بلاکچین چیست و چطور کار میکند – بلاک چین به زبان ساده

این مقاله یک  توضیحی ساده و روشن از فن‌آوری بلاکچین است طوری که برای خواننده‌ای که کمترین شناخت فنی را هم داشته باشد قابل درک باشد. این مقاله تلاش می کند به جای توضیح اهمیت بلاک چین، نشان دهد که بلاک چین چیست.

بخش اول: یک خلاصه

مردم از اصطلاح فن آوری بلاک چین چیزهای متفاوتی را مد نظر دارند و این می تواند گیج کننده باشد. گاهی از بلاکچین بیت‌کوین صحبت می‌شود، گاهی از ارزهای دیجیتالی دیگر یا ژتون های دیجیتالی، گاهی از قراردادهای هوشمند. اما اغلب اوقات منظورشان دفاتر توزیعی است یعنی فهرستی از نقل و انتقالات مالی که به جای ذخیره در یک سرور مرکزی در شماری از کامپیوترها تکثیر می شود.

فن آوری بلاک چین به مثابه مجموعه ای از فن آوری ها

موضوعات مشترک ذخیره اطلاعات و داده ها است که:

• معمولا شامل نقل و انتقالات مالی است.
• تقریبا همزمان در شماری از سیستم ها تکثیر می شود.
• معمولا روی یک شبکه همتا به همتا وجود دارد.
• از رمزنگاری و امضاهای دیجیتالی برای اثبات هویت، اعتبار و حفظ حقوق دسترسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها استفاده می‌شود.
• می‌تواند توسط مشارکین مشخصی در شبکه نوشته شود.
• می‌تواند توسط مشارکین مشخصی، و احتمالا مخاطبین گسترده تر از کسانی که می‌توانند بنویسند، خوانده شود
• مکانیزمی دارد که تغییر تاریخچه نقل و انتقالات را دشوار سازد یا دست کم آسان بتوان فهمید که چه کسی در تلاش برای دستکاری است.

من به فن‌آوری بلاکچین به چشم مجموعه ای از فن‌آوری‌ها نگاه می‌کنم، مانند یک کیسه‌ای از لگوهای اسباب بازی. از این کیسه می‌توان آجرهای پلاستیکی متفاوت را برداشت و به روش‌های مختلفی که نتایج متفاوت می دهد، آنها را کنار هم قرار داد.

تفاوت یک بلاک چین و یک پایگاه داده معمولی چیست؟ اگر خیلی کلی بگوییم، یک سیستم بلاک چین بسته‌ای است شامل یک پایگاه‌ داده معمولی به علاوه چند نرم افزار که ردیف های جدید در پایگاه داده ایجاد می کند و با قواعد از پیش تایید شده این ردیف‌های جدید را درست کرده و آنها را به همتایان در یک شبکه می فرستد و تضمین می‌کند که تمامی هماتایان داده های یکسانی در پایگاه داده خود داشته باشند.

بخش دوم- معرفی بلاک چین بیت کوین

اکوسیستم بلاکچین بیت‌کوین به خاطر هدف دوگانه‌ای که دارد در واقع یک سیستم کاملا پیچیده است. هدف اول این است که هرکسی قادر باشد روی بلاکچین بیت‌کوین بنویسد و هدف دوم اینکه نباید هیچ قدرت یا کنترل مرکزی وجود داشته باشد. همین را داشته باشید و نیازی نیست از بسیاری از مکانیزمهای پیچ در پیچ بیت کوین چیزی بدانید.

پایگاه داده متکثر: اکوسیستم بلاک چین بیت کوین مانند شبکه‌ای از پایگاه داده‌های تکثیر شده بین اعضای شبکه عمل می‌کند، هرکدام شامل فهرست یکسانی از نقل و انتقالات بیت کوین است. اعضای مهم شبکه اعتبارسنج ها یا نودها (node) خوانده می‌شوند که داده‌های نقل و انتقال (یعنی پرداختها) و داده های بلاک (به علاوه دفتر ثبت معاملات) را پخش می‌کنند. هر اعتبارسنج مستقلا پرداخت را کنترل کرده و داده بلاک را توزیع می‌کند. قواعدی وجود دارد که باعث می‌شود شبکه آنطور که باید عمل کند.

پیچیدگی بیت کوین به خاطر ایدئولوژی آن است. هدف بیت‌کوین این است که غیرمتمرکز باشد یعنی یک نقطه کنترل وجود نداشته باشد و نیز نسبتا نقل و انتقالات گمنام بمانند. این بر پیشرفت بیت کوین تاثیر گذاشته است. همه اکوسیستم‌های بلاک چین لازم نیست چنین مکانیزمی داشته باشند خصوصا اگر هویت مشارکین مشخص باشد و یا به رفتار آنان اعتماد وجود داشته باشد.

بلاک چین های همگانی و خصوصی

یک تفاوت مهم میان بلاک چین های همگانی و خصوصی این است که  آیا شما اجازه می‌دهید که هرکسی در بلاک چین شما بنویسد یا فقط مشارکین مورد تایید قادر به نوشتن باشند. بیت‌کوین اجازه می‌دهد که هرکسی در دفتر ثبت، نقل و انتقالات را بنویسد.

بلاک چین‌های همگانی: دفاتر ثبت می توانند به دو معنا همگانی باشند:

1. هر کسی بدون اجازه از سوی یک مقام دیگر، می‌تواند داده‌ها را بنویسد.
2. هرکسی بدون اجازه از سوی یک مقام دیگر می تواند داده‌ها را بخواند.

معمولا وقتی مردم از بلاکچین همگانی یا عمومی صحبت می‌کنند، منظورشان این است که هرکسی می‌تواند روی آن بنویسد.

چون بیت کوین به صورت بلاک چینی طراحی شده است که هر کسی می تواند روی آن بنویسد، مشارکین حسابدار معتمد نیستند و می‌توانند در دفتر بدون نیاز به تایید صلاحیت‌شان چیزی بنویسد، پس لازم است در مورد اختلاف و ناهمگونی‌ها قضاوت شود (چون رییسی نیست که تصمیم گیرنده باشد) و مکانیزم دفاعی در مقابل حملات وجود داشته باشد ( اگر انگیزه مالی وجود داشته باشد، پس هرکسی می‌تواند در یک امنیت نسبی سوءاستفاده کند). این باعث هزینه و پیچیدگی در اجرای بلاک چین می‌شود.

بلاکچین‌های خصوصی: برعکس، در یک شبکه بلاکچین خصوصی، مشارکین شبکه شناخته شده و قابل اعتماد هستند، برای مثال یک گروه صنعتی یا گروهی از شرکت‌ها تحت پوشش یک شرکت جمعی هستند. دیگر نیازی به خیلی از مکانیزم‌ها نیست یا این مکانیزم‌ها با قراردادهای حقوقی جایگزین می‌شوند. یعنی شما باید به گونه مشخصی رفتار کنید زیرا یک تکه کاغذ را امضا کرده‌اید. این امر در تصمیمات فنی تغییر ایجاد می‌کند.

یک بلاکچین فقط یک فایل است. یک بلاکچین به خودی خود تنها ساختاری از داده‌هاست. یعنی صرفا نحوه کنار هم قرار گرفتن و ذخیره داده‌هاست. دیگر ساختارهای داده، پایگاه داده‌ها (ردیف‌ها، ستون ها، جداول)، فایل‌های متنی، رشته‌های مقادیر ارزشی (که با ویرگول از هم جدا شده‌اند)، تصاویر، فهرست‌ها و مانند این است. می‌توانید بلاکچین را دقیقا مانند یک پایگاه داده در نظر بگیرید.

بلاک‌ها در یک زنجیر مانند صفحات یک کتاب هستند.

به منظور مقایسه، یک کتاب زنجیره ای از صفحات است. هر صفحه کتاب شامل:

• متن برای مثال یک داستان
• و اطلاعاتی است درباره صفحه و کتاب مثلا دربالای صفحه معمولا عنوان کتاب و گاهی شماره یا عنوان فصل قرارداده می‌شود و در پایین صفحه معمولا شماره صفحه قرار دارد که به ما می‌گوید در کجای کتاب هستیم. این داده‌ها درباره داده‌ها را meta-data می‌گویند.

در بلاکچین نیز به همین نحو یک بلاک مانند صفحه کتاب شامل:

• محتویات بلاک، برای مثال در بیت‌کوین این شامل فهرستی از نقل و انتقالات بیت کوین و پاداش‌های استخراج کنندگان است (در حال حاضر ۲۵ BTC)
• یک سرفصل یا هیدر که شامل اطلاعاتی درباره بلاک است. در بیت کوین، سرفصل یا هیدر شامل اطلاعات فنی درباره بلاک می‌شود یعنی ارجاعی به بلاک قبلی و یک به اصطلاح اثرانگشت یا هش (مجموعه‌ای از ارقام نامربوط به یکدیگر) است که براساس اطلاعاتی که در این بلاک وجود دارد تولید می‌شود. این هش برای نظم و ترتیب بلاک ها اهمیت دارد.

نظم و ترتیب بلاک ها در یک بلاک چین:

صفحه به صفحه: در کتاب، شماره صفحه‌ها باعث می شود که نظم صفحات را به آسانی بدانیم. اگر ورق‌های یک کتاب را پاره کنید و آنها را بُر بزنید، دوباره به آسانی می‌توان آنها را منظم کرد.

بلاک به بلاک: در بلاکچین، هر بلاک به بلاک قبلی ارجاع دارد اما نه با شماره بلاک بلکه با اثرانگشت یا هش بلاک که هوشمندانه‌تر از شماره صفحه است زیرا اثرانگشت یک بلاک توسط محتوای آن بلاک تعیین می‌شود.

سازگاری درونی: با استفاده از اثرانگشت به جای توالی عددی، یک روش عالی نیز برای ارزشگذاری اطلاعات خواهید داشت. در هر بلاکچین با استفاده از چند الگوریتم می‌توانید اثرانگشت‌های بلاک را خودتان ایجاد کنید. اگر اثرانگشت‌ها با اطلاعات سازگار باشند و اثرانگشت‌ها در یک زنجیره به هم ملحق شوند، پس می توانید مطمئن باشید که بلاک چین درونا سازگار است. اگر کسی بخواهد در داده ها دست ببرد، باید اثر انگشت‌ها را از آن نقطه به بعد دوباره ایجاد کند و بنابراین بلاکچین متفاوت خواهد بود.

این بدان معناست که اگر ایجاد اثرانگشت دشوار یا آهسته باشد پس به دشواری و آهستگی نیز می‌توان آنرا در بلاک چین بازنویسی کرد.

منطق بیت کوین این است که:

• ایجاد یک اثرانگشت که مطابق قواعد بلاکچین بیت‌ کوین باشد را دشوار می‌سازد.
• بنابراین، اگر کسی بخواهد بخش‌هایی از بلاکچین بیت کوین را بازنویسی کند، زمان زیادی طول خواهد کشید و بقیه شبکه متوجه آن خواهد شد.

به همین خاطر است که گفته می‌شود بلاک چین بیت کوین تغییرناپذیر است.

توزیع داده‌ها: داده‌های جدید چگونه تبادل می‌شوند؟

روش همتا به همتا، روشی برای توزیع داده‌ها در یک شبکه است. روش دیگر، کلینت/سرور است. شما درباره اشتراک‌گذاری فایل‌ها از همتا به همتا در شبکه بیت‌تورنت (BitTorrent) شنیده اید. در آنجا فایل‌ها بین کاربران به اشتراک گذاشته می‌شود بدون اینکه یک سرور مرکزی داده‌ها را کنترل کند. به همین خاطر است که بیت‌تورنت روی پا مانده است.

کلینت/سرور

در محیط اداری، اغلب داده‌ها روی سرور نگاه داشته می‌شوند و هرجایی که شما داخل شبکه شوید، می‌توانید به داده‌ها دسترسی پیدا کنید. سرور صد در صد داده‌ها را نگاه می‌دارد و کلینت‌ها اعتماد دارند که این داده‌ها قطعا درست هستند. اکثر اینترنت کلیت/سرور است و وب سایت در سرور نگاه داشته می‌شود و شما به عنوان کلینت به آن دسترسی پیدا می‌کنید. این روش بسیار موثری است و در محاسبات کامپیوتری یک مدل سنتی است.

همتا به همتا

در مدل‌های همتا به همتا، شبکه بیشتر مانند یک شبکه شایعه پراکنی عمل می کند که هر همتایی صد در صد داده ها را در اختیار دارد (یا تا حد ممکن نزدیک به صد در صد) و داده های بروز شده بین تمامی اعضا به اشتراک گذاشته می‌شود. شبکه همتا به همتا از برخی لحاظ کارایی کمتری نسبت به شبکه کلینت/سرور دارد، زیرا داده‌ها بارها تکثیر می شوند، یعنی برای هر ماشین یکبار و با هر تغییر یا افزایش داده‌ها، نویز زیادی در شبکه ایجاد می‌شود. با وجود این، همتاها مستقل تر هستند و اگر اتصالشان به شبکه از دست برود، تا حدی می توانند به کار خود ادامه دهند. همچنین شبکه‌های همتا به همتا استحکام بیشتری دارند، زیرا هیچ سرور مرکزی نیست که بتوان آنرا کنترل کرد و بنابراین از بین بردن و بستن شبکه های همتا به همتا سخت‌تر است.

مشکلات شبکه همتا به همتا

در مدل شبکه همتا به همتا، حتی اگر همه همتایان معتمد باشند، مشکل توافق یا اجماع وجود دارد. اگر هر همتایی با سرعت‌های متفاوت داده‌ها را بروزرسانی کند و وضعیت‌های نسبتا مختلفی بوجود آید، پس چطور وضیت واقعی یا صحیح اطلاعات و داده‌ها را تعیین می‌کنید؟

بدتر اینکه در یک شبکه همتا به همتای غیرقابل اعتماد، ضرورتا نمی‌توانید به هر همتایی اعتماد داشته باشد، پس چگونه اطمینان حاصل می‌کنید که سیستم به آسانی توسط همتایان بدخواه از بین نمی‌رود؟

توافق: چگونه تضادها حل می‌شود؟

یک تضاد رایج وقتی است که استخراج‌کنندگان تقریبا همزمان چندین بلاک متفاوت ایجاد می‌کنند. چون به اشتراک گذاری بلاک‌ها در سراسر شبکه زمان می‌برد، پس کدام بلاک باید به عنوان بلاک معتبر به حساب بیاید؟

مثال: بیایید فرض کنیم که نود‌ها در شبکه بلاکچین خود را همزمان کرده و همگی در بلاک هشتاد هستند.

اگر سه استخراج کننده در سراسر جهان بلاک ۸۱ را تقریبا همزمان ایجاد کنند، کدام بلاک باید به عنوان بلاک ۸۱ معتبر شناخته شود؟ به یاد داشته باشید که هرکدام از این سه بلاک ۸۱ کمی متفاوت هستند. آنها مشخصا شامل یک آدرس پرداخت متفاوت برای پاداش ۲۵ بیت کوینی هستند و ممکن است شامل مجموعه پرداخت های متفاوتی باشند. بگذارید آنها را ۸۱a و ۸۱b و ۸۱c بنامیم.

چگونه این تضاد را حل می‌کنید؟

قاعده طولانی‌ترین زنجیر: در بیت کوین، این تضاد با قاعده ای به نام «قاعده طولانی‌ترین زنجیر» حل می‌شود.

در مثال فوق، شما می‌توانستید اولین بلاک یعنی ۸۱a را معتبر فرض کنید، یعنی اول بلاک ۸۱a  را دیدید. می‌توانید شروع به ساختن بلاک بعدی برای ایجاد ۸۲a  کنید.

اما در چند ثانیه بعد ممکن است ۸۱b را ببینید. اگر اینرا دیدید به عنوان بلاک بعدی منظور می کنید. اما اگر بعدا دیدید، قاعده طولانی ترین زنجیر می گوید که شما باید زنجیر طولانی b را به عنوان بلاک معتبر در نظر بگیرید (۸۰,۸۱b,82b ) و زنجیر کوتاه تر را نادیده بگیرید (۸۰,۸۱a). پس شما سعی می کنید ایجاد زنجیره ۸۲a  را متوقف کرده و شروع به ایجاد زنجیره ۸۳b  نمایید.

قاعده طولانی‌ترین زنجیره قاعده ای است که سیستم بلاک چین بیت کوین استفاده می کند تا این تضادهای رایج در یک شبکه توزیعی را حل کند.

اما، با یک شبکه بلاک چین قابل اعتماد و متمرکز، شما می توانید با یک اعتبار سنج برتر و معتمد تصمیم گیری کنید.

بروزرسانی‌ها: چگونه قواعد را تغییر می‌دهید؟

به عنوان یک شبکه در کل، شما باید به این توافق برسید که چه نوع داده‌هایی برای تصویب معتبر هستند و کدام یک خیر. در بیت کوین، قواعد فنی برای نقل و انتقالات وجود دارد (برای مثال آیا شما فیلد داده های مورد نیاز را پر کرده اید؟ آیا این در فرمت درستی است و غیره) و چند قاعده بیزینسی نیز وجود دارد (آیا سعی می کنید بیت کوین بیشتری از آنچه دارید خرج کنید؟ آیا سعی می کنید یک بیت کوین را دوبار خرج کنید؟)

همانطور که قواعد به مرور زمان تغییر می‌کنند، چگونه مشارکین در شبکه روی این تغییرات توافق حاصل می‌کنند؟ آیا موقعیتی خواهد بود که نیمی از شبکه فکر کند که یک نقل و انتقال معتبر است و نیمی دیگر این طور فکر نکنند؟

در یک شبکه تحت کنترل و خصوصی، کسی وجود دارد که بروزرسانی‌ها را کنترل می‌کند، حل این مشکل ساده است: مثلا«همه باید منطق و قاعده جدید را تا ۳۱ جولای به روز رسانی کنند.»

اما در یک شبکه عمومی و بدون کنترل، مشکل چالش برانگیزتر است. در بیت کوین دو بخش برای بروز رسانی وجود دارد.

1. پیشنهاد تغییر (BIP ها). ابتدا، یک مرحله پیشنهادی وجود دارد که اصلاحیه‌ها پیشنهاد می شود، به بحث گذاشته شده و بعد مکتوب می شوند. یک پیشنهاد را BIP می نامند یعنی یک Bitcoin Improvement Proposal.

اگر این اصلاحیه روی نرم افزار هسته ای بیت کوین در Github نوشته شود، پس بخشی از یک بروزرسانی است. نسخه بعدی هسته بیت کوین رایج ترین نوع به کار گیری این پروتوکل است.

1. تطبیق با تغییر (استخراج کنندگان). بروزرسانی می تواند توسط نودها و استخراج کنندگان دانلود شده و اجرا شود، اما فقط اگر بخواهند (می توانید تغییری را تصور کنید که پاداش استخراج از ۲۵ به ۰ در ازای هر بلاک کاهش می دهد). خواهیم دید که چند استخراج کننده با اجرای این برنامه موافق خواهند بود!

اگر اکثریت شبکه (در بیت کوین اکثریت با قدرت محاسباتی کامپیوترهایشان تعیین می شود) اجرای یک نسخه جدید نرم افزار را انتخاب کنند، پس یک بلاک با نسخه جدید سریعتر از اقلیت اجرا خواهد شد و اقلیت مجبور خواهند بود که این نسخه جدید را پذیرفته یا به یک شاخه (fork) از بلاک چین تبدیل شوند. پس استخراج کنندگان با قدرت محاسباتی زیاد، به خوبی می توانند بگویند که چه چیزی باید پیاده شود.

دسترسی به نوشتن: چگونه کنترل می‌کنید که چه کسی می‌تواند داده‌ها را بنویسد؟

به لحاظ نظری، در شبکه بیت کوین هر کسی می تواند چند نرم افزار را دانلود کرده و روی آن بنویسد و شروع کند به اعتبار دادن به نقل و انتقالات و ایجاد بلاک‌ها. کافی است به http://bitcoin.org/en/download  بروید و نرم افزار هسته بیت کوین را اجرا کنید.

کامپیوتر شما مانند یک نود کامل عمل خواهد کرد یعنی:

• به شبکه بیت کوین متصل می‌شود.
• بلاک چین را دانلود می‌کند.
• بلاک چین را ذخیره می کند.
• منتظر نقل و انتقالات می ماند.
• نقل و انتقالات را معتبر می‌سازد.
• نقل و انتقالات معتبر را به تصویب برساند.
• منتظر بلاک ها می ماند.
• بلاک های را معتبر می‌سازد.
• بلاک‌های معتبر را به تصویب برساند.
• بلاک‌ها را ایجاد می‌کند.
• بلاک‌ها را استخراج می‌کند.

کد مرجع در این نرم افزار هسته بیت کوین روی Githup به آدرس http://github.com/bitcoinbitcoin منتشر شده است. اگر تمایل داشته باشید می توانید کد را چک کرده و به جای دانلود کردن نرم افزار از پیش بسته بندی شده در سایت bitcoin.org، کد را کامپایل و اجرا کنید. همچنین می‌توانید حتی کد را خودتان بنویسید البته تا جایی که مطابق پروتوکول باشد.

بدون مجوز

توجه کنید که نیازی به ثبت نام، داخل شدن یا درخواست پیوستن به شبکه را ندارید. کافی است جلو بیایید و بپیوندید. این را با شبکه SWIFT مقایسه کنید که در آن شما نمی‌توانید فقط نرم افزار دانلود کنید و شروع به شنیدن پیام‌های SWIFT کنید. به این ترتیب، برخی بیت کوین را بدون مجوز یا permissionless می خوانند در مقابل SWIFT که نیازمند مجوز است.

بدون مجوز بودن تنها راه نیست

ممکن است بخواهید فن آوری بلاک چین را در یک شبکه خصوصی و قابل اعتماد به کار ببرید. ممکن است نخواهید تمامی قواعد آنچه یک نقل و انتقال یا بلاک را معتبر می سازد، منتشر کنید. ممکن است بخواهید خودتان روی نحوه تغییر قواعد کنترل داشته باشید. کنترل یک شبکه خصوصی قابل اعتماد آسان تر از یک شبکه عمومی و بی نیاز به اعتماد مانند بیت کوین است.

دفاع: چگونه کار را برای افراد شرور دشوار می‌سازید؟

یک مشکل شبکه‌های باز یا بی نیاز به مجوز این است که می‌توانند توسط هر کسی مورد حمله قرار گیرند. پس روشی لازم است تا شبکه را به عنوان یک کل قابل اعتماد بسازید حتی اگر هیچ عضو خاصی قابل اعتماد نباشد.

افراد شرور چه کاری می توانند و نمی توانند انجام دهند؟

یک استخراج کننده نامعتمد می‌تواند:

1. از رله کردن نقل و انتقالات معتبر به نودهای دیگر خودداری کند.
2. تلاش کند تا بلاک‌هایی ایجاد کند که شامل یا فاقد نقل و انتقالات خاصی باشد که او شخصا انتخاب کرده است.
3. تلاش کند که یک زنجیره طولانی تری از بلاک‌ها را ایجاد کند طوری که بلاک‌های قبلا پذیرفته شده یتیم بمانند و بخشی از زنجیره اصلی نباشند.

اما وی نمی‌تواند:

1. بیت کوین را از روی هوا ایجاد کند.
2. از حساب شما بیت کوین بدزدد
3. از طرف شما پرداخت انجام دهد یا وانمود کن شما هستید که پرداخت می‌کنید.

همین خیال را راحت می‌کند.

«خوب، وی می‌تواند، اما فقط این نسخه از دفترحساب وی شامل این نقل و انتقالات است. دیگر نود‌ها این را رد خواهند کرد، چون مهم است که یک نقل و انتقال توسط شماری از نود‌ها تایید شود.»

در مورد نقل و انتقالات، تاثیری یک استخراج کننده ناصادق می‌تواند خیلی محدود باشد. اگر باقی شبکه قابل اعتماد باشند، آنها نقل و انتقالات غیرمعتبر را از سوی این فرد رد خواهند کرد، و نقل و انتقالات معتبر را از نودهای صادق خواهند شنید، حتی اگر این فرد از تصویب آنها خودداری کند.

در مورد بلاک‌ها، اگر فرد شرور قدرت ایجاد بلاک کافی داشته باشد (و این چیزی است که همه چی روی این می‌چرخد)، وی می‌تواند نقل و انتقال شما را با سرپیچی از قرارداده شدن در بلاکش، به تاخیر بیاندازد. با وجود این، نقل و انتقال شما همچنان توسط دیگر نود‌ها به عنوان یک «نقل و انتقال تایید نشده» شناخته شده و در بلاک‌شان قرار گیرد.

با این حال، اگر فرد رور بتواند زنجیره بلاک طولانی تری از بقیه شبکه ایجاد کند و با استفاده از قاعده طولانی ترین زنجیره، زنجیر‌های کوتاه تر را از دور خارج کند، این به وی اجازه می‌دهد که یک نقل و انتقال دروغین ایجاد کند.

در این مقاله به این موضوع خواهیم پرداخت که، تکنولوژی بلاکچین چیست؟ یک بلاکچین ترکیبی از سه تکنولوژی اصلی است. در واقع هیچ کدام از این تکنولوژی ها جدید نبوده و تنها برنامه ریزی و کاربرد آنها متفاوت است.

این تکنولوژی ها عبارت اند از:

1. رمز نگاری کلید خصوصی
2.  یک شبکه توزیع با یک دفتر کل مشترک
3.  انگیزه به منظور ارائه خدمات، ثبت و ضبط و همچنین ایجاد امنیت در مبادلات بین شبکه

در ادامه توضیحاتی در ارتباط با نحوه همکاری این قسمت ها با یکدیگر برای تامین امنیت شبکه ارائه می شود.

کلید های رمزنگاری شده

دو فرد خواهان انجام مبادله در فضای اینترنت هستند و هر کدام از آنها مالک یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی
است. هدف اصلی این اجزای فن آوری بلاکچین، ایجاد مرجعی جهت تعیین هویت امن دیجیتال است و این هویت مبتنی بر داشتن ترکیبی از کلیدهای عمومی و خصوصی می باشد.
استفاده ترکیبی از این کلیدها که توانایی انجام توافقات را دارا ست، که امضاء دیجیتالی مفیدی را به وجود می آورد. از سوی دیگر این امضاء دیجیتالی تسلط کاملی را برای مالک آن فراهم می کند.

هویت

کنترل کامل مالکیت، برای ایجاد ارتباطات امن دیجیتالی کافی نیست. بعد از حل مسئله تایید هویت، این ابزار باید جهت تأیید معاملات و مجوز ادغام شوند. این موضوع برای بلاکچین، با یک شبکه توزیع شروع می شود.

یک شبکه توزیع شده

برای درک ضرورت یک شبکه توزیع، نیاز به درک یک تجربه مشترک، مثل افتادن یک درخت در جنگل خواهد بود. هنگامی که یک درخت در یک جنگل از بین برود و ما این فرآیند را با دوربین ثبت کنیم، از نحوه مرگ این درخت می توانیم مطمئن شویم. یعنی حتی اگر جزییات چگونگی و زمان این اتفاق واضح نباشد، ما دارای مدارک و شواهد بصری می باشیم.

عمده ترین ارزش بیتکوین این است که در این شبکه بسیار بزرگ، افراد تایید کننده همانند دوربین ها، شاهد یک اتفاقمشابه در زمان مشترک می باشند. در واقع آن ها به جای دوربین، از اثبات کننده های ریاضیاتی استفاده می کنند.

به طور خلاصه، اندازه شبکه برای تامین امنیت شبکه مسئله مهمی به شمار می آید.

یکی از جذاب ترین ویژگی های بلاکچین بیتکوین، بزرگ بودن و دارا بودن قدرت محاسبات کامپیوتری بسیار بالا می باشد. هنگام نوشته شدن، بیتکوین با قدرت پردازش ۳.۵۰۰.۰۰۰ TH/s (ترا هش بر ثانیه – واحد قدرت پردازش دیتا) اطلاعات، امنیت آنها را تضمین می کند. این مقدار از اطلاعات، از بین مجموع اطلاعات ۱۰.۰۰۰ بانک از بزرگ ترین بانک های دنیا نیز بیشتر می باشد. اتریوم که هنوز شبکه ای نوپا به حساب می آید، امنیت اطلاعات خود را بیشتر ازگوگل و با قدرت پردازشی معادل ۱۲.۵ TH/sتامین کرده است. این در حالی است که تنها دو سال از عمر اتریوم گذشته و به صورت کلی تا کنون، در وضعیت آزمایشی قرار داشته است.

سیستم ثبت وقایع

هنگامی که کلیدهای رمزنگاری شده با این شبکه ترکیب شود، شکل فوق العاده مفیدی از تعاملات دیجیتالی پدیدار میشود. فرآیند مبادله با در دست داشتن کلید خصوصی برای فرد A، به نوعی آغاز شده و با انتشار و اعلام این مسئله به فرد B، از طریق شبکه در بستر عمومی بلاکچین بیتکوین ادامه می یابد. (منظور تراکنش بیتکوینی که در مجموع به عنوان رمزارز ارسال می کنید) اتصال آن به کلید عمومی فردB آغاز می شود) یک بلاک حاوی امضای دیجیتالی، برچسب ثبت زمان و اطلاعات مربوطه است. سپس اطلاعات به تمام گره ها در شبکه مخابره می شود.

پروتکل خدمات شبکه

یک فرد واقع نگر ممکن است فرضیه «سقوط یک درخت در جنگل» را به این صورت به چالش بکشد: چرا بایستی میلیون ها دوربین و کامپیوتر برای ثبت از بین رفتن یک درخت وجود داشته باشند؟ به زبان دیگر، چگونه توانایی محاسبات را برای سرویس دهی شبکه به منظور ایمن سازی آن به کار می گیرید؟

انجام این مورد در بلاکچین های عمومی، به طور گسترده ای، نیاز به عمل استخراج دارد. عمل استخراج، از یک رویکرد منحصر به فرد نسبت به یک سوال قدیمی درباره اقتصاد به وجود آمده است.
در قبال ارائه کامپیوتر خود به منظور سرویس دهی به شبکه، توسط بلاکچین یک پاداش برای یکی از کامپیوتر ها در نظر گرفته می شود. علاقه شخصی برای استفاده از خدمات عمومی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از اجرای پروتکل در بیتکوین، از بین بردن احتمال استفاده بیتکوین مشابه در معاملات جداگانه در یک زمان می باشد، که به همین دلیل کار شناسایی به سختی صورت می گیرد.

این، نحوه تلاش بیتکوین برای داشتن ویژگی مشابه عملکرد طلا می باشد. بیتکوین و واحد آن (ساتوشی)، باید منحصر به فرد باشند تا ارزشمند شده و خواهان داشته باشد. برای رسیدن به این هدف، گره های زیادی به شبکه خدمت رسانی می کنند، و یک تاریخچه را برای معاملات هر بیتکوین را با حل مشکلات محاسباتی در شبکه خلق و نگهداری می کنند.
آنها اساسا با قدرت CPU خود رای می دهند، موافقت خود را در مورد بلوک های جدید و یا رد بلوک های نامعتبر بیان می کنند. هنگامی که اکثریت استخراج کنندگان به همان راه حل می رسند، یک بلاک جدید را به زنجیره اضافه می کنند. این بلاک زمان بندی شده و همچنین می تواند شامل داده یا پیام باشد.

اینجا یک زنجیره از بلاک ها را مشاهده می کنید:

نوع، مقدار و پروسه تایید در هر بلاکچین می تواند متفاوت باشد. قواعدی که غیر مجاز بودن یک معامله و یا مجاز بودن تولید یک بلاک جدید را تعیین می کند، از موضوعات یک پروتکل بلاکچین به حساب می آید. روند تایید می تواند متناسب با هر بلاکچین باشد. قواعد مورد نیاز در جهت ایجاد انگیزه، زمانی ایجاد می شود که گره ها به اندازه کافی در موردنحوه بررسی معاملات به توافق برسند.

این یک موقعیت انتخابی ظریف است و برای انجام آزمایش، تنها باید شروع کرد.
ما در حال حاضر در دوره توسعه بلاکچین هستیم که بسیاری از این آزمایش ها اجرا می شود. تنها نتیجه گرفته شده تا کنون این است که ما هنوز به طور کامل مهارت های پروتکل را درک نکرده ایم.