بلاک‌های بلاک چین در ارزهای دیجیتال

بلاکچین یا زنجیره بلاک، فناوری نوظهوری است که برای اولین بار با بیت کوین شناخته شد. استفاده شبکه بیت کوین از این فناوری امنیت آن را تضمین می‌کند. بلاکچین از زنجیره‌ای از بلاک‌های حاوی اطلاعات تشکیل شده است

بلاک چیست؟

هر بلا‌‌ک، بخشی از شبکه بلاکچین (Blockchain) را تشکیل می‌دهد. هر یک از این بلا‌‌ک‌ها همانند فایل‌هایی هستند که مجموعه‌ای از داده‌ها و اطلاعات را بصورت دائمی در خود ثبت می‌کنند. در واقع بلا‌ک‌ها مانند برگه‌های سفیدی هستند که می‌توان بر روی آن‌ها هر چیزی را نوشت؛ این اطلاعات می‌توانند داده بانکی، اسناد مالکیت، قراردادها، پیام‌های شخصی یا هر داده دیگری باشند. برای مثال، در بلاکچین بیت کوین، بلا‌ک‌های زنجیره حاوی اطلاعات مربوط به تراکنش‌های بیت کوین هستند. هنگامی که یک بلاک تکمیل شود، فرآیند استخراج بلا‌ک بعدی آغاز می‌شود و بلاک قبلی اصطلاحا بسته می‌شود و اطلاعات مربوط به آن در اختیار تمام افراد فعال در شبکه قرار می‌گیرد. بنابراین، امکان دستکاری و حذف و اضافه کردن هیچ داده‌ای در بلاک‌های قبلی وجود ندارد.

بلاک چین چیست؟

بلاک چین (Blockchain) از دو کلمه بلاک (Block) و چین (Chain) تشکیل شده است. معنای لغوی بلاک چین، زنجیره بلاک (زنجیره بلوک) است؛ زمانی که در مورد زنجیره و بلاک در بلاکچین صحبت می‌کنیم، در واقع در مورد زنجیره‌‌ایی از اطلاعات دیجیتالی صحبت می‌کنیم و هر بلاک این اطلاعات را در خود نگهداری می‌کند.

در یک تعریف کلی، می‌توانیم بگوییم بلاک چین یک دفتر کل توزیع شده، غیرمتمرکز و اشتراکی است که به صورت زنجیره‌ای از سوابق بنام بلاک ساخته شده است. هر بلاک در این زنجیره، مسئول ذخیره‌سازی نوعی از اطلاعات (مانند سوابق معاملات) است.

هر بلاک اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاریخ، زمان، مبلغ خرید شما از سایت و اطلاعات فروشندگان و خریداران در معاملات را ذخیره می‌کند. به جای استفاده از نام واقعی شما در معاملات، خرید شما بدون هیچ گونه اطلاعات هویتی و با استفاده از امضای دیجیتال منحصر به فرد انجام می‌شود.

بلاک چین چگونه کار می کند؟

پس از ذکر مثالی در بالا، برای درک بهتر کارکرد بلاک چین، بیایید به بررسی تراکنش‌های بیت کوین بپردازیم. بلاک چین، همه‌ داده‌ها و جزئیات یک‌به‌یک تراکنش‌های انجام شده با این رمزارز را در خود ذخیره می‌کند و اگر یک کاربر بخواهد یک بیت کوین را بیش از دوبار معامله کند (به نوعی، قصد کلاهبرداری داشته باشد) مانع آن می‌شود.

در بلوک، زمانی که اطلاعات جدید را ذخیره می‌کند به بلاک‌چین اضافه می‌شود. و این‌طور با زنجیره‌ای از چندین بلاک به‌هم پیوسته، عنوان کلی بلاکچین شکل می‌گیرد. برای اینکه یک بلاک به بلاک‌چین اضافه شود، باید چهار رخداد زیر، اتفاق بیفتد:

در مرحله‌ی اول، یک معامله باید انجام شود. پس از خرید، معامله‌ی شما باید بررسی و تایید شود. این کار را شبکه‌ای از هزاران رایانه که در سراسر جهان توزیع شده‌اند، انجام می‌دهند. این شبکه از طریق رایانه‌ها، بررسی می‌کند که معامله براساس سفارش شما انجام شده باشد. محل ذخیره هر معامله باید در دل یک بلاک باشد. پس از بررسی و تایید صحت معامله شما، اطلاعات در یک بلوک اختصاصی ثبت و نگهداری می‌شود. در آن‌جا، داده‌های معامله شما در کنار بی‌شمار تراکنش مشابه، جا می‌گیرد. به هر بلوک، باید هَش (کد) داده شود: پس از تأیید تمام معامله‌های یک بلوک، باید به آن بلوک یک کد شناسایی منحصر به فرد به نام هَش داده شود. پس از اخذ هش اختصاصی، آن بلاک به شبکه‌ی بلاک چین اضافه می‌شود.

فناوری بلاک چین اختراع کیست؟

این تکنولوژی بعد از عرضه بیت کوین در سال 2009 رسمیت پیدا کرد. بیت کوین را می‌توان اولین و محبوب‌ترین بلاکچین دانست. با این حال، ایده اصلی تکنولوژی نام برده به مدت‌ها قبل می‌گردد؛ خالق مرموز Bitcoin با نام ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto)، از فناوری‌ها، ایده‌ها و پیشنهادهای قبلی الهام گرفته بود.

بلاکچین به میزان زیادی از توابع هش و فرآیند رمزنگاری استفاده می‌کند، روش‌ها و فرآیندهایی که از چندین دهه قبل از عرضه بیت کوین، وجود و کاربرد داشته‌اند. جالب است بدانید ساختار کنونی Blockchain در اوایل دهه 1990 میلادی به منظور زدن برچسب زمانی به اسناد مورد استفاده قرار می‌گرفت تا امکان ویرایش و دست‌کاری آن‌ها از بین برود. این ساختار، بعدها با کمی ارتقا و بهبود، زمینه تولد موفق‌ترین ارز دیجیتال یعنی بیت کوین را فراهم کرد.

ساختار بلاک در بلاک چین

همانطور که در ابتدای بحث گفتیم بلاکچین زنجیره‌ای از بلا‌ک‌های حاوی اطلاعات می‌باشد. بلاک‌های بلاکچین از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که به طور کلی به دو بخش هدر بلاک (Block Header) و بدنه‌ی بلاک (Block Body) تقسیم کرد.

هدر بلاک هدر بلاک در شبکه بلا‌ک‌چین برای شناسایی یک بلاک خاص در کل بلاکچین به کار می‌رود و برای ایجاد گواه اثبات کار (Proof of Work یا POW)‌ و جایزه استخراج ارزهای دیجیتال (Mining) به طور دائم هش می‌شود. محتوای هدر بلاک شامل شناسه منحصر بفردی است که از به عنوان هش هدر بلاک یاد می‌شود، می‌باشد. هدر بلا‌ک یکی از اجزای اصلی بلاک است که از شماره‌ی نسخه‌ی برنامه (Bitcoin Version Number)، هشِ بلاک قبلی (Previous Block Hash)، ریشه‌ی هشِ درخت درهم سازی یا درخت مرکل (Merkle Tree)، هدف سختی فعلی (DifficultyTarget)، عدد تصادفی نانس (Nonce) تشکیل شده است.

شماره نسخه برنامه شماره نسخه در بسیاری از موارد اهمیتی ندارد و برای پیگیری بروزرسانی در زنجیره بلوک کاربرد دارد. ماینرها می‌توانند با استفاده از شماره نسخه می‌توانند مشخص کنند که از تصمیمات چه پروتکلی پشتیبانی می‌کنند.

هش بلاک قبلی بلا‌ک‌های حاوی اطلاعات در بلاکچین به هم وابسته هستند و براساس یکدیگر بنا می‌شوند. هش بلاک قبلی اطلاعاتی است که به بلاک قبلی متصل شده است. بدون وجود این مولفه هیچ ارتباطی بین آنها وجود ندارد.

ریشه هش درخت در هم سازی این بخش از هدر بلاک کمی پیچیده است. تمامی تراکنش‌های موجود در یک بلا‌ک می‌تواند در یک هش خلاصه شوند. به این هش، ریشه هش درخت مرکل گفته می‌شود.

هدف سختی فعلی سختی مورد نظر بلاک، تعداد صفرهایی می‌باشد که هنگام هشینگ هدر بلاک بیت کوین باید پیدا شود تا اعتبار آن توسط ماینرها تایید شود.

عدد تصادفی نانس عددی است که توسط الگوریتم اثبات کار افزوده می‌شود و با استفاده از آن ماینرها هش معتبری که کمتر از هدف سختی باشد را حدس می‌زنند. هدر بلا‌ک مانند اتاق فرمان است و نقش بنیادی را برای بیت کوین ایفا می‌کند و تمام بلاک‌ها را به یکدیگر مرتبط می‌سازد. این اتاق فرمان حاوی اسنادی است که از طریق کنترل شبکه تعیین می‌کند هر کامیون به کدام سمت برود.

انواع بلاک چین

بلاک چین عمومی در بلاک چین‌های عمومی مانند بیت کوین، همه افراد می‌توانند عضو سیستم شوند و محدودیت دسترسی وجود ندارد. هر کسی می‌تواند محتویات بلاک چین‌های عمومی مانند بلاک چین بیت کوین را مشاهده کند. همچنین، کاربران می‌توانند کامپیوترهای خود را به شبکه بلاک چین متصل کنند. با انجام این کار، هر زمان که یک بلاک جدید اضافه شود، کامپیوترها یک نسخه از بلاک چین را که به طور خودکار بروزرسانی می‌شود، دریافت می‌کنند.

بلاک چین خصوصی در بلاک چین‌های خصوصی مانند بلاک چین‌های شرکتی، محدودیت دسترسی به اطلاعات (مانند دستمزد کارمندان) وجود دارد و برای ثبت نام و استفاده از این سیستم، به تایید نیاز دارید.

بلاک چین کنسرسیومی بلاک چین کنسرسیوم (Consortium Blockchain) نیمه غیر‌متمرکز است. این بلاک چین‌‌ها زمانی بسیار کاربردی هستند که چند سازمان یا شرکت، قصد شراکت و همکاری با یکدیگر را دارند. آن‌‌ها می‌توانند در این بستر یک فضای مشترک ایجاد کنند و به ‌راحتی اطلاعات را در امنیت کامل با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

بلاک چین هیبرید نوع دیگری از انواع بلاک چین نیز وجود دارد که ترکیبی از بلاک چین‌‌های عمومی و خصوصی است و به آن بلاک چین هیبریدی (Hybrid Blockchain) می‌گویند.

بلاک چین هیبرید از مزایای هر دو نوع این بلاک چین‌ها بهره برده و معایب را به حداقل رسانده است. در این نسخه، اجازه‌ی عضویت با دستور مسئول کنترل کننده‌ی آن صادر می‌شود و میزان اجازه‌ی فعالیت در شبکه نیز با همین روش مشخص می‌شود. ورود به این شبکه برای عموم آزاد نیست.

هر کامپیوتر در شبکه Blockchain یک کپی از بلاکچین دارد. در مورد بیت کوین، میلیون‌ها نسخه از بلاک چین وجود دارد که بین هزاران نفر پخش شده است. گسترش اطلاعات در یک شبکه از کامپیوترها باعث می‌شود که دستکاری اطلاعات دشوارتر شود.

تاثیر الگوریتم اجماع در امنیت بلاکچین

برای حل مسئله اعتماد، انواع شبکه های بلاک چین تست‌هایی را برای کامپیوترهایی که می‌خواهند به آنها بپیوندند و بلاک‌های جدیدی به زنجیره اضافه کنند، در نظر گرفته است. این آزمایشات که الگوریتم اجماع (consensus models) نامیده می‌شود، کاربران را مجبور می‌کند قبل از شرکت در یک شبکه بلاکچین و اضافه کردن بلاک، خود را ثابت کنند. یکی از متداول‌ترین این نمونه‌ها که در شبکه بیت کوین به کار می‌رود، گواه اثبات کار (proof of work) نامیده می ‌شود.

در سیستم اثبات کار، کامپیوترها باید ثابت کنند که روی حل یک مسئله پیچیده ریاضی، کار کرده‌اند. اگر کامپیوتری یکی از این مسائل را حل کند، واجد شرایط اضافه شدن یک بلاک به بلاک چین می‌شود. اما روند افزودن بلاک، آنچه جهان کریپتوکارنسی آن را ماینینگ (Minig) می‌نامد آسان نیست. در شبکه بیت کوین، بلاک چین نه تنها توسط یک شبکه عمومی از کاربران به اشتراک گذاشته شده و نگه‌داری می‌شود، بلکه در مورد آن توافق صورت می‌گیرد. کاربرانی که از طریق کامپیوترهای خود به شبکه متصل می‌شوند، یک نسخه از بلاکچین را دریافت می‌کنند که به محض اضافه شدن بلاک جدید به زنجیره، بروزرسانی می‌شود.

بلاک چین با استفاده از فرآیندی به نام اجماع (consensus) مانع از ایجاد چندین بلاک چین می‌شود. وجود کاربران بیشتر در شبکه بلاک چین به این معنی است که بلاک‌ها می‌توانند به سرعت به انتهای زنجیره اضافه شوند. با این منطق، بلاک چین همیشه همان چیزی خواهد بود که بیشتر کاربران به آن اعتماد دارند.

پاداش بلاک در ارزهای دیجیتال چیست؟

همانطور که می‌دانید در شبکه ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز واسطه‌هایی مانند بانک‌ها و موسسات مالی وجود ندارد و تایید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه برعهده افراد فعال در شبکه می‌باشد. بنابراین بلاکچین به افرادی نیاز دارد که به عنوان اعتبارسنج و سازنده بلا‌ک‌ها در شبکه مشارکت داشته باشند.

در شبکه‌های مبتنی بر اثبات کار این وظیفه بر عهده ماینرها می‌باشد. آنها قدرت سخت افزارهای خود را در اختیار شبکه قرار می‌دهند و از این طریق در تامین امنیت شبکه و تایید تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند.

در شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام، افراد با اختصاص دادن ارزهای خود به شبکه ارز دیجیتال در فرآیند تایید تراکنش‌ها و تامین امنیت شبکه مشارکت می‌کنند. شبکه ارزهای دیجیتال برای آنکه بتوانند افراد را ترغیب کنند تا در فرایند استخراج، سهام گذاری و تایید تراکنش‌ها مشارکت کنند، پاداشی برای آنها در نظر گرفته‌اند که به آن پاداش بلاک گفته می‌شود.