بلاک چین به زبان ساده یک دفتر کل دیجیتال است که به طور ایمن داده های تراکنش را در یک شبکه توزیع شده از رایانه ها ثبت می کند. بلاک چین یکپارچگی داده ها را از طریق ماهیت تغییرناپذیر خود از طریق رمزنگاری و مکانیسم های اجماع تضمین می کند، به این معنی که پس از ثبت اطلاعات، نمی توان آن ها را به صورت ماسبق تغییر داد.
بلاک چین ستون فقرات شبکه های ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین و اتریوم را تشکیل می دهد و در تقویت شفافیت، امنیت و اعتماد در بخش های مختلف فراتر از امور مالی نقش اساسی دارد.
مقدمه
فناوری بلاک چین با معرفی روشی غیرمتمرکز، شفاف و ایمن برای مدیریت داده ها و تراکنش ها، صنایع، به ویژه امور مالی را متحول کرده است. در حالی که به عنوان پایه ای برای ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین شروع شد، برنامه های کاربردی آن به مدیریت زنجیره تامین، مراقبت های بهداشتی، سیستم های رای گیری و موارد دیگر افزایش یافته است.
بلاک چین چیست؟
بلاک چین نوع خاصی از پایگاه داده است. این یک دفتر کل دیجیتال غیرمتمرکز است که توسط یک شبکه توزیع شده از رایانه ها نگهداری می شود. داده های بلاک چین در بلوک هایی سازماندهی می شوند که به صورت زمانی مرتب شده و توسط رمزنگاری ایمن می شوند.
این ساختار تضمین می کند که داده ها شفاف، امن و تغییرناپذیر هستند. تغییر داده های ذخیره شده در یک بلوک پس از تأیید بلوک و اضافه شدن آن به زنجیره عملاً غیرممکن است. ساختار غیرمتمرکز نیز نیاز به یک مرجع مرکزی را برطرف می کند. تراکنش های بلاک چین می تواند بین کاربران بدون نیاز به واسطه انجام شود.
انواع مختلفی از بلاک چین با درجات مختلف عدم تمرکز وجود دارد. با این حال، اصطلاح بلاک چین معمولاً به یک دفتر کل دیجیتال غیرمتمرکز اشاره دارد که برای ثبت تراکنشهای ارزهای دیجیتال استفاده میشود.
تاریخچه مختصر بلاک چین
اولین مدل یک بلاک چین در اوایل دهه 1990 زمانی که دانشمند کامپیوتر استوارت هابر و فیزیکدان دبلیو اسکات استورنتتا از تکنیک های رمزنگاری در زنجیره ای از بلوک ها به عنوان راهی برای ایمن سازی اسناد دیجیتال از دستکاری داده ها استفاده کردند، ایجاد شد.
هابر و استورنتا الهام بخش کار بسیاری از دانشمندان کامپیوتر و علاقه مندان به رمزنگاری بودند و در نهایت منجر به ایجاد بیت کوین به عنوان اولین ارز رمزنگاری شده با فناوری بلاک چین شد. از آن زمان، پذیرش بلاک چین به طور قابل توجهی رشد کرده است و ارزهای دیجیتال اکنون یک پدیده جهانی هستند.
در حالی که فناوری بلاک چین اغلب برای ثبت تراکنشهای ارزهای دیجیتال استفاده میشود ، اما برای ثبت بسیاری از انواع دیگر دادههای دیجیتال مناسب است و میتواند در طیف وسیعی از موارد استفاده شود.
ویژگی ها و مزایای کلیدی بلاک چین
- تمرکززدایی:
- اطلاعات در شبکه ای از رایانه ها (گره ها) به جای یک سرور مرکزی واحد ذخیره می شود. شبکه های غیرمتمرکز بزرگ مانند بیت کوین در برابر حملات بسیار مقاوم هستند.
- شفافیت :
- بیشتر بلاک چین ها عمومی هستند، به این معنی که همه شرکت کنندگان به یک پایگاه داده دسترسی دارند. تراکنش ها برای همه شرکت کنندگان قابل مشاهده است.
- تغییرناپذیری :
- هنگامی که داده ها به بلاک چین اضافه می شوند، بدون اجماع شبکه نمی توان آنها را تغییر داد.
- امنیت داده ها :
- مکانیسم های رمزنگاری و اجماع، محافظت قوی در برابر دستکاری داده ها را تضمین می کند.
- کارایی:
- بلاک چین میتواند با حذف نیاز به واسطه، تراکنشهای سریعتر و ارزانتری را امکانپذیر کند. تراکنش ها تقریباً در زمان واقعی پردازش می شوند.
تمرکززدایی در بلاک چین چیست به زبان ساده
تمرکززدایی در بلاک چین به این ایده اشاره دارد که قدرت کنترل و تصمیم گیری یک شبکه به جای اینکه توسط یک نهاد واحد مانند یک بانک، دولت یا شرکت کنترل شود، بین کاربرانش توزیع می شود.
در یک شبکه بلاک چین غیرمتمرکز، هیچ مقام مرکزی یا واسطه ای وجود ندارد که جریان داده ها یا تراکنش ها را کنترل کند. در عوض، تراکنش ها توسط یک شبکه توزیع شده از رایانه ها تأیید و ثبت می شوند که با هم کار می کنند تا یکپارچگی شبکه را حفظ کنند.
بلاک چین چگونه کار می کند به زبان ساده
در هسته خود، بلاک چین یک دفتر کل دیجیتال است که به طور ایمن تراکنش های بین دو طرف را به روشی بدون دستکاری ثبت می کند. این داده های تراکنش توسط یک شبکه توزیع شده جهانی از رایانه ها ( گره ها ) ثبت می شوند.
وقتی آلیس مقداری بیت کوین برای باب می فرستد، تراکنش به شبکه پخش می شود. هر گره تراکنش را با تأیید امضای دیجیتال و سایر داده های تراکنش احراز هویت می کند. هنگامی که تراکنش تأیید شد، همراه با سایر تراکنش ها به یک بلوک اضافه می شود. ما می توانیم هر بلوک را به عنوان یک صفحه از دفتر کل دیجیتال در نظر بگیریم.
بلوک ها با استفاده از روش های رمزنگاری به هم زنجیر می شوند و زنجیره بلوکی را تشکیل می دهند. فرآیند تأیید تراکنشها و افزودن آنها به بلاک چین از طریق یک مکانیسم اجماع انجام میشود ، مجموعهای از قوانین که نحوه توافق گرههای شبکه در مورد وضعیت بلاک چین و اعتبار تراکنشها را کنترل میکند.
بلاک چین به زبان ساده
1. ثبت تراکنش
هنگامی که یک تراکنش آغاز می شود (به عنوان مثال، انتقال ارز دیجیتال)، به شبکه ای از گره ها پخش می شود. هر گره تراکنش را با استفاده از قوانین از پیش تعریف شده تایید می کند.
2. تشکیل بلوک
تراکنش های تایید شده در یک بلوک گروه بندی می شوند. هر بلوک شامل:
داده ها (به عنوان مثال، جزئیات تراکنش)
یک مهر زمانی
هش رمزنگاری : یک شناسه منحصربهفرد که با اجرای دادههای بلوک از طریق یک الگوریتم هش ایجاد میشود.
هش بلوک قبلی : این همان چیزی است که بلوک ها را به یکدیگر پیوند می دهد و زنجیره را تشکیل می دهد.
3. مکانیسم اجماع
برای افزودن یک بلوک به زنجیره، شرکت کنندگان در شبکه باید در مورد اعتبار آن توافق کنند. این با استفاده از یک الگوریتم اجماع، مانند اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) به دست می آید. به زودی هر دو را با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهیم داد، اما در اینجا خلاصه ای کوتاه آورده شده است:
اثبات کار ( PoW ): که توسط بیت کوین استفاده می شود، PoW به اعتبارسنجی بلوک نیاز دارد تا از توان محاسباتی برای حل مشکلات پیچیده استفاده کند.
اثبات سهام ( PoS ): توسط بلاک چین های جدیدتر مانند اتریوم استفاده می شود، جایی که اعتبار سنجی بلاک بر اساس سهم آنها در شبکه انتخاب می شود.
4. پیوند زنجیره ای
پس از تأیید اعتبار، بلوک به بلاک چین اضافه می شود. هر بلوک بعدی به بلوک قبلی ارجاع می دهد و از یک ساختار ضد دستکاری اطمینان می دهد. به عبارت دیگر، برای تأیید اعتبار یک بلوک جدید، باید از شناسه بلوک قبلی استفاده کند.
5. شفافیت
یکی دیگر از ویژگی های بلاک چین شفافیت آن است. عموماً هر کسی میتواند دادههای یک بلاک چین، از جمله تمام دادههای تراکنش و دادههای بلوک را در وبسایتهای عمومی به نام کاوشگر بلاک چین بررسی کند.
به عنوان مثال، می توانید هر تراکنشی را که تا به حال در شبکه بیت کوین ثبت شده است، از جمله آدرس کیف پول فرستنده و گیرنده، مبلغ انتقال و موارد دیگر مشاهده کنید. همچنین میتوانید تمام بلوکهای بیتکوین را تا اولین بلوک که به نام بلوک پیدایش شناخته میشود، ردیابی کنید.
رمزنگاری بلاک چین
رمزنگاری کلیدی برای بلاک چین است تا رکوردی امن، شفاف و مقاوم در برابر دستکاری تراکنش ها را حفظ کند. به عنوان مثال، هش کردن یک روش رمزنگاری مهم است که در بلاک چین ها استفاده می شود. این یک فرآیند رمزنگاری است که ورودی با هر اندازه ای را به یک رشته کاراکتر با اندازه ثابت تبدیل می کند.
توابع هش مورد استفاده در بلاک چین ها عموماً در برابر برخورد مقاوم هستند، به این معنی که احتمال یافتن دو قطعه داده که خروجی یکسانی دارند به طور نجومی کوچک است. ویژگی دیگر اثر بهمن نامیده می شود که به این پدیده اشاره دارد که هر تغییر جزئی در داده های ورودی خروجی کاملاً متفاوتی ایجاد می کند.
بیایید این را با SHA256، تابعی که در بیت کوین استفاده می شود، توضیح دهیم. همانطور که می بینید، تغییر بزرگی حروف باعث شد که خروجی به طور چشمگیری متفاوت باشد. توابع هش نیز توابع یک طرفه هستند زیرا رسیدن به داده های ورودی با مهندسی معکوس خروجی هش از نظر محاسباتی غیر ممکن است.
داده های ورودی | خروجی SHA256 |
آکادمی بایننس | 886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3 |
آکادمی بایننس | 4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7 |
آکادمی بایننس | a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181 |
هر بلوک در یک بلاک چین به طور ایمن حاوی هش بلوک قبلی است که یک زنجیره قوی از بلوک ها را ایجاد می کند. هرکسی که بخواهد یک بلوک را تغییر دهد باید تمام بلوک های بعدی را اصلاح کند، کاری که نه تنها از نظر فنی چالش برانگیز است بلکه بسیار پرهزینه است.
یکی دیگر از روش های رمزنگاری که به طور گسترده در بلاک چین استفاده می شود، رمزنگاری با کلید عمومی است . رمزنگاری نامتقارن نیز نامیده می شود و به ایجاد تراکنش های ایمن و قابل تایید بین کاربران کمک می کند.
این روش کار می کند. هر شرکت کننده یک جفت کلید منحصر به فرد دارد: یک کلید خصوصی که آن را مخفی نگه می دارد و یک کلید عمومی که آشکارا به اشتراک گذاشته می شود. هنگامی که کاربر یک تراکنش را آغاز می کند، آن را با استفاده از کلید خصوصی خود امضا می کند و یک امضای دیجیتال ایجاد می کند.
سپس سایر کاربران در شبکه می توانند صحت تراکنش را با اعمال کلید عمومی فرستنده روی امضای دیجیتال تأیید کنند. این رویکرد تراکنشهای ایمن را تضمین میکند زیرا فقط مالک قانونی کلید خصوصی میتواند یک تراکنش را مجاز کند و همه میتوانند با استفاده از کلید عمومی امضاها را تأیید کنند.
مکانیسم اجماع چیست؟
الگوریتم اجماع مکانیزمی است که به کاربران یا ماشینها اجازه میدهد در یک محیط توزیع شده هماهنگ شوند. باید اطمینان حاصل شود که همه عوامل در سیستم می توانند در مورد یک منبع حقیقت به توافق برسند، حتی اگر برخی از عوامل شکست بخورند.
مکانیسمهای اجماع تضمین میکنند که تمام گرهها در شبکه دارای نسخه یکسانی از دفتر کل هستند که حاوی رکوردی از تمام تراکنشها است.
وقتی دهها هزار گره یک کپی از دادههای بلاک چین را نگه میدارند، برخی از چالشها میتوانند به سرعت ایجاد شوند، از جمله ثبات دادهها و گرههای مخرب. برای اطمینان از یکپارچگی بلاک چین، مکانیسمهای اجماع مختلفی وجود دارد که بر چگونگی توافق گرههای شبکه نظارت میکند. بیایید نگاهی دقیق تر به مکانیسم های اصلی اجماع بیندازیم.
انواع مکانیسم های اجماع
اثبات کار چیست؟
اثبات کار (PoW) یک مکانیسم توافقی است که در بسیاری از شبکه های بلاک چین برای تأیید تراکنش ها و حفظ یکپارچگی بلاک چین استفاده می شود. این مکانیسم اجماع اصلی است که توسط بیت کوین استفاده می شود.
در PoW، ماینرها برای حل یک مسئله پیچیده ریاضی به منظور اضافه کردن بلوک بعدی به بلاک چین با یکدیگر رقابت می کنند. در فرآیندی که به عنوان ماینینگ شناخته می شود ، اولین ماینری که مشکل را حل می کند، با ارز دیجیتال پاداش می گیرد.
ماینرها باید از رایانه های قدرتمند برای حل مسائل ریاضی، استخراج سکه های جدید و ایمن سازی شبکه استفاده کنند. به همین دلیل است که فرآیند استخراج به مقادیر قابل توجهی از منابع (قدرت محاسباتی و انرژی) نیاز دارد.
اثبات سهام چیست؟
اثبات سهام (PoS) یک مکانیسم توافقی است که برای رفع برخی از اشکالات اثبات کار (PoW) طراحی شده است. در یک سیستم PoS، به جای رقابت ماینرها برای حل مسائل پیچیده ریاضی برای اعتبارسنجی تراکنشها و افزودن بلاکهای جدید به بلاک چین، اعتبارسنجیها بر اساس میزان ارز دیجیتالی که در شبکه به اشتراک میگذارند انتخاب میشوند.
سهام نشان دهنده مقدار ارز دیجیتالی است که توسط اعتبار سنجی ها به عنوان وثیقه نگهداری می شود. معمولاً اعتباردهندههای PoS بهطور تصادفی برای ایجاد بلوکهای جدید و اعتبارسنجی تراکنشها بر اساس اندازه سهام خود انتخاب میشوند. آنها برای ایجاد بلوک های جدید و به عنوان انگیزه ای برای اقدام به نفع شبکه، با کارمزد تراکنش پاداش می گیرند. اگر آنها بدخواهانه عمل کنند، خطر از دست دادن رمزنگاری سهام خود را دارند.
سایر مکانیسم های اجماع عمومی
Proof of Work و Proof of Stake رایجترین الگوریتمهای اجماع هستند ، اما انواع دیگری نیز وجود دارد. برخی از آنها ترکیبی هستند که عناصر هر دو سیستم را ترکیب می کنند، در حالی که برخی دیگر به طور کلی روش های متفاوتی هستند.
برای مثال، اثبات سهام واگذار شده ( DPoS ) شبیه به PoS است، اما بهجای اینکه همه اعتبارسنجیها واجد شرایط ایجاد بلوکهای جدید باشند، دارندگان توکن مجموعه کوچکتری از نمایندگان را برای انجام این کار از طرف خود انتخاب میکنند.
از سوی دیگر، در Proof of Authority ( PoA )، اعتبارسنجیها بر اساس شهرت یا هویتشان شناسایی میشوند تا میزان ارز دیجیتالی که دارند. اعتبار سنجی ها بر اساس قابلیت اعتماد آنها انتخاب می شوند و در صورت اقدام مخرب می توانند از شبکه حذف شوند.
انواع مختلف شبکه های بلاک چین چیست؟
بلاک چین خصوصی
بلاک چین خصوصی، همانطور که از نامش پیداست، یک شبکه بلاک چین است که برای عموم آزاد نیست. بلاک چین های خصوصی معمولاً توسط یک نهاد واحد مانند یک شرکت اداره می شوند و برای اهداف داخلی و موارد استفاده استفاده می شوند.
بلاک چین های خصوصی محیط های مجاز با قوانین تعیین شده ای هستند که تعیین می کنند چه کسی می تواند زنجیره را ببیند و بنویسد. آنها سیستم های غیرمتمرکز نیستند زیرا سلسله مراتب واضحی از کنترل وجود دارد. با این حال، آنها را می توان به گونه ای توزیع کرد که بسیاری از گره ها یک کپی از زنجیره را در ماشین های خود نگهداری می کنند.
بلاک چین کنسرسیوم
بلاک چین کنسرسیوم ترکیبی از بلاک چین های عمومی و خصوصی است. در یک بلاک چین کنسرسیوم، چندین سازمان گرد هم می آیند تا یک شبکه بلاک چین مشترک ایجاد کنند که به طور مشترک مدیریت و اداره می شود. این شبکه ها بسته به نیاز اعضای کنسرسیوم می توانند باز یا بسته باشند.
به جای یک سیستم باز که در آن هر کسی میتواند بلوکها را تأیید کند یا یک سیستم بسته که در آن فقط یک نهاد واحد تولیدکنندگان بلوک را تعیین میکند، یک زنجیره کنسرسیوم تعداد انگشت شماری از طرفهای به همان اندازه قدرتمند را میبیند که به عنوان اعتبارسنجی عمل میکنند.
قوانین سیستم منعطف هستند: قابلیت رویت زنجیره می تواند به اعتبار سنجی ها محدود شود، برای افراد مجاز قابل مشاهده باشد یا برای همه قابل مشاهده باشد. اگر اعتبار سنجی ها بتوانند به یک اجماع برسند، تغییرات را می توان به راحتی اجرا کرد. در مورد نحوه عملکرد بلاک چین، اگر آستانه خاصی از این طرف ها صادقانه رفتار کنند، سیستم با مشکل مواجه نخواهد شد.
بلاک چین برای چه مواردی استفاده می شود؟
در حالی که فناوری بلاک چین هنوز در مراحل ابتدایی است، در حال حاضر موارد استفاده در بسیاری از صنایع مختلف وجود دارد. برخی از رایج ترین کاربردهای فعلی فناوری بلاک چین عبارتند از:
1. ارزهای دیجیتال
فناوری بلاک چین برای پشتیبانی از ایجاد ارزهای رمزنگاری شده، که از بلاک چین به عنوان یک دفتر کل امن و غیرمتمرکز برای ثبت تراکنش ها استفاده می کنند، توسعه یافته است.
در حالی که تراکنشهای سنتی برون مرزی شامل واسطهها و کارمزدهای بالا هستند، بلاک چین انتقال بینالمللی سریعتر، ارزانتر و شفافتر را امکانپذیر میکند. به غیر از داراییهای دارای ارزش ، بسیاری از بیتکوین و سایر ارزهای دیجیتال برای حوالههای جهانی استفاده میکنند .
2. قراردادهای هوشمند
قراردادهای هوشمند قراردادهای خوداجرا هستند که می توانند به گونه ای برنامه ریزی شوند که در صورت برآورده شدن شرایط خاص به صورت خودکار اجرا شوند. فناوری بلاک چین امکان ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند را به شیوه ای امن و غیرمتمرکز فراهم می کند.
یکی از محبوبترین کاربردهای قراردادهای هوشمند برای برنامههای غیرمتمرکز ( DApps ) و سازمانها (DAOs) است که بخش بزرگی از پلتفرمهای مالی غیرمتمرکز (DeFi) هستند. پلتفرمهای DeFi از بلاک چین برای ارائه خدمات مالی مانند وام، استقراض و تجارت بدون موسسات سنتی استفاده میکنند. این امر دسترسی به ابزارهای مالی را دموکراتیک می کند.
3. توکن سازی
دارایی های دنیای واقعی ( RWA ) مانند املاک و مستغلات، سهام یا هنر را می توان توکنیزه کرد (تبدیل به توکن های دیجیتال در یک بلاک چین). این می تواند نقدینگی را بهبود بخشد و دسترسی به فرصت های سرمایه گذاری را گسترش دهد.
4. هویت دیجیتال
از بلاک چین می توان برای ایجاد هویت های دیجیتالی ایمن و ضد دستکاری استفاده کرد که می توانند برای تأیید اطلاعات شخصی و سایر داده های حساس مورد استفاده قرار گیرند. این امر میتواند اهمیت فزایندهای پیدا کند، زیرا اطلاعات و داراییهای شخصی ما به صورت آنلاین منتقل میشوند.
5. رای دادن
با ارائه یک دفتر کل غیرمتمرکز و بدون دستکاری از تمام آرای داده شده، می توان از فناوری بلاک چین برای ایجاد یک سیستم رای گیری ایمن و شفاف استفاده کرد که امکان تقلب در رأی دهندگان را از بین می برد و یکپارچگی فرآیند رأی گیری را تضمین می کند.
6. مدیریت زنجیره تامین
از فناوری بلاک چین می توان برای ایجاد دفتر کل تمام تراکنش ها در زنجیره تامین استفاده کرد. هر تراکنش (یا گروهی از تراکنش ها) را می توان به عنوان یک بلوک در زنجیره بلوکی ثبت کرد و یک رکورد تغییرناپذیر و شفاف از کل فرآیند زنجیره تامین ایجاد کرد.
کلام پایانی
فناوری بلاک چین راهی امن و شفاف برای ثبت تراکنش ها و ذخیره داده ها ارائه می دهد. این فناوری است که با آوردن سطح جدیدی از اعتماد و امنیت به دنیای دیجیتال، صنایع را متحول می کند.
فناوری بلاک چین چه با فعال کردن تراکنشهای همتا به همتا، چه ایجاد اشکال جدید داراییهای دیجیتال یا تسهیل برنامههای غیرمتمرکز، دنیایی از امکانات را باز میکند. از آنجایی که این فناوری به تکامل خود ادامه میدهد و پذیرش گستردهتری پیدا میکند، میتوان انتظار داشت موارد استفاده نوآورانهتر و متحولکنندهتری در سالهای آینده ظاهر شوند.
