کاربرد بلاک چین (blockchain)چگونه است؟ معایب و مزایای بلاک چین

بلاک چین ((Blockchain یک پایگاه داده توزیع شده است که بین گره های یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته شده است. به عنوان یک پایگاه داده، یک بلاک چین اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال ذخیره می کند. بلاک چین ها بیشتر به دلیل نقش حیاتی خود در سیستم های ارزهای دیجیتال، مانند بیت کوین، اتریوم و... برای حفظ رکورد امن و غیرمتمرکز تراکنش ها شناخته می شوند. نوآوری در بلاک چین این گونه است که وفاداری و امنیت رکورد داده ها را تضمین می کند و بدون نیاز به شخص ثالث قابل اعتماد، اعتماد ایجاد می کند.

بیشتر بخوانید: نقش شاردینگ در بلاک چین چیست؟

کریپتوکارنسی چیست و چگونه کار می کند؟

کریپتوکارنسی همان ارز های دیجیتالی یا پول اینترنتی است که با استفاده از رمزنگاری امنیتش تامین شده است. کریپتوکارنسی در واقع از دو کلمه‌ی کریپتو به معنی رمزنگاری و کارنسی به معنای ارز یا پول دیجیتال می‌باشد و اولین و معروفترین کریپتوکارنسی، بیت کوین می‌باشد. که از فناوری بلاک چین برای ثبت و ایمن سازی هر تراکنش استفاده می کنند. یک ارز دیجیتال (به عنوان مثال، بیت کوین) می تواند به عنوان یک شکل دیجیتالی پول نقد برای پرداخت همه چیز از اقلام روزمره گرفته تا خریدهای بزرگتر مانند اتومبیل و خانه استفاده شود. می توان آن را با استفاده از یکی از چندین کیف پول دیجیتال یا پلتفرم معاملاتی خریداری کرد، سپس با خرید یک کالا به صورت دیجیتالی منتقل شد، همچنین با بلاک چین می توان معامله و مالک جدید را ثبت کرد. جذابیت ارزهای دیجیتال این است که همه چیز در یک دفتر کل ثبت می شود و با استفاده از رمزنگاری ایمن می شود و یک رکورد غیرقابل انکار، ثبت زمان مشخص و امنیت بالا در هر پرداخت ایجاد می کند.

ساختار بلاک چین و تفاوتش با پایگاه داده

نحوه ساختار داده های یک بلاک چین با یک پایگاه داده معمولی، متفاوت می باشد. یک بلاک چین اطلاعات را در گروه هایی به نام بلوک جمع آوری می کند که مجموعه ای از اطلاعات را در خود نگه می دارد. بلوک‌ها دارای ظرفیت‌های ذخیره‌سازی خاصی هستند و هنگامی که پر می‌شوند، بسته می‌شوند و به بلوک پرشده قبلی متصل می‌شوند و زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهند که به نام زنجیره بلوکی شناخته می‌شود. تمام اطلاعات جدیدی که به دنبال آن بلوک تازه اضافه شده است، در یک بلوک تازه تشکیل شده کامپایل می شود. که پس از پر شدن نیز به زنجیره اضافه می شود.

یک پایگاه داده معمولاً داده های خود را در جداول ساختار می دهد، در حالی که یک بلاک چین، همانطور که از نامش پیداست، داده های خود را به قطعات (بلوک هایی) که در کنار هم قرار گرفته اند ساختار می دهد. این ساختار داده به طور ذاتی یک خط زمانی برگشت ناپذیر از داده ها را هنگامی که در طبیعت غیرمتمرکز پیاده سازی می شود، ایجاد می کند. بلاک چین های غیرمتمرکز تغییر ناپذیر هستند، به این معنی که داده های وارد شده برگشت ناپذیر هستند. برای بیت کوین، این به این معنی است که تراکنش ها به طور دائم ثبت می شوند و برای همه قابل مشاهده هستند. در مورد بیت‌کوین، بلاک چین به‌صورت غیرمتمرکز استفاده می‌شود تا هیچ فرد یا گروهی بر آن کنترل نداشته باشد، بلکه همه کاربران به طور جمعی کنترل را حفظ می‌کنند.

بلاک چین نوعی پایگاه داده مشترک می باشد که با یک پایگاه داده معمولی در نحوه ذخیره اطلاعات تفاوت دارد. بلاک چین داده ها را در بلوک هایی ذخیره می کند که سپس از طریق رمزنگاری به یکدیگر مرتبط می شوند. با ورود داده های جدید، وارد یک بلوک جدید می شود. هنگامی که بلوک با داده پر شد، به بلوک قبلی زنجیر می شود، که باعث می شود داده ها به ترتیب زمانی به هم متصل شوند. انواع مختلفی از اطلاعات را می توان در یک بلاک چین ذخیره کرد، اما رایج ترین استفاده تا کنون به عنوان دفتر کل برای تراکنش ها بوده است.

بلاک چین(Blockchain )چگونه کار می‌کند؟

واژه بلاک چین (Blockchain) ترکیبی از دو کلمه Block (بلوک) و Chain (زنجیره) است. این فناوری در حقیقت زنجیره‌ای از بلوک‌ها می باشد و هدف اصلی استفاده از بلاک چین این است که به همه افراد به خصوص افرادی که به یکدیگر اعتماد ندارند اجازه دهید داده های با ارزش خود را به روشی ایمن و بدون دستکاری به اشتراک بگذارند.

بلاک چین از سه مفهوم مهم تشکیل شده است: بلوک ها، گره ها و ماینرها.

• بلوک ها: هر زنجیره از چندین بلوک تشکیل شده است و هر بلوک دارای سه عنصر اساسی است:

داده های موجود در بلوک: یک عدد کامل 32 بیتی به نام nonce. هنگامی که یک بلوک ایجاد می شود، nonce به طور تصادفی تولید می شود، که سپس یک هش هدر بلوک ایجاد می کند. هش یک عدد 256 بیتی است که به nonce متصل شده است. باید با تعداد زیادی صفر شروع شود (یعنی بسیار کوچک باشد). هنگامی که اولین بلوک یک زنجیره ایجاد می شود، یک nonce هش رمزنگاری را تولید می کند. داده های موجود در بلوک، امضا شده در نظر گرفته می شود و برای همیشه به nonce و هش گره خورده است، مگر اینکه استخراج شود. 

• گره ها: گره ها می توانند هر نوع وسیله الکترونیکی باشند که کپی هایی از بلاک چین را حفظ کرده و عملکرد شبکه را حفظ می کند. هر گره دارای کپی مخصوص به خود از بلاک چین است و شبکه باید هر بلوک تازه استخراج شده را به صورت الگوریتمی تایید کند تا زنجیره به‌روزرسانی، قابل اعتماد و تایید شود. از آنجایی که بلاک چین ها شفاف هستند، هر اقدامی در دفتر کل به راحتی قابل بررسی و مشاهده است. به هر شرکت کننده یک شماره شناسایی الفبایی منحصر به فرد داده می شود که تراکنش های آنها را نشان می دهد.

ترکیب اطلاعات عمومی با سیستم بررسی و تعادل به بلاک چین کمک می کند تا یکپارچگی خود را حفظ کند و اعتماد کاربران را ایجاد کند. اساساً بلاک چین ها را می توان به عنوان مقیاس پذیری اعتماد از طریق فناوری در نظر گرفت.

• ماینر ها: ماینرها از طریق فرآیندی به نام ماینینگ (mining)، بلوک های جدیدی را روی زنجیره ایجاد می کنند. در یک بلاک چین، هر بلوک دارای nonce و هش منحصر به فرد خود است، اما همچنین به هش بلاک قبلی در زنجیره اشاره می کند، بنابراین استخراج یک بلوک، به خصوص در زنجیره های بزرگ، آسان نیست.

ماینرها از نرم‌افزار ویژه‌ای برای حل مسئله ریاضی فوق‌العاده پیچیده پیدا کردن یک nonce استفاده می‌کنند که هش قابل قبولی تولید می‌کند. از آنجایی که nonce فقط 32 بیت و هش 256 بیت است، تقریباً چهار میلیارد ترکیب غیر هش ممکن وجود دارد که باید قبل از یافتن ترکیب مناسب استخراج شوند. وقتی این اتفاق می افتد، گفته می شود که ماینرها "nonce طلایی" را پیدا کرده اند و بلوک آنها به زنجیره اضافه می شود.

ایجاد تغییر در هر بلوک قبلی در زنجیره باعث می شود بلوکی که تغییر کرده به همراه همه بلوک های بعدی استخراج شوند. به همین دلیل است که دستکاری فناوری بلاک چین بسیار دشوار است. به آن به عنوان "ایمنی در ریاضیات" فکر کنید زیرا یافتن nonce طلایی به زمان و قدرت محاسباتی بسیار زیادی نیاز دارد.

هنگامی که یک بلوک با موفقیت استخراج شد، این تغییر توسط تمام گره‌های شبکه پذیرفته می‌شود و ماینر پاداش مالی دریافت می‌کند.

 بیشتر بدانید: آنچه باید درباره ارز های دیجیتال بدانید
 

اجماع در بلاک چین (Consensus Algorithms)

ساختار بلاک چین به گونه ای طراحی شده که کاربران نتوانند تقلب کنند، در این حالت کاربران می خواهند که بتوانند بیشترین سود را کسب کنند و باید امکان ساخت بلوک برای همه وجود داشته باشد. طبق پروتکل‌هایی کاربران بخشی از سرمایه خود را در ریسک قرار می دهند در پروسه ساخت بلوک شرکت می کنند و در صورت ایجاد یک بلوک معتبر از شبکه پاداش می گیرند. به طور کلی الگوریتم های اجماع به فرایند تصمیم گیری برای یک گروه اطلاق می شود که در آن افراد آن گروه از تصمیمی که برای همه بهتر است استفاده می کنند.

حال اگر کاربر یا کاربرانی بخواهند تقلب کنند سایر گره‌ها از آن مطلع خواهند شد. در نتیجه مصرف برق و توان محاسباتی آن‌ها هدر خواهد رفت. مکانیزم ارائه شده را «الگوریتم‌های اجماع» (Consensus Algorithms) می‌نامند. الگوریتم اجماع این امکان را برای کاربران فراهم می‌کند که بر روی بلوک جدید اجماع کنند. الگوریتم‌های اجماع مختلفی در بلاک چین مورد استفاده قرار می‌گیرند. که پر کاربرد ترین و معروف ترین آن ماینینگ (Mining) یا الگوریتم اجماع اثبات کار می باشد.

مزایا و معایب بلاک چین

با تمام پیچیدگی هایی که بلاک چین دارد، پتانسیل بلاک چین به عنوان شکل غیرمتمرکز نگهداری سوابق تقریباً بدون محدودیت می باشد اما معایب و مزایایی دارد که به آن اشار میکنیم:

مزایا

• انجام تراکنش‌ها بدون حضور واسطه
• عدم نیاز به دریافت اجازه از شخص یا سازمان
• هزینه های پردازش کمتر
• خطاهای کمتر
• تراکنش ها امن، خصوصی و کارآمد هستند
• یک جایگزین بانکی و راهی برای ایمن سازی اطلاعات شخصی شهروندان کشورهای دارای دولت های ناپایدار یا توسعه نیافته ارائه می کند

معایب

• هزینه فناوری قابل توجه مرتبط با استخراج بیت کوین
• تراکنش های کم در ثانیه
• سابقه استفاده در فعالیت های غیرقانونی، مانند وب تاریک
• مقررات بسته به حوزه قضایی متفاوت است و نامشخص است
• محدودیت های ذخیره سازی داده

انواع بلاک چین

به‌طور کلی دو دسته بلاک‌ چین داریم، بلاک چین های خصوصی و بلاک چین های عمومی. اما انواع دیگری مانند کنسرسیوم و هیبرید نیز وجود دارد که در اینجا فقط به تعریف بلاک چین های خصوصی و عمومی می پردازیم:

بلاک چین عمومی

این نوع بلاک چین یک سیستم دفتر کل توزیع شده بدون محدودیت و بدون نیاز به اجازه است و هر کس می تواند دفتر کل را ببیند و در فرایند اجماع شرکت کند. از نوع بلاک چین های غیرمتمرکز می‌باشد، مانند: بیت‌کوین، لایت‌کوین، اتریوم (ath) و... پلتفرم های بلاک چین و نمونه بارز یک بلاک‌چین عمومی هستند. بلاک‌چین عمومی همانطور که از نامش مشخص می باشد، بلاک چینی برای همه مردم است و توسط مردم کنترل می‌شود. هر کاربر می تواند با دانلود بلاک چین به یک نود (عضو شبکه) مجاز تبدیل شود و پس از آن به عنوان بخشی از شبکه بلاک چین در نظر گرفته می شوند. یک نود یا کاربر یک بلاک چین عمومی صلاحیت انجام ماینینگ، دسترسی به سوابق فعلی و گذشته و تأیید تراکنش را دارد. در این نوع بلاک‌چین هیچ کس مسئول نهایی نیست و هرکسی قادر است در نوشتن، خواندن یا بازبینی بلاک چین شرکت کند. این گونه بلاک چین ها متن باز و شفاف هستند. در بلاک چین عمومی، تصمیم گیری از طریق الگوریتم های اجماع مانند گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام انجام می شود.

بلاک چین خصوصی

بلاک چین خصوصی یک شبکه بلاکچین بسته است (محدودیت در پذیرش میزبان دارند) که مانند بلاک چین عمومی به طور کامل توزیع شده و غیر متمرکز نیست. این بلاکچین محدود و نیازمند به کسب اجازه است که تنها در یک شبکه بسته اجرا می‌شود. این نوع معمولا دارایی خصوصی یک سازمان یا یک فرد است و مشارکت برای همه مردم امکان ندارد. بر خلاف بلاکچین‌های عمومی در اینجا مسئولیت با یک شخص است و از موارد مهم مانند خواندن یا نوشتن مراقبت می کند و برای خواندن اجازه این شخص نیاز است. در اینجا اجماع یا تصمیم‌گیری به عهده مسئول مرکزی است، کسی که تصمیم می‌گیرد حقوق ماینینگ را بدهد یا حتی اصلا آن را ندهد.

بلاکچین‌های خصوصی از نودهای سازنده‌ای تشکیل شده‌اند که حق ایجاد، مشاهده و مجوز تراکنش‌ها به آن‌ها داده می‌شود. توسعه دهندگان بلاکچین در مورد نودی که حقوق تراکنش را دریافت می‌کند، تصمیم می‌گیرند. مجوزها، اختیارات، دسترسی و سطح امنیت در دست سازمان کنترل کننده است. بلاکچین‌های خصوصی یک شبکه کوچک و محدود دارند. Hyperledger Fabric،Hyperledger Sawtooth ،Corda و Multichain پلتفرم هایی هستند که در دسته بندی بلاکچین خصوصی قرار می گیرند.

تفاوت بلاک چین عمومی با بلاک چین خصوصی

• یک شبکه بلاکچین عمومی به افراد امکان می دهد کارهای زیر را انجام دهند:
• هر کس می تواند نودها را اجرا و عملیات ماینینگ را شروع کند.
• هر کس می تواند بلاکچین را با استفاده از مرورگر (اکسپلورر) آن بررسی و بازبینی کند.
• هر کس می تواند تراکنش داشته باشد.
• بلاک چین عمومی بالاترین سطح امنیت را ارائه می دهد. در حالی که در بلاکچین خصوصی همچین مساله ای مشاهده نمی شود.

اما در یک بلاک چین خصوصی موارد زیر امکان‌پذیر نیست:

• هر کسی نمی‌تواند تراکنش ها را از طریق بلاکچین انجام دهد.
• هر کسی نمی‌تواند یک نود را اجرا و شروع به ماینینگ کند.
• این بلاکچین توسط یک کاربر یا نود تصادفی قابل بازبینی یا بررسی نیست.
• شبکه بلاک چین خصوصی به بلاکچینی گفته می‌شود که دسترسی به شبکه آن برای عموم آزاد نیست و همه نمی‌توانند یکی از اعضای آن شوند.

پیشنهاد می کنیم که در سایت پزشک کسب و کار مقاله لایت کوین LTCچیست؟ را هم مطالعه کنید.