برای افرادی که در خصوص ارزهای دیجیتالی فعالیت می کنند حتما تکنولوژی بلاک چین (BlockChain) به گوش آنها آشناست، در این مقاله آموزشی بیتی بن سعی بر آن دارد که در خصوص بلاک چین مطالب مختلفی که از سایت های داخلی و خارجی در این خصوص ارائه شده است را به صورت تجمیع شده در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. امیدواریم این مطلب برای برای شما مخاطب عزیز بیتی بن مفید واقع شود.

بلاک چین چیست ؟ الگوریتم بلاک چین چگونه عمل می کند؟

PCMag در مقاله منتشر شده در این مجله از بلاک چین را این چنین توصیف کرده است :

بلاک چین : تکنولوژی نامرئی که جهان را تغییر می دهد

شبکه های مبتنی بر بلاک چین ، اپلیکیشن های غیر متمرکز (DApps) ، و فاتر توزیع شده در حال تبدیل شدن به زیر ساخت اصلی زندگی دیجیتال شما هستند. یک پلت فرم یکپارچه دیجیتالی که غیر قابل تغییر می باشد و در پس اینترنت نهفته است و به احتمال زیاد حتی وجود آن را احساس نمی کنید!

بیایید نگاهی ساده تر به مفهوم بلاک چین داشته باشیم، زنجیره بلوکه یا بلاک چین (BlockChain)  سیستمی برای ثبت و ضبط داده‌ها است. این داده‌ها می‌توانند برای نمونه تراکنش‌های بانکی باشند یا اسناد مالکیت، قرارها، پیام‌های شخصی یا دیگر اطلاعات. ویژگی استفاده از پلت فرم زنجیرهٔ بلوکی این است که کار ذخیرهٔ این داده‌ها بدون وجود یک مدیر و صاحب‌اختیار مرکزی یا تجمیع شده در یک یا چند مرکز داده (Data Center) مشخص امکان‌پذیر است و نکته قابل توجه اینکه نمی‌توان با تخریب یک نقطهٔ مرکزی داده‌های ذخیره‌شده را تحریف یا نابود کرد.

واژه بلاک چین از دو کلمه Block به معنای بلوک و Chain به معنای زنجیره تشکیل شده است که معنای آن در نهایت زنجیره ای از بلوک هاست. بلاکچین در واقع یک سیستم ثبت اطلاعات و گزارش می باشد که به صورت غیر متمرکز عمل می کند.

در بلوک ها هر گونه اطلاعاتی می تواند وارد و ثبت شود. در بلاک چین این بلوک ها که حاوی اطلاعات هستند به شکلی زنجیره وار به یکدیگر متصل می شوند و رشته ای از اطلاعات را بوجود می آورند. صفحه گسترده‌­ای را تصور کنید که هزاران بار در شبکه کامپیوتری کپی شده است. سپس تصور کنید که این شبکه طراحی شده تا به طور منظم به روزرسانی شود، اکنون شما درک اولیه‌ای از بلاکچین دارید.

بلاک چین که در حقیقت به عنوان انقلاب چهارم صنعتی شناخته می شود با هدف جلوگیری از کلاهبرداری و هک اطلاعات در معاملات ساخته و اختراع شد. این فناوری در حقیقت یک پایگاه داده توزیع شده (و نه متمرکز)می باشد.

به زبان ساده تر می توان گفت بلاکچین پلتفرمی است که امکان ثبت و انتقال اطلاعات از یک مکان به مکانی دیگر با امنیت بالا را فراهم می کند.یکی از نکات جالب توجه در مورد بلاک چین متن باز (Open source) بودن آن است. این فناوری هیچ مالکی ندارد و هیچ فردی در راس این شبکه وجود ندارد که همین عامل باعث افزایش اعتماد اعضای این شبکه می شود.بنابراین می توان گفت مهم ترین و در عین حال عجیب ترین ویژگی بلاک چین این است که به طور خودکار شبکه را مدیریت و تنظیم می کند و قدرت بسیار بالایی برای این کار دارد.

اطلاعاتی که در بلوک نگهداری می‌شود به عنوان پایگاه داده به اشتراک گذاشته شده و به طور پیوسته در حال تطبیق است. این روش استفاده از شبکه دارای مزایای­ آشکاری است. پایگاه داده بلاک چین در یک مکان خاص ذخیره نمیشود، به این معنی که پرونده‌هایی که نگهداری می‌کنند، واقعا عمومی هستند و به راحتی قابل تاییدند. نسخه متمرکزی از این اطلاعات وجود ندارد تا یک هکر بتواند آن را تخریب کند. با میزبانی داده‌ها توسط میلیون‌ها کامپیوتر به طور همزمان، داده‌های آن برای هر کسی در اینترنت قابل دسترسی است. بلاک چین واقعا مکانیزمی انقلابی است که همه را به بالاترین سطح پاسخگویی می‌­رساند. دیگر معاملات نادرست، خطاهای انسانی و ماشینی یا حتی یک مبادله که با رضایت طرفین انجام نشده است، وجود نخواهد داشت. بالاتر از هر چیز دیگری، مهم‌ترین حوزه‌ای که بلاک چین به آن کمک می‌کند، ضمانت اعتبار یک معامله از طریق ثبت آن نه تنها در یک محل ثبت اصلی و متمرکز بلکه در یک سیستم توزیع شده است که از طریق مکانیزم اعتبارسنجی امن متصل هستند.

رویا و ایده‌ی غیرمتمرکزسازی که به واقعیت پیوسته است.

بلاک چین یک فناوری غیرمتمرکز است. هر چیزی که روی آن اتفاق می‌افتد، حاصل از عملکرد شبکه به عنوان یک کل است. از این ویژگی بسیار استفاده می‌شود. با ایجاد یک روش جدید برای بررسی معاملات، برخی جنبه‌های تجارت سنتی ضرورت خود را از دست خواهند داد. برای مثال، معاملات بورس سهام می‌توانند به طور همزمان در بلاک چین قرار گیرند – یا می‌توان انواع حسابرسی‌ها مانند ثبت زمین را کاملا عمومی‌ کرد. تمرکززدایی در حال حاضر یک واقعیت است.

بیتکوین یک شبکه‌ی جهانی کامپیوتری است که از فناوری بلاک چین برای مدیریت پایگاه داده‌هایی که معاملات بیتکوین را ثبت می‌کند، استفاده می‌کند. بیت‌کوین توسط شبکه اش اداره می‌شود و نه یک نهاد ، سازمان یا مقام مرکزی. این به این معنی است که شبکه به صورت peer-to-peer عمل می‌کند.

تاریخچه بلاک چین :

اولین کار روی زنجیره بلوک رمزنگاری شده امن در سال ۱۹۹۱ توسط استوارت هابر و اسکات استورنتا توصیف شد. در سال ۱۹۹۲، بایر، هابر و استورنتا درخت درهم‌سازی را به طراحی متصل ساختند، که باعث بهبود کارایی آن شده و اجازه می‌داد که چندین سند در یک بلوک جمع‌آوری شوند.

یک پایگاه داده زنجیره بلوکی که به‌طور خودمختار مدیریت می‌شود از یک شبکه همتابه‌همتا و یک سرور زمانبندی توزیع شده‌استفاده می‌کند. اولین زنجیره بلوک توسط یک فرد ناشناس یا گروهی شناخته شده به نام ساتوشی ناکاموتو در سال ۲۰۰۸ معرفی شد. یک سال بعد به عنوان یک جزء اصلی از بیت‌کوین (ارز دیجیتالی) اجرا شد، جایی که آن به عنوان سرفصل عمومی برای همه معاملات در شبکه عمل می‌کرد. با استفاده از یک زنجیره بلوکی، بیت کوین اولین ارز دیجیتال بود که برای حل مشکل دوجانبه بدون نیاز به یک سرپرست قابل اطمینان و الهام بخش بسیاری از برنامه‌های اضافی بود.از آن زمان، بیتکوین بدون اختلال قابل توجهی عمل کرده است (تا به امروز مشکلات مربوط به بیتکوین به دلیل هک شدن یا سوء مدیریت بوده است. به عبارت دیگر، این مشکلات از قصد بد و خطای انسانی حاصل می‌شود، نه نقص در مفاهیم پایه).

چگونگی تایید تراکنش ها در بلاک چین

حتما به یاد دارید که قبلا گفته شد بلاک چین غیرمتمرکز است. به این معنی که هیچ قدرت یا دولت مرکزی بر آن کنترلی ندارد. در واقع به این معنی است که بلاک چین نیاز به شخص ثالثی برای تایید تراکنش های مالی ندارد. پس در این صورت تراکنش ها چگونه تایید می شوند؟ در اینجا روند جالب می شود.

بلاک چین یک پلتفرم عمومی است. یعنی در اغلب موارد هر کسی می تواند به شبکه برای تایید تراکنش ها کمک کند. آنها باید این کار را با استفاده از قدرت محاسباتی خود انجام دهند و در عوض قادر به پشتیبانی از شبکه هستند.

تمام بلاک چین ها از فناوری مشابهی برای انجام این کار استفاده نمی کنند. در واقع روند بر اساس چگونگی توافق شبکه، متفاوت می شود. توافق اساسا به این معنی است که شبکه چطور باید اعتبار تراکنش و این که کاربر واقعا سرمایه و موجودی دارد را بررسی کند.

بلاک چین با پیروی از قوانین رمزنگاری به توافق می رسد. این جایی است که واژه کریپتو کارنسی یا ارز رمزنگاری از آن حاصل می‌شود. رمزنگاری یک مرحله پیشرفته از ریاضیات است که بر اساس الگوریتم های معمایی ایجاد شده است.

هنگامی که بلاک چین و جامعه داوطلبان آن بتوانند معمای الگوریتمی را حل کنند، طبق قوانین رمزنگاری، تراکنش معتبر و صحیح است. با این حال بلاک چین های مختلف از روش های متفاوتی برای حل مسئله یا معما استفاده می کنند که به عنوان “مکانیسم اجماع یا مورد توافق” شناخته می شود.

گیج کننده بود؟ اجازه دهید با مثالی بیشتر توضیح دهیم.

بلاک چین بیت کوین از مکانیسم اجماعی به نام اثبات کار(POW) استفاده می کند. مسئله یا معمای مطرح شده بسیار دشوار است. به نحوی که هیچ انسانی به تنهایی نمی تواند آن را حل کند. به همین دلیل نیاز است تا از قدرت های محاسباتی بالا استفاده شود.

هر رایانه ای که به شبکه متصل است(که گره یا نود نامیده می شود) تلاش می کند تا معما را با سرعت بیشتری حل کند. هر کسی که سریعتر معما را حل کند، بیت کوین جدید را پاداش می گیرد. اما این پاداش رایگان نیست. زیرا کاربر برای استفاده از قدرت محاسباتی خود، هزینه زیادی مانند هزینه برق پرداخت می کند. گواهی اثبات کار فقط یک نمونه از چگونگی رسیدن به اجماع یا توافق است. مثال های بسیار دیگری از این نوع توافق نیز وجود دارند که به بعضی از آنها در زیر اشاره می شود:

• اثبات سهام (PoS)
• اثبات سهام رای گیری شده (DPos)
• تحمل خطای بیزانس عملی (PBFT)
• گرافت جهت دار غیر مدور (DAG)

مفاهیم پایه بلاک چین :

لجر (Ledger) :

لجر به مجموعه‌ای از حساب‌های شماره‌گذاری شده برای ثبت حساب‌های هر شرکت گفته می‌شود. لجر در طول حیات شرکت، تمام تراکنش‌های مالی را به ثبت می‌رساند و اطلاعات محاسباتی را فراهم می‌کند. اطلاعاتی که برای ترازنامه‌های مالی نظیر: حساب دارایی‌ها، بدهی‌ها، سرمایه، درآمد و مخارج مورد نیاز است. به عبارت ساده‌تر، لجر زنجیره‌ای است که تراکنش‌های مالی مختلف را به هم مرتبط کرده و آنها را در کنار هم ثبت می‌کند. اصطلاح لجر باز (open ledger) نیز به معنای این است که هر کسی می‌تواند به این شبکه باز، بپیوندد و تمام تراکنش‌ها نیز در لجر به ثبت می‌رسند. شبکه، تمام داده‌های حاصل از تراکنش را در حافظه یا لجر مرکزی حفظ می‌کند. لجر توزیع‌شده یا همان دفتر کل توزیع‌شده اساسا مانند لجر باز عمل می‌کند. تفاوت اصلی این است که لجر توزیع‌شده مانند لجر باز متمرکز نیست. تمرکززدایی در لجر توزیع‌شده به این معنا است که در شبکه هر کسی دارای نسخه‌ای کپی از لجر روی گره است. اصلاح لجر توزیع‌شده (Distributed Ledger) یا در حقیقت مفهوم تمرکززدایی زنجیره ارتباطات، لجر توزیع‌شده نام دارد. به زبانی دیگر، هر شخص یا گره در شبکه، یک کپی از لجر دریافت می‌کند. وقتی لجر در سطح شبکه توزیع می‌شود، هر عضو شبکه می‌تواند از زنجیره تراکنش‌های صورت گرفته اطلاع داشته باشد. پس در واقع، تمرکزگرایی موجود در لجر باز، در لجر توزیع‌شده، از بین می‌رود.

گره (Node) :

Node  یا گره، به مفهموم همان دستگاهی، کامپیوتر یا ماینری هست که هر مشارکت‌کننده در شبکه داراست و یک کپی از لجر باز را در اختیار دارد. ما از اصطلاح “گره”، به عنوان تعریفی از یک مشارکت‌کننده در زنجیره دفترکل توزیع شده استفاده می‌کنیم (یک مشارکت کننده در شبکه توزیع یافته بلاک چین)

استخراج (Mining) :

ماینینگ برای حل محاسبات است. کسانی که وظیفه انجام این استخراج و اصطلاحا ماینینگ را بر عهده دارند، گره‌ها یا اعضایی ویژه هستند و می‌توانند به علت عمومی بودن لجر، وظیفه خود را توسط دستگاههای ريال کامپیوتر های خود در تمام شبکه انجام بدهند. البته لازم به ذکر است که تمام استخراج‌کنندگان یا ماینِرها با هم رقیب هستند.

بلاک (Block) :

حال که کمی با مفاهیم اولیه در توضیح فناوری بلاک‌چین آشنا شده‌اید، بهتر است دقیق‌تر این موضوع را پیگیری کنید. تا اینجای کار درک کرده‌اید که با زنجیره‌ای از بلاک‌ها (بلوک‌ها)‌ رو به رو هستید.

هر بلاک در زنجیره شامل داده‌های خاصی است:

1. داده
   نوع داده ذخیره شده در بلاک وابسته به نوع بلاک‌چین است. برای مثال، هر بلاک در بلاک چینِ بیت‌کوین، اطلاعاتی مانند تعداد بیت‌کوین‌ها در بلاک را ذخیره می‌کند. یعنی مشخص می‌شود که چه کسی بیت‌کوین را ارسال و چه کسی آن را دریافت کرده است. اگر بلاک‌چین به کریپتوکارنسی دیگری مثل اتریوم تعلق داشته باشد، اطلاعات بلاک به جای بیت‌کوین درباره اتریوم خواهد بود.
2. هش (hash)
   هش میتواند به این شکل باشد :

82e35a613ceba37e965234Efg366234
c5dd412ea586147f1e4a41ccde161492
هر هَش کاملا منحصربفرد است و دربردارنده رشته‌ای از اعداد و حروف است. رشته منحصربفرد اصولا دربردارنده اطلاعات محتوایی است که در بلاک ذخیره می‌شود. وقتی یک بلاک ایجاد می‌گردد، هش منحصربفرد تولید شده مورد محاسبه قرار می‌گیرد. با تغییر هر چیزی در بلاک (مثلا کاهش تعداد بیت‌کوین‌ها)، هَش نیز تغییر می‌کند. به عبارت دیگر، وقتی هش دچار تغییر می‌شود دیگر بخشی از بلاک پیشین نخواهد بود. بنابراین، بلاکی جدید تشکیل می‌شود.

1. هش بلاک قبلی

هر بلاکی که تازه ایجاد می‌شود نیز حاوی رشته هَشی منحصربفرد مربوط به بلاک قبلی است. به این صورت، تمام بلاک‌ها با هم مرتبط می‌شوند.

استفاده از بلاک چین در دنیای واقعی :

در واقع فناوری بلاک چین می تواند تقریبا در هر صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. با جایگزینی سرورهای متمرکز با بلاک چین غیر متمرکز، افراد، شرکت ها و حتی دولت ها می توانند از مزایایی که بلاک چین ارائه می دهد از جمله امنیت، شفافیت و سرعت بهره مند شوند.

-پرداخت های بین المللی

انتقالات بین المللی یک تجارت چند تریلیون دلاری است که بانک ها مجبورند در آن به صورت روزانه پرداخت های بین المللی را انجام دهند. اغلب این انتقالات توسط یک واسط به نام سوئیفت(جامعه جهانی ارتباطات مالی بین بانکی) که مقر آن در بلژیک است، انجام می شود. سوئیفت در اوایل دهه 1970 و با هدف آسان تر کردن پرداخت های بین المللی ایجاد شد. اما این سیستم کند، گران و ناکارآمد است.

این ناکارآمدی به این دلیل است که بانک ها قادر نیستند به طور مستقیم به هم انتقالات را انجام دهند. در عوض این بانک ها باید از سوئیفت و یا در بعضی موارد از بانک های واسط دیگر استفاده کنند. با این حال، با استفاده از فناوری بلاک چین بانک ها قادر خواهند بود به صورت یکپارچه با هم کار کنند. این بدان معنی خواهد بود که هیچ واسط و سازمان ثالثی بین دو بانک نخواهد بود. انجام تراکنش ها دیگر چند روز طول نمی کشد و هزینه زیادی پرداخت نخواهد شد. بلاک چین ریپل دقیقا برای همین منظور طراحی شده است و در حال حاضر بیش از 100 بانک مختلف در پروتکل خود، آن را آزمایش می کنند.

-انتخابات

تا به حال چند بار در مورد تقلب های انتخاباتی در سراسر دنیا شنیده اید؟ مثلا این ادعا که شبکه مرکزی انتخابات ایالات متحده هک شده است. متاسفانه این اتفاقی است که رخ می دهد. اما فناوری بلاک چین می تواند این مشکل را حل کند. اولا مانند انجام هر تراکنش که بر روی بلاک چین انجام می شود و همه قادر به رویت آن هستند، در اینجا نیز برای حزب های سیاسی غیرممکن خواهد بود که بتوانند رای را حذف یا دستکاری کنند. به یاد داشته باشید که بلاک چین نه تنها در تراکنش های مالی، بلکه می تواند برای پردازش هر چیز دیگری استفاده شود. همانطور که در بلاک چین برای انجام معاملات از نام مستعار استفاده می شد، برای انجام انتخابات نیز هیچکس هویت واقعی رای دهندگان را نمی داند. در عوض هر شماره یا کد شهروندی می تواند به یک کلید خصوصی مرتبط باشد که تنها فرد کاربر به آن دسترسی دارد. به این ترتیب نیز می توان اطمینان حاصل کرد که هر شهروند تنها یک بار رای می دهد.

-زنجیره تامین کالا

زنجیره تامین کالا چگونگی حرکت کالا از نقطه شروع به مقصد نهایی است. برای مثال یک نوشیدنی آب پرتقال. زنجیره تامین از محل رشد پرتقال شروع می شود. سپس ممکن است به یک کارخانه آبمیوه گیری ارسال شود. پس از آن به انبار منتقل می شود و در نهایت به سوپر مارکت می رسد. در حال حاضر بررسی دقیق هر بخش از این سفر بسیار مشکل است. زیرا هر بخش از زنجیره تامین از سیستم متمرکز خود استفاده می کند. با این حال با استفاده از فناوری بلاک چین، بررسی کل فرایند زنجیره تامین برای همه امکان پذیر است. استفاده از این فناوری می تواند بسیار کارآمدتر، شفاف تر و امن تر از سرورهای متمرکز باشد. زیرا همه چیز می تواند در همان شبکه قرار گیرد.

-بیمه

صنعت بیمه تقریبا شامل تمام چیزهای موجود در سیاره زمین می شود. هر چیزی مثل خانه، ماشین، زمین زراعی یا باغ، دام، سلامت، سفر یا هر چیز با ارزش دیگر را می‌توان بیمه کرد. مشکل اینجاست که این صنعت توسط شخص یا شرکت های ثالث انجام می شود. بدین معنی که انجام آن بسیار گران قیمت است و  زمانی که فرد ادعای خسارت خود را از بیمه دارد، روند بسیار طولانی و آهسته خواهد بود. با این حال پروتکل بلاک چین اجازه می دهد که فرد بدون نیاز به دخالت شخص ثالث، بیمه شود. به عنوان مثال اگر کسی بخواهد با هواپیما سفر کند، می تواند بلافاصله قبل از پرواز خود را بیمه کرده و در صورت مشکل داشتن پرواز و یا تاخیر آن، خسارت خود را دریافت کند.

ویدیو: بلاک چین چیست؟