پایه و اساس دنیای ارزهای دیجیتال، بلاکچین است. بلاکچینها در اصل زیر ساخت رمزارزها هستند و ارزهای دیجیتال در بستر این شبکه توسعه پیدا کردند. اما بلاکچین چیست؟ در یک تعریف کلی بلاکچین را می‌توان یک دفتر کل توزیع شده برای ثبت اطلاعات توصیف کرد که اساس کار آن بر پایه تمرکززدایی و شفافیت است. در ادامه به بررسی کلی این تکنولوژی نسبتا نوظهور و کاربردی خواهیم پرداخت.
بلاکچین چیست؟
بلاکچین (Blockchain) از دو بخش بلاک (Block) و چین (Chain) به‌معنای زنجیره تشکیل شده و معنی کلی آن زنجیره بلاک‌هاست. این فناوری را می‌توان یک پایگاه داده یا بستری برای ثبت اطلاعات دانست که نهاد یا مسئول مرکزی ندارد. اطلاعات روی این سیستم بر‌خلاف سرورهای سنتی و مرسوم امروزی، میان تمام اعضای شبکه توزیع شده است یا به‌عبارت دیگر با همه اعضای بلاکچین به اشتراک گذاشته می‌شود. بلاکچین با استفاده از فناوری رمزنگاری امکان تقلب، سانسور، حذف و تغییر هر اطلاعاتی که در این بستر ثبت شده را غیر‌ممکن می‌کند. در تعریفی دقیق‌تر می‌توان این سیستم را یک ابزار برای پیاده‌سازی فناوری‌های رمزنگاری، پرداخت‌ها و تراکنش‌‌های همتا به همتا و الگوریتم اجماع دانست.
تاریخچه بلاکچین
ایده فناوری بلاکچین در سال ۱۹۹۱ توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا برای ثبت و مدیریت بهتر اطلاعات ارائه شد. آنها در طرح خود به‌دنبال زمان‌بندی و مرتب‌سازی بهینه‌تر اسناد دیجیتالی بودند. همچنین می‌خواستند امکان سانسور و تغییر اسناد و اطلاعات را از بین بردند.
تا سال ۲۰۰۸ به این ایده و فناوری توجهی نشد؛ اما در این سال ساتوشی ناکاموتو، اولین رمزارز جهان یعنی بیت کوین را در بستر بلاکچین به دنیا معرفی کرد. پس از مطرح شدن رمزارز بیت کوین، بلاکچین نیز به جهانیان معرفی شد. بیت کوین بر پایه بلاکچین قابلیت انجام تراکنشها و انتقالهای مالی را بدون واسطه فراهم ساخت. این کاربرد معرف بلاکچین بود؛ اما این فناوری کاربردهای بسیاری داشت که آن زمان توجه چندانی به آنها نشد. اما امروزه همه می‌دانند بلاکچین این تکنولوژی جدید انقلابی در زمینه‌های مدیریت دادهها، تمرکززدایی از نهادهای مالی و غیر‌مالی قدرتمند دنیا، جلوگیری از سانسور و تقلب و همچنین حفاظت از اطلاعات به‌وجود خواهد آورد.
بلاکچین بر پایه 3 رکن اساسی کار می‌کند:
تمرکززدایی و توزیع اطلاعات
در گذشته سازمان‌ها اطلاعات افراد را داخل پرونده‌‌ها ثبت و در بایگانی‌‌ها به‌صورت محرمانه نگهداری می‌کردند. با همه‌گیر شدن استفاده از سیستم‌های کامپیوتری و دیجیتالی شدن امور، پرونده و بایگانی جای خود را به سرورهای مرکزی دادند. نهادها اطلاعات را باز هم به‌صورت محرمانه روی یک سرور قدرتمند ذخیره می‌کردند. انحصار اطلاعات تا قبل از فناوری بلاکچین همیشه در دست نهادها و سازمان‌هایی بود که از افراد برای انجام امور مختلف اطلاعات کسب می‌کردند؛ با این انحصار امکان سواستفاده و سرقت اطلاعات همواره وجود داشت. اما بلاکچین با تمرکززدایی این چالش را مرتفع کرد.
منظور از تمرکززدایی در فناوری بلاکچین چیست؟ تمام کاربران این شبکه یک نسخه از تمامی دادههای موجود در بلاکچین را روی سیستم شخصی خود دارند. دادهها محرمانه نیستند و به‌طور شفاف برای همه اعضا قابل رویت‌اند. این عدم انحصار اطلاعات سبب می‌شود، هیچ نهاد یا شخصی امکان سواستفاده از آنها را نداشته باشد.
شفافیت
بلاکچینها با فرایند توزیع داده این امکان را فراهم کرده که تمام فعالیت‌هایی که در این بستر صورت می‌گیرد به‌طور شفاف برای همه اعضای شبکه قابل مشاهده و پیگیری باشد. همچنین با استفاده از فرایند رمزنگاری برای هر کاربر یک کلید یا شناسه عمومی برای حفظ حریم خصوصی کاربران در هر بلاکچین مشخص می‌شود (کاربران بلاکچین ناشناس باقی می‌مانند). در نتیجه بلاکچین به‌طور کامل شفافیت اطلاعات را پیاده‌سازی می‌کند و هویت کاربران را نیز به بهترین شکل حفظ می‌کند.
تغییرناپذیری
هر داده‌ای پس از ثبت روی بلاکچین تحت هیچ شرایطی قابلیت حذف یا تغییر نخواهد داشت. این روند عملا تقلب را در بستر این شبکه غیر‌ممکن می‌کند. عامل تغییر ناپذیری بلاکچین توابع هش (Hash) هستند. این توابع هر بلاک را از طریق فرایند رمزنگاری دارای یک کد هش اختصاصی میکنند. برای تغییر دادههای موجود در هر بلاک باید مقدار هش آن را تغییر داد؛ اما مسئله به این‌جا ختم نمی‌شود.
هر بلاک مقدار هش بلاک قبلی را نیز در خود جای می‌دهد و این مقدار هم برای تغییر دادهها یا حذف آنها باید تغییر کند. در نتیجه کوچک‌ترین تغییر در بلاکچین نیازمند تغییر هش تمامی بلاکهای آن از نخستین تا آخرین بلاک است. برای ایجاد کوچک‌ترین تغییری در بلاکچینها، کاربر تغییر دهنده باید تایید بیش از ۵۰ درصد کاربران شبکه را دریافت کند که فرایندی بسیار سخت و تا حدی نشدنی است. با توجه به این توضیحات، تغییر و حذف دادهها در بلاکچین عملا غیر‌ممکن خواهد بود.
اجزای تشکیل‌دهنده بلاکچین
- بلاک: همان‌طور که قبل‌تر اشاره کردیم بلاکچین زنجیره‌ای از بلاک‌هاست و هر بلاک شامل بخشی از دادههای شبکه است.هر بلاک اطلاعات تراکنشها (زمان انجام و آدرس فرستنده و گیرنده)، هش اختصاصی‌اش و هش بلاک قبلی را در خود جای می‌دهد. هش هر بلاک کد شناسایی آن محسوب می‌شود و یک رشته کد است که با استفاده از الگوریتم تابع هش به‌وجود می‌آید. هش بلاک قبلی هم برای جلوگیری از سانسور و تقلب در بستر بلاکچین در کنار دادههای موجود در بلاک جدید قرار می‌گیرد. بلاکها شامل دو پارامتر حجم و زمان هستند.
- گره: گره یا نود سیستم‌هایی هستند که کاربران بلاکچین به‌واسطه آنها وارد شبکه می‌شوند. نودها باید یک نسخه از تمامی از اطلاعات بلاکچین را دانلود کنند. گره مسئولیت حفظ امنیت شبکه و اعتبارسنجی و تایید تراکنشها را بر‌عهده دارد.
- ماینر: ماینرها وظیفه استخراج بلاکهای جدید را دارند و به آنها استخراج کننده نیز می‌گویند. در فناوری بلاکچین بلاکها باید از طریق حل معادلات پیچیده ریاضی اعتبارسنجی شوند تا بتوانند به زنجیره اصلی بپیوندند (به فرایند تشکیل بلاک جدید در بلاکچین استخراج یا ماینینگ می‌گویند). ماینر با استفاده از قدرت پردازشی سیستم کامپیوتر یا دستگاه‌های ماینینگ این فرایند را انجام می‌دهد و در ازای آن پاداش دریافت می‌کند.
بلاکچینها چطور کار میکنند؟
بلاکچین بر اساس الگوریتم اجماع کار میکنند. هر فعالیتی در بستر بلاکچینها را باید تمام کاربران آن تایید کنند. تراکنشها، تبادلات و قراردادهایی که روی بلاکچین انجام می‌شوند؛ باید توسط همه اعضا تایید شوند. اگر شما قصد دارید مقداری ارز دیجیتال به کیف پول یکی از آشنایان خود انتقال دهید؛ باید این تراکنش را روی شبکه منتشر کنید و در انتظار گرفتن تاییدیه از کاربران باشید. اگر تراکنش شما به‌حد نصاب تاییدیه نرسد؛ انجام نخواهد شد.
الگوریتم اجماع بلاکچین
ساز‌و‌کار اجماع بلاکچین عموما به‌صورت گواه اثبات کار (Proof of Work) و گواه اثبات سهام (Proof of Stake) صورت می‌گیرد.
- گواه اثبات کار (PoW): در این روش نودها با دانلود یک نسخه کلی از بلاکچین وارد آن می‌شوند و می‌توانند در اعتبارسنجی و تایید تراکنشها شرکت داشته باشند.
- گواه اثبات سهام (PoS): این شیوه با‌توجه به میزان ارز ذخیره شده در کیف پول نودها انجام می‌شود. هر نود بسته به میزان ارزی که در کیف پول خود استیک یا ذخیره می‌کند، می‌تواند تراکنشها را تایید کند.
اما روش‌های دیگر نیز برای اجرای ساز‌و‌کار اجماع وجود دارد. اثبات سهام رای‌گیری(DPoS)، تحمل خطای بیزنس به‌صورت عملی (BPFT) و گراف جهت‌دار غیر‌مدور (DAG) دیگر روش‌ها برای اجرای الگوریتم اجماع هستند که در برخی از بلاکچینها به‌کار گرفته می‌شوند؛ اما اثبات سهام و اثبات کار کاربرد بیشتری نسبت به سایر الگوریتم‌ها دارند و شناخته‌تر شده‌اند.
دلیل امن بودن بلاکچین چیست؟
نخستین دلیل امنیت بلاکچین، غیر‌ممکن بودن تقلب و سانسور در بستر آن است. قبل‌تر توضیح دادیم که بلاکها علاوه‌بر اطلاعات ثبت شده در آنها و هش مخصوصشان، هش بلاک قبلی را نیز درون خود جای می‌دهند. پس از ثبت تراکنش، تبادل یا هر اطلاعات دیگری در بلاک، اگر کسی بخواهد تغییری در دادههای آن ایجاد کند یا آن بلاک را حذف کند، باید مقدار هش بلاک را تغییر دهد. با توجه به الگوریتم امنیتی بلاکچین پس از تغییر هش بلاک فعلی، هش تمام بلاکهای قبل از آن نیز باید تغییر کند. این روند عملا غیر‌ممکن است. به‌همین دلیل امکان حذف، سانسور یا تغییر دادهها در بستر بلاکچین وجود ندارد.
همچنین برای ایجاد تغییر در بستر بلاکچین باید تمام کاربران این تغییر را تایید کنند. اگر کسی بخواهد در یک عملیات خرابکارانه از سوی نودها تغییرات مورد نظر را تایید کند، باید به سیستم شخصی بیش از ۵۰ درصد آنها دسترسی داشته باشد که این روند از لحاظ عقلانی غیر‌ممکن است و هزینه و زمان بسیار زیادی نیاز دارد.
دلیل دیگر امن دانستن این شبکه، توزیع اطلاعات میان تمام کاربران آن است. همان‌طور که گفتیم هر یک از نودهای بلاکچین برای عضویت در این پلتفرم باید یک نسخه کامل از تمام اطلاعات آن را در سیستم خود ذخیره کنند. با این سیستم توزیع داده و قابل رویت بودن تمامی فعالیت‌ها درون بلاکچین برای همه اعضا، هیچ‌کس نمی‌تواند اطلاعات بلاکچین را به سرقت ببرد یا از آنها سواستفاده کند.
در آخر این‌که استفاده از سیستم همتا به همتا (P2P یا Peer to Peer Network) که سیستمی بدون دخالت شخص سوم در مبادلات و معاملات است و همچنین استفاده از فناوری رمزنگاری دادهها از طریق توابع هش از دیگر دلایل امنیت بالای بلاکچینها هستند.
انواع بلاکچین
بلاکچین عمومی: بلاکچینهای عمومی شناخته شده‌ترین نوع این فناوری هستند. در این بلاکچینها به‌طور کامل دموکراسی برقرار است. افراد برای عضویت در این شبکه نیاز به مجوز یا اجازه ورود ندارند و هر شخص با یک سیستم کامپیوتر که به اینترنت متصل است با دانلود یک نسخه کامل از تمامی دادههای موجود در بلاکچین می‌تواند، یکی از نودهای آن باشد. همه نودها نیز می‌توانند در تایید و اعتبارسنجی تراکنشها و استخراج بلاکهای جدید بدون محدودیت شریک باشند. همچنین همه کاربران بلاکچین باید در جریان تمام فرایندهای شبکه قرار بگیرند و بدون اجازه آنها هیچ اتفاقی در بلاکچین رخ نمی‌دهد. اطلاعات همه تراکنشها، معاملات، تبادلات و قراردادها در بستر بلاکچین عمومی برای همه قابل رویت است.
بلاکچین خصوصی: این نوع از بلاکچین در سازمان‌های دولتی یا نهادهای خصوصی برای ثبت اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بلاکچین خصوصی ویژگی عدم تمرکز را ندارد و به‌صورت متمرکز اداره می‌شود. دسترسی به اطلاعات این شبکه و انجام فعالیت در بستر آن، مستلزم دریافت مجوز از سوی مسئول کنترل کننده آن است. تعداد کاربران در بلاکچین خصوصی توسط همین مسئول مشخص می‌شود.
بلاکچین کنسرسیوم: بلاکچین کنسرسیوم نیمه غیر‌متمرکز است. کنسرسیوم‌ها توسط یک سازمان یا گروهی از کارمندان رده بالا اداره و کنترل می‌شوند و بخشی از آنها خصوصی و بخش دیگر عمومی است؛ یعنی در این بلاکچینها به برخی از کاربران اجازه تایید تراکنشها داده می‌شود. به‌طور کلی اختیارات و وظایف در بلاکچین کنسرسیومی میان نودها به‌طور متفاوت تقسیم می‌شود و همه یکسان نیستند.
بلاکچین هیبرید: این بلاکچین ترکیبی از بلاکچینهای عمومی و خصوصی است. بلاکچین هیبرید از مزایای هر دو نوع این بلاکچینها بهره برده و معایب را به حداقل رسانده است. در بلاچین هیبرید اجازه عضویت با دستور مسئول کنترل کننده آن صادر و میزان اجازه فعالیت در شبکه نیز با همین روش مشخص می‌شود. ورود به این بلاکچین برای عموم آزاد نیست.
مسئولین بلاکچین هیبرید در بازه زمانی خاص می‌توانند مشخص کنند تراکنشها و فعالیت‌‌های دیگر روی شبکه نمایش داده شود یا خیر. دادهها در این پلتفرم مانند بلاکچینهای عمومی به‌طور کامل قابل تغییر هستند.
کاربردهای بلاکچین چیست؟
فناوری بلاکچین از طریق ارزهای دیجیتال و رمزارزهایی چون بیت کوین و اتریوم به جهان معرفی شد. بیشترین کاربرد این تکنولوژی نیز در حال حاضر انتقالهای مالی از طریق رمزارزهاست. افراد به‌ٰراحتی می‌توانند برای انتقالهای مالی، ارزهای فیات خود را تبدیل به ارز دیجیتال کنند و بدون نیاز به نهادهای مالی و بانک‌ها دارایی‌شان را به‌هر‌جای جهان که می‌خواهند انتقال دهند. در این روش انتقال مالی دیگر خبری از تاخیر همیشگی سیستم‌های بانکی و پرداخت کارمزد‌های بالا به این سیستم‌ها نیست.
اما انجام تراکنش مالی تنها کاربرد بلاکچین نبوده است. بلاکچین هر‌جا نیاز به شفاف‌سازی و جلوگیری از تقلب باشد به کمک انسان خواهند آمد. ذخیره امن اطلاعات در هر نهاد یا سازمانی یکی از مهم‌ترین کاردبردهای بلاکچین‌هاست. همچنین می‌توان در انتخابات‌ها بلاکچین را بستر رای‌گیری قرار داد تا هم امکان تقلب از بین برود و هم مشکلاتی که با اشتباهات انسانی طی رای‌گیری رخ می‌دهد را به حداقل رساند. پلتفرم‌‌های حمل‌‌و‌نقل کالا ماند اداره پست نیز می‌توانند برای ثبت دقیق اطلاعات و موقعیت لحظه‌ای مرسوله‌ها از این پلتفرم استفاده کنند.
کارخانه‌های بزرگ می‌توانند در صورت نیاز به فروش سهام خود، دارایی نقدی‌شان را تبدیل به رمزارز کنند و در بستر بلاکچین این دارایی را به‌راحتی در واحدهای بسیار کوچک و در نقاط مختلف جهان به‌فروش برسانند.
اما همه این‌ها تنها بخشی از کاربردهای بلاکچین است. افراد و سازمان‌های بسیاری هنوز با این تکنولوژی آشنایی کامل ندارند و نمی‌دانند بلاکچین چیست. با گذشت زمان و با پیشرفت هوش مصنوعی و اینترنت اشیا، روز‌به‌روز اقبال جهانی به بلاکچینها بیشتر خواهد شد و بلاکچین در بخش بخش زندگی دیجیتال و روزمره انسان‌‌ها جای خواهد گرفت. بلاکچین دقت را در امور بالا برده و احتمال خطای انسانی را به حداقل میٰ‌رساند. هزینه‌ها را با کاهش واسطه‌‌ها به حداقل می‌رساند. همه افرادی که به‌طور کامل با این تکنولوژی آشنایی دارند بر این باور هستند که بلاکچین انقلابی بزرگ در زمینه اطلاعات، امنیت و شفافیت در جهان به‌وجود خواهد آورد.
وینکلسپکت درباره بلاکچین می‌گوید:
موارد زیادی است که همچنان این فناوری را به چالش می‌کشد؛ مردم شاید متوجه شوند بلاکچین یک تحول ایجاد خواهد کرد، اما نمی‌دانند این فناوری چگونه به بهبود کسب‌وکار آنها کمک می‌کند.