فناوری بلاک چین (Blockchain) چیست و چگونه کار می کند؟

Demystifying Bitcoin and Blockchain Technologies

امروزه بلاک چین یا Blockchain یکی از محبوب ترین کلماتی است که در گوگل سرچ می شود. برخلاف سایر تکنولوژی ها، بلاک چین تا حدودی برای هر مبتدی پیچیده و دشوار است. امروز در فروشگاه پرسنتا قصد داریم به سوال بلاک چین چیست؟ و چگونه کار می کند؟ به زبان ساده پاسخ دهیم.

فناوری بلاک چین (Blockchain) چیست و چگونه کار می کند؟

What is Blockchain? Demystifying Bitcoin and Blockchain Technologies

اگر روزی تمام پولتان به سرقت رفته باشد چکار می کنید؟ یا اگر دولت به سرعت در حال چاپ پول و کاهش ارزش پول شما باشد چکار می کنید؟ مردم معمولی روی اقتصاد پولی کنترل ندارند و نمی توانند در مورد سیاست پولی تصمیم بگیرند. همه اینها به طور مستقیم روی پول ما تاثیر می گذارد. ارزهای دیجیتال برای غلبه بر این مشکلات به وجود آمدند. بیتکوین اولین ارز دیجیتالی بود که ایجاد شد. در ارزهای دیجیتال قوانین ثابتی وجود دارد. الگوریتم ها به حفظ امنیت این سیستم ها کمک می کند و تقریبا سرقت پول از این سیستم ها غیر ممکن است چگونه؟ سناریویی که در ادامه توضیح خواهیم داد را دنبال کنید.

فرض کنید که 10 نفر در یک اتاق تصمیم گرفته اند که یک ارز جداگانه بسازند و آنها باید جریان سرمایه گذاری را دنبال کنند و یک نفر (به طور مثال باب) می خواهد که لیست تمام عملیات را در یک دفترچه ثبت کند.

بلاک چین چیست؟

فرض کنید که جک تصمیم دارد مقداری پول سرقت کند. برای همین اطلاعات موجود در دفترچه را تغییر می دهد.

بلاک چین چیست؟

باب متوجه شد که کسی اطلاعات دفترچه را تغییر داده است به خاطر همین تصمیم گرفت از این اتفاق جلوگیری کند. برای انجام این کار باب از برنامه ای به نام تابع هش استفاده کرد که متن را به یک مجموعه از اعداد و کاراکترها  تبدیل می کرد که شما می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

بلاک چین چیست؟

خروجی هش

هش یک رشته از اعداد و کاراکترها است که توسط تابع هش ساخته می شود. تابع هش یک تابع ریاضی است که تعداد متغییری از کاراکترها را می گیرد و آن را به یک رشته با تعداد ثابتی از کاراکترها تبدیل می کند. حتی یک تغییر کوچک در یک رشته یک هش کاملا جدید را ایجاد می کند. بعد از هر رکورد یک هش وارد می شود. دفترچه جدید به صورت زیر است:

بلاک چین چیست؟

جک دوباره تصمیم گرفت که اطلاعات را تغییر دهد. شب به سراغ دفترچه رفت و رکورد را تغییر داد و یک هش جدید ساخت

بلاک چین چیست؟

باب دوباره متوجه شد که کسی دفترچه را تغییر داده است بنابراین تصمیم گرفت رکورد هر تراکنش را پیچیده تر کند. پس بعد از هر رکورد یک تابع هش ساخته شده از رکورد + آخرین هش را وارد کرد. بنابراین هر ورودی به اطلاعات قبلی اش وابسته شد.

بلاک چین چیست؟

اگر جک سعی کند رکورد را تغییر دهد باید هش را در تمام مدخا های قبلی را تغییر می داد. اما جک واقعا پول می خواست و تمام شب را صررف شمارش تمام هش ها کرد. اما باب نمی خواست پولی از دست بدهد بنابراین تصمیم گرفت که بعد از هر رکورد یک عدد اضافه کند که Nonce نامیده می شد.

Nonce باید انتخاب می شد تا در پایان هر هش دو تا صفر اضافه می شد. حالا برای ساخت رکوردها جم مجبور است ساعت ها و ساعت ها زمان را برای انتخاب Nonce در هر خط اختصاص دهد. مهمتر از همه اینکه نه تنها افراد بلکه کامپیوتر هم نمی تواند به سرعت Nonce را تشخیص دهد.

بلاک چین چیست؟

اضافه شدن Nonce

بعدها باب متوجه شد که رکوردهای زیادی وجود دارد که او نمی تواند در دفترچه خود برای همیشه نگه دارد. بنابراین هنگامی که 5000 تراکنش را نوشت آن را به یک صفحه گسترده تبدیل کرد و ماری درست بودن تمام تراکنش ها را چک کرد. باب صفحه گسترده را در بیش از 5000 کامپیوتر که در سراسر جهان بودند پخش کرد.

این کامپیوترها گره نامیده می شوند. هر بار که تراکنشی رخ می دهد این تراکنش باید توسط گره ها تایید شوند. بعد از اینکه گره تراکنش ها را بررسی کرد یک رای گیری الکترونیکی انجام می شود (چون برخی گره ها ممکن است فکر کنند که تراکنش معتبر است در حالی که گره های دیگر فکر می کنند تراکنش تقلبی است).

هر گره یک نسخه از لجر دیجیتالی یا بلاک چین را دارند. هر گره معتبر بودن هر تراکنش را چک می کند و اگر اکثریت گره ها ادعا کنند که تراکنش معتبر است پس تراکنش در یک بلوک نوشته می شود. حالا اگر جک بخواهد اطلاعات را تغییر دهد تمام کامپیوترهای دیگر هش اصلی را دارند و اجازه تغییر نمی دهند. در مورد نحوه محافظت از ارزهای دیجیتال بیتکوین، لایتکوین، اتریوم، ریپل و … بیشتر بخوانید.

بلاک چین چیست؟

بلاک چین یک تکنولوژی است که به اجرای ارزهای دیجیتال کمک می کند. زنجیره ای از واحدهای مختلف که بلوک نامیده می شوند را بلاک چین می گویند. هر کدام از این بلوک ها شامل مجموعه ای از تراکنش ها هستند(به طور مثال بلوک بیتکوین شامل حدود 700 تراکنش بیتکوین است). این بلوک ها شبیه یک لیست پیوندی هستند. بلاک چین شبیه به یک لیست رو به رشد از رکوردها است. تصویر زیر نحوه اضافه شدن یک بلوک جدید به بلاک چین را نشان می دهد.

بلاک چین چیست؟

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید بلاک چین شامل بلوک هایی است که به طور مداوم به انتهای آن اضافه می شود و شامل آخرین تراکنش ها است. بلاک چین هر 10 دقیقه یکبار به طور خودکار آپدیت می شود. هنگامی که بلاک چین آپدیت می شود دیگر نمی توان آن را تغییر داد بلکه تنها می توان مدخل های جدید را به آن اضافه کرد.

بلاک چین چیست؟

می دانیم که بیتکوین از بلاک چین برای ذخیره تراکنش هایش استفاده می کند. تراکنش های بیتکوین شامل سه قسمت است. 1) آدرس حساب فرستنده (با استفاده از کلید خصوصی فرستنده امضای دیجیتال شده) که رمزگذاری شده است تا ناشناس بودن کاربران حفظ شود. 2) آدرس عمومی گیرنده که رمزنگاری شده است و 3) جزئیات تراکنش که می گوید چه مقدار بیتکوین باید به گیرنده ارسال شود.

ویژگی های بلاک چین

بلاک چین دارای ویژگی های زیر است:

1- شبکه نظیر به نظیر

هر فرد در این شبکه یک نسخه از لجر را دارد و هیچ نسخه متمرکزی وجود ندارد. لجر در اینجا به معنای نسخه ای از تمام تراکنش هایی است که تا کنون اتفاق افتاده است و گاهی اوقات به آن دفتر کل هم می گویند. بلاک چین یک پایگاه داده توزیع شده است که تمام تراکنش های بیتکوینی که تا کنون اتفاق افتاده است را ذخیره می کند. بلاک چین تضمین می کند که هیچ کسی نمی تواند در لجر تغییری ایجاد کند.

2- رمزنگاری

هرچیزی که در بلاک چین ذخیره می شود رمزگذاری شده است. به این ترتیت هرکسی می تواند تمام تراکنش ها را مشاهده کند اما در عین حال هیچ کس نمی داند که کدام حساب متعلق به شما است.

3- اثبات کار

اثبات کار مفهومی است که در بلاک چین بیتکوین به وجود آمد که در آن ماینرها (کاربران ویژه بیتکوین) تراکنش ها را با حل پاژل های پیچیه ریاضی که Proof of Work نامیده می شوند تایید می کنند. از لحاظ فنی یک مقدار هدف هش وجود دارد که برای هر بلوک طراحی شده است. کلوب ماینرها با هم  تراکنش های تایید نشده بیتکوین ( حدود 250 مورد) را در یک بلوک ست می کنند، هش شان را محاسبه می کنند و بعد برای پیدا کردن مجموعه ای از کاراکترها که Nonce نامیده می شود رقابت می کنند. مجموع هش از بلوک قبلی، اطلاعات تراکنش بدست می آید و Nonce باید با مقدار هش هدف نهایی که از قبل تعریف شده است مطابقت داشته باشد. Nonce محاسبات پیچیده ای دارد. تنها افرادی که توان محاسبات بسیار پیچیده را دارند می توانند به طور میانگین در 10 دقیقه آن را حل کنند.

4- برنامه بلاک چین

یک برنامه بلاک چین برای ایجاد و اجرای قوانین Blockchain استفاده می شود. بلاک چین ها می توانند برای اجرای برنامه های متعدد استفاده شوند.برای مثال یک برنامه برای ذخیره شناسه کارت تمام شهروندان برای تایید اعتبار در طول انتخابات استفاده شود. بلاک چین های مختلف می توانند برنامه های مختلفی داشته باشند.

کاربرد بلاک چین

بیتکوین تنها یکی از محبوبترین کاربرد بلاک چین است. امروزه بلاک چین کاربردهای زیادی دارد. اجازه دهید در اینجا به چند مورد از این کاربردها اشاره داشته باشیم:

  • Followmyvote اولین راه حل برای رای دهی آنلاین مبتنی بر لاک چین است که به شناسایی رای دهندگان و رای گیری آنلاین کمک می کند.
  • ShoCard که هویت شما را در بلاک چین ذخیره می کند و برای طرح های دولتی و تایید بانکی استفاده می شود.
  • Aracade City یک سرویس اشتراک گاری غیر متمرکز است که غالبا با عنوان Uber killer شناخته می شود و از بلاک چین استفاده می کند.
  • Everledger  یک لجر بلاک چین مستقل را برای شناسایی و تایید تراکنش ها ارائه می دهد.
  • Brooklyn Microgrid به ساکنان محلی اجازه خرید و فروش انرژی در بلاک چین را می دهد (ساکنان در پشت بام خانه خود انرژی خورشیدی را نصب و راه اندازی می کنند).
  • Bitshares یک پلت فرم تجاری غیرمتمرکز با عملکرد بالا را در بلاک چین ارائه می دهد.

بلاک چین