تکنولوژی بلاک چین (blockchain)، یک دفتر کل مشترک و غیر قابل تغییر است. در واقع بلاک چین یک پایگاه داده است که در بستر یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته می‌شود. با استفاده از بلاک چین می‌توان ثبت تراکنش‌ها و ردیابی هر محصول و دارایی مشهود و غیر مشهود را تسهیل بخشید. به عبارتی، هر گونه دارایی و اطلاعات با ارزش را می‌توان در بستر بلاک چین ذخیره، ردیابی و خرید و فروش کرد. در این مقاله، به معرفی تکنولوژی بلاک چین می‌پردازیم. با کارن مارکت همراه باشید.
تفاوت اصلی بلاک چین با دیگر پایگاه داده‌ها
یک پایگاه داده، اطلاعات را به صورت دیجیتالی ذخیره می‌کند. بلاک چین برخلاف پایگاه داده‌های معمولی، یک پایگاه داده اشتراکی است. تکنولوژی بلاک چین با دیگر پایگاه داده‌ها یک تفاوت اصلی دارد. و آن هم در نحوه ساختار داده‌های بلاک چین است. در تکنولوژی بلاک چین، داده‌ها به صورت زنجیره بلوکی یا زنجیره بلاکی ذخیره می‌شوند. به این صورت که؛ داده‌ها در گروه‌هایی به نام بلاک ذخیره می‌شوند. هر بلاک ظرفیت خاصی دارد که پس از پر شدن، بسته خواهد شد. بلاک پر شده پس از بسته شدن به بلاک بسته شده قبلی وصل شده و زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهد.
به بیان دیگر، پایگاه داده‌های معمولی، اطلاعات را در جداول ذخیره می‌کنند. در صورتی که بلاک چین، اطلاعات را در قطعات یا بلاک‌هایی ذخیره می‌کند که در کنار هم قرار داشته؛ و به یکدیگر متصل هستند.
تکنولوژی بلاک چین چه زمانی اختراع شد؟
بلاک چین به وسیله دو ریاضیدان به نام‌های استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتتا در سال 1991 اختراع شد. این دو محقق در پی پیاده سازی سیستمی با مهرهای زمانی غیر قابل دستکاری بودند. 20 سال پس از اختراع ارزشمند آن‌ها، بلاک چین اولین کاربرد گسترده خود را به دنبال اختراع بیت کوین تجربه کرد.
روش کار تکنولوژی بلاک چین
هدف از اختراع پایگاه داده بلاک چین، ثبت و توزیع غیر قابل ویرایش اطلاعات بوده است. به همین دلیل، برای دفاتر کل و سوابق تراکنش‌های غیر قابل تغییر، از تکنولوژی بلاک چین استفاده می‌شود. در واقع بلاک چین را می‌توان یک فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) دانست.
اطلاعات وارد شده در بلاک چین‌های غیر متمرکز تغییر ناپذیر هستند. به طور مثال، تراکنش‌های سیستم‌های ارز دیجیتال مثل ارز دیجیتال شیبا، دائما با زمان دقیق ثبت شده و برای همه کاربران قابل مشاهده هستند. به این ترتیب، کسی قادر به تغییر آن‌ها نیست.
چرا هک یک شبکه بلاک چین بسیار دشوار است؟
بگذارید واضح‌تر توضیح دهیم. هر بلاک در تکنوۀزی بلاک چین یک کد هش مخصوص به خود دارد. در هر بلاک کد هش آن به همراه کد هش بلاک قبلی و همچنین مهر زمانی بلاک قرار دارد. کد هش یک تابع ریاضی است که اطلاعات را به اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر هر گونه تغییری در اطلاعات رخ دهد، کد هش آن بلاک نیز تغییر خواهد کرد. اگر یکی از کابران شبکه هکر باشد و بخواهد با تغییر یک بلاک چین، ارز دیجیتال سرقت کند؛ تنها می‌تواند نسخه تکی خود را ویرایش کند. با اینکار کپی او دیگر با کپی دیگر کاربران یکسان نخواهد بود. دیگر کابران سریعا متوجه این ناهماهنگی می‌شوند. زیرا هنگام ارجاع نسخه‌های خود به یکدیگر، کپی ناهماهنگ برجسته خواهد شد.
در این صورت، کپی زنجیره بلاک آن هکر غیرقانونی شناخته شده و حذف می‌شود. به این ترتیب، به راحتی می‌توان از سرقت دیجیتالی در بستر بلاک چین جلوگیری کرد. زیرا هک یک زنجیره بلاک چین کار بسیار دشواری است. تنها زمانی می‌توان بلاک چین را هک کرد که هکر بتواند همزمان 51 درصد یا بیشتر از نسخه‌های کپی بلاک چین را کنترل و اعتبار سنجی کند. در این صورت، توافق اکثریت در دست هکر خواهد بود. برای چنین هکی به منابع و هزینه بسیاری نیاز است؛ تا بتوان همه بلوک‌ها را مجدد با کدهای هش و مهرهای زمانی جدید ایجاد کرد. حتی اگر کسی یا کسانی بتوانند چنین هکی را انجام دهند، یک تغییر بزرگ در شبکه رخ می‌دهد که مسلما از دید دیگر کاربران مخفی نمی‌ماند. در نتیجه ارزش توکن آن شبکه پایین می‌آید. پس آیا چنین هکی ارزشش را دارد؟ مسلما خیر.
مزایا و معایب تکنولوژی بلاک چین
بلاک چین به عنوان یک پایگاه داده غیر متمرکز ثبت اطلاعات، بسیار ایمن، با هزینه پایین و خطای کمتری است. اما باید بدانید که بلاک چین با تمام مزایایی که دارد، ممکن است معایبی نیز داشته باشد. در ادامه مزایا و معایب تکنولوژی بلاک چین را بررسی خواهیم کرد.
مزایای تکنولوژی بلاک چین
1-امنیت بالای بلاک چین
تکنولوژی بلاک چین به چند دلیل، امنیت بالایی دارد. در ادامه دلایل امنیت این پایگاه داده را بررسی می‌کنیم:
ذخیره شدن خطی اطلاعات بر اساس زمان: اطلاعات در قطعاتی به نام بلاک ذخیره می‌شوند. هر بلاک بعد از پر شدن به انتهای بلاک چین متصل می‌شود. بازگشت به بلاک‌های قبلی و تغییر اطلاعات آن‌ها امکان پذیر نخواهد بود؛ مگر با توافق اکثریت کاربران شبکه. پس هیچ کاربری به تنهایی قادر به تغییر دادن بلاک‌ها نیست.
سرعت رشد شبکه‌های بلاک چین: سرعت رشد شبکه‌های بلاک چین ارزهای دیجتال بسیار زیاد است. به همین دلیل انجام هکی که در قسمت قبل توضیح دادیم، دشوارتر نیز خواهد شد. به طوریکه عملا می‌توان آن را غیر ممکن دانست.
2-دقیق بودن تکنولوژی بلاک چین
نکته دیگر درمورد امنیت تکنولوژی بلاک چین، افزایش دقت و اعتبار اطلاعات با حذف نیروی انسانی است. در یک بلاک چین، اطلاعات جدید باید توسط اکثریت توان محاسباتی شبکه غیر متمرکز، اعتبار سنجی شده و با آن موافقت کنند. به این اعتبار سنجی توافقی، اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS) می‌گویند. اینکار برای جلوگیری از تایید اطلاعات و تراکنش‌های غلط و اقدامات هکرها در نظر گرفته شده است. مکانیسم‌های توافقی حتی در صورت نبودن هیچ گره‌ای فعال هستند؛ و امکان توافق را ایجاد خواهند کرد.
تمام تراکنش‌ها و فرایندهای شبکه بلاک چین توسط هزاران کامیپیوتر تایید و اجرا می‌شوند. به این ترتیب تایید انسانی در این فرایند حذف شده و اطلاعات به صورت کاملا دقیق ثبت خواهند شد. حتی اگر یکی از کامپیوترها دچار خطا شود، این خطا فقط در یک کپی زنجیره اتفاق می‌افتد. دیگر کامپیوترها نیز با ارجاع اطلاعات به یکدیگر خطای احتمالی را شناسایی و حذف خواهند کرد. برای ایجاد یک خطا در کل شبکه باید حداقل 51 درصد از کامپیوترها آن خطا را تایید کنند. این امر در شبکه‌های بزرگ بلاک چین مثل بیت کوین غیر ممکن است.
3-غیر متمرکز بودن بلاک چین
در روش‌های قدیمی ذخیره اطلاعات، نقاط منفی بسیاری وجود داشت. یک مزرعه سرور که پایگاه داده یک شرکت برای حفظ اطالاعات مشتری‌هاست را مثال می‌زنیم. این مزرعه قاعدتا در یک سوله با حداقل 1000 کامپیوتر خواهد بود. قطعی و اختلال اینترنت، نوسان و قطعی برق، آتش سوزی، هک سرورها و ده‌ها مشکل دیگر می‌توانند به یکباره تمام اطلاعات که سرمایه آن شرکت است را از بین ببرند.
اما تکنولوژی بلاک چین این مشکلات را ندارد. به دلیل وجود اطلاعات در سراسر شبکه بلاک چین و متمرکز نبودن آن، ویرایش اطلاعات بسیار دشوار است.
هیچ کدام از اطلاعات ذخیره شده در بلاک چین در یک مکان ذخیره نمی‌شوند. اطلاعات در نسخه‌های زیادی بین چندین گره کپی شده و در کامپیوترهای مختلف پخش خواهند شد. با اضافه شدن بلاک جدید، هر کامپیوتر اطلاعات خود را با ذکر زمان دقیق به روز خواهد کرد. با این کار، امنیت اطلاعات هم بالا می‌رود. زیرا تغییر یک رکورد در یک پایگاه داده بدون تغییر رکوردهای دیگر میسر نیست. هکر نمی‌تواند به تمام گره‌ها به طور همزمان دسترسی داشته باشد. پس عملا اطلاعات غیر قابل تغییر هستند. اگر کاربری یکی از رکوردها را تغییر دهد، گره‌های دیگر، اطلاعات دستکاری شده را به یکدیگر ارجاع داده و اطلاعات غلط مشخص و اصلاح خواهد شد.
4-تایید سریع تراکنش‌ها
تایید تراکنش‌ها در سیستم‌های مرکزی و متمرکز زمان بر خواهد بود. مانند انجام یک تراکنش بانکی در پایان هفته. برای تایید چنین تراکنشی باید تا ابتدای هفته آینده صبر کنید. در حالی که بلاک چین یک شبکه 7/24 است. یعنی هفت روز هفته و به صورت 24 ساعته فعال خواهد بود. تراکنش‌های بستر بلاک چین در کمتر از 10 دقیقه، کاملا ایمن و دقیق تایید و اجرا می‌شوند. این ویژگی بلاک چین برای انجام معاملات بین المللی بسیار کارآمد خواهد بود.
5-کاهش هزینه‌های جانبی
برای انجام هر تراکنش بانکی و معاملاتی اعم از کارهای بانکی، ثبت اسناد، ثبت ازدواج و… باید هزینه یا کارمزدی پرداخت شود. اما با استفاده از بلاک چین، شخص ثالت در معاملات حذف شده و هزینه‌ها بسیار کاهش می‌یابند. برای مثال یک پرداخت به وسیله کارت اعتباری، نیازمند پردازش بانک‌ها و شرکت‌های واسطه است. که هر کدام کارمزدی را کم می‌کنند. اما پرداخت به وسیله ارزهای دیجتال شبکه بلاک چین، کارمزد بسیار محدود و کمی دارد.
6-امنیت بالای اطلاعات خصوصی و ناشناس ماندن کاربر
کاربران بلاک چین در عین شفافیت تراکنش‌هایشان می‌توانند ناشناس باشند. زیرا اطلاعات و سوابق تراکنش‌های بلاک چین ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده است. یعنی تنها صاحب تراکنش قادر به رمزگشایی آن به وسیله جفت کلید (عمومی و خصوصی) ارزهای خود خواهد بود.
در بلاک چین، امنیت اطلاعات شخصی افراد در بانک‌ها، دولت‌ها و… حفظ خواهد شد. تمام تراکنش‌ها و معاملات بستر بلاک چین دارای یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی هستند. اینکه می‌گویند همه کاربران شبکه بلاک چین می‌توانند تراکنش‌ها را مشاهده کنند (شفافیت)، اشاره به کلید عمومی تراکنش دارد. اما کلید خصوصی تراکنش که حاوی اطلاعات شخصی افراد است؛ همیشه محرمانه باقی خواهد ماند. زیرا کلید آن تنها در اختیار صاحب تراکنش است.
7- امنیت تراکنش‌ها
اعتبار و صحت هر تراکنش توسط هزاران کامپیوتر بررسی می‌شود. تنها پس از تایید اکثریت کاربران، تراکنش تایید و به زنجیره اضافه خواهد شد.
8-شفافیت تکنولوژی بلاک چین
بلاک چین یک پایگاه داده غیر متمرکز است. به همین دلیل همه اطلاعات ذخیره شده در آن به وسیله یک گره شخصی یا تمام گره‌های زنجیره، به صورت زنده و شفاف قابل مشاهده خواهد بود. علاوه بر این، هر گره موجود در زنجیره بلاکی، یک کپی اختصاصی دارد. که با اضافه شدن هر بلاک جدید، به روز خواهد شد. با وجود مزیت شفافیت اطلاعات بلاک چین، می‌توانید تراکنش، بیت کوین و … را هر کجا که می‌رود ردیابی کنید. به این ترتیب، اگر بیت کوینی به سرقت برود، به محض استفاده از آن قابل ردیابی خواهد بود. علاوه بر این بیشتر شبکه‌های بلاک چین، منبع باز هستند. یعنی هر کدام از کاربران می‌توانند کدهای شبکه را ببینند. امنیت آن را بررسی کنند. و اگر مشکلی بود آن را مطرح کنند. به این ترتیب؛ هر کدام از کاربران می‌توانند با توافق اکثریت اقدام به به روز رسانی و ارتقا کدها کنند.
9-بانکداری بدون بانک
بزرگترین مزیت بلاک چین امکان استفاده همه مردم با هر جنس و قوم و فرهنگ و سابقه‌ای از آن است. بر اساس آمارها تقریبا 1.7 میلیارد افراد بالای 18 سال هیچ حسابی برای ذخیره پول خود ندارند. اکثریت این آمار مربوط به کشورهای در حال توسعه است. اقتصاد این کشورها هنوز کاملا رشد نکرده و زیرساخت‌های لازم فراهم نیست. پول نقد در اقتصاد این کشورها در گذران زندگی مردم بسیار مهم است. نگهداری پول نقد نیز همیشه پر از ریسک خواهد بود. در صورتی که این افراد با حفظ کردن کد کیف پول دیجیتال خود می‌توانند از امنیت بدون دردسر نقدینگی خود مطمئن باشند.
معایب تکنولوژی بلاک چین
1-هزینه زیرساخت اجرای بلاک چین
بلاک چین در کارمزد تراکنش‌ها بسیار باعث صرفه جویی هزینه می‌شود. اما کار در این شبکه نیازمند زیرساخت‌هایی از جمله یک کامپیوتر همیشه روشن است. هزینه برق مصرفی کامپیوترهای یک شبکه بلاک چین معادل مصرف برق سالانه کشوری مثل دانمارک خواهد بود. هزینه‌های استخراج ارزهای دیجیتال برای ماینرها هزینه‌های زیادی دارد. برای رفع این عیب باید به فکر استفاده از انرژی خورشیدی، گاز طبیعی یا انرژی بادی باشید.
2-تعداد کم تایید تراکنش در ثانیه
با اینکه سرعت تایید تراکنش‌های بلاک چین نسبت به سیستم‌های بانکی بهتر است. اما بلاک چین در تایید تراکنش‌ها در مقیاس‌های بزرگ محدود است. سیستم تایید تراکنش بیت کوین (PoW) برای اضافه کردن هر بلاک به زنجیره، تا 10 دقیقه زمان نیاز دارد. با این حساب تنها می‌تواند 7 تراکنش در ثانیه (TPS) را مدیریت کند. برخی دیگر از ارزهای دیجیتال مثل اتریوم عملکرد بهتری دارند. اما باز هم این یک نقص است که کاربران سالهاست در حال رفع آن هستند. برای مثال بلاک چین‌هایی به وجود آمده است که تا 30 هزار TPS دارند. اما هنوز گسترده نشده‌اند.
3-امکان استفاده از بلاک چین در فعالیت‌های غیرقانونی وب تاریک (dark web)
امنیت بالاو محرمانه بودن اطلاعات اشخاص در بستر بلاک چین مفید است. اما برخی افراد از این ویژگی برای فعالیت‌های غیرقانونی استفاده می‌کنند. برای مثال، سایت جاده ابریشم را می‌توان نام برد. این سایت یک بازار آنلاین در زمینه خرید و فروش مواد مخدر و پولشویی بود که در سال 2013 توسط FBI بسته شد. در دارک وب افراد می‌توانند بدون ردیابی شدن (به وسیله مرورگر Tor) اقدام به خرید و فروش محصولات غیرقانونی کنند. در سیستم‌های مالی هر شخص ملزم به ارائه اطلاعات شخصی و تایید آن از سوی طرف مقابل است. اما در شبکه بلاک چین چنین الزامی وجود ندارد. با این حال بسیاری معتقدند استفاده‌های قانونی از بلاک چین بسیار بیشتر از استفاده‌های غیرقانونی است.
4-قوانین مختلف قوه قضایی کشورهای مختلف در خصوص استفاده از بلاک چین
بسیاری نگران قوانین دولتی در خصوص ارزهای دیجیتال هستند. در حالی که متوقف کردن ارزهای دیجیتال بزرگ بسیار دشوار است و باعث لطمه به اقتصاد کشورها نیز خواهد شد. اما باز هم دولت‌ها قادر هستند مالکیت ارزهای دیجیتال را غیرقانونی اعلام کنند. این نگرانی در زمان شروع PayPal نیز وجود داشت. اما رفته رفته از بین رفت.
5-برخی محدودیت‌های ذخیره سازی اطلاعات
هر بلاک از بلاک چین می‌تواند مقدار خاصی از اطلاعات را ذخیره کند. این محدودیت ذخیره سازی اطلاعات در هر بلاک، موضوع مورد بحث همیشگی درمورد بلاک چین بوده است.
کلام آخر
بلاک چین به عنوان یک پایگاه داده اشتراکی و غیر متمرکز بسیار کارآمد است. به طوریکه؛ از این فناوری در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود. در این مقاله به معرفی کامل تکنولوژی بلاک چین پرداختیم. امیدواریم ابهامات شما عزیزان درباره ماهیت بلاک چین را از بین برده باشیم.