Blockchain بلاک چین چیست؟

نتیجه عملی این تکنولوژی برای اولین بار، راهی تضمین شده و امن برای انتقال یک ارز دیجیتال از فردی به فرد دیگر به وسیله اینترنت پیدا کرد، به طوری که هیچ کس نمی تواند مشروعیت این انتقال را به چالش بکشد. عواقب این پیشرفت اصلا قابل اغراق نیست.

مارک اندرسون (مدیر شرکت نت اسکیپ)

 

برای درک بهتر تکنولوژی بلاک چین، این تکنولوژی را با سایت جهانی ویکیپدیا که اکثر مردم آن را می شناسند، مقایسه می کنیم.

با این حال،با بررسی از پایه، تفاوت هایی که باعث شده تکنولوژی بلاک چین منحصر به فرد باشند، آشکار می شوند. در حالی که هر دو (بلاک چین و ویکیپدیا) در شبکه های توزیع شده (اینترنت) اجرا می شوند، ویکی پدیا یک وب سایت جهانی (WWW) با استفاده از یک مدل شبکه سرویس گیرنده و سرویس دهنده است.

در ویکیپدیا، کاربر (مشتری) با مجوزهای مرتبط با حساب کاربری خود قادر به تغییر مقالات ویکیپدیا در سرور اصلی است. هرگاه یک کاربر به صفحه ویکیپدیا دسترسی پیدا کند، نسخه به روز شده ویکیپدیا را مشاهده خواهد کرد. اما کنترل پایگاه داده (دیتابیس) همچنان با مدیران ویکیپدیا است و اجازه دسترسی و تغییرات را را توسط یک مقام مرکزی حفظ می کند.

شیرازه اصلی ویکیپدیا مانند همه بانک ها، دولت ها و شرکت های بیمه، شامل دیتابیس متمرکز و محافظت شده است. مدیران اصلی این شرکت ها و موسسات قادر به مدیریت و دسترسی کامل به پایگاه های داده هستند به همین دلیل به آن ها سیستم های متمرکز می گویند.
اما دیتابیسی که در فناوری بلاک چین تشکیل شده است کاملا متفاوت است. این نیز یکی از ویژگی های متمایز و مهم از فن آوری بلاک چین است. این دیتابیس هیچ مدیری ندارد و توسط هیچ کسی نمی تواند کنترل شود. حتی توسعه گران فقط می توانند تغییراتی ایجاد کنند اما نمی توانند به اطلاعات دسترسی پیدا کنند. به همین دلیل به این فناوری، «فناوری غیر متمرکز» می گویند.

معرفی کامل بلاک چین (زنجیره ی بلوکی)

فناوری بلاک چین اساساً یک پایگاه داده توزیع شده از اسناد و یا دفتر کل عمومی” از همه تراکنش‌ها یا رویدادهای دیجیتال” است که توسط اجزای تشکیل دهنده اش به شکل مشترک اجرا می‌شود. هر تراکنش در دفتر کلی عمومی با توافق اکثریت اجزای سیستم محقق می‌گردد. اطلاعاتی که یکبار وارد سیستم شده باشد، هرگز پاک نمی‌شوند. بلاک چین برای هر تراکنشمنحصر به فردی که ایجاد شده باشد، اطلاعات قطعی و قابل بازبینی را ثیت می‌کند. برای مثال دزدیدن کلوچه از مغازهای خلوت بسیار ساده تر از دزدیدن آن از یک فروشگاه بزرگ در حضور هزاران شاهد است.

بیت کوین (پول دیجیتالی) محبوب‌ترین نمونه‌ای است که براساس فناوری بلاک چین به وجود آمده و نامشان با هم عجین است. بیت کوین بحث‌برانگیزترین نمونه است، زیرا بازار جهانی چند میلیون دلاری را ایجاد کرده است که در آن می‌توان بدون نیاز به کنترل‌های دولتی تراکنش‌هایی را به طور ناشناسی انجام داد. از این رو با مواردی برای هماهنگ سازی دولت های بین المللی و مؤسسات مالی مواجه است. به هر حال فناوری بلاک چین به خودی خود جنجالی برانگیز نیست و در طی سال‌ها به طور بی نقص و موفق در برنامه‌های کاربردی بینالمللی مالی و غیر مالی به کار گرفته شده است. اظهارنظرهای متعددی در تأیید اهمیت فناوری بلاک چین وجود دارد. برای مثال یکی از کارشناسان معتبر فناوری اطلاعات مدل «بلاک چین توزیع یافته تطبیق پذیر» را مهم‌ترین نوآوری بعد از اینترنت معرفی کرده است. «یوهان پالیچاتا» از بانک مشهور پاری بأس بی.ان.پی در مجله «کویتت است سی» در مورد بلاک چین بیت کوین نوشته است: نقشی نرم افزاری که امکان عملیاتی شدن واحد پول دیجیتال را به وجود آورده است، نظیر نقشی اختراع موتور بخار یا موتور احتراقی در دنیای صنعت است و قابلیت این را دارد تا جهان مالی و آنچه در آن است را متحول کند. این فناوری می‌تواند دنیای دیجیتالی را متحول کند و با استفاده از خصوصیت «تفاهم توزیع یافته» برای هر تراکنشی آنلاین قدیمی یا فعلی، تراکنش‌ها را به نحوی اجرا نماید که دارایی های دیجیتالی در آینده نیز قابل شناسایی باشند و این امر بدون در خطر افتادن حریم خصوصی و رعایت امنیت دارایی‌های دیجیتالی و طرف‌های درگیر انجام می‌پذیرد.

تفاهم توزیع یافته و حفظ حریم خصوصی، دو خصوصیت مهم و اصلی فناوری زنجیره بلوکی‌اند.

مزایای استفاده از فناوری بلاک چین بیش از مشکلات هماهنگ سازی وچالش‌های فنی آن است. یکی از موارد کلیدی نوظهور در استفاده از فناوری بلاک چین، «قراردادهای هوشمند» است. قراردادهای هوشمند در اصلی برنامه‌های رایانه‌هایی هستند که می‌توانند به شکل خودکار، شرایط قرارداد را اجرا کنند. وقتی طرف‌های معامله با یک وضعیت از قبیلی تعیین شده در قرارداد هوشمند مواجه می شوند، می‌توانند به طور خودکار و براساسی قرارداد مورد توافق، پرداخت‌ها را به‌صورت شفاف انجام دهند.

دارایی هوشمند، ” مفهوم مرتبط دیگری است که در خصوصی کنترل مالکیت دارایی‌ها از طریق بلاک چین و با استفاده از قراردادهای هوشمند به کار برده می‌شود. در اینجا دارایی می‌تواند اتومبیلی، خانه، تلفن هوشمند و غیره از نوع فیزیکی و یا اینکه سهام شرکت‌ها از نوع غیر فیزیکی باشد. مؤسسات مالی و بانک‌ها، دیگر فناوری بلاک چین را به عنوان تهدیدی برای مدل‌های کسب و کار سنتی خود به حساب نمی‌آورند.

درواقع بزرگ‌ترین بانک‌های جهان با تحقیق و مطالعه در خصوص برنامه‌های کاربردی نوآورانه مبتنی بر بلاک چین، به دنبال فرصت‌های جدید هستند. مؤسس و مدیرعامل یکی از بانک‌های معتبر کشوراستونی در یکی از مصاحبه‌های خود بیان داشت که آنها، بلاک چین را به عنوان امن‌ترین و آزموده شده ترین بستر برای برخی از برنامه‌های کاربردی بانکداری و امور مالی به شمار می‌آورند.” برای برنامه‌های غیرمالی نیز فرصت‌های تجاری بی شماری وجود دارد. اطلاعات مربوط به تأییدیه تمامی استاد حقوقی، مستندات پزشکی، پرداخت حق سهم تولیدکنندگان یک اثر هنری در صنعت موسیقی، دفتر استاد رسمی، اوراق بهادار و مجوزهای ازدواج، به وسیله بلاک چین قابل نگهداری است.

توضیح فنی فناوری بلاک چین

از آنجایی که مفهوم بلاک چین و بیت کوین اساساً به هم متصل‌اند، می‌توان مفهوم بلاک چین را با توضیح چگونگی کارکرد بیت کوین توضیح داد. هرچند که فناوری بلاک چین برای همه نوع تبادلات و تراکتشی های مربوط به ارزهای دیجیتال برخط قابل استفاده است.

تجارت اینترنتی به طور انحصاری با مؤسسات مالی که به عنوان طرف سوم با ارائه خدمات مطمئن، واسطه تراکنش‌های الکترونیکی‌اند، عجین است. نقشی طرف سوم مورد اعتماد، شناسایی، محافظت و نگهداری از تراکنش‌هاست. درصد معینی از تقلب در معاملات برخط یا آنلاین اجتناب ناپذیر است و همین امر باعث می‌شود تا نیازمند حضور طرف سوم برای واسطه گری در تراکنش‌های مالی باشیم و این موجب بالا رفتن هزینه تراکنش‌ها می‌شود. بیت کوین به جای استفاده از طرف سوم مورد اعتماد در اجرای تراکنش برخط بین دو طرف، از نشانه‌های رمزگذاری استفاده می‌کند. هر تراکنش از طریق یک امضای دیجیتالی” حفاظت می‌شود. هر تراکنش که با کلید خصوصی فرستنده امضای دیجیتالی شده باشد به کلید عمومی گیرنده ارسال می‌شود. به منظور خرج کردن پولی، صاحب پولی رمزگذاری شده، باید ثابت کند که مالکیت کلید خصوصی را داراست. نهادی که ارز دیجیتالی را دریافت می‌کند، امضای دیجیتالی (مالکیت کلید خصوصی) آن را با استفاده از کلید عمومی فرستنده شناسایی می‌کند.

هر تراکنش به تمامی گره‌های شبکه بیت کوین انتشار می‌یابد و بعد از شناسایی در دفتر کل عمومی ثبت می‌شود. هر تراکنش مجزا پیش از آنکه در دفتر کل عمومی ثبت شود، باید شناسایی شده و معتبر شناخته شود.

گره‌های شناسایی کننده باید پیش از ثبت هر تراکنشی از دو موضوع اطمینان یابند:

۱. پرداخت کننده، امضای دیجیتالی معتبر رمزگذاری شده ای، برای انجام تراکنشی را داراست. ۲٫ پرداخت کننده، پول رمزگذاری شده کافی در حساب خود دارد: تمامی تراکنش‌های حساب (کلیدعمومی) پرداخت کننده در دفتر کلی باید کنترل شود تا از کفایت موجودی حساب خود مطمئن شود.

در اینجا مسئله حفظ ترتیب تراکنش‌های منتشر شده به سایر گره‌ها در شبکه همتا به همتای بیت کوین، مطرح می‌شود. تراکنش‌ها به ترتیبی که ایجاد شده‌اند انجام نمی‌شوند و به همین علت به سامانه‌ای نیاز داریم که به ما اطمینان دهد که پول رمزگذاری شده، دو بار پرداخت نشود (شکل ۳). برای در نظر گرفتن این موضوع، تراکنشی‌ها باید گره به گره در طول شبکه بیت کوین منتقل شوند و هیچ ضمانتی وجود ندارد که ترتیب دریافت تراکنش‌ها در گره‌ها با ترتیب ایجاد آنها مطابقت داشته باشد.

این بدان معناست که مکانیسمی مورد نیاز است تا کلی شبکه بیت کوین بتواند در مورد ترتیب تراکنش‌ها به توافق برسد و این مشکلی اساسی در سیستم‌های توزیع یافته است.

بیت کوین این مشکل را با مکانیسم فناوری بلاک چین حل کرده است. سیستم بیت کوین با قرار دادن تراکنش‌ها در گروهی از زنجیره‌های بلوکی و سپس اتصال این زنجیره‌های بلوکی به هم، آنها را مرتب می‌کند. تراکنش‌های هر بلوک باید به طور همزمان روی دهند. این زنجیره‌های بلوکی مانند زنجیرهای در یک خط با توالی زمانی به هم متصل هستند و هر بلوک خروجی تابع درهم سازی (هش)” از بلوک پیشین خود را ذخیره می کند.

هنوز یک مشکل باقی است. هر گره روی شبکه می تواند درخواست تراکنش های تأیید نشده را گرفته و از آن یک بلوک بسازد و روی شبکه به عنوان پیشنهادی برای تولید بلوک بعدی بلاک چین منتشر کند. شبکه چطور باید تصمیم بگیرد که کدام بلوک باید بلوک بعدی بلاک چین باشد؟

ممکن است زنجیره‌های بلوکی مختلفی توسط گره‌های مختلف به طور همزمان ایجاد شده باشند. تا زمانی که زنجیره‌های بلوکی بتوانند با ترتیب‌های مختلف در نقاط مختلف شبکه دریافت شوند، نمی‌توان به هیچ ترتیبی اعتماد کرد. بیت کوین این مسئله را با تعریف یک معمای ریاضی حل کرده است. هر بلوکی که بخواهد به بلاک چین اضافه شود، باید در محتوای خود پاسخی برای یک مسئله ریاضی بسیار خاصی داشته باشد که به آن «اثبات کارکرد» میگویند. گرهای که یک بلوک را تولید می‌کند، باید ثابت کند که منابع محاسباتی کافی برای حل معمای ریاضی را دارد. برای مثال، یک گره باید بتواند یک «مقدار موقت» را بیابد که با استفاده از آن خروجی تابع درهم‌ساز بلوک پیشین یا هشی را که با تعدادی مشخصی از صفرها شروع می‌شود، ایجاد کند. متوسط تلاش‌های لازم، بر اساس تعداد بیت‌های صفر مورد نیاز تعریف می‌شود. اما فرآیند بازشناسی آن بسیار ساده است و با اجرای یک تابع درهم‌ساز انجام پذیر است.

حل این معمای ریاضی ساده نیست و میزان پیچیدگی آن قابل تنظیم است. برای مثال می‌توان درجه دشواری مسئله را طوری تنظیم کرد که میانگین زمان حل آن برای یک گره در شبکه بیت کوین برای تولید بلوک ده دقیقه باشد و امکان اینکه بیش از یک بلوک در سیستم در زمان داده شده ساخته شود، بسیار ناچیز است. اولین گرهای که مسئله را حل کند بلوک خود را به سایر گره‌های بلاک چین انتشار می‌دهد. اگر در حالت خاصی بیش از یک بلوک به صورت همزمان ساخته شود، به چند انشعاب مختلف منجر خواهد شد. هرچند مسئله‌ای که باید حل شود به قدری پیچیده است که بلاک چین به سرعت تثبیت می‌شود و تمامی گره‌ها در مورد ترتیب زنجیره‌های بلوکی اخیر زنجیره توافق دارند. گره‌ها، منابع محاسباتی خود リ برای حل مسئله به اشتراک می‌گذارند و بلوکی به عنوان «کمینه» را می‌سازند و در نهایت برای تلاش‌هایشان پاداش می‌گیرند.

شبکه فقط بلندترین بلاک چین را به عنوان بلاک چین معتبر شناسایی می‌کند. از این رو برای یک مهاجم تقریباً غیرممکن است که بتواند تراکنش تقلبی خود را تعریف کند، زیرا نه تنها باید بلوکی تولید کند که مسئله ریاضی را حل کرده باشد، بلکه باید به طور همزمان زنجیره‌های بلوکی پیشین را نیز بازسازی کند، به طوری که سایر گره‌های شبکه، آنها را مجاز بدانند. انجام این کار به علت اینکه زنجیره‌های بلوکی به صورت رمزگذاری شده به هم متصل شده‌اند، دشوارتر نیز می‌شود.

 بخشی از کاربردهای فناوری بلاک چین

فناوری بلاک چین، کاربردهای زیادی دارد. یکی از کاربردهای آن ایجاد زیرساخت‌های ارزهای رمز پایه است و فناوری بلاک چین یکی از زیرساخت‌های اساسی بیت کوین است. به بیان دیگر، فناوری بلاک چین در دامنه بسیار وسیعی از برنامه‌های کاربردی مالی و غیر مالی دیگر نیز به عنوان فناوری زیرساخت به خوبی به کار گرفته شده است و اختراعات متعددیبلاک چین، استفاده از این فناوری در زمینه ثبت و شمارش آرای انتخاباتی است.

در حوزه‌های اعتبارسنجی تراکنش‌های مراقبت‌های بهداشتی، مسائل بانکی، انتخابات و رایانشی به ثبت رسیده است و به همین دلیل دولت‌ها و مراکز قانون‌گذاری، مطالعه پیرامون بهره‌گیری از آن را در دستور کار خود قرار داده‌اند. فناوری بلاک چین، سیستمی برای ایجاد «تفاهم توزیع یافته»” در دنیای آنلاین دیجیتال پایه‌ریزی می‌کند. به این معنا که با توجه به ثبت انکارناپذیر اطلاعات در دفتر کلی تمامی اجزای شبکه از تحقق یک رویداد دیجیتالی آگاه گشته و آن را به رسمیت می‌شناسند.

این فناوری دریچه‌ای به سوی توسعه اقتصاد دیجیتالی باز و مقایسه پذیر در مقابل اقتصاد متمرکز فعلی، می‌گشاید. فرصت‌های بسیار بزرگی در پس این فناوری نهفته است و تحولات در این زمینه، تازه آغاز شده و کشورها و دولت‌ها مطالعه پیرامون این فناوری را آغاز کرده‌اند. برای مثال یکی از نمایندگان شرکت آی.بی.ام با شرکت در جلسات استماع کنگره آمریکا، مزیت‌های این فناوری و نحوه استفاده بخش دولتی از فناوری بلاک چین را به نمایندگان معرفی کرد (جری کوما، ۱۳۹۵). بانک مرکزی چین، کار گروه بررسی بلاک چین دولت روسیه، مجلس ملی فرانسه، پارلمان اتحادیه اروپا و بسیاری از دیگر دولت‌های جهان، مطالعه و بهره‌مندی از مزایای این فناوری را در دستور کار خود قرار دادهاند. فناوری بلاک چین اولین بار فقط برای تبادل ارزهای دیجیتالی به وجود آمده بود، ولی ویژگی‌هایی مانند متن باز بودن، رایگان بودن، امکان ثبت اسناد به صورت عمومی و غیرمتمرکز بودن آن باعث شد تا برای ارائه خدمات مختلفی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مسائل کلان و راهبردی کشور ایران بحث انتخابات و شمارش آرای انتخاباتی است. ازجمله اختراعات ثبت شده در زمینه فناوری بلاک چین، استفاده از این فناوری در زمینه ثبت و شمارش آرای انتخاباتی است.