با تکامل انسانها پس از هزاران سال، از عصر حجر تا عصر دیجیتال که اکنون در آن به سر میبریم، با یقین میتوانیم بگوییم راه درازی را طی کردهایم. انسانها به تکامل رسیدهاند، و فناوری مربوط به آنها نیز به تکامل رسیده است، و همچنین، مدلهای مالی نیز پس از صدها سال به تکامل رسیدهاند. ما از دورهی پول فیات یا ارزهای رایج وارد دورهی ارزهای دیجیتالی شدهایم.
ارز فیات از دفترکل فیزیکی استفاده میکند، مثلا دفتری برای ثبت سوابق تراکنشها؛ ولی این دفاتر همیشه در معرض بروز خطاهای مختلف هستند. با اینکه امروزه دفاتر کل به شکل سرور درآمدهاند، هنوز متمرکز و تحت قدرت بانکها و نهادها هستند. بنابراین، برای مقابله با تمام مشکلات مربوط به دفتر کل متمرکز، باید به سراغ دفاتر کل دیجیتالی و خودکار برویم؛ این همان جایی است که فناوری بلاک چین وارد عرصه میشود.
با تغییر گرایشها در مسائل مالی، بسیاری از موسسات مالی مهم نظیر بانکها و حکومتها برای شفافیت بخشیدن و بهبود کارایی عملیات روزانهشان، تصمیم گرفتهاند خود را با فناوری سازگار کنند. این یکپارچگی میان دنیای امور مالی و دنیای فناوری باعث ایجاد اصطلاحی جدید شده است: فینتک یا فناوری مالی.
این مقاله بر مفاهیم و جنبههایی همچون بلاک چین، کارکرد آن، انواع مختلف آن، بهترین حالتهای استفاده از آن، دلیل نامگذاری آن به عنوان «نسل بعدی مراکز داده» و غیره تمرکز دارد که باید اطلاعاتی دربارهشان به دست بیاوریم.
بنابراین، بیایید چیزهای بیشتری دربارهی این فناوری بیاموزیم …
بلاک چین چیست؟
حتما تاکنون با یکی از اصطلاحات رمز ارز یا کریپتوکارنسی نظیر بیت کوین و اتریوم برخورد داشتهاید – مگر آنکه تازه از یک خواب طولانی بیدار شده باشید یا تا الان پشت کوه زندگی میکردید. تراکنشهای این رمز ارزها به صورت دیجیتالی انجام میشوند، زیرا آنها ارزهای مجازی هستند. همین جا است که فناوری بلاک چین وارد عرصه میشود.
بلاک چین یک فناوری دفتر کل توزیعشده و غیرمتمرکز است که با استفاده از یک شبکهی همتا به همتا، منشا و وجود داراییهای دیجیتالی را ثبت میکند.
به عبارت ساده، مجموعهی بزرگی از یک پایگاه داده که دائما در حال ثبت تمام تراکنشهای ارز دیجیتالی است. برخلاف سیستمهای دادهای متمرکز در بانکها، تراکنشها در بلاک چین بر اساس سیستم همتا به همتا انجام میشوند. این بلاکهای دادهای فقط هنگامی به شبکه اضافه میشوند که تمام گرههای دیگر (سایر کامپیوترهای موجود در شبکه) تراکنشها را تایید کنند و به یک اجماع مشترک برسند.
بلاک چین را گاهی اوقات به عنوان یک فناوری دفتر کل توزیعشدهای (DLT) میشناسند که به توزیع (نه کپی یا انتقال) تراکنشهای دادههای دیجیتالی کمک میکند. این فناوریِ انقلابی به عنوان یک منجی شناخته میشود؛ زیرا داراییهای دیجیتالی میتوانند بر شفافیت موجود در آن تکیه کنند. بلاک چین خطر کلاهبرداری و وابستگی بر تایید شخص ثالث را کاهش میدهد.
هر بلاک از دادههای مرتبط با تراکنشهای دارایی دیجیتالی، یک شمارهی هش منحصر به فرد، و یک «سر بلاک (Blockheader)» منحصر به فرد تشکیل شده است. بلاک بعدی نیز حاوی شمارهی هش بلاکی است که پیشتر تشکیل شده. این بلاکها به گونهای به هم متصل میشوند که زنجیرهای از بلاکها یا همان بلاک چین را ایجاد کنند. به همین خاطر، به این فناوری بلاک چین یا زنجیرهی بلاک گفته میشود.
به این مقایسه توجه کنید:
بلاک چینها را میتوان به عنوان مجموعهی بزرگی از ساختارهای ذخیرهی داده، مشابهی آنچه در صفحه گسترده وجود دارد، تلقی کرد؛ ولی هنگامی که دادهها وارد شوند، شما دیگر نمیتوانید آنها را ویرایش کنید، و هرگونه تغییری در آن دادهها باعث ایجاد یک بلاک جدید یا ضمیمهی جدید میشود.
این مجموعه از دادهها در یک سرور واحد و متمرکز ذخیره نمیشود، بلکه بر روی بسیاری از دستگاههای کاربران ذخیره میشود؛ به همین خاطر است که میگوییم این دادهها توزیع میشوند. البته، بلاک چین کاربردهای بیشتری دارد، ولی در اینجا فقط از روش بسیار سادهای برای توصیف این فناوری استفاده کردهایم – فناوری که توصیف جزییاتاش آنچنان ساده نیست.
تاریخچهی بلاک چین
ایدهی پروتکل بلاک چین نخستین بار توسط یک دانشمند علوم کامپیوتر و رمزنگاری به نام دیوید چام مطرح شد؛ وی این ایده را در ۱۹۸۲ در پایاننامهی خود تحت عنوان «ایجاد، نگهداری، و اعتمادسازی سیستمهای کامپیوتری توسط گروههایی که متقابلا به هم مشکوک هستند» بیان کرد.
با وجود این، ۱۹۹۱ به عنوان سال مهمی برای بلاک چین تلقی میشود؛ سالی که در آن، دو دانشمند علوم کامپیوتری به نامهای استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا راهحلی عملی را جهت ایجاد مهر زمانی برای اسناد دیجیتالی معرفی کردند – به این ترتیب، این اسناد غیر قابل دستکاری خواهند بود.
این فناوری یا سیستم برای ذخیرهی اسناد با مهر زمانی، از زنجیرهی امن بلاکهایی استفاده میکنند که امنیت آن با روش رمزنگاری تضمین میشود. در ۱۹۹۲، سیستمی به نام ”درخت مرکل” بلاک چین را به گونهای موثرتر طراحی کرد؛ به این ترتیب، اسناد متعددی را میتوان در یک بلاک جمعآوری و ذخیره کرد.
ولی متاسفانه، این اختراع تا ۲۰۰۴ بیشتر دوام نیاورد. پس از آن، استفان کانست نظریهی خود را دربارهی زنجیرههای امن رمزنگاریشده، به علاوهی ایدههایی برای پیادهسازی آن منتشر کرد. دانشمند دیگری در زمینهی علوم کامپیوتر به نام نیک سابو بر روی ایدهای به نام ”بیت گلد”، یک ارز دیجیتال غیرمتمرکز کار میکرد. هال فینی، دانشمند علوم کامپیوتر و تحلیلگر رمزنگاری، ایدهی اثبات کار با قابلیت استفادهی مجدد (R PoW) را مطرح کرد. این ایده را میتوان به عنوان نمونهی نخستین از فناوری بلاک چین تلقی کرد.
با وجود این، تقریبا سه دهه طول کشید تا فناوری بلاک چین برای نخستین بار توسط فرد یا گروهی به نام ساتوشی ناکاموتو در ۲۰۰۸ در دنیای واقعی پیادهسازی شود. ناکاموتو با استفاده از روشی مثل هشکش جهت ایجاد مهر زمانی برای بلاکها، بدون نیاز به امضا و تایید یک شخص ثالث، طراحی بلاک چین را به شکل قابل ملاحظهای بهبود بخشید.
انواع بلاک چین
دستکم از چهار نوع بلاک چین استفاده میشود: بلاک چینهای عمومی، بلاک چینهای خصوصی، بلاک چین هیبرید یا دوگانه، و ساید چین یا زنجیرهی جانبی.
۱. بلاک چینهای عمومی
همانطور که از نام آن بر میآید، این نوع از بلاک چینها هیچ محدودیت دسترسی ندارند. این بلاک چینها معمولا متن باز و برای همهی افرادی که به اینترنت دسترسی دارند، شفاف هستند. هر فردی میتواند در فرایند اعتبارسنجی (تایید تراکنشها) شرکت کند تا اثبات کار خود را ارائه و شاید به پاداش متناسبی دست پیدا کند!
ویژگی بسیار مهم دیگر یک بلاک چین عمومی این است که به گونهای طراحی نشده است که به یک فرد یا یک سازمان متعلق باشد؛ بنابراین، کاملا غیرمتمرکز است.
از جمله نمونههایی از این بلاک چین میتوان به بلاک چین بیت کوین، بلاک چین اتریوم و غیره اشاره کرد.
۲. بلاک چینهای خصوصی
بلاک چینهای خصوصی، برخلاف بلاک چینهای عمومی، از لحاظ دسترسی به شبکه برای افراد محدودیت قرار میدهند. این بلاک چینها توسط یک مدیر یا ادمین مدیریت میشوند؛ شخص مدیر دسترسی کاربران را به این اکوسیستم تایید میکند.
کاربران اصلی آن میتوانند افراد یا شرکتهایی باشند که میخواهند تراکنشها یا دادههایشان امن بمانند و فقط افراد معدود و منتخبی به آنها دسترسی داشته باشند؛ از این رو، این یک سیستم متمرکز است. مزیت بلاک چین خصوصی به بلاک چین عمومی این است که زمان کمتری صرف سازوکار اجماع یا اعتبارسنجی میشود.
شباهت میان این دو نوع بلاک چین در این است که هر دو کارکردهای مشابهای دارند:
- هر دو به عنوان یک ضمیمه – فقط دفتر کل – عمل میکنند که در آن، هیچ دادهای پس از تایید قابل تغییر یا ویرایش نیست.
- هر دو نوع بلاک چین دارای مجموعهی کاملی از دفاتر کل تراکنشها در هر گره (node) هستند؛ از این رو، به صورت همتا به همتا توزیع میشوند.
- اعتبارسنجی (تایید تراکنشها) فقط هنگامی تکمیل میشود که اکثریت گرهها به یک اجماع برسند.
به عنوان نمونههایی از این نوع بلاک چین میتوان به ریپل (XRP) و هایپرلجر اشاره کرد.
۳. بلاک چین هیبرید
بلاک چینهای هیبرید ترکیبی از سیستمهای بلاک چین عمومی و خصوصی هستند که بسته به نیازهای کاربران و کاربردهای آنها طراحی میشوند. این نوع از بلاک چینها برای شرکتهایی مناسب هستند که در یک بلاک چین خصوصی بر روی برخی پروژههای محرمانه کار میکنند، و همزمان دارای محصولی هستند که باید توسط مصرفکنندگان مورد استفاده قرار بگیرند؛ از این رو، باید دارای ویژگیهای بلاک چین عمومی نیز باشند.
۴. ساید چین یا زنجیره جانبی
ساید چینها را میتوان به عنوان دفاتر کل بلاک چینی طبقهبندی کرد که قادر هستند به موازات بلاک چین اصلی اجرا شوند. ورودیها از سمت منابع اصلی، در صورت نیاز، قابل ذخیره و لینک شدن هستند، منتها با یک الگوریتم متفاوت. از این نوع بلاک چین میتوان به عنوان یک بلاک چین پشتیبان استفاده کرد.
نحوهی کارکرد بلاک چین چگونه است؟
بلاک چین دفتر کل توزیعشده و غیرمتمرکزی است که دائما در حال ضمیمه کردن فهرستی از موارد است که در قالب بلاکها ذخیره میشوند. امنیت بلاکها در یک بلاک چین از طریق رمزنگاری تضمین میشود؛ این رمزنگاری محرمانگی تراکنشها را کاملا حفظ میکند.
یک بلاک چین مجموعهای با مهر زمانی از سوابق تغییرناپذیر (غیرقابل دستکاری) دادههایی است که توسط یک مرجع مرکزی مدیریت نمیشوند؛ بلکه توسط گروهی از کامپیوترها به نام گره (node) مدیریت میشوند.
بنابراین، تصور کنید، فردی به نام سیاوش میخواهد در داراییهایی دیجیتالی سرمایهگذاری کند؛ بنابراین، باید تراکنشهایی انجام بدهد؛ وی این کار را با یک دستگاه الکترونیکی انجام میدهد! وقتی سیاوش بلاک چینی را برای یک تراکنش درخواست میکند، بدون دخالت هیچ شخص ثالثی نظیر یک بانک، مستقیما به فرد مورد نظر متصل میشود. به این سیستم همتا به همتا (peer-to-peer) میگویند.
برای ذخیرهی جزییات تراکنش یک بلاک ایجاد و اجرا میشود. دادههایی که در این مرحله تشکیل میشوند، به سراسر شبکه منتقل میشوند تا صحت تراکنش اثبات شود. نخستین دستگاه (گره) که این تراکنش را تایید کند، پاداش دریافت خواهد کرد.
وقتی تراکنش سیاوش تایید میشود، برای همیشه به بخشی از این پایگاه داده، که همهی تراکنشها را ذخیره میکند، تبدیل میشود. در صورت نیاز، برای تایید صحت چنین تراکنشهایی در یک شبکهی همتا به همتا، از این پایگاه داده نیز استفاده میشود.
اگر سیاوش بخواهد داراییهای دیجیتالی خود را به فرد دیگری بفروشد، آن بلاک اصلی که هنگام خرید این داراییهای دیجیتالی ساخته شده بود، به همان شکل باقی میماند. جهت ثبت تراکنش میان سیاوش و خریدار، بلاک جدیدی بر روی شبکهی بلاک چین، با یک شمارهی منحصر به فرد دیگر، ایجاد خواهد شد.
بگذارید مثال دیگری را بررسی کنیم؛ یک موسسهی پژوهشی علمی در حال انجام آزمایشهایی برای ساخت واکسنی علیه یک ویروس خطرناک است. هر تکرار از این آزمایش واکسن باید ثبت شود تا بتوان پیشرفت مطالعه را مشاهده کرد. اگر دادههای مربوط به آزمایشهای واکسن بر روی یک سرور پایگاه دادهها ذخیره شوند، این احتمال وجود دارد که دادهها فرمت یا پاک شوند، یا توسط هکرها دستکاری یا نابود شوند.
ولی در بلاک چین، نه کسی میتواند دادههای ذخیره شده را پاک کند، و نه کسی میتواند آنها را دستکاری کند. این فضا آنچنان امن است که علیرغم تمام تلاشها، همچنان مصون از هک باقی مانده است. هرگونه تغییری در دادهها، باعث ایجاد بلاک جدیدی میشود، و نسخهی قبلی آن دادهها به شکل اصلی خود باقی میماند. در اصل، اگر این سیستم به پلتفرم بلاک چین متصل شود، دادههای آن در همهی بخشهای جهان در دسترس قرار میگیرند.
همچنین، وقتی این تراکنش کامل شود، دادههایی مرتبط با تراکنشها را تولید میکند و در بلاکهایی ذخیره میشود که با کمک شمارهی هش بلاک قبلی، به صورت یک زنجیره به هم متصل هستند.
از لحاظ امنیت، این شبکه غیرمتمرکز است – یعنی هیچ فردی نمیتواند وضعیت داراییها را طبق نیازهای خاص خود تغییر دهد، بلکه هر نوع تغییر باید توسط اکثر گرهها تایید شود. از این رو، این شبکه بسیار امن است.
تکامل فناوری بلاک چین
تمام اختراعات، به وقت خود، نیازمند بهروزرسانیهایی هستند تا مشکلات مربوط به نسخهی قبلیشان را برطرف کنند و عملکرد بهتری داشته باشند؛ فناوری بلاک چین نیز به مرور زمان و بر حسب نیاز جدیدتر و بهروزتر شده است.
بیت کوین/ارز
رمز ارز، عمدتا بیت کوین، نخستین مورد استفاده از فناوری بلاک چین بوده است. این فناوری امکان میدهد، تراکنشهای مالی بر پایهی دفتر کل توزیعشده انجام شوند.
قراردادهای هوشمند
پس از آنکه فناوری بلاک چین از بیت کوین جدا شد و به دنبال کشف موارد استفادهی بیشتر رفت، بلاک چین اتریوم با هدف اجرای قراردادهای هوشمند پا به عرصه گذاشت. هدف از این قراردادها کاهش هزینههای اعتبارسنجی، اجرا، و پیشگیری از کلاهبرداری است. قراردادهای هوشمند برنامههای کامپیوتری از پیش تعریفشدهای هستند که ضوابط و شرایط مربوط به توافق میان دو طرف را در خود جای دادهاند. این قراردادها قابل تغییر و دگرگونی نیستند.
برنامههای غیرمتمرکز (Dapps)
Dapps یا برنامههای غیرمتمرکز شبیه سایر برنامهها یا اپلیکیشنهای معمولی کار میکنند، فقط با این تفاوت که آنها در شبکههای همتا به همتایی نظیر بلاک چین حضور دارند.
بلاک چین برای کسب و کار
نسل چهارم بلاک چین قصد دارد کاربرد تجاری نسل قبل از خود را در زندگی واقعی پیادهسازی کند. برخی از موارد استفادهی واقعی بلاک چین در زندگی روزمره عبارت هستند از مدیریت زنجیرهی تامین، بخشهای مالی، و بهداشت و سلامت.
انواع مختلفی از پروتکلهای اجتماعی مورد استفاده برای تایید صحت تراکنشها در بلاک چین
الگوریتم اجماع روشی است که از طریق آن، تمام همتایان یا طرفهای موجود در شبکهی بلاک چین دربارهی وضعیت فعلی دفتر کل توزیعشده به یک توافق مشترک میرسند. از این طریق، الگوریتمهای اجماع باعث افزایش اعتماد در شبکهی بلاک چین و میان همتایان ناشناس در یک فضای کامپیوتری توزیعشده میشوند. بلاکهای جدید فقط وقتی به بلاک چین افزوده میشوند که جزییات تراکنش تایید شده و اجماع محقق شود.
برخی از الگوریتمهای طراحیشده عبارت هستند از:
۱. اثبات کار (PoW) ۲. اثبات سهام (PoS) ۳. اثبات سهام واگذار شده (DPoS) ۴. اثبات اعتبار (PoA) ۵. اثبات زمان سپری شده (PoET)
فواید بلاک چین در رمز ارزها (کریپتوکارنسی)
- رفع نیاز به فرایند اعتبارسنجی فیزیکی یا مبتنی بر اعتماد
- بهبود سرعت تراکنشها
- بهینهسازی فرایند ایجاد اتصال در یک سیستم همتا به همتا
- انجام تراکنشها فارغ از زمان، مکان، و برخلاف رویههای بانکی
- قابل دسترس در هر نقطهای از جهان
- کمتر بودن هزینههای تراکنش، کمتر بودن خطر عدمموفقیت تراکنش
- رفع خطر double-spending یا دوباره خرج کردن (مثلا استفاده از یک مبلغ برای خرید چند کالا با هدف کلاهبرداری)
- کاهش نگرانی دربارهی تعلیق حساب
- عدم نیاز به تامین حداقل مانده حساب برای انجام تراکنشها
آیندهی بلاک چین
بلاک چین طی سالها پیشرفت کرده و قابل اعتماد بودن فناوریاش را ثابت کرده است. بلاک چین به عنوان یک ساختار داده به آسانی مقیاسپذیر است. بلاک چین میتواند در بخش بانکداری، به عنوان دفاتر تراکنشها برای پرداخت از طریق کارت، و در بازارهای سهام برای حفظ سوابق تحویل سهام و تایید آن به آسانی به کار گرفته شود.
بلاک چین ما را قادر میسازد تراکنشهای دیجیتالی بیشتری را انجام و خطرات موجود در سیستم کنونی را کاهش دهیم. سیستم مالی کنونی بر پایهی امانتداری موسسات مالی یا حکومتها کار میکند.
سیستم بلاک چین هزینههای تراکنش را به اندازهی قابل توجهی کاهش میدهد، زیرا اعتبارسنجی به وسیلهی الگوریتمها، ظرف چند دقیقه، و بدون نیاز به شخص ثالثی نظیر بانکها و موسسات مالی انجام میشود.
موارد استفادهی احتمالی بلاک چین در آینده
- حفظ سوابق پزشکی بیماران در بیمارستانها
- پرداخت یا انتقال داراییها در تمام بخشهای دنیا
- سیستمهای عامل اینترنت اشیا در زندگی واقعی
- امنیت هویت شخصی
- سیستم ردیابی ضد پولشویی
- مدیریت زنجیرهی تامین و نظارت لجستیک
- سازوکار انتخاباتی در کشورهای دموکراتیک
- حفظ سوابق حکومتی یا تاریخی
- انجام کارهای تبلیغاتی، تولید محتوای اصلی
- مبادلهی رمز ارز
- پلتفرم تحلیل املاک و مستغلات
سخن آخر
بلاک چین، از زمان پیدایش آن در ۲۰۰۸، شایستگی خود را نسبت به سیستمهای فعلی که دارای کارایی پایینتری هستند، ثابت کرده است. بسیاری از حکومتها و بانکهای مرکزی، با درک اهمیت این فناوری، علاقهی خود را به مطالعه و انتخاب این فناوری ابراز کردهاند.
با اینکه جا برای اصلاح و بهبود وجود دارد، باید ببینیم چگونه این فناوری توسط صنایع مختلف پیادهسازی میشود.
پاسخ به پرسشهای متداول
میزان امنیت دادههای کسب و کاری در یک بلاک چین چهقدر است؟
سوابق موجود در بلاک چین، از لحاظ تئوری، غیرقابل تغییر هستند. اطلاعات حساس یا غیر عمومی را میتوان از طریق قراردادهای هوشمند محافظت کرد، ولی این قابلیت را باید در خارج از موسسات مالی نیز مورد آزمایش قرار داد.
چه کسی مدل حکمرانی را برای شناسایی افراد مجاز برای پیوستن به دفتر کل بلاک چین، تعیین میکند؟
حکمرانی بر بلاک چین توسط کسانی انجام میشود که این سیستم را راهاندازی کردهاند. برای اعمال تغییرات در سیستم حکمرانی میتوان از رایگیری مشابهی فرایند حل الگوریتمهای اجماع تراکنش استفاده کرد.
آیا فناوری بلاک چین فقط به کاربرد آن در بازار رمز ارزها محدود میشود؟
خیر. این مسئله صرفا به کسب و کار و نوع دادههایی بستگی دارد که میخواهید ذخیره کنید – باید اقتصاد، اهمیت دادههای ذخیره شده، و دوام کسب و کار را در نظر گرفت.
بلاک چین کنسرسیوم چیست؟
این بلاک چینها به گونهای طراحی شدهاند که توسط چندین مدیر یا سازمانی که در یک موضوع مشابه با منافع متقابل کار میکنند، قابل مدیریت باشند. این بلاک چینها عمومی نمیشوند، مگر آنکه مدیرانشان این گونه صلاح بدانند.
رمزگذاری چیست و چرا در بلاک چین اهمیت دارد؟
رمزگذاری عبارت است از فرایند تبدیل دادههای قابل خوانش و قابل تفسیر به دادههای غیرقابل خوانش برای کاربران عادی؛ این کار به وسیلهی الگوریتمهای رمزگذاری هدفمند انجام میشود. فقط افرادی میتوانند به این دادهها دسترسی پیدا کنند که به الگوریتم رمزگشایی دسترسی داشته باشند.
از آنجا که از بلاک چینها میتوان برای ذخیره و حفظ سوابق دادههای مرتبط با امور مالی، امنیت داخلی سازمانها، یا هرگونه اطلاعات حساس دیگر استفاده کرد، باید از دست هکرهای احتمالی که میتوانند از این اطلاعات سوءاستفاده کنند، دور نگه داشته شود.