بلاک چین (Blockchain) یک ساختار غیرمتمرکز  برای ذخیره سازی داده و اطلاعات است. هدف بلاک چین این است که فعالیت‌هایی را که توسط سازمان‌ها و نهادهای دولتی انجام می‌شود، بدون آن‌ها پیش ببرد(بدون واسطه). مطمئنا با ارزهای دیجیتالی مثل بیت‌کوین و اتریوم که از طریق فناوری بلاک چین به وجود آمده‌اند، آشنا هستید. ارزهای دیجیتال تنها بخشی از دنیای شگفت‌انگیز بلاک چین را تشکیل می‌دهند.

در واقع بلاک چین‌ها قصد دارند با غیرمتمرکز کردن کارها، آزادی مردم را به آن‌ها بازگردانند و نیاز مردم به نهادهای مرکزی و واسطه‌گر را از بین ببرند. در واقع یکی از کاربردهای بلاک چین این است که مردم بدون نیاز به نظارت بانک، پول جابه‌جا ‌کنند. در این مقاله که توسط گروه مالی پرواز تهیه شده است بطور کامل راجعبه ساختار بلاکچین و اهمیت آن شرح میدهیم.

 ساختار بلاک چین

 هر یک از بلوک های موجود در بلاک چین از قسمت های دیجیتالی اطلاعات که شامل سه بخش است تشکیل شده اند:

۱) اطلاعات مربوط به تراکنش های شما: به عنوان مثال تاریخ، زمان و مبلغ آخرین خرید بیت کوین شما.

۲) اطلاعات  شرکت کنندگان در معاملات: استفاده از امضای دیجیتال به جای نام واقعی شما، خرید شما بدون هیچ گونه اطلاعات شناسایی با استفاده از یک “امضای دیجیتال” منحصر به فرد ثبت می شود.

۳) هر بلوک اطلاعات متمایزی با دیگر بلوک ها دارد: همانطور که هریک از ما اثر انگشت داریم تا بتوانیم از یکدیگر متمایز شویم، هر بلوک کد منحصر به فردی به نام هش (hash) را ذخیره می کند که به ما امکان می دهد آن را از هر بلوک دیگر تشخیص دهیم. به این ترتیب بلوکهای مربوط به دو معامله با جزئیات یکسان، به دلیل کدهای منحصر به فرد آنها، از هم قابل تفکیک هستند.

بلاک چین چگونه کار می کند؟

بیایید برای درک بهتر کارکرد بلاک چین به تراکنش های بیت کوین بپردازیم. بلاک چین تمامی اطلاعات و جزییات تک تک تراکنش‌های صورت گرفته با این ارز دیجیتال را در خود ذخیره می‌کند و اگر یک کاربر بخواهد یک بیت کوین را بیش از دو بار معامله (یعنی کلاهبرداری کند) مانع آن می شود.

هر بلوک زمانی که داده های جدید را ذخیره می کند به بلاک چین اضافه می شود. و این گونه با زنجیره ای از چندین بلوک که بهم وصل شده اند عنوان کلی بلاکچین پدید می آید برای اینکه یک بلوک به بلاک چین اضافه شود، باید چهار اتفاق رخ دهد:

۱) یک معامله باید انجام شود.

۲) پس از خرید، معامله شما باید تأیید شود. این کار را  شبکه رایانه ها که بیش از هزاران رایانه هستند و در سراسر جهان گسترده اند انجام می دهند. این شبکه از طریق رایانه بررسی می کند که معامله مطابق سفارش شما انجام شده باشد.

۳) جای ذخیره هر معامله باید در دل یک بلوک باشد. پس از تأیید درستی معامله شما، اطلاعات در یک بلوک اختصاصی ثبت می شود. در آنجا، اطلاعات معامله شما در کنار بی شمار تراکنش مشابه قرار می گیرد.

۴) به هر بلوک باید هَش داده شود: پس از تأیید همه معاملات یک بلوک، باید به آن بلوک یک کد شناسایی منحصر به فرد به نام هَش داده شود. پس از گرفتن هَش اختصاصی، آن بلوک به بلاک چین اضافه می شود.

اهمیت بلاک چین

فناوری بلاک چین و کاربردهایش بی نظیر و نامحدود است تقریبا می‌تواند در هر چیزی که تراکنش پذیر باشد از جمله نقل و انتقال پول، کالا یا املاک کاربرد داشته باشد. بلاک چین بزرگترین مانع کلاهبردارن است، ‌ زیرا هر نوع معامله صورت گرفته با تمام جزییات آن در دفتر کل ثبت شده و همه طرفین معامله می‌توانند به این جزییات دسترسی داشته باشند.

در دسترس بودن بلاک چین

هر کسی در هر جای دنیا که به اینترنت دسترسی دارد می‌تواند از آن در تراکنش‌های خود استفاده کند.با این وجود پژوهش‌های بسیاری که صورت گرفته نشانگر افزایش استفاده از این فناوری در دهه آینده است، علاقه به حوزه بلاکچین در دنیا رو به افزایش است ارائه دوره های دانشگاهی بلاکچین، برگزاری انواع کنفرانس ها و همایش های این حوزه، استفاده بانک‌ها و موسسات مالی، شرکت‌های بیمه و شرکت‌های فناوری از آن به عنوان ابزاری برای کاهش هزینه‌ها، کاهش خطاهای سیتمی و افزایش کیفیت ارائه خدمات خود دلیلی بر این مدعاست.

 هنگامی که شما با هر رایانه ای که به شبکه بلاک چین متصل می شود یک کپی یا نسخه بروزرسانی شده از بلاک چین دارید، بنابراین هزاران یا میلیونها در مورد بیت کوین نسخه از همان بلاک چین در دسترس کاربران قرار دارد و به نوعی محتویات بلاک چین برای همه قابل مشاهده است.

 این  حجم از گستردگی اطلاعات بلاک چین در شبکه ای از رایانه ها دستکاری اطلاعات را دشوارتر می کند، زیرا یک هکر نیاز به دستکاری هر نسخه از بلاک چین در شبکه دارد که با این همه نسخه موجود تقریباً غیر ممکن است.

از سوی دیگر، با نگاهی به بلاک چین بیت کوین، خواهید دید که شناسایی کاربران عملا غیرممکن است، زیرا اگرچه تراکنش های ثبت شده در بلاکچین کاملاً ناشناس نیستند، اما اطلاعات شخصی کاربران تنها محدود به امضای دیجیتال یا نام کاربری آنها است.

 امنیت در بلاک چین

 روش های بلاک چین برای ایجاد امنیت و اعتماد کاربران:

بلوک های جدید همیشه به شکل خطی و به ترتیب زمانی اضافه می شوند. بنابراین بلوک های جدید همیشه به پایان بلاک چین اضافه می شوند. هر بلوک در زنجیره دارای موقعیتی است به نام ارتفاع.

پس از اضافه شدن یک بلوک به انتهای بلاک چین دیگر کار تمام است و برگرداندن و دستکاری بلوک برای تغییر محتوای آن بسیار دشوار خواهد بود. زیرا هر بلوک با هش اختصاصی به خود، و همچنین هش مربوط به بلوک قبل از آن علامت گذاری شده است.

کدهای هش از طریق یک عملکرد ریاضی ایجاد می شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. در صورتی که این اطلاعات به هر طریق دستکاری و ویرایش شود، کد هَش نیز تغییر خواهد کرد. فرض کنیم یک هکر سعی کند اطلاعات تراکنش شما را دستکاری کند تا مجبور شوید بهای خرید خود را دوباره بپردازید. همین که اطلاعات معامله شما ویرایش شود هَش بلوک تغییر می کند؛ بلوک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هَش قدیمی است و  قاعدتاً هکر باید آن را هم به روزرسانی کند؛ و سپس بلوک بعدی تا آخر به این ترتیب است، محاسبه مجدد همه این هَش ها به قدرت محاسباتی عظیم و غیرقابل تصوری نیاز دارد. به عبارت دیگر، پس از اضافه شدن یک بلوک به بلاک چین، ویرایش آن بسیار دشوار و حذف آن غیرممکن خواهد بود.

مزایای بلاکچین

فناوری بلاکچین، نسبت به فناوری‌هایی مانند اینترنت، تازه‌کار و نوظهور است و همچنان ظرفیت زیادی از فناوری‌ بلاکچین شناخته نشده است و برای کشف آن‌ها زمان لازم است. بنابراین، لیست مزایای بلاکچین در آینده ممکن است از لیست فعلی ما طولانی‌تر شود.

۱- توزیع شدگی

از آنجایی که داده‌های بلاکچین اغلب در هزاران دستگاه در شبکه توزیع شده‌­ای از گره‌ یا نود ذخیره می­‌شوند، سیستم و داده­‌ها در برابر خرابی­‌های فنی و حملات مخرب بسیار مقاوم هستند. هر گره یا نود در بلاکچین قادر به تکثیر و ذخیره یک نسخه از بانک اطلاعاتی است و به همین دلیل، هیچ نقطه­‌ی مرکزی وجود ندارد و خرابی یک گره بر میزان دسترسی یا امنیت تکنولوژی بلاکچین تأثیر نمی­‌گذارد. در مقابل، بسیاری از بانک­‌های اطلاعاتی معمولی به یک یا چند سرور متکی هستند و در برابر خرابی­‌های فنی و حملات سایبری آسیب‌پذیرتر هستند.

۲- ثبات

بسیار بعید است که بلوک­‌های تأیید شده بازگردانده شوند، به این معنی که پس از ثبت اطلاعات در بلاکچین­، حذف یا تغییر آن بسیار دشوار است. این امر باعث می­‌شود بلاکچین یک فناوری عالی برای ذخیره سوابق مالی یا هر گونه داده­‌ای باشد که نیاز به حسابرسی دارد. زیرا هر تغییری در دفتر کل دیجیتال توزیع شده و عمومی ثبت می‌شود و قابل ردیابی است.

۳- سیستم بدون نیاز به اعتماد

در سیستم بدون نیاز به اعتماد (Trustless) کاربران نیازی به شناخت طرف مقابل معامله و یا اعتماد به هرگونه مرکز واحدی مانند بانک ندارند. در اغلب سیستم‌­های پرداخت سنتی، معاملات نه تنها به دو طرف درگیر در معامله وابسته است، بلکه به یک واسطه مانند بانک و یا شرکت‌­های ارائه دهنده کارت اعتباری نیاز دارند. اما هنگام استفاده از فناوری بلاکچین، نیازی به واسطه نیست؛ زیرا شبکه توزیع گره­‌ها، معاملات را از طریق فرآیندی موسوم به ماینینگ یا استخراج تأیید می­‌کنند. به همین دلیل، بلاکچین اغلب به عنوان یک سیستم بدون نیاز به اعتماد شناخته می­‌شود.

بنابراین، سیستم بلاکچین خطرات احتمالی اعتماد به یک سازمان خاص را از بین می­‌برد و همچنین هزینه­‌های کلی و هزینه‌­های معاملات (تراکنش‌­ها) را با حذف کردن واسطه­‌ها و اشخاص ثالث کاهش می­‌دهد.

۴- مبادلات همتا به همتا (P2P)

از آنجایی که اطلاعات در بین شرکت کنندگان شبکه بلاکچین تبادل شده و به طور مداوم ضبط می­‌شوند، با افزایش تعداد شرکت کنندگان، شبکه قوی­‌تر می­‌شود. شبکه P2P یا همتا به همتا (کاربر به کاربر) بخش جدایی‌­ناپذیر و مهم فناوری بلاکچین است.

در شبکه همتا به همتا گره­‌ها به هیچ سرور مرکزی وصل نیستند و می­‌توانند همزمان به عنوان سرویس دهنده و سرویس گیرنده عمل کنند. ساختار همتا به همتای بلاکچین دارای مزایای بسیار زیادی است که عبارتند از: افزایش امنیت، حذف واسطه و افزایش پایداری در شبکه.

معایب بلاک­چین

بلاکچین هم مانند هر فناوری و ابزار دیگری، نقطه ضعف‌هایی دارد. در ادامه، به برخی از نقطه معایب بلاکچین اشاره خواهیم کرد. هر چند در بسیاری از موارد می‌توان این معایب را حل کرد.

۱- حمله ۵۱ درصدی

در طول سال­‌های اخیر ثابت شده است که الگوریتم اجماع اثبات کار که از بلاکچین بیت کوین محافظت می­‌کند، بسیار کارآمد است. با این حال، چند حمله بالقوه وجود دارد که می­‌تواند علیه شبکه­‌های بلاک­چین انجام شود و یکی از مهم­ترین این حملات، حمله ۵۱ درصدی است. این حمله در صورتی اتفاق می­‌افتد که یک نهاد بتواند بیش از ۵۰٪ قدرت هش شبکه را داشته باشد. در نتیجه‌­ی این اتفاق، حمله کننده خواهد توانست تا شبکه را با حذف و یا تغییر داده­‌ها، مختل کند.

با وجود اینکه وقوع حمله ۵۱ درصدی از نظر تئوری امکان­‌پذیر است، اما هرگز یک حمله ۵۱٪ موفقیت­‌آمیز به بلاکچین بیت کوین رخ نداده است. با بزرگ شدن شبکه، امنیت افزایش پیدا می‌کند و بعید است که استخراج‌کنندگان پول و منابع خود را برای حمله به بیت کوین سرمایه­‌گذاری کنند.

علاوه بر این، یک حمله موفقیت آمیز ۵۱٪ تنها می­‌تواند تراکنش­‌های جدیدی را که در شبکه رخ داده است، تغییر دهد زیرا بلوک­‌ها از طریق اثبات رمزنگاری به هم مرتبط هستند (تغییر بلوک های قدیمی­‌تر نیاز به سطح بالایی از قدرت محاسبات دارد). همچنین، بلاکچین بیت کوین بسیار انعطاف­‌پذیر است و به سرعت می­‌تواند به حملات پاسخ دهد.

اما خطر این حمله همچنان برای بلاکچین‌های دیگری که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند، وجود دارد. به همین دلیل، رمزارزهای مختلف در حال حاضر تلاش می‌کنند که به سمت الگوریتم‌های اجماع دیگری حرکت کنند.

۲- اصلاح داده‎­‌ها

یکی از مهم‌­ترین معایب بلاکچین این است که پس از افزودن داده­‌ها به بلاکچین، اصلاح آن بسیار مشکل است. اگرچه ثبات یکی از مزایای بلاکچین به شمار می­‌رود، اما داشتن ثبات در سیستم همواره خوب نیست. تغییر داده یا کد در بلاکچین معمولاً بسیار سخت است و اغلب به هاردفورک نیاز دارد. هاردفورک زمانی اتفاق می­‌افتد که یک زنجیره از بلوک­‌ها با جدا شدن از زنجیره بلوک اصلی شروع به فعالیت مستقل کنند.

۳- کلیدهای خصوصی

بلاکچین برای ارائه مالکیت رمزارزها به کاربران از رمزنگاری کلید عمومی (یا رمزنگاری نامتقارن) استفاده می­‌کند. از طرفی، هر آدرس بلا­کچین دارای یک کلید خصوصی است. در حالی که می­‌توان کلید عمومی را به اشتراک گذاشت، باید کلید خصوصی مخفی نگه داشته شود. کاربران برای دستیابی به سرمایه خود به کلید خصوصی خود نیاز دارند. به زبان ساده‌­‎تر، کلید خصوصی کار رمز کارت بانکی را برای کاربران انجام می­‌دهد. اگر یک کاربر کلید خصوصی خود را به هر دلیلی از دست بدهد، سرمایه او نیز از دست می‌رود.

۴- کم بازده

بلاکچین­‌ها به ویژه آنهایی که از گواه اثبات کار استفاده می­‌کنند، بسیار کم بازده و یا به عبارتی ناکارآمد هستند. از آنجایی که فرآیند استخراج بسیار رقابتی است و برای مثال در بیت کوین هر ده دقیقه فقط یک برنده وجود دارد، تلاش سایر استخراج‌کنندگان عملاً هدر می­‌رود.

ماینرها دائم در تلاشند قدرت محاسباتی خود را افزایش دهند تا شانس بیشتری برای پیدا کردن یک هش بلوک معتبر داشته باشند. به همین دلیل، منابع مورد استفاده شبکه بیت کوین در چند سال گذشته به میزان قابل توجهی افزایش یافته و در حال حاضر نسبت به بسیاری از کشورها مانند دانمارک و هلند، انرژی بیشتری مصرف می­‌کند.

۵- ذخیره­‌سازی

دفتر کل­‌های توزیع شده مانند بلاکچین می­‌توانند با گذشت زمان بسیار بزرگ شوند. بلاکچین بیت کوین در حال حاضر به حدود ۲۰۰ گیگابایت فضای ذخیره نیاز دارد. به نظر می­‌رسد که رشد کنونی حجم بلاکچین از رشد ظرفیت درایوهای سخت‌افزاری نیز پیشی بگیرد. اگر یک دفتر کل برای دانلود و ذخیره‌سازی بیش از اندازه بزرگ شود، شبکه با خطر از دست دادن گره­‌ها مواجه خواهد شد.

جمع بندی

بلاک چین یک فناوری نوین به شمار می‌آید که هدف آن ذخیره‌سازی و انتقال هر نوع داده به صورت غیرمتمرکز است. در این سیستم گره‌ها وظیفه تایید و ثبت تراکنش‌ها را دارند. این گره‌ها در سرتاسر دنیا توزیع شده‌اند و برای انجام درست وظایف خود، از الگوریتم‌های اجماع استفاده می‌کنند. امنیت شبکه بلاک چین حاصل استفاده از ایده‌های مبتکرانه در حوزه رمزنگاری و اقتصاد است. در این مقاله علاوه بر بررسی تمام جنبه‌های فنی و عملی بلاک چین کاربردهای بلاک چین‌ در حوزه‌های مختلف شرح داده شده است.هدف گروه مالی پرواز بالابردن سطح دانش شما عزیزان است.