فناوری بلاک چین چیست؟ صفر تا صد یک مفهوم پیچیده

اصطلاح بلاک چین (Blockchain) در حالت لغوی به‌معنای زنجیره‌ای از بلاک‌هاست. فناوری بلاک چین مفهومی نسبتاً جدید است که امکان ثبت داده‌ها در فضایی به‌نام بلاک و سپس اتصال این بلاک‌ها به هم مانند یک زنجیره را فراهم می‌کند. همین اتصال زنجیروار بلاک‌ها به هم امنیت داده‌ها را تضمین می‌کند و امکان تغییر آن‌ها را به حداقل می‌رساند.

فناوری بلاک چین بی‌تردید یکی از بزرگ‌ترین نوآوری‌های قرن بیست‌ویکم است. باتوجه‌به تأثیر موجی بلاک چین روی بخش‌ها و صنایع مختلف، از امور مالی گرفته تا زنجیره تأمین و حتی آموزش و پرورش، آشنایی با این فناوری و نحوه به‌کارگیری مؤثر آن، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. کاربردهای فناوری بلاک چین در دنیای واقعی، آن‌قدر زیاد و جذاب است که نمی‌توان آن را نادیده گرفت.

در این مطلب که به‌کمک مطالبی از وب‌سایت‌های کوین تلگراف و مک‌کینزی نوشته شده است، به بررسی کامل فناوری بلاک چین، کاربردها و مزایا و معایب آن می‌پردازیم. با انواع بلاک چین و مفاهیم مهم مرتبط با آن آشنا می‌شویم و درباره سیر تکاملی آن توضیح خواهیم داد. بنابراین اگر دوست دارید بدانید بلاک چین چگونه کار می‌کند و به‌دنبال مطلبی جامع می‌گردید که با زبانی ساده پیچیدگی‌های آن را توضیح دهد، این مقاله برای شماست.

همچنین با تماشای ویدیوی زیر می‌توانید به اطلاعات جالبی درباره ماهیت فناوری بلاک چین و نحوه کار آن دست پیدا کنید.

بلاک چین چیست؟

بلاک چین (blockchain) یک دفتر کل توزیع شده دیجیتال غیرمتمرکز و عمومی است که انواع داده‌ها و اطلاعات را در خود ذخیره می‌کند. شاید فکر کنید هر پایگاه داده دیگری هم قادر است چنین کاری را انجام دهد؛ پس بلاک چین چه تفاوتی با سایر پایگاه‌های داده دارد؟

تفاوت اصلی بلاک چین با هر پایگاه داده دیگری این است که کاملاً غیرمتمرکز عمل می‌کند؛ یعنی داده‌ها را مانند بانک در یک صفحه اکسل یا سرورهای مرکزی ذخیره نمی‌کند؛ بلکه نسخه‌های بسیار زیادی از آن‌ها را بین شبکه‌ای از رایانه‌ها توزیع می‌کند. به همین دلیل، نیازی به یک قدرت متمرکز برای مدیریت پایگاه داده خود ندارد.

به‌کمک بلاک چین می‌توان به‌صورت دائمی، تغییرناپذیر و شفاف، همه داده‌ها و تراکنش‌ها را ثبت کرد. هرچیزی که دارای ارزش است، خواه کالای فیزیکی باشد یا غیرفیزیکی، در این شبکه مبادله‌شدنی است. بعد از ثبت اطلاعات در بلاک چین، هرگز نمی‌توان چیزی را در آن تغییر داد.

بیشتر بخوانید: تفاوت بلاک چین و پایگاه داده (دیتابیس) سنتی چیست؟

ویژگی‌های اصلی بلاک چین

فناوری بلاک چین دارای شش ویژگی اصلی است:

۱. تغییرناپذیری و شفافیت

مکانیسم بلاک چین طوری است که وقتی بلاک‌های جدید به دفتر کل اضافه می‌شوند، دیگر کسی نمی‌تواند به عقب برگردد و آن را دستکاری، حذف یا ویرایش کند.

۲. غیرمتمرکز بودن

بلاک چین هیچ مرجع یا نهاد واحدی ندارد که آن را کنترل کند. گروهی متشکل از رایانه‌ها که به آن‌ها نود (Node) می‌گویند شبکه را مدیریت می‌کنند. می‌توانیم هرچیزی از ارز دیجیتال گرفته تا اسناد مهم و قراردادها را در آن ذخیره کنیم و با استفاده از کلید خصوصی مستقیماً به آن‌ها دسترسی داشته باشیم.

۳. امنیت پیشرفته

همین که بلاک چین نیازی به مرجع مرکزی ندارد، امنیت آن را تضمین می‌کند. زیرا هیچ قدرتی نمی‌تواند به‌میل خود ویژگی‌های شبکه را تغییر دهد. بااین‌حال، استفاده از رمزنگاری در این سیستم هم لایه امنیتی دیگری به آن اضافه می‌کند.

سیستم امنیتی بلاک چین از نوع «دو کلید» است. تمام اطلاعات موجود در بلاک چین رمزنگاری شده‌اند و ماهیت واقعی داده‌ها پنهان است. با کلید عمومی که فقط یک آدرس شامل رشته‌ای از حروف و اعداد است تراکنش‌ها را انجام می‌دهید و برای دسترسی به داده‌ها از کلید خصوصی استفاده می‌کنید.

۴. دفتر کل توزیع‌شده

بلاک چین دفتر کل عمومی است که اطلاعاتی درباره تراکنش‌ها ارائه می‌دهد. همه‌چیز در فضای باز قرار دارد و چیزی از کسی پنهان نمی‌ماند. همه مشارکت‌کنندگان در شبکه، این دفتر کل را ذخیره می‌کنند و می‌دانند در آن چه می‌گذرد.

۵. مکانیسم اجماع

هر بلاک چین شامل الگوریتم اجماع است. به‌زبان ساده، اجماع نوعی فرایند تصمیم‌گیری برای گروهی از نودهای فعال در شبکه است که درست مانند سیستم رأی‌گیری، اکثریت پیروز می‌شود و اقلیت باید از آن حمایت کند.

الگوریتم‌های اجماع متفاوتی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. به‌خاطر اجماع است که در شبکه بلاک چین، نیازی نیست نودها به هم اعتماد داشته باشند. اجماع تضمین می‌کند که اکثریت با تصمیمِ گرفته‌شده موافق‌اند و این خودش اعتماد ایجاد می‌کند.

۶. سرعت در تسویه واریزها

در سیستم سنتی، برخی نقل و انتقالات بانکی ممکن است حتی چند روز طول بکشد یا سیستم خراب شود. بلاک چین در مقایسه با سیستم‌های بانک‌داری سنتی برای تسویه واریزها، سریع‌تر است. مخصوصاً واریزهای برون‌مرزی برای کارگران خارج از کشور که باید برای خانواده‌شان پول ارسال کنند، با بلاک چین بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. کارمزد آن‌ها هم بسیار کمتر از بانک‌های سنتی است.

تاریخچه بلاک چین

یک باور رایج نادرست درباره بلاک چین این است که این فناوری در سال ۲۰۰۸ ابداع شده است. درحالی‌که تاریخچه بلاک چین به سال ۱۹۹۱ برمی‌گردد. در آن زمان، استوارت هابر (Stuart Haber) و دبلیو اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta) چیزی را که امروز به‌عنوان فناوری بلاک چین می‌شناسیم، در رویای خود می‌دیدند.

اولین کاری که آن‌ها انجام دادند، تلاش برای ایجاد زنجیره‌ای از بلاک‌های امن رمزنگاری‌شده بود؛ به‌طوری‌که هیچ‌کس نتواند برچسب زمانی اسناد موجود در آن را دستکاری کند. یک‌سال بعد، آن‌ها سیستم خود را ارتقا دادند و درخت مرکل را در آن گنجاندند. این کار باعث شد کارایی شبکه افزایش یابد و در نتیجه، امکان جمع‌آوری اسناد بیشتر در یک بلاک فراهم شود.

با همه این اوصاف، تاریخچه بلاک چین از سال ۲۰۰۸ به بعد اهمیت واقعی خود را پیدا می‌کند. زمانی‌که فرد یا گروهی ناشناس به‌نام ساتوشی ناکاموتو وارد عمل شدند.

ساتوشی ناکاموتو مغز متفکر پشت فناوری بلاک چین است. هنوز هیچ‌کس چیز زیادی درباره ساتوشی نمی‌داند. او کسی بود که بیت کوین را به جهان معرفی کرد؛ پادشاه ارزهای دیجیتال که اولین کاربرد فناوری بلاک چین است.

ساتوشی در سال ۲۰۰۹، وایت پیپری درباره بلاکچین منتشر کرد و در آن، جزئیاتی درباره این‌که چطور این فناوری به‌خوبی برای افزایش اعتماد دیجیتال تجهیز شده است ارائه داد. ساتوشی توضیح داد که غیرمتمرکز بودن بلاک چین بدان معناست که هیچ‌کس هرگز بر چیزی کنترل نخواهد داشت.

اززمانی‌که ساتوشی ناکاموتو از صحنه خارج شد و توسعه بیت کوین را به دیگر توسعه‌دهندگان اصلی سپرد، بلاک چین همچنان تکامل یافته است. سیر تکاملی بلاک چین به این صورت است:

فاز یک، تراکنش‌ها

blockchain ۱.۰ و ظهور بیت کوین؛ از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۳

بیشتر افراد تصور می‌کنند بیت کوین و بلاک چین یکی هستند. این در حالی است که بلاک چین در اصل یک فناوری زیربنایی است و ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین روی آن ایجاد می‌شوند.

بیت کوین در سال ۲۰۰۸ متولد شد و اولین کاربرد فناوری بلاک چین بود. ساتوشی ناکاموتو در وایت پیپر خود از آن به‌عنوان «سیستم الکترونیکی همتا به همتا» یاد کرد. او ابتدا بلاک جنسیس را تشکیل داد و سپس سایر بلاک‌ها را از آن استخراج و به یکدیگر متصل کرد. به این ترتیب، یکی از بزرگترین زنجیره‌های بلوکی تشکیل شد که حاوی اطلاعات و تراکنش‌ها است.

فاز دو، قراردادها

blockchain ۲.۰ و توسعه اتریوم؛ از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵

در آن زمان، یکی از توسعه‌دهندگانی که احساس می‌کردند بیت کوین هنوز به پتانسیل کامل خود نرسیده است، ویتالیک بوترین، نابغه کانادایی‌روسی علوم رایانه بود. بوترین به‌خاطر محدودیت‌های بیت کوین، روی چیزی که آن را نوعی بلاک چین انعطاف‌پذیر می‌دانست، کار کرد. بلاک چینی که می‌توانست علاوه بر اینکه یک شبکه همتا به همتا باشد، کارهای مختلفی هم انجام دهد.

اتریوم در سال ۲۰۱۳، به‌عنوان یک بلاک چین عمومی جدید با عملکردهای بیشتر درمقایسه‌با بیت کوین متولد شد؛ نوآوری بزرگی که آن را نقطه‌عطف تاریخ بلاک چین می‌دانند.

بوترین با فعال‌کردن عملکردی که به افراد اجازه می‌دهد سایر دارایی‌ها نظیر قراردادها را هم در بلاک چین ثبت کنند، اتریوم را از بلاک چین بیت کوین متمایز کرد. این ویژگی جدید، قابلیت‌های اتریوم را از یک ارز دیجیتالِ صرف، به پلتفرمی برای توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز گسترش داد.

فاز ۳، برنامه‌های کاربردی غیرمتمرکز

blockchain ۳.۰ و آینده؛ سال ۲۰۱۸

تاریخچه تکامل بلاک چین با اتریوم و بیت کوین متوقف نمی‌شود. در سال‌های اخیر، تعدادی از پروژه‌ها همه قابلیت‌های فناوری بلاک چین را به کار گرفته‌اند. پروژه‌های جدید علاوه بر ارائه ویژگی‌های نو با استفاده از قابلیت‌های بلاک چین، به‌دنبال رفع برخی از کمبودهای بیت کوین و اتریوم هستند.

نئو (NEO)، یکی از این برنامه‌های کاربردی است که به‌عنوان اولین پلتفرم بلاک چینی منبع باز و غیرمتمرکز راه‌اندازی شد. بعد از آن آیوتا (IOTA) بود که در آن، برخی از توسعه‌دهندگان در رقابت برای سرعت‌بخشیدن به توسعه اینترنت اشیا، به گونه‌ای مناسب از فناوری بلاک چین استفاده کردند.

علاوه بر این دو، پلتفرم‌های بلاک چینی دیگری نظیر زی‌کش، مونرو و دش هم به‌عنوان راهی برای رسیدگی به پاره‌ای از مشکلات امنیتی و مقیاس‌پذیری مرتبط به برنامه‌های بلاک چین ۱.۰ به وجود آمدند. این سه پلتفرم که آلت‌کوین‌های حریم خصوصی نامیده می‌شوند، قصد دارند سطوح بالایی از حریم خصوصی و امنیت در هنگام اجرای تراکنش را ارائه دهند.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

حال که با بلاک چین و سیر تکاملی آن آشنا شدیم، بیایید ببینیم بلاک چین چطور کار می‌کند.

برای درک عملکرد بلاک چین، باید ابتدا با سه مفهوم اصلی یعنی بلاک، نود و ماینر و نیز مفاهیم وابسته به آن‌ها، یعنی تابع هش، نانس و الگوریتم اجماع آشنا شویم. بیایید با مثال پیش برویم که درک سازوکار آن‌ها ساده‌تر شود.

فرض کنیم ۱۰ نفر با هم تصمیم گرفته‌اند یک ارز دیجیتال جدید بسازند. آن‌ها باید جریان وجوه را پیگیری کنند تا از اعتبار کوین‌ها در اکوسیستم پولی خود اطمینان داشته باشند. یکی از آن‌ها که او را باب می‌نامیم، تصمیم می‌گیرد فهرستی از همه اقدامات را در یک دفتر به‌صورت صفحه اکسل درج کند. شخص دیگری که او را جک می‌نامیم، تصمیم دارد پول‌ها را بدزدد. او توانست مقداری پول سرقت کند و برای پنهان‌کردن آن، ورودی‌های دفتر را تغییر داد.

تابع هش یا تابع درهم‌سازی

مدتی بعد، باب متوجه می‌شود شخصی دفتر او را تغییر داده است. برای جلوگیری از این دستکاری در آینده، او فرمت دفتر را تغییر می‌دهد. برای این کار از تابع هش استفاده می‌کند که متن دفتر را به مجموعه‌ای از حروف و اعداد تبدیل می‌کند. چگونه؟

این فرایند از یک الگوریتم هش ایمن (SHA) استفاده می‌کند که ورودی‌های با مقادیر متغیر را دریافت کرده و به خروجی رمزگذاری‌شده با طول ثابت تبدیل می‌کند. این خروجی هش (hash) نامیده می‌شود. یک تغییر کوچک در یک رشته، هش کاملاً جدیدی تولید می‌کند. باب بعد از ثبت هر تراکنش در دفتر، یک هش درج می‌کرد. اما جک توانست سابقه را تغییر دهد و هش جدیدی تولید کند بدون این‌که آب از آب تکان بخورد.

باب دوباره متوجه می‌شود. برای پیچیده‌تر کردن فرایند، بعد از هر ثبت، یک هش جدید از آخرین هش ثبت‌شده به آن اضافه می‌کند. حالا هر ورودی به ورودی قبل از خودش بستگی دارد. بنابراین اگر جک بخواهد در دفتر تغییر ایجاد کند، باید هش همه ورودی‌های قبلی را تغییر دهد. جک دزد مصممی بود، بنابراین وقت گذاشت و همه هش‌ها را یکی‌یکی تغییر داد!

نانس یا عدد تصادفی

باب تسلیم نشد. این بار بعد از هر ثبت، یک عدد تصادفی با عنوان نانس (nonce) به داده‌ها اضافه کرد. این عدد باید به‌گونه‌ای انتخاب می‌شد که هش تولیدشده حتماً به دو صفر ختم شود. برای جعل سوابق دفتر، حالا جک باید ساعت‌ها صرف پیداکردن نانس برای هر خط می‌کرد. یافتن نانس‌ها حتی برای سریع‌ترین رایانه‌ها هم دشوار است.

نود یا گره

باب برای مدت کوتاهی می‌توانست تراکنش‌ها را به این شکل ثبت کند. بعد از مدتی، با انجام تراکنش‌های جدید، او تحت‌فشار قرار گرفت و سیستم فعلی را ناپایدار دید. بنابراین دفتر خود را در اختیار ۳۰۰۰ رایانه در سراسر جهان قرار داد. این رایانه‌ها همان نودها هستند.

هربار که تراکنشی ثبت می‌شود، آن نودها آن را اعتبارسنجی می‌کنند و نیازی نیست باب به‌تنهایی این کار را انجام دهد. وقتی اکثر نودها تراکنش را معتبر اعلام می‌کنند، آن را به یک مجموعه به نام بلاک می‌افزایند. حال اگر جک بخواهد یک ورودی را در دفتر تغییر دهد، همه نودهای دیگر هش اصلی را دارند و اجازه این کار را نخواهند داد.

بلاک

واژه بلاک چین از دو جزء بلاک (block) و زنجیره (chain) ساخته شده است. بنابراین هر زنجیره بلاک چینی از چندین بلاک متصل به هم تشکیل می‌شود. هر بلاک دارای سه مؤلفه اصلی است:

• داده‌های درون بلاک شامل برچسب زمانی و اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها
• نانس (Nonce) یا عدد تصادفی
• هش.

گفتیم که نودها بعد از تأیید هر تراکنش آن را به یک بلاک اضافه می‌کنند. هر بلاک تا جایی که ظرفیت دارد (۱ مگابایت) با تراکنش‌های جدید پر می‌شود. وقتی یک بلاک پر شد، به بلاک چین اضافه می‌شود و نودها کار روی بلاک بعدی را آغاز خواهند کرد.

این بلاک چین هر ۱۰ دقیقه یک‌بار با یک بلاک جدید به‌روز می‌شود و این به‌روزرسانی کاملاً خودکار است و همزمان در همه رایانه‌های موجود در شبکه انجام می‌شود. به‌محض به‌روزشدن بلاک چین، دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد. هر تغییر در بلاک چین، مستلزم اجماع اکثریت شرکت‌کنندگان در شبکه است.

ماینر یا استخراج‌کننده

به فرایندی که در آن بلاک‌ها به زنجیره اضافه می‌شوند، ماینینگ و به نودهایی که این کار را انجام می‌دهند، ماینر می‌گوییم. اگر یادتان باشد در بخش ویژگی‌های بلاک چین درباره اجماع اثبات کار صحبت کردیم.

در شبکه‌های بلاک چینی که از اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند، یک ماینر باید ثابت کند در حال انجام محاسبات و مصرف انرژی لازم برای استخراج بلاک است. ازآنجاکه هر بلاک حاوی نانس و هش منحصربه‌فرد خود است ولی به هش بلاک قبلی هم اشاره دارد، استخراج یک بلاک مخصوصاً در زنجیره‌های بزرگ دشوار خواهد بود. بنابراین، ماینرها باید از نرم‌افزارهای تخصصی برای حل مسئله ریاضی دشوارِ تولید هش قابل‌قبول با استفاده از نانس استفاده کنند.

ازآنجاکه نانس ۳۲ بیت است و هش ۲۵۶ بیت، حدود چهار میلیارد ترکیب نانس‌هش وجود دارد که باید بررسی شود تا ترکیب طلایی پیدا شود. این کار با دستگاه‌های ماینینگ بسیار سریع و قدرتمند محاسباتی نظیر ماینرهای ای‌سیک (ASIC)، امکان‌پذیر است.

ماینرها برای یافتن این ترکیب با هم رقابت می‌کنند و وقتی پیدا کردند، بلاک خود را به زنجیره اضافه می‌کنند. هر ماینری که زودتر از دیگران موفق به انجام کار شود، ماینرهای دیگر آن را تأیید می‌کنند و پاداش بلاک به ماینر تعلق می‌گیرد.

در الگوریتم اثبات سهام، دیگر اثبات کار و استخراج وجود ندارد و ماینرها فقط تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند. برای اثبات درستکاری خود، آن‌ها باید مبلغ مشخصی را در شبکه به‌عنوان وثیقه قفل کرده و به‌اصطلاح استیک کنند.

پروتکل‌های بلاک چین

فناوری بلاک چین شامل مجموعه بزرگی از قوانین است که پروتکل‌های آن نامیده می‌شوند. برای مثال:

• اطلاعات ورودی برای هر هش باید شامل هش بلاک قبلی باشد.
• در بلاک چین بیت کوین، پس از استخراج هر ۲۱۰٬۰۰۰ بلاک که چهار سال طول می‌کشد، پاداش استخراج بلاک باید به نصف کاهش یابد. این رویداد هاوینگ نامیده می‌شود.
• برای حفظ زمان استخراج درحدود ۱۰ دقیقه، سختی استخراج هر ۲۰۱۶ بلاک مجدداً محاسبه می‌شود. با کاهش و افزایش میزان سختی، شبکه تعادل را حفظ می‌کند. هرچه تعداد ماینرها بیشتر باشد، فضا رقابتی‌تر است و استخراج بلاک‌ها دشوارتر. وقتی ماینرها کمتر هستند، یعنی استخراج بلاک‌ها نسبتاً آسان‌تر است و ماینرها را به مشارکت ترغیب می‌کند.

مزایای فناوری بلاک چین

پتانسیل بلاک چین با تمام پیچیدگی‌هایی که دارد، به‌عنوان شکلی غیرمتمرکز از ثبت سوابق تقریباً بدون محدودیت است. برخی از مزایای این فناوری عبارت‌اند از:

افزایش دقت با حذف دخالت انسان در فرایند راستی‌آزمایی

برای تأیید تراکنش‌های شبکه بلاک چین، هزاران رایانه و دستگاه در شبکه مشارکت می‌کنند. بنابراین چیزی به‌صورت دستی انجام نمی‌شود و این به‌نوبه‌خود، خطای انسانی را کاهش می‌دهد. درنتیجه، اطلاعات دقیق‌تر ثبت می‌شوند. حتی اگر رایانه‌ای در شبکه یک اشتباه محاسباتی انجام دهد، این خطا فقط در یک نسخه از بلاک چین وجود خواهد داشت و شبکه آن را رد خواهد کرد.

کاهش هزینه با حذف واسطه‌های شخص ثالث

حتماً می‌دانید که برای انجام تراکنش‌های بانکی یا امضای یک سند در دفتر اسناد رسمی، باید هزینه‌های مختلفی پرداخت کنید. صاحبان مشاغل وقتی در دستگاه کارت‌خوان کارت می‌کشند، برای هر تراکنش باید کارمزد بپردازند؛ زیرا این تراکنش‌ها را بانک‌ها و شرکت‌های پرداخت به‌عنوان شخص ثالث پردازش می‌کنند. این در حالی است که با بلاک چین، هیچ واسطه و شخص ثالثی وجود ندارد و فقط یک کارمزد پرداخت می‌شود.

تمرکز زدایی و دشواری دستکاری

بلاک چین هیچ یک از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. در عوض، نسخه‌هایی از آن بین همه رایانه‌های موجود در شبکه توزیع می‌شود. هرزمان که یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می‌شود، این نسخه به‌روز شده، به‌شکل همزمان در اختیار همه رایانه‌های موجود در شبکه قرار می‌گیرد. با انتشار اطلاعات در شبکه به‌جای یک پایگاه داده مرکزی، دستکاری بلاک چین دشوارتر می‌شود.

تراکنش‌های کارآمد، خصوصی و امن

اگر قبلاً تراکنش‌های بین بانکی یا برون‌مرزی انجام داده باشید، می‌دانید که گاهی بسته به نوع واریز، ممکن است چند روزی طول بکشد تا پول در حساب گیرنده بنشیند. گاهی تسویه چکی که چهارشنبه واریز شده است، به بعد از تعطیلات و روز شنبه موکول می‌شود. این در حالی است که بلاک چین ۳۶۵ روز سال و در تمام روزهای هفته به‌صورت ۲۴ساعته فعال است.

تراکنش‌ها در برخی از بلاک چین‌ها در عرض چند دقیقه تکمیل می‌شوند؛ مخصوصاً برای معاملات برون مرزی، بلاک چین بسیار کارآمدتر از بانک‌هاست.

بسیاری از شبکه‌های بلاک چین به‌عنوان پایگاه‌های داده عمومی عمل می‌کنند، بدین معنا که هرکسی با اتصال به اینترنت می‌تواند فهرستی از تاریخچه تراکنش‌های شبکه را مشاهده کند. بااین‌حال این جزئیات شامل اطلاعات مربوط به شناسایی کاربرانی که آن تراکنش را انجام داده‌اند نمی‌شود. فقط یک آدرس قابل‌مشاهده وجود دارد و بنابراین هویت افراد و تراکنش‌های آن‌ها خصوصی باقی می‌ماند.

پس از ثبت تراکنش، شبکه بلاک چین صحت آن را تأیید می‌کند. پس از تأیید، تراکنش به بلاک در بلاک چین اضافه می‌شود. همان‌طور که گفتیم تغییر این بلاک‌ها غیرممکن است و این امنیت تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.

شفافیت فناوری

بیشتر بلاک چین‌ها کاملاً منبع باز هستند؛ یعنی همه می‌توانند کد آن را مشاهده کنند. بااین‌حال، هیچ مرجعی وجود ندارد که بتواند کدهای آن را کنترل یا ویرایش کند. به همین دلیل هرکسی می‌تواند تغییرات یا ارتقای سیستم را پیشنهاد دهد. اگر بیشتر کاربران شبکه موافق باشند که نسخه جدید کد یا ارتقای آن درست و ارزشمند است، می‌توان تغییرات را در بلاک چین اعمال کرد.

بانکداری بدون بانک

بلاک چین جایگزینی مناسب برای بانک و راهی برای ایمن‌سازی اطلاعات محرمانه شهروندانی است که در کشورهایی با دولت‌های خودکامه یا توسعه‌نیافته زندگی می‌کنند. شاید بهترین جنبه بلاک چین و البته ارزهای دیجیتال، این باشد که هرکسی صرف‌نظر از قومیت، نژاد، جنسیت و محدوده جغرافیایی که در آن ساکن است، می‌تواند از آن استفاده کند.

براساس گزارش بانک جهانی، میلیاردها بزرگ‌سال در جهان در مناطقی زندگی می‌کنند که خدمات بانکی وجود ندارد و بنابراین آن‌ها برای ذخیره پول و ثروتشان جایی را سراغ ندارند. آن‌ها تراکنش‌هایشان را با پول نقد فیزیکی می‌پردازند یا سرمایه‌شان را در خانه ذخیره می‌کنند؛ بنابراین از شر دزدان و تبه‌کاران در امان نیستند. این افراد به‌راحتی می‌توانند از بلاک چین و ارزهای دیجیتال بهره‌مند شوند.

معایب فناوری بلاک چین

با همه مزایایی که فناوری بلاک چین دارد، چندان هم بی‌عیب نیست. برخی از معایب بلاک چین عبارت‌اند از:

هزینه گزاف فناوری‌های مرتبط با بلاک چین

بلاک چین می‌تواند در هزینه‌های تراکنش‌ها صرفه‌جویی کند؛ اما خود این فناوری که رایگان نیست. برای نمونه، سیستم اثبات کار شبکه بیت کوین برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، توان محاسباتی زیادی مصرف می‌کند.

در دنیای واقعی، میزان انرژی که میلیون‌ها دستگاه در شبکه بیت کوین مصرف می‌کنند، از مصرف سالانه انرژی در کشور پاکستان بیشتر است. البته راه‌حل‌هایی مانند مزارع استخراج بیت کوین برای استفاده از انرژی خورشیدی، بادی یا گاز طبیعی اضافی راه‌اندازی شده‌اند که ممکن است مشکل را حل کند.

نرخ TPS (تراکنش در ثانیه) پایین

سرعت تسویه تراکنش‌ها در بلاک چین بسیار سریع‌تر از بانک‌داری سنتی است. بااین‌حال، تعداد تراکنش‌هایی که این شبکه در ثانیه می‌تواند پردازش کند، بسیار کمتر از شبکه‌هایی مانند ویزا است.

یک مطالعه موردی عالی برای ناکارآمدی احتمالی بلاک چین از نظر سرعت انجام تراکنش، بیت کوین است. برای سیستم اثبات کار بیت کوین، حداقل ۱۰ دقیقه زمان نیاز است تا یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه شود.

با این نرخ، تعداد تراکنش در ثانیه (TPS) شبکه بلاک چین بیت کوین فقط ۷ تاست. اتریوم هم اوضاع بهتری ندارد؛ زیرا آن‌هم به ۱۴ تراکنش در ثانیه محدود است. این مقدار را با ویزا مقایسه کنید که ۶۵٬۰۰۰ تراکنش را در ثانیه پردازش می‌کند.

البته در سال‌های اخیر، راه‌حل‌هایی با عنوان راه‌کارهای لایه دوم توسعه یافته‌اند که سعی می‌کنند ازدحام شبکه را کاهش دهند و فرایند پردازش تراکنش‌ها را سریع‌تر کنند. روش‌های نوآورانه نظیر شاردینگ در اتریوم یا معرفی شبکه‌های فرعی و نمونه‌گیری تصادفی در اولنچ دو نمونه از این راه‌کارها هستند.

بحث تغییر اندازه بلاک هم از مسائل مهمی است که برای مقیاس‌پذیری بلاک چین و افزایش TPS مدت‌هاست موردبررسی قرار گرفته است.

فعالیت‌های غیرقانونی

بااین‌که محرمانه‌بودن فعالیت‌ها در شبکه بلاک چین، از کاربران دربرابر هک محافظت می‌کند، نباید از بستری که برای فعالیت غیرقانونی در شبکه برای مجرمان فراهم می‌آورد غافل شد.

در سال‌هایی که بلاک چین رشد و توسعه یافته است، موارد متعددی از کاربرد آن در دارک وب و فعالیت‌های مجرمانه گزارش شده است. مشهورترین آن‌ها بازاری آنلاین با استفاده از بلاک چین برای فروش موادمخدر و پول‌شویی بود که سیلک رود یا جاده ابریشم نامیده می‌شد. این بازار از فوریه ۲۰۱۱ آغاز به کار کرد تا اینکه FBI در اکتبر ۲۰۱۳ موفق شد آن را تعطیل کند.

دارک وب به کاربران امکان می‌داد با استفاده از مرورگر Tor کالاهای غیرقانونی خریدوفروش کنند و مبالغ آن را با بیت کوین و ارزهای دیجیتال پرداخت کنند که قابل‌ردیابی نبود. البته جالب اینجاست که بیت کوین خیلی هم ناشناس نیست و نمی‌توان آن را غیرقابل‌ردیابی دانست.

برخی هم استدلال می‌کنند که بسیاری از فعالیت‌های مجرمانه در جهان با پول نقد مخصوصاً دلار آمریکا انجام می‌شود که قابل‌ردیابی نیستند و اتفاقاً موارد آن‌ها بسیار بیشتر از بلاک چین است.

انواع بلاک چین

بلاک چین‌ها به‌طور کلی به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

اول؛ بلاک چین عمومی

دوم؛ بلاک چین خصوصی

سوم؛ بلاک چین هیبریدی

چهارم؛ بلاک چین کنسرسیومی

بلاک چین عمومی

بلاکچین‌های عمومی بدون نیاز به مجوز هستند و هرکسی می‌تواند در آن‌ها مشارکت کند. هیچ مرجع واحدی نودهای این بلاک چین را کنترل نمی‌کند؛ بنابراین کاملاً غیرمتمرکز است و تغییر تراکنش‌های ثبت‌شده در آن بسیار دشوار است. این بلاک چین‌ها برای معامله و استخراج ارزهای دیجیتالی مانند بیت کوین مناسب‌اند.

بلاک چین خصوصی

بلاک چین خصوصی را یک سازمان یا گروه کنترل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند تصمیم بگیرند که چه کسی وارد این سیستم می‌شود و می‌تواند به داده‌ها دسترسی داشته باشد. به‌دلیل این محدودیت، این بلاک چین‌ها فقط تاحدودی غیرمتمرکز هستند.

این فرایند بیشتر شبیه یک سیستم ذخیره‌سازی داده داخلی است و فقط برای افزایش امنیت بین تعدادی نود توزیع شده است. گروهِ کنترل درصورت لزوم می‌توانند به عقب برگردند و بلاک‌ها را تغییر دهند. ریپل یکی از نمونه‌های بلاک چین خصوصی است.

بلاک چین هیبریدی

بلاک چین‌های هیبریدی ترکیبی از عناصر شبکه‌های بلاک چینی خصوصی و عمومی هستند. مثلاً یک شرکت تمایل دارد یک بلاک چین خصوصی و مبتنی‌برمجوز راه‌اندازی کند؛ ولی یک سیستم عمومی هم درکنار آن داشته باشد. در چنین شبکه‌ای، سازمان می‌تواند دسترسی به داده‌های خاص ذخیره‌شده در بلاک چین را کنترل کند و بقیه داده‌ها را عمومی نگه دارد.

اعضای عمومی می‌توانند با استفاده از قراردادهای هوشمند تعبیه‌شده در این بلاک چین، بررسی کنند که آیا تراکنش‌های خصوصی انجام شده‌اند یا خیر.

بلاک چین کنسرسیومی

این بلاک چین‌ها بین گروهی از سازمان‌ها مشترک هستند. بیشتر برای صنایعی کاربرد دارند که در آن‌ها تعداد زیادی سازمان با اهداف و مسئولیت مشترک، باید به داده‌های صنعت خود دسترسی داشته باشند.

حفظ و مدیریت این شبکه‌ها برعهده تمام سازمان‌های مشمول در آن است. برای نمونه، کنسرسیوم شبکه تجارت جهانی کشتی‌رانی، یک کنسرسیوم غیرانتفاعی بلاک چین است که هدف آن دیجیتالی‌کردن صنعت حمل‌ونقل و افزایش همکاری بین اپراتورهای صنعت دریایی است.

کاربردهای بلاک چین

بلاک چین در سیر تکاملی خود، دائماً رشد کرده و پتانسیل خود را برای ادغام با صنایع متنوع نشان داده است. هرچند هنوز کاربرد بلاک چین در این صنایع به جایی نرسیده است که همه در سراسر جهان از آن استفاده کنند؛ اما به‌زودی این اتفاق رخ خواهد داد. برخی از کاربردهای بلاک چین در صنایع عبارت‌اند از:

قراردادهای هوشمند

شاید بدانید قرارداد سنتی، کاغذی است که در آن شما و یک فرد (نهاد) دیگر، درباره زمینه خاصی توافق می‌کنید. در این توافق یک‌سری بایدها و نبایدها تعریف می‌شود که هر دو طرف قرارداد با آن هم‌نظر هستید و به‌موجب آن، باید تعهدات درج‌شده در قرارداد را اجرا کنید.

 قراردادهای هوشمند درست مشابه قراردادهای سنتی هستند؛ با این تفاوت که این تعهدات را در فضای دیجیتال تعریف می‌کنند و البته اجرای آن تعهدات کاملاً خودکار اجرا می‌شود.

برای مثال، فرض کنید قرار است آپارتمانی را با کمک قرارداد هوشمند اجاره کنید. صاحب‌خانه موافقت می‌کند که به‌محض دریافت پیش‌پرداخت شما، کدِ در آپارتمان را تحویل دهد. این کد در قرارداد هوشمند تعبیه می‌شود.

وقتی شما پیش‌پرداخت را واریز می‌کنید، قرارداد هوشمند خودبه‌خود کد را در اختیار شما قرار خواهد داد. اما پرداخت اجاره ماهیانه چطور؟ قرارداد هوشمند را طوری تنظیم می‌کنید که درصورت پرداخت‌نکردن اجاره تا مهلت مشخص‌شده، کد در را تغییر دهد.

امور مالی غیرمتمرکز

یکی از کاربردهای فناوری بلاک چین، امور مالی غیرمتمرکز یا دیفای است که به کاربران اجازه می‌دهد مانند چیزی که در دنیای مالی سنتی رایج است، به خدمات مالی دسترسی داشته باشند با این تفاوت که این خدمات کاملاً غیرمتمرکز هستند.

با استفاده از راه‌حل‌های مختلف دیفای، کاربران می‌توانند وام بگیرند، وجوه مدنظرشان را برای انجام معامله قرض بگیرند و همه این‌ها بدون وجود یک مرجع متمرکز روی بلاک چین اداره می‌شوند.

توکن‌های غیرمثلی

توکن‌های غیرمثلی یا NFTها، کاربرد ارزشمندی از فناوری بلاک چین با پتانسیل‌های گسترده هستند. این توکن‌های منحصربه‌فرد را نمی‌توان به‌صورت نظیر به نظیر و با ارزش یکسان مبادله کرد. یکی از موارد کاربرد آن‌ها قانون کپی‌رایت و احراز هویت آثار هنری است؛ چیزی که می‌تواند اصالت و مالکیت آن‌ها را تأیید و از کپی‌کردن غیرمجاز آن‌ها جلوگیری کند.

زنجیره تأمین

استفاده از فناوری بلاک چین در زنجیره تأمین می‌تواند به رهگیری و اثبات منشأ حقیقی مواد اولیه، غذاها و کالاهای مصرفی کسب‌وکارها کمک کند. هرگونه اطلاعات درباره زنجیره تأمین، بدون هیچ تغییری در بلاک چین ثبت می‌شود. فرایندی کاملاً شفاف که از هرگونه تقلب جلوگیری به عمل می‌آورد.

مطالبات بیمه

یکی از بهترین کاربردهای بلاک چین را می‌توان صنعت بیمه دانست. فرایند کنونی مطالبه بیمه، بسیار دشوار و وقت‌گیر است. با قرارداد هوشمند می‌توان مجموعه خاصی از معیارها را برای شرایط خاص مرتبط با بیمه ایجاد کرد. کاربر می‌تواند مطالبات بیمه‌ای را به‌صورت آنلاین به بلاک چین ارسال کند تا پس از بررسی، درصورتی‌که شرایط استفاده از بیمه را دارد، به‌شکل خودکار و کاملاً آنی پرداختش انجام شود.

تأیید هویت

به‌لطف جنبه غیرمتمرکز بلاک چین، می‌توان فرایند تأیید هویت آنلاین را بسیار سریع‌تر و احتمالاً ایمن‌تر انجام داد. نگهداری داده‌های هویت آنلاین در یک مکان مرکزی خطرات بالقوه‌ای دارد؛ این در حالی است که با کمک بلاک چین، هکرهای رایانه دیگر نقاط آسیب‌پذیری متمرکز در برابر حمله را در اختیار نخواهند داشت.

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) اکوسیستمی از دستگاه‌ها و تجهیزات محیط پیرامون ماست که مشخصات فنی خاصی دارند و با اتصال به اینترنت، می‌توانند با نرم‌افزارهای موجود در تلفن‌های هوشمند، رایانه و نظایر آن‌ها تعامل برقرار کنند. این فناوری امکان کنترل و مدیریت ازراه‌دور این دستگاه‌ها را برای ما فراهم می‌کند.

فناوری بلاک چین می‌تواند با ارائه روش‌هایی برای محافظت دربرابر هکرها، در آینده اینترنت اشیا نقش داشته باشد. ازآنجاکه بلاک چین امکان کنترل غیرمتمرکز را فراهم می‌کند، طرح امنیتی مبتنی بر آن باید به‌اندازه کافی مقیاس‌پذیر باشد تا بتواند شبکه عظیم اینترنت اشیا را پوشش دهد.

آرشیو و ذخیره فایل

گوگل درایو، دراپ باکس و برنامه‌های نظیر آن، آرشیو الکترونیکی اسناد را با استفاده از روش‌های متمرکز امکان‌پذیر کرده‌اند و چه سفره وسوسه‌انگیزی هم برای هکرها هستند! بلاک چین و قراردادهای هوشمند می‌توانند روش‌هایی برای کاهش قابل‌توجه این تهدید در ذخیره‌سازی اطلاعات ارائه دهند. سلام بر حریم خصوصی واقعی!

سیستم رأی‌گیری

با کمک بلاک چین و قرارداد هوشمند می‌توان یک سیستم رأی‌گیری مدرن طراحی کرد که کسی نتواند آرای مردم را دستکاری کند. انتخابات میان‌دوره‌ای نوامبر ۲۰۱۸ که در ویرجینیای غربی در آمریکا به‌شکل آزمایشی با کمک بلاک چین انجام شد، نشان داد که این سیستم می‌تواند تقلب را در انتخابات حذف کند و شهروندان واجدشرایط بیشتری را به مشارکت وادارد.

در این روش، دستکاری آرا تقریباً غیرممکن است و شفافیت حاصل از آن، نیاز به بازشماری مجدد و نگرانی از تقلب را از بین می‌برد. حتی نیازی به کارکنان انسانی برای شمارش آرا نیست و نتایج فوراً در اختیار مقامات قرار خواهد گرفت.

مراقبت‌های بهداشتی

ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی می‌توانند از بلاک چین برای ذخیره ایمن سوابق پزشکی بیماران خود استفاده کنند. پرونده‌های پزشکی بلاک چینی به بیماران اطمینان می‌دهد که سابقه آن‌ها قابل‌تغییر نیست. همچنین با کمک کلید خصوصی در بلاک چین می‌توان کاری کرد این پرونده فقط در دسترس افراد خاصی قرار گیرد.

سوابق مالکیت اموال

ثبت حقوق مالکیت در صنعت املاک و مستغلات کاری بسیار دشوار و ناکارآمد است. اسناد فیزیکی، کاغذبازی و ثبت به‌صورت دستی در پایگاه داده متمرکز، همگی مستعد بروز خطای انسانی هستند.

هر اشتباه در این اسناد می‌تواند ردیابی مالکیت دارایی را با مشکل مواجه کند. کاربرد بلاک چین در صنعت املاک و مستغلات می‌تواند این مشکلات را تا حد زیادی حل کند و سوابق مالکیت را به‌شکل دقیق و دائمی در خود نگه دارد.

تفاوت بلاک چین با بیت کوین

بسیاری بلاک چین و بیت کوین را با هم یکی می‌دانند؛ اما این دو کاملاً با هم متفاوت‌اند. بیت کوین اولین کاربرد بلاک چین بود؛ به همین دلیل افراد به‌شکل ناخواسته تصور کردند این دو یکی هستند. فناوری بلاک چین کاربردهای زیادی به جز بیت کوین دارد.

بیت کوین یک ارز دیجیتال است که از فناوری بلاک چین استفاده می‌کند. بلاک چین زنجیره‌ای از بلاک‌های متصل به هم است که امکان ساخت ارزهای دیجیتالی نظیر بیت کوین را فراهم می‌کند.

شبکه بیت کوین یک دفتر کل است که همه تراکنش‌های بیت کوین را ثبت می‌کند و سرورهای سراسر جهان، نسخه‌هایی از این دفتر کل را نگهداری می‌کنند.

بیشتر بخوانید: تفاوت بیت کوین و بلاک چین چیست؟

جمع‌بندی

در این مطلب درباره فناوری بلاک چین و کاربردهای آن صحبت کردیم. دیدیم که هرچند بلاک چین از هک مصون نیست، ماهیت غیرمتمرکز آن امنیت بسیار بیشتری نسبت‌به سیستم‌های متمرکز نظیر بانک فراهم می‌کند.

بزرگ‌ترین شبکه‌های بلاک چین، نظیر بیت کوین و اتریوم، در دسترس هرکسی با یک رایانه و اتصال به اینترنت قرار دارند. هرچه نودهای بیشتری در بلاک چین شرکت می‌کنند، به‌جای ایجاد نگرانی امنیتی، امنیت را افزایش می‌دهند. بلاک چین پتانسیل زیادی دارد و می‌تواند کاربردهای بی‌شماری در دنیای واقعی داشته باشد.