در مقایسه با سایر ساختارها پایین‌تر است، پس استفاده از آن به شکلی عادی، چندان توجیه‌پذیر نیست. پتانسیل واقعی بلاک چین در زمان استفاده داخل محیط‌های غیر متمرکز بروز می‌کند؛ در اینجا همه کاربران برابر هستند. به این ترتیب، امکان حذف دیتابیس یا کنترل آن به‌دست فردی خاص با اهداف شوم از بین می‌رود. بلاک چین منبع حقایق است و همه می‌توانند آن را مشاهده کنند.

شبکه نظیر به نظیر چیست؟

یک شبکه نظیر به نظیر (P2P) یا همتا به همتا، لایه کاربران ما (همان ژنرال‌ها در مثال قبلی) است. هیچ مدیری وجود نداشته و خبری از یک سرور مرکزی نیست. در شبکه‌های متمرکز، اعضا به واسطه سرور با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و پیام از طریق آن به مقصد می‌رسد، اما در شبکه P2P، کاربران به‌طور مستقیم و نظیر به نظیر با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

برای درک بهتر، تصویر زیر را در نظر بگیرید. در سمت چپ، کاربر A باید پیامش را از طریق سرور به دست کاربر F برساند. در سمت راست، وی قادر است مستقیما پیام را به مقصد ارسال کند. نکته مهم در اینجا، حذف واسطه است.

غیر متمرکز - متمرکز
سمت چپ نمایی از یک شبکه متمرکز و سمت راست نمایی از یک شبکه غیر متمرکز است.

در حالت عادی، سرور مرکزی تمام اطلاعات مورد نیاز کاربران را در خود نگهداری می‌کند. به طور مثال، وقتی به وبلاگ بیت 24 مراجعه می‌کنید، در عمل درخواست دریافت مقالات را به سرور آن ارسال کرده‌اید. اگر سرور آفلاین شود، قادر به مطالعه مطالب نخواهید بود، مگر این که پیشتر همه آن‌ها را روی سیستم خود دانلود کرده باشید. به این ترتیب می‌توانید بدون نیاز به ارسال درخواست برای سرور (که اکنون از دسترس خارج شده است)، به حافظه کامپیوتر خود مراجعه و مطالب را مطالعه کنید.

در یک شبکه مبتنی بر بلاک چین، این کاری است که تمامی اعضا انجام می‌دهند. هر یک از آن‌ها (فقط فول نودها) نسخه‌ای از کل پایگاه داده را ذخیره دارد. اگر یک عضو شبکه را ترک کند، مشکلی برای دسترسی سایر کاربران به بلاک چین و همچنین تبادل اطلاعات با یکدیگر بروز نخواهد کرد. وقتی یک بلاک جدید به زنجیره اضافه شد، کامپیوتری که این کار را انجام داده است وضعیت را به اطلاع بقیه کاربران می‌رساند؛ داده از طریق شبکه منتشر می‌شود تا اعضا بتوانند دیتابیس خود را بر اساس تغییر اخیر آپدیت کنند.

منظور از نود یا گره بلاک چین چیست؟

ماشین‌های متصل به یکدیگر داخل یک شبکه بلاک چینی را نود یا گره خطاب می‌کنیم. آن‌ها نسخه‌ای از پایگاه داده را در خود نگه داشته و اطلاعات را با هم به اشتراک می‌گذارند. البته اعضا مجبور به مدیریت دستی این امور نیستند. یک گره کافی است نرم افزار بلاک چین مورد نظرش را دانلود و نصب کند. سپس اغلب امور به طور خودکار مدیریت خواهند شد.

البته موجودیت‌های دیگری نیز می‌توانند گره خطاب شوند. به عبارتی، تنها کامپیوترهای نگهدارنده نسخه‌ای از دیتابیس، نود نیستند. در عمل، هر موجودیتی که بتواند با شبکه تعامل برقرار کند، یک نود به شمار می‌رود. به‌عنوان نمونه، یک اپلیکیشن والت موبایل که روی گوشی یک کاربر نصب شده است، یک گره محسوب می‌شود. البته نودها انواع مختلفی دارند. اپلیکیشن والت یک گره سبک و کامپیوتر دارای کل بلاک چین یک گره کامل است.

بلاک چین عمومی در برابر خصوصی

بیت کوین بنیان صنعت Blockchain را بنا نهاد و سبب تبدیل آن به یک فناوری انقلابی و بسیار محبوب شد. از زمانی که بیت کوین اثبات خود به‌عنوان یک دارایی مالی قانونی را آغاز کرده است، افرادی در پی بررسی امکان استفاده از فناوری زیربنایی آن در سایر صنایع و زمینه‌ها بوده‌اند. نتیجه، مطرح شدن بی‌شمار کاربرد برای بلاک چین خارج از دنیای اقتصاد بوده است.

بیت کوین را یک بلاک چین عمومی خطاب می‌کنیم، چرا که همه قادر به مشاهده تراکنش‌های انجام شده داخل شبکه هستند. همچنین برای عضویت در سیستم کافی است به اینترنت دسترسی داشته و یک نرم افزار کامپیوتری را دانلود و نصب کنید. با توجه به نبود الزامات دیگر برای عضویت در شبکه، بیت کوین را می‌توان از دیدگاهی دیگر یک محیط بدون نیاز به کسب اجازه (Permissionless) بیان کرد.

در مقابل با بلاکچین‌های خصوصی مواجه هستیم. در اینجا قوانینی درباره افراد دارای توانایی مشاهده و تعامل با سیستم وضع شده است. اگرچه در نگاه اول این نوع بلاک چین زائد به نظر می‌رسد، اما کاربردهای خاص خود را دارد. سازمان‌های خصوصی که به فواید پایگاه داده از نوع Blockchain برای سیستم‌های خود پی برده‌اند، اغلب از آن استفاده می‌کنند.

تراکنش‌ها چطور انجام می‌شوند؟

اگر آلیس بخواهد از طریق انتقال بانکی وجهی برای باب ارسال کند، موضوع را به اطلاع بانک می‌رساند. برای سادگی مثال، تصور می‌کنیم هر دو کاربر در یک بانک حساب دارند. برای انجام تراکنش و قبل از آپدیت کردن پایگاه داده (کسر 50 دلار از ارسال‌کننده و واریز 50 دلار به دریافت‌کننده)، موجودی آلیس بررسی شده و از وجود مبلغ کافی در حساب وی اطمینان حاصل می‌شود.

فرآیند در یک شبکه بلاکچینی چندان متفاوت نیست. در هر صورت، Blockchain نیز با وجود داشتن ساختاری متفاوت، یک پایگاه داده به شمار می‌رود. تنها اصل در اینجا، نبود یک موجودیت اداره‌کننده مرکزی به منظور بررسی و سپس آپدیت کردن موجودی‌ها است. پس تمامی نودها باید این کار را انجام بدهند.

آلیس به منظور ارسال 5 بیت کوین برای باب، یک پیام در شبکه برادکسب می‌کند. داده سریع و به‌طور مستقیم به بلاک چین اضافه نشده و بعد از دیده شدن پیام توسط گره‌ها، یک سری اعمال باید به منظور تایید شدن تراکنش انجام شوند. وقتی تراکنش به دیتابیس اضافه شد، همه گره‌ها می‌توانند انجام آن را مشاهده و پایگاه داده خود را طبق تغییر اخیر آپدیت کنند. آلیس دیگر نمی‌تواند همان 5 بیت کوین را به کاربری دیگر نیز ارسال کند (دابل اسپندینگ)، چرا که شبکه از خرج شدن آن‌ها طی یک معامله قبلی باخبر است.

در اینجا خبری از نام کاربری و رمز عبور نبوده و سر و کار ما با کلید عمومی و خصوصی است؛ رمزنگاری کلید عمومی فرآیندی است که تعلق داشتن سکه‌های دیجیتال به کاربران را مشخص می‌کند. باب به منظور دریافت 5 بیت کوین از آلیس، ابتدا باید یک کلید خصوصی ایجاد کند. این یک عدد تصادفی طولانی و کاملا غیر قابل حدس است. قرار دادن کلید خصوصی در اختیار بقیه در یک شبکه مالی مبتنی بر بلاک چین مساوی دادن حق برداشت از حساب بانکی خود به آن‌ها است! به همین دلیل باید این کلید را دور از بقیه نگه داشت.

بیشتر بخوانید: آدرس و کلید در بیت کوین ؛ قسمت 10 آموزش صفر تا صد Bitcoin

با در نظر گرفتن این موضوع، باب چطور می‌تواند از آلیس 5 بیت کوین دریافت کند؟ راه حل، ایجاد یک کلید عمومی از کلید خصوصی است. در صورت گم شدن پابلیک کی (Public Key)، می‌توان از روی پرایویت کی (Private Key) آن را مجددا ایجاد کرد، اما بالعکس این کار امکان‌پذیر نیست. به عبارتی بقیه از روی کلید عمومی شما نمی‌توانند به کلید خصوصی برسند، پس با خیالی راحت آن را برای دریافت وجه در اختیار دیگران قرار بدهید. در بیشتر مواقع، عملیاتی دیگر نظیر هشینگ روی کلید عمومی انجام شده و یک آدرس عمومی ایجاد خواهد شد. حال این آدرس را برای دریافت وجه به بقیه اعلام می‌کنیم.

کلید عمومی و خصوصی

باب آدرس یا کلید عمومی را به آلیس ارائه می‌کند. اکنون آلیس می‌داند وجه باید به کجا ارسال شود. او یک تراکنش ایجاد کرده و درونش آدرس را به‌همراه مبلغ ذکر می‌کند. او به منظور اثبات به شبکه درباره خرج کردن سکه‌های متعلق به خود (و نه دیگران)، با استفاده از کلید خصوصی خود یک امضای دیجیتال می‌سازد. هر فرد با دریافت پیام امضا شده آلیس و مقایسه آن با پابلیک کی، می‌تواند درباره توانایی یا عدم توانایی وی به منظور ارسال تعدادی سکه برای باب اظهار نظر کند.

چه کسی بلاک چین را اختراع کرد؟

در سال 2009 و همزمان با راه‌اندازی بیت کوین، فناوری بلاک چین رسمیت پیدا کرد. با این حال، خالق مرموز این ارز دیجیتال یعنی ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto)، از یک ایده قبلی برای پیاده‌سازی بلاک چین الهام گرفته بود. به عبارتی Blockchain حتی در زمان ظهور Bitcoin نیز فناوری جدیدی نبود، هر چند نسلی تازه از آن توسعه یافت و مورد استفاده قرار گرفت. ساتوشی ناکاموتو از طرح‌ها و فناوری‌های قبلی برای خلق بیت کوین بهره برد.

بلاکچین‌ها به شدت متکی بر توابع هش و رمزنگاری هستند، اعمالی که از چند دهه قبل از تولد نخستین رمز ارز دنیا کاربرد دارند. اولین نسل بلاک چین ابتدای دهه 1990 میلادی توسعه پیدا کرد. کاربرد اولیه آن، زدن برچسب زمانی به اسناد به منظور جلوگیری از دست‌کاری آن‌ها بود.

مزایا و معایب فناوری بلاکچین

بلاکچین‌هایی که به خوبی مهندسی شده‌اند، یک مشکل آزاردهنده برای سهامداران در صنایع مختلف را برطرف کرده‌اند. این صنایع از مالی تا کشاورزی را شامل می‌شوند. یک شبکه توزیع شده دارای مزایایی نسبت به مدل سنتی کلاینت – سرور است، هر چند معایبی نیز در مقایسه با آن دارد.

مزایا

یکی از مهمترین مزیت‌های بیت کوین که در وایت پیپر آن تاکید شده، انجام پرداخت‌های مالی بدون نیاز به واسطه‌ها است. در بلاکچین‌های خلق شده بعد از بیت کوین، این ایده گسترش پیدا کرد و امکان ارسال بدون واسطه انواع اطلاعات بین کاربران فراهم شد. به لطف کنار رفتن واسطه‌ها، ریسک‌های مربوط به کاربران طرف معامله کاهش یافته و هزینه‌ها نیز کمتر می‌شوند؛ دست واسطه‌ها قطع شده و دیگر کارمزدی پرداخت نخواهید کرد.

همانطور که در بخش‌های قبلی به آن اشاره کردیم، یک بلاک چین عمومی محیطی بدون نیاز به کسب اجازه است. به همین دلیل مانعی برای ورود به شبکه وجود ندارد. توانایی اتصال به اینترنت به معنی فراهم بودن امکان برقراری ارتباط با سایر کاربران یک شبکه بلاکچینی است.

به عقیده برخی، مهمترین ویژگی سیستم‌های مبتنی بر فناوری Blockchain مقاومت بسیار بالا در برابر سانسور است. برای فلج کردن یک سرویس متمرکز، کافی است سرور مرکزی را هدف حمله قرار بدهیم. اما در یک ساختار نظیر به نظیر، هر گره نقش یک سرور مستقل را ایفا می‌کند. پس با مجموعه‌ای از نودها مواجه هستیم. به همین دلیل برای در اختیار گرفتن کنترل شبکه یک رمز ارز نظیر بیت کوین، باید حمله 51 درصد را ترتیب داد.

سیستمی توزیع شده مثل بیت کوین، دارای بالای 10 هزار نود قابل مشاهده در سراسر دنیا است. به همین دلیل هک کردن آن تقریبا غیر ممکن است؛ هیچ هکری منابع کافی برای حمله به این شبکه را ندارد! نباید فراموش کرد در اینجا تعداد زیادی گره مخفی نیز وجود دارند.

معایب

بهینه شدن بلاکچین‌ها برای برخی کاربردها و اهداف، سبب شده یک سری ویژگی‌های دیگر را از دست بدهند. واضح‌ترین محدودیت بر سر راه گسترش این فناوری، مقیاس‌پذیری ضعیف است.

بیشتر بخوانید: مقیاس پذیری بلاک چین و ارزهای دیجیتال – Scalability چیست؟

این موضوع درباره هر شبکه توزیع شده دیگری نیز صدق می‌کند. از آنجایی که برای جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر دابل اسپندینگ، همه اعضا باید با یکدیگر همگام باشند، امکان افزودن سریع اطلاعات جدید میسر نیست. به عبارت دیگر، زمان‌بر بودن فرآیند همگام‌سازی اطلاعات و به‌روزرسانی پایگاه داده بر اساس آخرین تغییرات، امکان پا به پا شدن گره‌ها با فرآیند اضافه شدن داده جدید را سلب کرده است.

توسعه‌دهندگان به عمد سرعت آپدیت شدن بلاک چین‌ها را محدود می‌کنند. هدف، اطمینان از غیر متمرکز ماندن سیستم است.

نتیجه برای کاربران شبکه، انتظارهای طولانی مدت تا زمان تایید شدن تراکنش است. در صورت افزایش ترافیک در شبکه و ایجاد تعداد زیادی تراکنش توسط کاربران، زمان انتظار افزایش پیدا می‌کند. هر بلاک مقدار مشخصی داده را در خود جای داده و سریع به زنجیره اضافه نمی‌شود. وقتی ظرفیت یک بلوک به پایان رسید، سایر تراکنش‌های در انتظار بررسی باید تا پردازش بلوک کنونی و سپس قرارگیری در مورد بعدی صبر کنند.

عدم امکان ارتقای راحت، یکی دیگر از مشکلات یک شبکه‌ی مبتنی بر بلاک چین است. اگر نرم افزار خود را ساخته باشید، به راحتی قادر به افزودن قابلیت‌های جدید خواهید بود،‌ اما حین ارتباط با بی‌شمار کاربر دیگر، وضعیت متفاوت است، چرا که برای انجام اصلاحات باید از آن‌ها اجازه بخواهید.

در محیطی با میلیون‌ها کاربر، ایجاد تغییر کار واقعا دشواری است. اگرچه می‌توانید برخی از پارامترها را برای نود خود تغییر بدهید، اما در صورت ناسازگار شدن با سایر گره‌ها، از شبکه جدا خواهید شد. سایر نودهای سیستم متوجه عدم تطابق شما با قوانین شده و از تعامل و برقراری ارتباط خودداری می‌کنند.

تصور کنید درخواست شما، تغییر قانون مربوط به اندازه بلاک‌ها است و می‌خواهید بزرگی آن‌ها را از 1 مگابایت به 2 مگابایت تغییر بدهید. می‌توانید در کامپیوتر خود چنین بلاک‌هایی ایجاد و برای سایر ماشین‌ها ارسال کنید، اما قانون «عدم پذیرش بلوک‌های با حجم بالای 1 مگابایت» سبب رد کردن پیام شما توسط این گره‌ها خواهد شد. این دستگاه‌ها هر بلاکی با اندازه بزرگتر از 1 مگابایت را در صورت دریافت، به پایگاه داده خود اضافه نکرده و آن را رد می‌کنند.

تنها روش اعمال تغییرات اساسی، قبول آن‌ها توسط اکثریت اعضا است. در بیشتر بلاک چین‌ها، پیشنهادهای مربوط به اضافه کردن قابلیت‌های جدید یا حذف برخی کارکردهای کنونی، به ماه‌ها و شاید سال‌ها بحث و گفتگو داخل انجمن‌ها منتهی می‌شوند. به همین دلیل ارتقا و اعمال تغییر را در اینجا دشوار و بسیار زمان‌بر بیان کردیم.

فصل دوم – بلاک چین چطور کار می‌کند؟

در قسمت قبل با مهمترین مفاهیم فناوری بلاک چین آشنا شدیم. احتمالا با مطالعه این بخش نخست کمی سردرگم شده و درک ارتباط بین اجزای مختلف این تکنولوژی برایتان دشوار شده است. در فصل دوم قصد داریم روی نحوه عملکرد Blockchain تمرکز کنیم.

بلوک‌ها چطور به بلاکچین اضافه می‌شوند؟

تا اینجا دریافتیم نودهای تشکیل‌دهنده شبکه به یکدیگر متصل بوده و هر یک نسخه‌ای از پایگاه داده را نگهداری می‌کند. آن‌ها اطلاعاتی درباره تراکنش‌ها و بلاک‌های تازه اضافه شده را بین هم تبادل می‌کنند. سوال اینجاست: بلاک‌های جدید چطور به دیتابیس اضافه می‌شوند؟

منبعی واحد و مشخص برای اطلاع به کاربران درباره آن چه باید انجام بدهند، وجود ندارد. از آنجایی که قدرت گره‌ها برابر است، به یک مکانیزم برای تصمیم‌گیری عادلانه به‌منظور تعیین و مشخص کردن گره‌های اضافه‌کننده‌ی بلوک‌های جدید به بلاک چین نیاز داریم. این سیستم باید تقلب را برای اعضا بسیار پرهزینه کند، اما به‌طور متقابل به اعضای فعال به‌شکلی صادقانه جایزه بدهد. بدیهی است اصلی‌ترین علت فعالیت هر گره در شبکه بیت کوین یا یک رمز ارز دیگر، کسب منافع اقتصادی است.

علاوه بر عدم نیاز به کسب اجازه برای اضافه شدن به مجموعه، ساخت بلاک‌های جدید نیز برای هر فرد امکان‌پذیر است. اما کاربران برای اثبات به پروتکل درباره فعالیت صادقانه خود، باید سرمایه‌شان را در معرض ریسک قرار بدهند. در صورت فعالیت درست، این سرمایه واسطه کسب سود شده و در صورت تقلب، بخشی از آن تلف می‌شود.

بلاک چین

افزودن موفقیت‌آمیز یک بلاک به بلاک چین سبب دریافت پاداش می‌شود. در شبکه بیت کوین، این جایزه به ازای هر بلاک اکنون برابر 6.25 واحد BTC است. اگر کاربری تقلب کند، کل شبکه متوجه موضوع خواهد شد. در نتیجه سرمایه‌ای که به کار اختصاص داده‌اید، از بین می‌رود. در شبکه‌ای نظیر بیت کوین و اتریوم که مبتنی بر سیستم اثبات کار (PoW) و در نتیجه متکی بر فرآیند ماینینگ است، منظور از سرمایه، خرید یک دستگاه کامپیوتری بسیار قدرتمند دارای قیمت بالا و همچنین پرداخت هزینه‌های سنگین قبض برق است. (البته اتریوم با انتقال به نسخه دوم خود، در حال تغییر این الگوریتم به اثبات سهام است.)

این مکانیزم‌ها الگوریتم‌های اجماع نام دارند، چرا که به شرکت‌کنندگان شبکه اجازه می‌دهند درباره بلاک بعدی اضافه‌شونده، به توافق برسند.

ماینینگ (اثبات کار – PoW)

تا به امروز، ماینینگ متداول‌ترین و پراستفاده‌ترین فرآیند برای رسیدن به اجماع محسوب می‌شود. در استخراج یا ماینینگ، از یک الگوریتم PoW استفاده می‌کنیم. این کار نیازمند اختصاص دادن قدرت پردازشی سیستم کامپیوتری یا دستگاه استخراج‌کننده تخصصی خود به حل یک سری پازل است. این پازل‌ها توسط پروتکل ایجاد می‌شوند.

بیشتر بخوانید: الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof of Work “PoW”) چیست؟

حل مسئله در گرو هش کردن تراکنش‌ها و سایر اطلاعات قرار گرفته داخل بلوک است. هش در صورت قرارگیری پایین حدی مشخص، معتبر تلقی می‌شود. با توجه به نبود امکان پیش‌بینی خروجی، ماینرها باید تا زمان یافتن جوابی قابل قبول، به هش کردن دیتا (تغییر یافته به صورت جزئی در هر مرتبه) ادامه بدهد.

هش کردن دیتا به‌طور مستمر فرآیند بسیار سنگینی است و به پردازش و محاسبات زیادی نیاز دارد. همانطور که گفتیم، در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات کار (PoW –> Proof Of Work)، آنچه کاربران در گرو پروتکل قرار می‌دهند، پول صرف شده برای خرید سخت افزارهای ماینینگ و همچنین هزینه برق مصرفی است. امید آن‌ها، کسب جایزه استخراج بلوک‌های جدید و دریافت سود است.

پیشتر گفتیم معکوس کردن یک هش برای رسیدن از خروجی به ورودی غیر ممکن است. وقتی یک ماینر بلاک جدیدی را به شبکه ارسال می‌کند، سایر گره‌ها آن را به عنوان ورودی در یک تایع هش قرار خواهند داد. کافی است برای اطمینان از ایجاد شدن بلوک تحت قوانین بلاک چین، یک مرتبه این کار را انجام داد. در صورت عدم تایید، جایزه‌ای به استخراج‌کننده تعلق نمی‌گیرد.

مزایای PoW

  • باتجربه: تا امروز، از این الگوریتم اجماع در شبکه‌های رمر ارزی متعددی مخصوصا بیت کوین استفاده شده و با پشت سر گذاشتن فراز و نشیب‌های فراوان، به بلوغ رسیده است. صدها میلیارد دلار دارایی به واسطه این الگوریتم ایمن نگه داشته شده‌اند.
  • بدون نیاز به کسب اجازه: هر فرد می‌تواند تنها با وصل شدن به اینترنت و نصب یک نرم افزار، در رقابت استخراج بلوک‌های جدید شرکت کند یا حداقل یک نود اعتبارسنج بسازد.
  • عدم تمرکز: ماینرها به‌منظور ایجاد بلوک‌های جدید و اضافه کردن آن‌ها به بلاک چین، با یکدیگر رقابت می‌کنند. در نتیجه هرگز کل هش پاور در اختیار یک موجودیت واحد قرار نمی‌گیرد.

معایب PoW

  • اسراف‌کننده: فرآیند استخراج برق بسیار زیادی مصرف می‌کند، چرا که ماینرها دائما مشغول پردازش‌های پیچیده و سنگین هستند.
  • افزایش مستمر محدودیت‌های عضویت: با ورود ماینرهای جدید و افزایش رقابت، پروتکل سختی پازل‌ها را افزایش می‌دهد. به همین دلیل برای باقی ماندن در دایره رقابت، چاره‌ای به جز ارتقای سخت افزار خود نخواهید داشت. اگرچه محیط در عمل بدون نیاز به کسب اجازه برای ورود است، اما این روزها تهیه دستگاهی با توانایی کسب سود به واسطه ماینینگ، به سرمایه زیادی نیاز دارد.
  • حمله 51 درصدی: اگرچه ماینینگ عدم تمرکز را ترویج می‌کند، اما همیشه احتمال قرارگیری بالای نیمی از کل هش پاور در اختیار یک فرد وجود دارد. اگر چنین اتفاقی رخ بدهد، موجودیت دارای قدرت زیاد می‌تواند تراکنش‌ها را معکوس کرده و سکه‌های در اختیارش را بیش از یک مرتبه خرج کند. رخ دادن چنین اتفاقی، امنیت بلاک چین را کاملا زیر سوال می‌برد.

استیکینگ (اثبات سهام – PoS)

روند در سیستم‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام متفاوت است. در PoW آنچه شما را به فعالیت درست و صادقانه وادار می‌کند، پول سرمایه‌گذاری شده برای خرید سخت افزار و پرداخت قبض برق است. اگر به درستی بلوک‌ها را استخراج نکنید، کامپیوتر شما بیهوده فشار پردازشی زیادی را متحمل شده و برای هیچ و پوچ، برق مصرف کرده‌اید!

بیشتر بخوانید: الگوریتم اجماع اثبات سهام (Proof of Stake “PoS”) چیست؟

در PoS هزینه خارجی وجود ندارد. در اینجا اعتبارسنج‌ها جایگزین ماینرها شده و بلاک‌ها به‌جای استخراج، پیشنهاد می‌شوند. روند متفاوت ایجاد بلوک‌های داده جدید، سبب می‌شود با هر سیستم کامپیوتری یا حتی یک گوشی هوشمند قادر به دریافت جایزه باشیم. برای استیکینگ نیازی به خرید سخت افزار و پرداخت قبض نیست‌، اما باید بخشی از سرمایه‌تان را در پروتکل قفل کنید. به این منظور باید مقدار مشخصی از رمز ارز اختصاصی شبکه را در اختیار داشته باشید. مقدار توسط پروتکل تعیین می‌شود. به عنوان نمونه، این مقدار در شبکه اتریوم 2 حداقل 32 توکن ETH است.

پیاده‌سازی‌های مختلف تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند، اما روی هم رفته، وقتی یک اعتبارسنج مقدار مشخصی سرمایه را قفل می‌کند، به‌طور تصادفی توسط پروتکل برای ایجاد بلوک جدید انتخاب خواهد شد. به این ترتیب، قدرت برخلاف یک بلاک چین مبتنی بر PoW، در اختیار قدرتمندان و ثروتمندان دارای مزرعه‌های ماینینگ نبوده و تعداد افراد بیشتری می‌توانند در فرآیند اضافه کردن بلوک‌های جدید سهیم باشند.

بعد از انتخاب شدن یک اعتبارسنج، در صورت انجام صحیح عمل، جایزه اهدا خواهد شد. اگر بلوک توسط چند عضو ساخته شده باشد، بر اساس میزان سرمایه‌ قفل شده توسط هر یک، جایزه بین آن‌ها تقسیم می‌شود.

بلاکچین‌های دنبال‌کننده سیستم اثبات سهام خالص کم بوده و اغلب از DPoS استفاده می‌کنند. در اینجا بین نودها به منظور انتخاب اعتبارسنج بعدی برای پیشنهاد بلوک تازه، رای‌گیری می‌شود.

بیشتر بخوانید: الگوریتم اجماع اثبات سهام نمایندگی شده “DPoS” چیست؟

اتریوم بعد از بیت کوین، از نظر محبوبیت و همچنین سرمایه کل بازار، در رتبه دوم بازار کریپتوکارنسی قرار دارد. این پلتفرم در زمینه قراردادهای هوشمند پرچمدار است. از مدت‌ها قبل منتظر مهاجرت آن از الگوریتم PoW به PoS بودیم. این اتفاق سرانجام چندی پیش رخ داد.

مزایای PoS

  • دوست‌دار طبیعت: در مقایسه با ماینرها در PoW، رد پای کربن به جا مانده از اعتبارسنج‌ها در PoS بسیار کمتر است. در اینجا نیاز به انجام محاسبات ریاضی سنگین و مصرف زیاد برق از بین رفته است.
  • تراکنش‌های سریع‌تر: به خاطر حذف روند حل پازل‌های پیچیده ایجاد شده توسط پروتکل شبکه، امکان پردازش سریع‌تر تراکنش‌ها میسر شده است.
  • کسب درآمد راحت‌تر: پاداش ایمن نگه داشتن شبکه، به جای ماینرها، مستقیما به دارندگان توکن‌ها اهدا می‌شود. کسب درآمد منفعل بدون نیاز به سرمایه‌گذاری خارجی برای خرید سخت افزار، تنها به واسطه نگه داشتن توکن‌های خود، کسب سود را برای گستره‌ای از کاربران امکان‌پذیر می‌کند.

معایب PoS

  • بی‌تجربه: هنوز در ابعادی گسترده و شبکه‌ای به بزرگی بیت کوین، PoS آزمایش نشد، به همین دلیل احتمال پنهان ماندن برخی آسیب‌پذیری‌ها و رخنه‌های آن تا امروز بالا است.
  • پلوتوکراسی: برخی نگران افزایش ثروت ثروتمندان کنونی به واسطه استیکینگ هستند، چرا که افراد دارای سرمایه بیشتر، دارایی بیشتری قفل کرده و در نتیجه سود بالاتری نیز دریافت می‌کنند.
  • فعالیت موازی اعضا: در PoW، یک فرد به خاطر نیاز هر شبکه به توان پردازشی زیاد، تنها می‌تواند ماینر یک ارز دیجیتال باشد. هر کاربر در شبکه‌ای که تصور می‌کند سود بیشتری برایش خواهد داشت، فعالیت خواهد کرد. با این حال، اعتبارسنج‌ها می‌توانند با خرید رمز ارزهای مختلف، در چند شبکه فعالیت کنند. این موضوع، یک سری مشکلات اقتصادی را در پی خواهد داشت.

سایر الگوریتم‌های اجماع

PoS و PoW متداول‌ترین الگوریتم‌های اجماع به شمار می‌روند، اما تعداد بیشتری از آن‌ها وجود دارد. برخی از الگوریتم‌ها هیبریدی بوده و ویژگی‌های اثبات کار و اثبات سهام درونشان ترکیب شده است. تعدادی دیگر کاملا متفاوت هستند و راهکارهای دیگری را برای رسیدن به اجماع دنبال می‌کنند.

بررسی آن‌ها از حوصله این مطلب خارج است. در ادامه، به چهار مورد از سایر الگوریتم‌های اجماع شناخته شده اشاره می‌کنیم. به زودی در مقالاتی دیگر، به بررسی تخصصی آن‌ها خواهیم پرداخت.

  • Delayed Proof of Work
  • Leased Proof of Stake Consensus
  • Proof of Authority
  • Proof of Burn

آیا می‌توان تراکنش‌ها را در بلاک چین معکوس کرد؟

ساختار و طراحی بلاکچین‌ها بسیار قدرتمند است. خواص ذاتی آن‌ها سبب شده تغییر یا حذف دیتا بعد از نشستن داخل پایگاه داده بسیار دشوار و در اغلب مواقع غیر ممکن باشد. در بیت کوین و سایر شبکه‌های بزرگ، این کار تقریبا غیر ممکن است. پس بهتر است قبل از انجام هر تراکنش رمز ارزی، به‌خوبی جوانب عمل را ارزیابی و با اطمینان اقدام به ارسال کنید.

اگر تصمیم دارید به یک آدرس مبلغ زیادی واریز کنید، بهترین راهکار برای اطمینان از صحت آدرس، انتقال مقدار کمی به آن در مرحله اول است. اگر دریافت‌کننده واریز آن تعداد سکه دیجیتال را تایید کرد، می‌توانید تراکنش اصلی را انجام بدهید.

بلاک چین

پیاده‌سازی‌های مختلفی از بلاک چین وجود دارند. مهمترین تفاوت آن‌ها با یکدیگر نحوه رسیدن به اجماع و توافق داخل شبکه است. در برخی پیاده‌سازی‌ها، یک گروه کوچک می‌تواند با دستیابی به قدرت کافی، تراکنش‌های مورد نظرش را معکوس کند. این نگرانی همیشه درباره آلت کوین‌های دارای شبکه کوچک وجود دارد (به خاطر پایین بودن هش ریت‌ها و رقابت کم برای ماینینگ)، اما درباره بیت کوین و آلت کوین‌های بزرگی نظیر اتریوم مطرح نیست. به جرات می‌توان گفت هیچ فرد، گروه یا حتی سازمانی نمی‌تواند توان پردازشی کافی برای اجرا کردن حمله 51 درصدی روی بیت کوین را فراهم کند.

بیشتر بخوانید: هزینه حمله 51 درصد در شبکه بیت کوین و دیگر آلت کوین های بازار چقدر است؟

نگاهی به مقیاس‌پذیری بلاک چین

به طور ساده، منظور از مقیاس‌پذیری بلاکچین، توانایی سیستم‌های مبتنی بر این فناوری برای پاسخگوی به افزایش تقاضا است. ویژگی‌های بسیار جذاب Blockchain نظیر عدم تمرکز، عدم تغییر (داده بعد از ثبت) و مقاومت بالا در برابر سانسور، بدون هزینه نبوده و محدودیت‌هایی را به‌وجود آورده‌اند.

برخلاف سیستم‌های غیر متمرکز، یک پایگاه داده متمرکز می‌تواند با سرعت و توان بالاتری کار کند. نیازی به همگام شدن هزاران نود توزیع شده در سراسر دنیا بعد از هر مرتبه تغییر محتوا وجود ندارد، پس سرعت به‌شکل قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند. اگرچه بلاک چین برخی نیازهای توسعه‌دهندگان را برطرف کرده، اما مسئله مقیاس‌پذیری را به یک چالش اساسی برای آن‌ها تبدیل کرده است.

برای بهبود عملکرد ضعیف بلاک چین‌ها، تا به امروز راهکارهای متعددی پیشنهاد و حتی پیاده‌سازی شده‌اند. با این حال، هنوز موفقیت قابل توجهی حاصل نشده و هنوز «بهترین راهکار» کشف نشده است. توسعه‌دهندگان همچنان باید با آزمون و خطای روش‌های گوناگون، برای دستیابی به پاسخی سرراست تلاش کنند.

در یک سطح گسترده‌تر، یک سوال اساسی در مورد مقیاس‌پذیری وجود دارد؛ آیا باید عملکرد خود بلاک چین را بهبود بدهیم (مقیاس‌پذیری درون شبکه‌ای) یا بهتر است امکان اجرای تراکنش‌ها بدون درگیر کردن بلاک چین اصلی را فراهم کنیم (مقیاس‌پذیری خارج شبکه‌ای)؟

هر یک از این دو روش دارای مزایایی است. راهکارهای مقیاس‌پذیری درون شبکه‌ای می‌توانند اندازه تراکنش‌ها را کاهش داده یا حتی نحوه ذخیره‌سازی داده داخل بلوک‌ها را بهینه کنند. از طرف دیگر، با راهکارهای خارج شبکه‌ای مواجه هستیم. ایده اصلی در اینجا، به‌صف کردن تراکنش‌ها بیرون از زنجیره اصلی و اضافه کردن آن‌ها به پایگاه داده مدتی بعد از پردازش است. به‌عنوان مهمترین روش‌های این چنینی، می‌توان به ساید چین‌ها (Sidechains) و کانال‌های پرداخت اشاره کرد.

اما دلیل نیاز Blockchainها به مقیاس‌پذیری چیست؟ اگر قرار است سیستم‌های مبتنی بر فناوری مورد بحث با سیستم‌های متمرکز رقابت کنند، باید حداقل عملکردی برابر با آن‌ها داشته باشند. در عمل، ترغیب توسعه‌دهندگان به مهاجرت به پلتفرم‌ها و اپلیکیشن‌های غیر متمرکز بلاک چینی، در گرو عملکرد و سرعت بهتر آن‌ها است. پس در مقایسه با راهکارهای متمرکز، یک سیستم مبتنی بر بلاک چین باید برای کاربران و توسعه‌دهندگان سریع‌تر، ارزان‌تر و راحت‌تر باشد. متاسفانه قدم برداشتن به سمت دستیابی به این خواسته، با کاهش اهمیت ویژگی‌های ذاتی بلاک چین همراه است، به همین دلیل کار دشواری در پیش داریم.

منظور از فورک یا انشعاب در Blockchain چیست؟

شبیه هر نرم افزار دیگر، برای اضافه کردن ویژگی‌های جدید یا حذف موارد قدیمی، برقرار کردن قوانین تازه و از میان برداشتن آسیب‌پذیری‌ها و باگ‌ها، نیازمند ارتقای بلاکچین‌ها هستیم. از آنجایی که نرم افزار اغلب سیستم‌های این چنینی متن باز است، به‌صورت تئوری، هر فرد می‌تواند پیشنهادی درباره چگونگی بهبود برنامه اداره‌کننده شبکه ارائه کند.

در نظر داشته باشید Blockchainها شبکه‌هایی توزیع شده به‌شمار می‌روند. بعد از این که برنامه ارتقا یافت، هزاران گره واقع در سراسر دنیا باید بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و ورژن جدید را روی دستگاه خود پیاده کنند. در یک شبکه غیر متمرکز که فرماندهی مرکزی وجود ندارد، به‌روز کردن برنامه بسیار مشکل است؛ اگر اعضای تشکیل‌دهنده سیستم درباره پیشنهادات مربوط به ارتقا با یکدیگر تفاهم نداشته باشند، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟

در شبکه‌ای غیر متمرکز مثل بیت کوین هیچ سازمان تصمیم‌گیرنده‌ای با یک جریان تصمیم‌گیری ثابت وجود ندارد. پس وجود اختلاف در جامعه یک رمز ارز، به انشعاب‌های نرم و سخت (هارد فورک و سافت فورک) منجر می‌شود.

سافت فورک

اگر توافق کلی در مورد نحوه به‌روزرسانی وجود داشته باشد، کار ساده است. در سناریویی مشبه، نرم افزار بر اساس یک سری تغییرات سازگار رو به عقب عقب به‌روزرسانی خواهد شد، به این معنی که گره‌های آپدیت شده همچنان می‌توانند با نودهای اجراکننده ورژن قبلی نرم افزار تعامل داشته باشند.

تصور این است که به مرور زمان همه گره‌ها خود را به‌روزرسانی می‌کنند، اما تا زمان گسترش یافتن آپدیت در سرتاسر شبکه، کارکرد عادی آن دچار مشکل نخواهد شد. آنچه در بالا توضیح دادیم، مثالی از یک سافت فورک در سیستمی مبتنی بر فناوری بلاک چین است.

بیشتر بخوانید: هارد فورک در بلاک چین چیست و چه تفاوتی با سافت فورک دارد؟

هارد فورک

قضیه در یک هارد فورک کمی پیچیده‌تر می‌شود. بعد از پیاده‌سازی تغییر به این شیوه، قوانین تازه با قبلی ناسازگار می‌شوند. پس اگر یک گره اجراکننده قوانین جدید اقدام به برقراری تعامل با نودهای مبتنی بر مقررات قبلی کند، ارتباطی بین آن‌ها شکل نخواهد گرفت. نتیجه، تقسیم شدن Blockchain به دو قسمت است. در یک بخش نرم افزار قدیمی اجرا شده و در دیگری، قوانین تازه برقرار هستند.

بعد از یک هارد فورک، با دو شبکه متفاوت که پروتکل‌های مختلفی را به صورت موازی اجرا می‌کنند مواجه خواهیم بود. در نظر داشته باشید در زمان انشعاب، موجودی کاربران از شبکه قدیمی به جدید تکثیر می‌شود. تا یک شماره بلاک مشخص، وضعیت بلاک چین (پایگاه داده) هر دو شبکه یکسان است، اما از آن به بعد، مسیر متفاوتی را دنبال می‌کنند.

در نتیجه در ادامه یک هارد فورک، در شبکه جدید نیز موجودی خواهید داشت. به‌عنوان مهمترین هارد فورک‌هایی که تا امروز به وقوع پیوسته‌اند، می‌توان به بیت کوین کش و اتریوم کلاسیک اشاره کرد.

فصل سوم – کاربردهای بلاک چین چیست؟

کاربرد این فناوری محدود به پیاده‌سازی شبکه‌های رمز ارزی نیست. تحقیقاتی که از زمان ظهور بیت کوین روی فناوری زیربنایی آن صورت گرفته است، سبب شده به موارد استفاده از بلاک چین در صنایع مختلف پی ببریم. در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

بلاکچین برای زنجیره‌های تامین

زنجیره‌های تامین کارآمد، در مرکز اغلب کسب و کارهای موفق قرار دارند. آن‌ها درگیر رساندن کالا از تامین‌کننده به مصرف‌کننده هستند. هماهنگی چندین ذی‌نفع در یک صنعت معین به‌طور سنتی، بسیار دشوار است، اما بلاک چین مشکل را برطرف می‌کند.

این فناوری سطوح جدیدی از شفافیت را در صنایع مختلف ارائه کرده است. یک اکوسیستم زنجیره تأمین قابل همکاری، که حول محور یک پایگاه داده تغییرناپذیر گردش می‌کند، مشکل صنایع بی‌شماری را برای افزایش قدرت و قابلیت اطمینان برطرف می‌کند.

Blockchain و صنعت بازی

ویدیو گیم، تبدیل به یکی از سرگرم‌کننده‌ترین صنایع دنیا شده است. این حوزه می‌تواند از مزایای فناوری بلاکچین به خوبی به نفع خود بهره ببرد. در عمل، گیمرها محکوم به قبول تصمیم‌های توسعه‌دهندگان هستند. در بیشتر بازی‌های آنلاین، کاربران مجبور به تکیه بر فضای سرور توسعه‌دهندگان بوده و باید قوانین همیشه در حال تغییر دلخواه آن‌ها را دنبال کنند. اگر با ویتالیک بوترین، نابغه دنیای کریپتوکارنسی و خالق اتریوم آشنا باشید، باید بدانید همین موضوع یکی از دلایل ترغیب وی به توسعه پلتفرم اتریوم بوده است!

برای از میان برداشتن این محدودیت، بلاک چین کمک می‌کند. با استفاده از این فناوری می‌توان مالکیت، مدیریت و نگهداری از بازی‌های آنلاین را غیر متمرکز کرد، پس، از بروز تغییرات ناخواسته و مخالف با نظر اغلب کاربران جلوگیری خواهد شد. مشکل اینجاست که آیتم‌های بازی خارج از عناوین نمی‌توانند وجود داشته باشند، پس شانس مالکیت واقعی و بازارهای ثانویه از بین خواهد رفت. به وسیله پیاده‌سازی راهکارهای مبتنی بر Blockchain، بازی‌ها در بلند مدت پایدارتر شده و آیتم‌های آ‌ن‌ها که در قالب دارایی‌های رمزنگاری شده ایجاد می‌شوند، می‌توانند ارزش واقعی به‌دست آورند.

بلاک چین برای بهداشت و درمان

برای هر سیستم درمانی و مراقبت‌های پزشکی، ذخیره‌سازی مدارک پزشکی به شیوه‌‌ای مطمئن حیاتی است. از طرفی نگهداری آن‌ها روی سرورهای متمرکز، به معنی قرار دادن اطلاعات حساسی در موقعیتی آسیب‌پذیر است. شفافیت و امنیت بلاک چین آن را به یک فناوری ایده‌آل به منظور ساخت پلتفرم‌های مخصوص نگهداری مدارک پزشکی تبدیل می‌کند.

حریم خصوصی افراد به لطف رمزنگاری شدن مدارک و اطلاعات آن‌ها داخل سیستم، کاملا حفظ خواهد شد. از طرفی می‌توان اطلاعات را به راحتی با سایر سیستم‌های درمانی و مراقبت‌های پزشکی به اشتراک گذاشت. سیستم مراقبت‌های بهداشتی کنونی کاملا پراکنده است، اما اگر بتوان آن را داخل یک پایگاه داده جهانی ایمن متمرکز کرد، جریان اطلاعات بین افراد بسیار سریع‌تر خواهد بود.

حواله‌های بلاک چینی

ارسال پول به صورت بین‌المللی در دل سیستم‌های بانکی سنتی کنونی عذاب‌آور است. مشکل برای مردم ایران که تحت تحریم‌های شدید بانکی قرار دارند، چند برابر می‌شود. ریشه مشکل، وجود شبکه‌ای پیچیده از واسطه‌ها است. علاوه بر آن، باید به مشکل پرداخت کارمزدهای متعدد و زمان انتظار زیاد تا تسویه حساب نهایی اشاره کرد. به همین دلیل، راهکارهای کنونی برای انتقال بین‌المللی پول گران و غیر قابل اطمینان هستند. وضعیت در شرایط اضطراری که باید خیلی سریع به فردی دیگر در کشوری متفاوت پول ارسال کنید، بغرنج می‌شود.

به لطف ارزهای دیجیتال مدرن مبتنی بر بلاک چین، دست واسطه‌ها قطع شده و می‌توان با هزینه‌های بسیار پایین‌تر خیلی سریع تراکنشی را به ثمر رساند. در اینجا موقعیت جغرافیایی فرد دریافت‌کننده هیچ اهمیتی ندارد.

بلاکچین بدون شک عملکرد را فدای برخی خواص مطلوب خود کرده است، اما همچنان در برخی سناریوها، سرعت بیشتری نسبت به راهکارهای بانکی کنونی دارد. به همین دلیل طیف وسیعی از پروژه‌ها در حال استفاده از این فناوری برای فراهم کردن امکان ایجاد تراکنش‌های ارزان و آنی هستند.

بلاک چین و هویت دیجیتال

مدیریت ایمن هویت در اینترنت، نیاز مبرم به یک راه حل سریع دارد. دیتای عظیمی حاوی مشخصات ما روی سرورهای متمرکز ذخیره است. پلتفرم‌هایی نظیر فیس بوک این داده را در اختیار شرکت‌های تبلیغاتی قرار داده و بی‌شرمانه، بدون توجه به حریم خصوصی کاربران، کسب درآمد می‌کنند!

سرورهای متمرکز نگهدارنده اطلاعات ما در اختیار افراد و گروه‌هایی خاص هستند. به همین دلیل می‌توانند هر رفتاری با این اطلاعات داشته باشند. تکنولوژی بلاک چین به کاربران اجازه می‌دهد مالکیت دیتای متعلق به خود را بر عهده گرفته و تنها در زمان نیاز، به‌طور انتخابی اطلاعات ضروری را در اختیار دیگران (مثلا برای ثبت نام در یک وب سایت) قرار بدهند. جادوی رمزنگاری قادر است بدون زیر پا گذاشتن حریم خصوصی، تجربه آنلاین روان‌تری فراهم کند.

بلاک چین و اینترنت اشیا (IoT)

روز به روز تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت افزایش پیدا می‌کند. به عقیده طرفداران بلاک چین، ارتباط و همکاری بین این دستگاه‌ها با استفاده از فناوری نام برده به‌طور قابل توجهی تقویت خواهد شد.

پرداخت‌های خرد خودکار ماشین به ماشین (M2M) این ظرفیت را دارد تا یک اقتصاد جدید متکی بر پایگاه داده‌ای ایمن و دارای توان عملیاتی بالا بنا کند.

Blockchain برای مدیریت و حکومت

شبکه‌های توزیع شده قادر به تعریف و اجرای قوانین خود در قالب کد کامپیوتری هستند. با در نظر گرفتن خواص ذاتی، بلاک چین می‌تواند دست واسطه‌ها را از فرآیندهای مربوط به دولت در سطح محلی، ملی و حتی بین‌المللی حذف کند.

یکی از مشکلات مقابل محیط‌های توسعه متن باز، فقدان یک مکانیزم قابل اطمینان برای توزیع بودجه است. به لطف پیاده‌سازی یک اکوسیستم مدیریتی با استفاده از Blockchain، از حضور همه اعضا در تصمیم‌گیری‌ها اطمینان پیدا کرده و یک نمای کلی شفاف از سیاست‌های در حال اجرا ارائه می‌کنیم.

Blockchain برای امور خیریه

سازمان‌های خیریه اغلب با محدودیت‌هایی در نحوه پذیرش وجوه روبه‌رو هستند. از آن مهم‌تر، برای حامیان آن‌ها، ردیابی دقیق بودجه و اطمینان از خرج شدن آن به شکلی درست و صادقانه همواره یک چالش است. شک و تردید درباره چگونگی خرج کردن بودجه، همواره بسیاری را از کمک به سازمان‌های خیریه بازمی‌دارد.

در بشردوستی به سبک کریپتوکارنسی، از فناوری بلاکچین برای کنار زدن این محدودیت‌ها و ارائه سطوح جدیدی از شفافیت استفاده می‌کنیم؛ با تکیه بر خصوصیات ذاتی این تکنولوژی، امکان شفاف‌سازی امور میسر شده و می‌توان از افرادی ساکن کشورهای دور کمک دریافت کرد. کاهش هزینه‌های سازمان سبب می‌شود بودجه بیشتری برای تخصیص به امور خیر باقی مانده و افراد بیشتری از سرمایه مجموعه بهره‌مند شوند.

بلاکچین برای کسب سود از بازارهای پرریسک

بدون شک یکی از کاربردهای محبوب این فناوری پیش‌بینی است. مجددا این کاربرد نیز به لطف ویژگی‌های ذاتی Blockchain میسر می‌شود. برخی عقیده دارند بعد از بلوغ بلاک چین و قوانین مربوط به آن، تمامی بازارهای پرریسک توکنیزه شده و روی بلاک چین سوار خواهند شد.

تامین مالی جمعی (کراد فاندینگ) با بلاکچین

پلتفرم‌های آنلاین تامین مالی جمعی از یک دهه قبل در حال پی‌ریزی اقتصاد نظیر به نظیر هستند. موفقیت وب سایت‌های فعال در این زمینه نشان می‌دهد مردم سراسر دنیا علاقه زیادی به روش توسعه و حمایت دارند. با این حال، با توجه به عملکرد این پلتفرم‌ها به عنوان حافظ صندوق و نگهداری سرمایه کاربران، بخش قابل توجهی از پول به دست آمده در قالب کارمزد به جیب آن‌ها واریز خواهد شد. علاوه بر این، هر یک قوانین خاص خود را برای تسهیل توافق بین شرکت‌کنندگان مختلف دارد.

فناوری بلاک چین و به‌طور خاص‌تر مفهوم قرارداد هوشمند، فرآیند تامین مالی جمعی را خودکار کرده و امنیت را افزایش می‌دهد. در اینجا تمامی شرایط توافق در قالب کد رایانه‌ای پیاده می‌شود. برنامه از برآورده شدن شرایط اطمینان کامل حاصل می‌کند.

یکی دیگر از کاربردهای بلاکچین در حوزه مورد بحث، عرضه اولیه سکه (ICO) و عرضه اولیه صرافی (IEO) است. در این روش یک ایده‌پرداز، توکن‌های اپلیکیشن یا پلتفرم خود را (قبل از ساخت آن) به قیمتی پایین در اختیار سرمایه‌گذاران قرار می‌دهد. سرمایه‌گذاران امیدوارند پروژه موفق شده و ارزش توکن آن در بازار کریپتوکارنسی چند برابر شود.

سیستم‌های ذخیره‌سازی بلاکچینی

یکی از پرکاربردترین فواید Blockchain ایجاد سیستم‌های ذخیر‌ه‌سازی توزیع شده و غیر متمرکز است. توزیع فضای ذخیره‌سازی در سرتاسر اینترنت در مقایسه با راهکارهای متمرکز کنونی دارای مزیت‌هایی است. بیشتر داده ذخیره شده در فضای ابری متکی بر سرورها و ارائه‌دهندگان سرور متمرکز است. آن‌ها در مقایسه با یک سیستم غیر متمرکز بیشتر در معرض خطر از بین رفتن داده یا هک شدن آن قرار دارند.

یکی دیگر از مشکلات آن‌ها، عدم توانایی کاربران برای دسترسی به دیتا به خاطر سانسور صورت گرفته توسط سرورهای مرکزی است. این در حالی است که یکی از ویژگی‌های ذاتی بلاک چین را مقاومت بالا در برابر سانسور نام کردیم.

از دیدگاه کاربران، نحوه کارکرد یک سیستم ذخیره فایل توزیع شده، مبتنی بر بلاک چین، کاملا مشابه راهکارهای عادی است؛ یک رابط کاربری وجود داشته و می‌توانید در هر زمان اقدام به آپلود یا دانلود فایل‌های خود کنید. آنچه پشت پرده رخ می‌دهد، کاملا متفاوت است.

وقتی فایلی را روی یک فضای بلاکچینی آپلود می‌کنید، روی چند نود تکثیر و توزیع خواهد شد. در برخی موارد و بر اساس الگوریتم سیستم، هر گره بخشی از فایل را نگهداری می‌کند. هر تکه داده به تنهایی ارزشی ندارد، اما شما می‌توانید در زمان نیاز قطعات را سر هم کرده و به فایل اصلی دسترسی پیدا کنید.

در اینجا حافظه و فضای ذخیره‌سازی متعلق به اعضای تشکیل‌دهنده شبکه است. در شبکه یک رمز ارز مبتنی بر بلاک چین نظیر بیت کوین، گره‌ها توان پردازشی و محاسباتی خود را در اختیار سیستم قرار می‌دهند، اما در سیستم ذخیره فایل توزیع شده، حافظه ثانویه آن‌ها در اختیار شبکه قرار می‌گیرد.

روندی تقریبا مشابه استخراج بیت کوین در اینجا تعریف می‌شود؛ اعضا در صورت عملکرد صحیح جایزه دریافت کرده و اگر در نگهداری و بازگردانی فایل‌ها موفق عمل نکنند، جریمه خواهند شد. فایل کوین یکی از این نوع بلاک چین‌هاست.

بیشتر بخوانید: فایل کوین چیست؟ معرفی کامل رمز ارز FIL و بلاک چین Filecoin

منبع: Binance



ثبت نظر
نظرات کاربران (0 نظر)